垂直方向增力机构

摘要

垂直方向增力机构，它涉及一种增力机构。本发明的目的是为解决现有大型空间伸展臂根部锁紧后整个臂的轴向刚度较低的问题。本发明固定杆与直线导轨之间为直角形设置，滑套套设在直线导轨上，活动杆的一端与滑套固定连接，承力杆的下端与固定铰支架铰接，活动杆与滑套之间为直角形设置，驱动杆的一端与平动铰支架铰接，驱动杆的另一端与承力杆的中部铰接，承力杆上的承力杆插头与限位簧片相配合。本发明整个增力机构设计紧凑、质量轻、可实现垂直方向的增力限位作用。本发明只在特定位置有增力效应，而在其它的运动过程中只有运动副之间的摩擦阻力，因此耗能小。本发明还实现了重复增力功能，整个增力机构增力效果显著，结构组成简洁。

说明书

技术领域

本发明涉及一种增力机构。

背景技术

大型空间伸展臂完全展开后在其装载筒内的准确锁紧问题虽然已经解决，但是仍然还存在伸展臂根部锁紧后整个臂的轴向刚度较低的问题，这个问题至今还没有找到解决的办法。

发明内容

本发明的目的是为解决现有大型空间伸展臂根部锁紧后整个臂的轴向刚度较低的问题，提供一种垂直方向增力机构。本发明由固定铰支架、固定杆、承力杆、承力杆插头、驱动杆、限位簧片、平动铰支架、活动杆、滑套和直线导轨组成，固定杆的一端与直线导轨的下端固定连接，固定杆与直线导轨之间为直角形设置，固定铰支架固定在固定杆的另一端上，滑套套设在直线导轨上，活动杆的一端与滑套固定连接，活动杆与滑套之间为直角形设置，平动铰支架固定在活动杆的另一端上，限位簧片固定在平动铰支架外侧的活动杆上，承力杆的下端与固定铰支架铰接，承力杆插头固定在承力杆的上端，驱动杆的一端与平动铰支架铰接，驱动杆的另一端与承力杆的中部铰接，承力杆上的承力杆插头与限位簧片相配合。

本发明的有益效果是：本发明实现了垂直方向增力的功能，增力的具体倍数可以由限位簧片的刚度、承力杆的结构形式、平动铰支与固定铰支间的安装偏心距来调整。整个增力机构设计紧凑、质量轻、可实现垂直方向的增力限位作用。本发明锁紧刚度的提高是建立在把轴向力转化为径向力的基础上，从而增强了伸展臂根部锁紧后整个臂的轴向刚度，本发明只在特定位置有增力效应，而在其它的运动过程中只有运动副之间的摩擦阻力，因此耗能小。本发明还实现了重复增力功能，整个增力机构增力效果显著，结构组成简洁。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图(增力状态)，图2是限位簧片5的结构示意图，图3是图2的A向视图，图4是本发明的整体结构示意图(非增力状态)。

具体实施方式

具体实施方式一：(参见图1、图4)本实施方式由固定铰支架1、固定杆2、承力杆3、承力杆插头3-1、驱动杆4、限位簧片5、平动铰支架6、活动杆7、滑套8和直线导轨9组成，固定杆2的一端与直线导轨9的下端固定连接，固定杆2与直线导轨9之间为直角形设置，固定铰支架1固定在固定杆2的另一端上，滑套8套设在直线导轨9上，活动杆7的一端与滑套8固定连接，活动杆7与滑套8之间为直角形设置，平动铰支架6固定在活动杆7的另一端上，限位簧片5固定在平动铰支架6外侧的活动杆7上，承力杆3的下端与固定铰支架1铰接，承力杆插头3-1固定在承力杆3的上端，驱动杆4的一端与平动铰支架6铰接，驱动杆4的另一端与承力杆3的中部铰接，承力杆3上的承力杆插头3-1与限位簧片5相配合。

具体实施方式二：(参见图2、图3)本实施方式的限位簧片5的底端面5-3为弧形，限位簧片5的底端面5-3上开有通孔5-1，限位簧片5的开口端为“X”形插口5-2。其它与具体实施方式一相同。本实施方式是安装在平动铰支架6上的限位簧片5的基本构型。承力杆3上的承力杆插头3-1从限位簧片5的开口镶入簧片，镶入过程使限位簧片5产生形变，阻止承力杆3运动，因此平动铰支架6上需要有较大的力作用，从而保证经过驱动杆4作用在承力杆3上的力产生的矩能够克服限位簧片5变形能进入到限位簧片5中。反之，承力杆3要从限位簧片5中脱出，平动铰支架6上需要有较大的力作用，使得通过驱动杆4传递到承力杆3上的矩能够克服限位簧片5的形变能，从而把承力杆3上的承力杆插头3-1从限位簧片5中脱出。可以通过调整限位簧片5的开口参数、簧片材料、簧片厚度、簧片宽度、热处理方法等方面的参数来调整簧片的具体刚度，从而调整在机构其余尺寸、安装不变的情况下增力的具体大小。

具体实施方式三：本实施方式所述限位簧片5的材料是60CrMnA，硬度为45～50HRC。其它与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：(参见图2、图3)本实施方式所述承力杆插头3-1的直径在6～10mm的情况下，限位簧片5的开口最大处H为8～12mm、限位簧片5的开口最小处h为3～5.4mm，限位簧片5的长度L为16～20mm，限位簧片5的高度M为14～17mm，限位簧片5的底端面至限位簧片5的开口最小处的距离i为9.2～12.5mm。其它与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：(参见图2、图3)本实施方式所述承力杆插头3-1的直径在8mm的情况下，限位簧片5的开口最大处H为10.03mm、限位簧片5的开口最小处h为4.15mm，限位簧片5的长度L为17.97mm，限位簧片5的高度M为15.51mm，限位簧片5的底端面至限位簧片5的开口最小处的距离i为10.95mm。其它与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：(参见图2、图3)本实施方式所述限位簧片5片材的厚度N为0.5～0.7mm，限位簧片5片材的宽度W为5.5～6.5mm。其它与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：(参见图2、图3)本实施方式所述限位簧片5片材的厚度N为0.6mm，限位簧片5片材的宽度W为6mm。其它与具体实施方式六相同。

工作原理：

增力状态(见图1)：铰接在固定铰支架1上的承力杆3此时处在竖直位置，且承力杆3上的承力杆插头3-1已经镶入限位簧片5中，平动铰支架6可以沿着直线导轨9实现直线平移运动。当平动铰支架6受到竖直方向的作用力时，该力作用的效果可以分为两部分，一部分是由驱动杆4传递到承力杆3上，使得承力杆3产生绕固定铰支架1转动的运动趋势，而同时由于承力杆3的上端镶入到限位簧片5内，限位簧片5阻止承力杆3运动，只要平动铰支架6上受到的力不超过特定值，也即该力分到驱动杆4上的力作用在承力杆3上后产生的转动力矩能够与限位簧片5在承力杆3上产生的力矩平衡，则整个机构就会处在平衡状态。限位簧片5上的力与平动铰支架6上的力之间方向垂直，限位簧片5施加给承力杆3的力与作用在平动铰支架6上力的大小关系可以由承力杆3、驱动杆4、平动铰支架6与固定铰支架1的偏心距来确定。

非增力状态(见图4)：机构处在运动状态，即承力杆3已经脱离了限位簧片5的约束，平动铰支架6可沿着直线导轨9运动，整个增力机构可以折叠起来。非增力状态下(承力杆3上的承力杆插头3-1不在限位簧片5内)只需克服铰链摩擦即可运动。只有机构在承力杆3上的承力杆插头3-1进入限位簧片5或承力杆3上的承力杆插头3-1从限位簧片5中脱出的过程中，机构能够实现垂直方向力的成倍增幅，满足特定位置机构需要承受较大的力，而其余位置没有这一要求的情况。