CN102390545A - 一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件 - Google Patents

Abstract

一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件。本发明涉及一种在轨组装操作的组装式桁架连接件。为解决无便于宇航员在轨组装、同时利于提高桁架结构的可靠性和连接刚度的组装式桁架连接件问题。一：长方体连接件的第三侧面上设有凸台，第四侧面上设有凹槽，长方体连接件的上表面靠近凹槽的槽底面一侧设置有一个螺旋压紧装置和螺栓；二与一区别：第一长方体连接件的第三、四侧面上各设有一个凸台，第二长方体连接件的第三、四侧面上各设有一个凹槽；三与二区别：第一、二长方体连接件的第四侧面上设有凸台和凹槽；四与三区别：第一、二长方体连接件的第三侧面上设有凸台和凹槽。本发明用于宇航员在轨组装桁架。

Description

一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件

技术领域

本发明涉及一种在轨组装操作的组装式桁架连接件。

背景技术

卫星、空间站等航天器上的桁架结构正朝着大型化的趋势发展，而根据火箭的发射运载能力，桁架结构应满足轻量化、发射体积小的性能要求。充气展开组装式桁架结构是由一系列的充气展开组装式桁架单元连接而成，可以折叠发射，由于每个组装式桁架单元的体积很小，宇航员可以方便地在轨根据需要进行组装，并且桁架的材料可以在轨固化成满足结构要求的刚度。为满足桁架结构的上述性能要求，需要利用连接件将各组装式桁架单元之间连接起来。而截至目前为止，无便于宇航员在轨组装操作的、且结构简单、连接可靠、稳固的，同时利于提高整个桁架结构的结构可靠性和连接刚度的组装式桁架连接件。

发明内容

本发明的目的是为解决截至目前为止，无便于宇航员在轨组装操作的、且结构简单、连接可靠、稳固的，同时利于提高整个桁架结构的结构可靠性和连接刚度的组装式桁架连接件的问题，进而提供一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件。

本发明实现上述目的有以下四个技术方案：

第一个技术方案：一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件，所述的组装式桁架连接件包括一个长方体连接件、一个螺旋压紧装置和一个螺栓，所述的长方体连接件的四个外侧面分别定义为第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，所述的第一侧面与第三侧面相对应设置，所述的第二侧面与第四侧面相对应设置，所述的第一侧面和第二侧面由上至下各分别设置有两个薄壁圆柱，四个薄壁圆柱用于连接组装式桁架单元的支撑管，所述的第三侧面上设有凸台，所述的第四侧面上设有凹槽，且所述的长方体连接件上的凸台或凹槽与另一个长方体连接件上的凹槽或凸台相配合，所述的长方体连接件的上表面靠近凹槽的槽底面一侧设置有一个螺旋压紧装置，所述的螺旋压紧装置包括旋片、外壳和扭转弹簧，所述的旋片的一端与外壳的外侧壁固定连接，所述的螺栓的下端设置在外壳内，所述的螺栓与长方体连接件的上表面螺纹连接，所述的扭转弹簧套装在螺栓上且置于外壳内，当转动旋片时，所述的旋片以螺栓为轴带动扭转弹簧转动；当所述的旋片转动到所述的凹槽的正上方时，所述的扭转弹簧处于平衡位置；当所述的旋片偏离所述的凹槽的正上方时，所述的扭转弹簧偏离平衡位置，在所述的扭转弹簧的回复力作用下，所述的旋片自动转回到所述的凹槽的正上方。

第二个技术方案：一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件，所述的组装式桁架连接件包括两个长方体连接件、两个螺旋压紧装置和两个螺栓，所述的两个长方体连接件分别是第一长方体连接件和第二长方体连接件，每个长方体连接件的四个外侧面分别定义为第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，所述的第一侧面与第三侧面相对应设置，所述的第二侧面与第四侧面相对应设置，所述的每个长方体连接件的第一侧面和第二侧面由上至下各分别设置有两个薄壁圆柱，四个薄壁圆柱用于连接组装式桁架单元的支撑管，所述的第一长方体连接件的第三侧面上和第四侧面上各分别设有一个凸台，所述的第二长方体连接件的第三侧面上和第四侧面上各分别设有一个凹槽，且所述的凸台与凹槽相配合，所述的第二长方体连接件的上表面靠近每个凹槽的槽底面一侧设置有一个螺旋压紧装置，每个螺旋压紧装置包括旋片、外壳和扭转弹簧，所述的旋片的一端与外壳的外侧壁固定连接，每个外壳内设置有一个螺栓，所述的两个螺栓与第二长方体连接件的上表面螺纹连接，每个螺栓上套装有一个扭转弹簧，且所述的扭转弹簧置于相对应的外壳内，当转动旋片时，所述的旋片以螺栓为轴带动扭转弹簧转动；当所述的旋片转动到所述的凹槽的正上方时，所述的扭转弹簧处于平衡位置，两个螺旋压紧装置上的两个旋片在平衡位置时呈90°角；当所述的旋片偏离所述的凹槽的正上方时，所述的扭转弹簧偏离平衡位置，在所述的扭转弹簧的回复力作用下，所述的旋片自动转回到所述的凹槽的正上方。

第三个技术方案：一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件，所述的组装式桁架连接件包括两个长方体连接件、一个螺旋压紧装置和一个螺栓，所述的两个长方体连接件分别是第一长方体连接件和第二长方体连接件，每个长方体连接件的四个外侧面分别定义为第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，所述的第一侧面与第三侧面相对应设置，所述的第二侧面与第四侧面相对应设置，所述的每个长方体连接件的第一侧面和第二侧面由上至下各分别设置有两个薄壁圆柱，四个薄壁圆柱用于连接组装式桁架单元的支撑管，所述的第一长方体连接件的第三侧面和第二长方体连接件的第三侧面均为光滑面，所述的第一长方体连接件的第四侧面上设有一个凸台，所述的第二长方体连接件的第四侧面上设有一个凹槽，且所述的凸台与凹槽相配合，所述的第二长方体连接件的上表面靠近凹槽的槽底面一侧设置有一个螺旋压紧装置，所述的螺旋压紧装置包括旋片、外壳和扭转弹簧，所述的旋片的一端与外壳的外侧壁固定连接，所述的螺栓的下端设置在外壳内，所述的螺栓与第二长方体连接件的上表面螺纹连接，所述的扭转弹簧套装在螺栓上且置于外壳内，当转动旋片时，所述的旋片以螺栓为轴带动扭转弹簧转动；当所述的旋片转动到所述的凹槽的正上方时，所述的扭转弹簧处于平衡位置；当所述的旋片偏离所述的凹槽的正上方时，所述的扭转弹簧偏离平衡位置，在所述的扭转弹簧的回复力作用下，所述的旋片自动转回到所述的凹槽的正上方。

第四个技术方案：一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件，所述的组装式桁架连接件包括两个长方体连接件，所述的两个长方体连接件分别是第一长方体连接件和第二长方体连接件，每个长方体连接件的四个外侧面分别定义为第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面，所述的第一侧面与第三侧面相对应设置，所述的第二侧面与第四侧面相对应设置，所述的每个长方体连接件的第一侧面和第二侧面由上至下各分别设置有两个薄壁圆柱，四个薄壁圆柱用于连接组装式桁架单元的支撑管，所述的第一长方体连接件的第三侧面上设有凸台，所述的第二长方体连接件的第三侧面上设有凹槽，且所述的凸台与凹槽相配合，所述的第一长方体连接件的第四侧面及第二长方体连接件的第四侧面均为光滑面。

本发明的有益效果是：本发明不仅解决了充气展开组装式桁架结构中各组装式桁架单元之间的连接问题。同时，所设计的组装式桁架连接件结构简单，方便宇航员在轨组装操作，节省组装时间，可靠性好，可以保证组装式桁架整体结构的稳固性。

附图说明

图1是本发明的第一个技术方案中的组装式桁架连接件的立体结构示意图；

图2是本发明的第一个技术方案中的组装式桁架连接件的主视图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2的左视图；

图5是本发明的第二个技术方案中的组装式桁架连接件装配主视图；

图6是图5的左视图；

图7是图5的俯视图；

图8是本发明的第三个技术方案中的第一长方体连接件的俯视图；

图9是图8的主视图；

图10是本发明的第三个技术方案中的第二长方体连接件与螺旋压紧装置和螺栓装配在一起的俯视图；

图11是图10的主视图；

图12是图11的左视图；

图13是本发明的第四个技术方案中的第一长方体连接件的俯视图；

图14是图13的主视图；

图15是本发明的第四个技术方案中的第二长方体连接件的俯视图；

图16是图15的主视图。

具体实施方式

具体实施方式一：见图1～图4，本实施方式的一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件，所述的组装式桁架连接件包括一个长方体连接件、一个螺旋压紧装置9和一个螺栓10，所述的长方体连接件的四个外侧面分别定义为第一侧面1、第二侧面2、第三侧面3和第四侧面4，所述的第一侧面1与第三侧面3相对应设置，所述的第二侧面2与第四侧面4相对应设置，所述的第一侧面1和第二侧面2由上至下各分别设置有两个薄壁圆柱11，四个薄壁圆柱11用于连接组装式桁架单元的支撑管，所述的第三侧面3上设有凸台7，所述的第四侧面4上设有凹槽8，且所述的长方体连接件上的凸台7或凹槽8与另一个长方体连接件上的凹槽8或凸台7相配合，所述的长方体连接件的上表面5靠近凹槽8的槽底面一侧设置有一个螺旋压紧装置9，所述的螺旋压紧装置9包括旋片9-1、外壳9-2和扭转弹簧9-3，所述的旋片9-1的一端与外壳9-2的外侧壁固定连接，所述的螺栓10的下端设置在外壳9-2内，所述的螺栓10与长方体连接件的上表面5螺纹连接，所述的扭转弹簧9-3套装在螺栓10上且置于外壳9-2内，当转动旋片9-1时，所述的旋片9-1以螺栓10为轴带动扭转弹簧9-3转动；当所述的旋片9-1转动到所述的凹槽8的正上方时，所述的扭转弹簧9-3处于平衡位置；当所述的旋片9-1偏离所述的凹槽8的正上方时，所述的扭转弹簧9-3偏离平衡位置，在所述的扭转弹簧9-3的回复力作用下，所述的旋片9-1自动转回到所述的凹槽8的正上方。

一个组装式桁架单元需要通过两个组装式桁架连接件与另一个组装式桁架单元的另两个组装式桁架连接件进行组装连接，进行组装的一对组装式桁架连接件必须是一个组装式桁架连接件的一个侧面具有凸台7，另一个组装式桁架连接件的一个侧面具有凹槽8。当组装时，转动凹槽8上方的螺旋压紧装置9的旋片9-1，从一个组装式桁架连接件的上表面5插入另一个组装式桁架连接件的凸台7，之后，螺旋压紧装置9的旋片9-1在扭转弹簧9-3回复力的作用下转到凸台7的上方，从而起到固定压紧的作用。

具体实施方式二：见图5～图7，本实施方式的一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件，所述的组装式桁架连接件包括两个长方体连接件、两个螺旋压紧装置9和两个螺栓10，所述的两个长方体连接件分别是第一长方体连接件12和第二长方体连接件13，每个长方体连接件的四个外侧面分别定义为第一侧面1、第二侧面2、第三侧面3和第四侧面4，所述的第一侧面1与第三侧面3相对应设置，所述的第二侧面2与第四侧面4相对应设置，所述的每个长方体连接件的第一侧面1和第二侧面2由上至下各分别设置有两个薄壁圆柱11，四个薄壁圆柱11用于连接组装式桁架单元的支撑管，所述的第一长方体连接件12的第三侧面3上和第四侧面4上各分别设有一个凸台7，所述的第二长方体连接件13的第三侧面3上和第四侧面4上各分别设有一个凹槽8，且所述的凸台7与凹槽8相配合，所述的第二长方体连接件13的上表面靠近每个凹槽8的槽底面一侧设置有一个螺旋压紧装置9，每个螺旋压紧装置9包括旋片9-1、外壳9-2和扭转弹簧9-3，所述的旋片9-1的一端与外壳9-2的外侧壁固定连接，每个外壳9-2内设置有一个螺栓10，所述的两个螺栓10与第二长方体连接件13的上表面5螺纹连接，每个螺栓10上套装有一个扭转弹簧9-3，且所述的扭转弹簧9-3置于相对应的外壳9-2内，当转动旋片9-1时，所述的旋片9-1以螺栓10为轴带动扭转弹簧9-3转动；当所述的旋片9-1转动到所述的凹槽8的正上方时，所述的扭转弹簧9-3处于平衡位置，两个螺旋压紧装置9上的两个旋片9-1在平衡位置时呈90°角；当所述的旋片9-1偏离所述的凹槽8的正上方时，所述的扭转弹簧9-3偏离平衡位置，在所述的扭转弹簧9-3的回复力作用下，所述的旋片9-1自动转回到所述的凹槽8的正上方。

具体实施方式三：见图8～图12，本实施方式的一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件，所述的组装式桁架连接件包括两个长方体连接件、一个螺旋压紧装置9和一个螺栓10，所述的两个长方体连接件分别是第一长方体连接件12和第二长方体连接件13，每个长方体连接件的四个外侧面分别定义为第一侧面1、第二侧面2、第三侧面3和第四侧面4，所述的第一侧面1与第三侧面3相对应设置，所述的第二侧面2与第四侧面4相对应设置，所述的每个长方体连接件的第一侧面1和第二侧面2由上至下各分别设置有两个薄壁圆柱11，四个薄壁圆柱11用于连接组装式桁架单元的支撑管，所述的第一长方体连接件12的第三侧面3和第二长方体连接件13的第三侧面3均为光滑面，所述的第一长方体连接件12的第四侧面4上设有一个凸台7，所述的第二长方体连接件13的第四侧面4上设有一个凹槽8，且所述的凸台7与凹槽8相配合，所述的第二长方体连接件13的上表面靠近凹槽8的槽底面一侧设置有一个螺旋压紧装置9，所述的螺旋压紧装置9包括旋片9-1、外壳9-2和扭转弹簧9-3，所述的旋片9-1的一端与外壳9-2的外侧壁固定连接，所述的螺栓10的下端设置在外壳9-2内，所述的螺栓10与第二长方体连接件13的上表面5螺纹连接，所述的扭转弹簧9-3套装在螺栓10上且置于外壳9-2内，当转动旋片9-1时，所述的旋片9-1以螺栓10为轴带动扭转弹簧9-3转动；当所述的旋片9-1转动到所述的凹槽8的正上方时，所述的扭转弹簧9-3处于平衡位置；当所述的旋片9-1偏离所述的凹槽8的正上方时，所述的扭转弹簧9-3偏离平衡位置，在所述的扭转弹簧9-3的回复力作用下，所述的旋片9-1自动转回到所述的凹槽8的正上方。

具体实施方式四：见图13～图16，本实施方式的一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件，所述的组装式桁架连接件包括两个长方体连接件，所述的两个长方体连接件分别是第一长方体连接件12和第二长方体连接件13，每个长方体连接件的四个外侧面分别定义为第一侧面1、第二侧面2、第三侧面3和第四侧面4，所述的第一侧面1与第三侧面3相对应设置，所述的第二侧面2与第四侧面4相对应设置，所述的每个长方体连接件的第一侧面1和第二侧面2由上至下各分别设置有两个薄壁圆柱11，四个薄壁圆柱11用于连接组装式桁架单元的支撑管，所述的第一长方体连接件12的第三侧面3上设有凸台7，所述的第二长方体连接件13的第三侧面3上设有凹槽8，且所述的凸台7与凹槽8相配合，所述的第一长方体连接件12的第四侧面4及第二长方体连接件13的第四侧面4均为光滑面。

Claims (4)

1.一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件，其特征在于，所述的组装式桁架连接件包括一个长方体连接件、一个螺旋压紧装置(9)和一个螺栓(10)，所述的长方体连接件的四个外侧面分别定义为第一侧面(1)、第二侧面(2)、第三侧面(3)和第四侧面(4)，所述的第一侧面(1)与第三侧面(3)相对应设置，所述的第二侧面(2)与第四侧面(4)相对应设置，所述的第一侧面(1)和第二侧面(2)由上至下各分别设置有两个薄壁圆柱(11)，四个薄壁圆柱(11)用于连接组装式桁架单元的支撑管，所述的第三侧面(3)上设有凸台(7)，所述的第四侧面(4)上设有凹槽(8)，且所述的长方体连接件上的凸台(7)或凹槽(8)与另一个长方体连接件上的凹槽(8)或凸台(7)相配合，所述的长方体连接件的上表面(5)靠近凹槽(8)的槽底面一侧设置有一个螺旋压紧装置(9)，所述的螺旋压紧装置(9)包括旋片(9-1)、外壳(9-2)和扭转弹簧(9-3)，所述的旋片(9-1)的一端与外壳(9-2)的外侧壁固定连接，所述的螺栓(10)的下端设置在外壳(9-2)内，所述的螺栓(10)与长方体连接件的上表面(5)螺纹连接，所述的扭转弹簧(9-3)套装在螺栓(10)上且置于外壳(9-2)内，当转动旋片(9-1)时，所述的旋片(9-1)以螺栓(10)为轴带动扭转弹簧(9-3)转动；当所述的旋片(9-1)转动到所述的凹槽(8)的正上方时，所述的扭转弹簧(9-3)处于平衡位置；当所述的旋片(9-1)偏离所述的凹槽(8)的正上方时，所述的扭转弹簧(9-3)偏离平衡位置，在所述的扭转弹簧(9-3)的回复力作用下，所述的旋片(9-1)自动转回到所述的凹槽(8)的正上方。

2.一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件，其特征在于，所述的组装式桁架连接件包括两个长方体连接件、两个螺旋压紧装置(9)和两个螺栓(10)，所述的两个长方体连接件分别是第一长方体连接件(12)和第二长方体连接件(13)，每个长方体连接件的四个外侧面分别定义为第一侧面(1)、第二侧面(2)、第三侧面(3)和第四侧面(4)，所述的第一侧面(1)与第三侧面(3)相对应设置，所述的第二侧面(2)与第四侧面(4)相对应设置，所述的每个长方体连接件的第一侧面(1)和第二侧面(2)由上至下各分别设置有两个薄壁圆柱(11)，四个薄壁圆柱(11)用于连接组装式桁架单元的支撑管，所述的第一长方体连接件(12)的第三侧面(3)上和第四侧面(4)上各分别设有一个凸台(7)，所述的第二长方体连接件(13)的第三侧面(3)上和第四侧面(4)上各分别设有一个凹槽(8)，且所述的凸台(7)与凹槽(8)相配合，所述的第二长方体连接件(13)的上表面靠近每个凹槽(8)的槽底面一侧设置有一个螺旋压紧装置(9)，每个螺旋压紧装置(9)包括旋片(9-1)、外壳(9-2)和扭转弹簧(9-3)，所述的旋片(9-1)的一端与外壳(9-2)的外侧壁固定连接，每个外壳(9-2)内设置有一个螺栓(10)，所述的两个螺栓(10)与第二长方体连接件(13)的上表面(5)螺纹连接，每个螺栓(10)上套装有一个扭转弹簧(9-3)，且所述的扭转弹簧(9-3)置于相对应的外壳(9-2)内，当转动旋片(9-1)时，所述的旋片(9-1)以螺栓(10)为轴带动扭转弹簧(9-3)转动；当所述的旋片(9-1)转动到所述的凹槽(8)的正上方时，所述的扭转弹簧(9-3)处于平衡位置，两个螺旋压紧装置(9)上的两个旋片(9-1)在平衡位置时呈90°角；当所述的旋片(9-1)偏离所述的凹槽(8)的正上方时，所述的扭转弹簧(9-3)偏离平衡位置，在所述的扭转弹簧(9-3)的回复力作用下，所述的旋片(9-1)自动转回到所述的凹槽(8)的正上方。

3.一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件，其特征在于，所述的组装式桁架连接件包括两个长方体连接件、一个螺旋压紧装置(9)和一个螺栓(10)，所述的两个长方体连接件分别是第一长方体连接件(12)和第二长方体连接件(13)，每个长方体连接件的四个外侧面分别定义为第一侧面(1)、第二侧面(2)、第三侧面(3)和第四侧面(4)，所述的第一侧面(1)与第三侧面(3)相对应设置，所述的第二侧面(2)与第四侧面(4)相对应设置，所述的每个长方体连接件的第一侧面(1)和第二侧面(2)由上至下各分别设置有两个薄壁圆柱(11)，四个薄壁圆柱(11)用于连接组装式桁架单元的支撑管，所述的第一长方体连接件(12)的第三侧面(3)和第二长方体连接件(13)的第三侧面(3)均为光滑面，所述的第一长方体连接件(12)的第四侧面(4)上设有一个凸台(7)，所述的第二长方体连接件(13)的第四侧面(4)上设有一个凹槽(8)，且所述的凸台(7)与凹槽(8)相配合，所述的第二长方体连接件(13)的上表面靠近凹槽(8)的槽底面一侧设置有一个螺旋压紧装置(9)，所述的螺旋压紧装置(9)包括旋片(9-1)、外壳(9-2)和扭转弹簧(9-3)，所述的旋片(9-1)的一端与外壳(9-2)的外侧壁固定连接，所述的螺栓(10)的下端设置在外壳(9-2)内，所述的螺栓(10)与第二长方体连接件(13)的上表面(5)螺纹连接，所述的扭转弹簧(9-3)套装在螺栓(10)上且置于外壳(9-2)内，当转动旋片(9-1)时，所述的旋片(9-1)以螺栓(10)为轴带动扭转弹簧(9-3)转动；当所述的旋片(9-1)转动到所述的凹槽(8)的正上方时，所述的扭转弹簧(9-3)处于平衡位置；当所述的旋片(9-1)偏离所述的凹槽(8)的正上方时，所述的扭转弹簧(9-3)偏离平衡位置，在所述的扭转弹簧(9-3)的回复力作用下，所述的旋片(9-1)自动转回到所述的凹槽(8)的正上方。

4.一种方便宇航员在轨组装操作的组装式桁架连接件，其特征在于，所述的组装式桁架连接件包括两个长方体连接件，所述的两个长方体连接件分别是第一长方体连接件(12)和第二长方体连接件(13)，每个长方体连接件的四个外侧面分别定义为第一侧面(1)、第二侧面(2)、第三侧面(3)和第四侧面(4)，所述的第一侧面(1)与第三侧面(3)相对应设置，所述的第二侧面(2)与第四侧面(4)相对应设置，所述的每个长方体连接件的第一侧面(1)和第二侧面(2)由上至下各分别设置有两个薄壁圆柱(11)，四个薄壁圆柱(11)用于连接组装式桁架单元的支撑管，所述的第一长方体连接件(12)的第三侧面(3)上设有凸台(7)，所述的第二长方体连接件(13)的第三侧面(3)上设有凹槽(8)，且所述的凸台(7)与凹槽(8)相配合，所述的第一长方体连接件(12)的第四侧面(4)及第二长方体连接件(13)的第四侧面(4)均为光滑面。

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