空间环境用高可靠往复推进机构

技术领域

本发明属于空间环境用设备领域，涉及一种航天员用工具，尤其涉及空间环境用高可靠往复推进机构。

背景技术

空间站运维期间，需要航天员在轨完成相关的操作任务，往往需要各类专用工具或设备。本专利类似于胶枪类机构，传统胶枪机构结构简单，驱动部分依靠摩擦力实现，性价比高，但在空间环境下，存在以下不足：

空间高低温环境下，依靠摩擦力驱动，摩擦相关零部件尺寸变化，配合尺寸变化，会导致摩擦力过小，从而导致无法实现驱动所需的力。

空间真空环境下，依靠摩擦力驱动，摩擦相关零部件需要经过特殊表面处理以防止冷焊发生。但是，摩擦驱动过程中，会导致表面处理涂层磨损、甚至脱落，长期使用或频繁使用，涂层磨损严重，会导致产品功能失效。

发明内容

本发明要解决的问题是在于提供空间环境用高可靠往复推进机构，解决了背景技术中的问题，采用可脱离的棘齿机构实现推杆的驱动，相对原采用摩擦力实现推杆驱动，能够实现在空间环境下长寿命、高可靠的工作。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：空间环境用高可靠往复推进机构，包括活动手柄、固定手柄、支架、推杆、驱动组件和锁止组件，固定手柄和支架固定为一体，作为安装的载体，活动手柄和固定手柄铰接并对驱动组件提供驱动力，驱动组件设在所述活动手柄的上端且对所述推杆提供向前的动力，所述推杆相对固定手柄前后移动，所述锁止组件对所述推杆进行锁定或解锁；

驱动组件包括驱动安装座，驱动安装座安装在活动手柄的上端且二者固定，驱动安装座上设有滑槽B，滑槽B为长圆孔结构，滑槽B内设有转轴D，且转轴D作为滑块在滑槽B内滑动，转轴D上固定连接有驱动块，驱动块的上端突出驱动安装座设置，驱动块远离驱动安装座的一端与推杆上的齿槽B相配合，实现推杆的止动；

锁止组件包括锁止安装座、扳机和锁止块，锁止安装座固设在支架上，锁止块作为滑块相对锁止安装座上下移动，锁止块通过转轴与扳机连接形成滑块结构，锁止块的上端与推杆上的齿槽A相配合，扳机作为锁止组件的驱动机构。

进一步的，滑槽B为长圆孔结构，转轴D与滑槽B间隙配合。

进一步的，驱动块的下端与活动手柄之间设有驱动压簧，驱动手柄的上端面与驱动压簧对应的区域设有定位槽，驱动压簧的下端设在定位槽内，并给驱动块提供一定的向上的推力，使得驱动块的上端，始终与推杆上的齿槽B接触设置。

进一步的，扳机的下端向下穿出支架设置，扳机通过转轴B相对支架转动，转轴B固定在支架上作为扳机16转动的销轴，扳机上设有滑槽A，给锁止组件增加一个自由度，转轴C设在滑槽A内且形成滑槽结构，扳机转动过程中，带动转轴C、锁止块向下运动，实现锁止组件解锁。

进一步的，锁止块的下端与锁止安装座之间设有锁止压簧，锁止压簧的下端下沉到锁止安装座上的导向槽内，并给锁止块提供一定的推力。

进一步的，支架的内部设有弹簧挡板和推杆复位弹簧，弹簧挡板安装在推杆上，主要用于实现推杆复位弹簧的限位，推杆复位弹簧设在推杆的外圈且二者同轴设置，并安装在弹簧挡板和支架之间，用于提供推杆复位时的弹力。

进一步的，还包括盖板、套筒A和套筒B，套筒A和套筒B均安装在固定手柄上，盖板设在固定手柄的上端用于固定手柄上端的密封。

进一步的，推杆的下端面设有两种规格的齿槽结构，分别为齿槽A和齿槽B，齿槽A与锁止块末端配合，其齿距尺寸a略小于齿槽B的齿距尺寸b，实现驱动状态下推杆的向前运动，无驱动状态下的锁定；齿槽B与驱动块末端配合，齿距尺寸b略大于齿槽A的齿距尺寸a，能够实现驱动状态下推杆的向前运动。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果如下。

1、本发明采用可脱离式棘齿机构实现推杆的驱动，相对原采用摩擦力实现推杆驱动，能够在空间复杂环境下高可靠、长寿命的工作，有效保证相关维修任务的成功，其有益效果如下：

2、相对于依靠摩擦力驱动的典型轴孔结构，可脱离式棘齿驱动机构对于温度变化不敏感，典型轴孔结构为轴孔间隙，对温度敏感，高低温导致的尺寸变化会影响驱动力的输出，甚至导致无法驱动，可脱离式棘齿驱动机构适于空间高低温环境使用，具有更高可靠性；

3、相对于依靠摩擦力驱动的典型轴孔结构，可脱离式棘齿驱动机构驱动处为面接触典型结构，典型轴孔结构的轴孔配合处为线接触，存在大接触应力，对真空润滑涂层而言，不利于长寿命使用，可脱离式棘齿驱动机构适于空间真空环境的长期使用或频繁使用，具有更长的使用寿命。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明空间环境用高可靠往复推进机构的剖视图；

图2是本发明锁止组件的剖视图；

图3是本发明锁止组件的结构示意图；

图4是本发明扳手的结构示意图；

图5是本发明图4的左视图；

图6是本发明推杆上齿槽的结构示意图；

图7是本发明驱动组件的结构示意图；

图8是本发明驱动安装座与活动扳手配合的结构示意图。

附图标记：

1、活动手柄；2、固定手柄；3、转轴A；4、复位扭簧；5、驱动组件；6、推杆；7、套筒A；8、盖板；9、套筒B；10、锁止组件；11、支架；12、弹簧挡板；13、推杆复位弹簧；14、锁止安装座；15、转轴B；16、扳机；17、锁止块；18、转轴C；19、锁止压簧；20、滑槽A；21、齿槽A；22、齿槽B；23、驱动块；24、转轴D；25、驱动压簧；26、驱动安装座；27、滑槽B。

具体实施方式

需要说明的是，在不充突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

如图1-图8所示，本发明为空间环境用高可靠往复推进机构，采用可脱离式棘齿机构代替摩擦驱动，并设计了类似于扳机的驱动组件和锁止组件，配合齿槽，实现往复推动机构高可靠的驱动和锁定，其结构包括以下零件。

活动手柄1，该零件作为驱动部件，通过转轴A3与固定手柄2销接，并在转动过程中推动驱动组件5围绕转轴A3转动，实现驱动组件远离活动手柄1的一端，沿着推杆6的前进方向向前运动，实现了驱动组件5带动推送6的向前运动。

驱动组件5包括驱动安装座26，驱动安装座26安装在活动手柄1的上端且二者固定，可通过螺丝等方式固定，用于安装驱动块23、转轴D24和驱动压簧25；驱动安装座26上设有滑槽B27，滑槽B27为长圆孔结构，滑槽B27内设有转轴D24，转轴D24与滑槽B27间隙配合，且转轴D24作为滑块在滑槽B27内沿着滑槽B27的长圆孔方向滑动，转轴D24上固定连接有驱动块23，驱动块23的上端突出驱动安装座26设置，驱动块23远离驱动安装座26的一端与推杆6上的齿槽B22相配合，实现推杆6的止动；驱动块23的下端与活动手柄1之间设有驱动压簧25，驱动手柄1的上端面与驱动压簧25对应的区域设有定位槽，驱动压簧25的下端设在定位槽内，并给驱动块23提供一定的向上的推力，使得驱动块23的上端，始终与推杆6上的齿槽B22接触设置。

固定手柄2和支架11，且二者固定连接，形成一个完整的固定载体，支架11主要实现连接和支撑作用，固定手柄2作为整个结构的载体，用于其他零件的安装和固定，该零件与活动手柄1通过转轴A3销接，使活动手柄1能够绕固定手柄2转动。

支架11的内部设有弹簧挡板12和推杆复位弹簧13，弹簧挡板12安装在推杆6上，主要用于实现推杆复位弹簧13的限位，推杆复位弹簧13设在推杆6的外圈且二者同轴设置，并安装在弹簧挡板12和支架11之间，用于提供推杆6复位时的弹力。

复位扭簧4，该零件安装于转轴A3上，作用于活动手柄1和固定手柄2上，用于对间1提供复位扭矩。

包括推杆6、盖板8、套筒A7和套筒B9，套筒A7和套筒B9均安装在固定手柄2上，盖板8设在固定手柄2的上端用于固定手柄2上端的密封，盖板8打开后，方便推杆以及驱动组件5的安装，推杆6为轴类零件，在驱动组件5的作用下，能够沿轴向移动，推杆6与固定手柄2通过套筒筒A7、套筒B9连接，使推杆6的前后滑动更顺畅，同时推杆6的下端面设有两种规格的齿槽结构，分别为齿槽A21和齿槽B22，齿槽A21与锁止块17末端配合，其齿距尺寸a略小于齿槽B的齿距尺寸b，能够实现驱动状态下推杆6的向前运动，无驱动状态下的锁定；齿槽B22与驱动块23末端配合，齿距尺寸b略大于齿槽A的齿距尺寸a，能够实现驱动状态下推杆6的向前运动。

锁止组件10，该组件安装在支架11上，并与推杆6上的齿槽结构配合，实现锁定。解锁后，推杆6在推杆复位弹簧13的作用下向后运动，并最终返回初始位置。

锁止组件10包括锁止安装座14、扳机16和锁止块17，锁止安装座14固设在支架11上，锁止块17作为滑块相对锁止安装座14上下移动，锁止块17通过转轴C18与扳机16连接形成滑块结构，锁止块17的上端与推杆6上的齿槽A21相配合。

扳机16作为锁止组件10的驱动机构，下端向下穿出支架11设置，扳机16通过转轴B15相对支架11转动，转轴B15固定在支架11上作为扳机16转动的销轴，扳机16上设有滑槽A20，给锁止组件10增加一个自由度，锁止块17上固定有转轴C18，转轴C18设在滑槽A20内且形成滑槽结构，扳机16转动过程中，带动转轴C18、锁止块17向下运动，最终实现锁止组件10解锁；锁止块17的下端与锁止安装座14之间设有锁止压簧19，锁止压簧19的下端下沉到锁止安装座14上的导向槽内，并给锁止块17提供一定的推力。

该往复推进装置操作的主要过程如下：

驱动原理：施加驱动扭矩，即操作人员施加外力，或者借助其他设备施加扭矩均可，使活动手柄1顺时针转动一定角度，活动手柄1带动驱动组件5绕着转轴A3转动，并使驱动块23的末端结构与推杆6上的齿槽B22作用，继续转动活动手柄1，同时带动推杆6向前运动齿距b，同时，推杆6前端的齿槽A21推动锁止块17向下移动，并在移动齿距a后，锁止块17复位，与下一齿槽接触并锁定，至此，完成一次驱动，活动手柄1运动至极限位置，并按压复位扭簧4蓄能。

活动手柄1运动至极限位置后，撤去驱动扭矩，此时活动手柄1在复位扭簧4的作用下复位，过程中驱动块23在推杆6上的齿槽B22的作用下，向下运动，实现活动手柄1复位。

解锁原理：锁止状态，活动手柄1复位，在锁止压簧19作用下，锁止块17末端与推杆6上的齿槽接触，实现锁定。按压扳机16，在滑槽A20的作用下，锁止压簧19、锁止块17向下运动，最终实现锁止块17与推杆6上的齿槽A21脱离，实现推杆6的解锁。在推杆复位弹簧13的作用下，推杆6复位。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。