[发明专利]一种六自由度自适应柔性万向节

说明书

技术领域

本发明涉及一种万向节,具体涉及一种六自由度自适应柔性万向节。

背景技术

随着遥感卫星技术的发展，对地光学成像相机、对地测绘相机、测绘雷达等载荷的成像精度越来越高，对微振动干扰更加敏感。为有效抑制微振动的干扰，保证卫星的成像精度，设计了一种并联桁架式多扰源组合体减隔振装置，通过多个隔振杆组合成的隔振平台，将扰源组合体工作时产生的微振动进行隔离和衰减。为保证承载性能和可靠性，并联桁架式减隔振装置由多个隔振杆构成过约束杆架系统，每个隔振杆由柔性接头、弹簧、阻尼器、连接杆等组成。对于高精度遥感卫星，用于安装扰源组合体的隔振平台大都具有较高的安装精度要求。但由于零件加工精度的限制，每个隔振杆的几何外形和安装角度通常存在着误差，若采用常规的柔性接头将导致隔振杆安装后存在着较大的内应力，隔振平台的精度通常也难以保证。隔振杆的内应力将使柔性接头和阻尼器产生较大的预应力，严重降低其抗疲劳性能，甚至可能导致隔振杆破坏、隔振平台失效。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种承载能力大、结构简单、精度高、自适应性强的六自由度自适应柔性万向节。

所述的六自由度自适应柔性万向节包括：安装座、球垫、球套和柔性铰；所述安装座包括：下安装面和一端与下安装面相连，另一端倾斜向上延伸的上安装面；所述安装座通过设置在其下安装面上的两个以上长圆安装孔与外部平台相连，所述长圆安装孔的长度方向与所述下安装面的长度方向一致，由此实现万向节在所述下安装面长度方向平动自由度的调节；所述安装座的上安装面上设置有球垫安装孔；

所述球垫的两端面分别设置有用于安装球套的球窝，所述球垫通过其端面上的长圆安装孔固定在安装座的上安装面上，使其球窝所在位置与所述球垫安装孔所在位置对应；所述球垫端面上的长圆安装孔的长度方向与上安装面的宽度方向一致，由此实现万向节在所述上安装面宽度方向平动自由度的调节；

所述球套为具有中心孔的半球形结构，球套的外表面包括一个平面和一个球面，其中该平面为压紧面，两个所述球套分别安装在球垫两端的球窝内，使球套的球面通过与所述球窝配合，由此实现万向节在所述球套中心孔轴向上平动自由度的调节以及球面三个转动方向自由度的调节；

所述柔性铰一端同轴穿过球套和球垫的中心孔，固定在安装座上；另一端与外围设备相连。

所述柔性铰包括螺杆、连接轴和连接盘，所述螺杆的一端穿过球套及球垫的中心孔，通过压紧螺母固定在安装座上，另一端通过连接轴与连接法兰相连；所述连接法兰上设置有用于与外围设备相连的安装孔；所述连接轴的圆周面上设置有两个以上切槽，所述切槽包括沿连接轴圆周方向的弧形切口和弧形切口两端沿轴向向下或向上延伸的条形切口，两个以上所述切槽相互交叉。

令向同一方向延伸的两相邻条形切口之间的部分为轴芯，在每个轴芯与弧形切口连接端的端部两侧设置有对称的凸台。

有益效果：

(1)该万向节通过安装座上设置的与卫星结构的连接环节来实现一个平动方向的调节和隔振杆安装角度的初调；球垫上设置的与安装座的连接环节来实现另一个平动方向的精确调整；同时，球垫两侧设置有两个球窝，通过与球套和压紧螺母的配合，实现一个平动方向和三个转动方向的精确调整；由此通过安装座、球垫和球套实现隔振杆安装过程中的六自由度精确调节，具有结构简单、调节方便、精度高、适应性强的特点。

(2)柔性铰在轴向具有较大的刚度和承载能力，同时在其它方向刚度较小且具有到位保护环节，可以有效承受发射过程中的冲击载荷，有效传递轴向载荷、释放其他方向载荷，具有承载能力大，且不影响卫星姿态控制的特点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明使用时的安装示意图；

图3是本发明中安装座的结构示意图；

图4是本发明中球垫的结构示意图；

图5是本发明中球套的结构示意图；

图6是本发明中柔性铰的结构示意图；

图7是本发明中柔性铰A向投影视图；

图8是本发明中柔性铰B向投影视图；

图9本发明的一种防松设计示意图。