本發(fā)明涉及機(jī)械零件制造,尤其涉及一種限位裝置及其彈性限位塊,適用于航天運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
1、限位機(jī)構(gòu)主要用于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的限制,用于防止轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)連續(xù)同向旋轉(zhuǎn)時(shí)載荷與轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)本體產(chǎn)生碰撞或線束纏繞,發(fā)生意外事故,或者用于對轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍,特別是轉(zhuǎn)動(dòng)行程進(jìn)行限制,避免在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中出現(xiàn)飛車等狀況。
2、目前在航天運(yùn)動(dòng)工程中使用的限位機(jī)構(gòu)有硬限位機(jī)構(gòu)、彈性限位機(jī)構(gòu)、電限位與機(jī)械限位相結(jié)合的限位機(jī)構(gòu)。整體結(jié)構(gòu)繁瑣、裝配復(fù)雜、占用空間大、維護(hù)性和可靠性較差,不能滿足航天項(xiàng)目質(zhì)量輕、空間小、可靠性高等要求,因此具有一定的使用局限性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題,本發(fā)明提出了一種限位裝置及其彈性限位塊,能有效提升轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行可靠性,避免過大的碰撞沖擊,結(jié)構(gòu)緊湊,裝配方便。
2、具體地,本發(fā)明提出了一種彈性限位塊,呈長方形結(jié)構(gòu),在其長度方向上的一端形成第一梳齒部和第二梳齒部,所述第一梳齒部包括n個(gè)沿長度方向上間隔排列的彈性限位片,所述第二梳齒部包括一個(gè)剛性限位片。
3、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述彈性限位塊采用彈簧鋼65mn制成。
4、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,在所述彈性限位塊表面形成n個(gè)凹槽,所述凹槽用于間隔相鄰所述彈性限位片以及間隔所述第一梳齒部和第二梳齒部。
5、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,n個(gè)所述凹槽的大小尺寸相同。
6、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,n個(gè)所述凹槽的底面為弧面。
7、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,n個(gè)所述彈性限位片的大小尺寸相同。
8、本發(fā)明還提供了一種限位裝置,適用于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu),所述限位裝置包括限位擋塊及前述的彈性限位塊;
9、所述限位擋塊設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上且能跟隨所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),所述彈性限位塊設(shè)置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的定子上,所述彈性限位塊所在平面與所述限位擋塊所在轉(zhuǎn)動(dòng)平面一致,所述彈性限位塊用于限制所述限位擋塊轉(zhuǎn)動(dòng)。
10、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述彈性限位塊長度方向上的中心線與所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線相交。
11、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,在所述彈性限位塊對所述限位擋塊的限位過程中,所述限位擋塊觸碰所述第一梳齒部。
12、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,所述第一梳齒部的每個(gè)彈性限位片都被壓縮所形成的正壓力f的計(jì)算公式為:
13、
14、通過正壓力f求解撓度ω;
15、所述第一梳齒部的每個(gè)彈性限位片都被壓縮所形成的彈性勢能ae的計(jì)算公式為:
16、
17、所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)能ee計(jì)算公式為:
18、
19、當(dāng)ae>ee,所述彈性限位塊能提供對所述限位擋塊的限位作用;
20、其中,n為所述彈性限位片的數(shù)量,ω為撓度,單個(gè)所述彈性限位片的長寬高為l×b×h,e為所述彈性限位片的材料彈性模量,k為所述彈性限位片的剛度,i為所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,a為所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子角加速度。
21、本發(fā)明提供的一種限位裝置及其彈性限位塊,通過梳齒結(jié)構(gòu)提供材料壓縮后的彈性勢能,能有效避免碰撞沖擊過大造成轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與載荷破壞,提升轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行可靠性,且整體結(jié)構(gòu)緊湊,裝配方便。
22、應(yīng)當(dāng)理解,本發(fā)明以上的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都是示例性和說明性的,并且旨在為如權(quán)利要求所述的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。
1.一種彈性限位塊,呈長方形結(jié)構(gòu),在其長度方向上的一端形成第一梳齒部和第二梳齒部,所述第一梳齒部包括n個(gè)沿長度方向上間隔排列的彈性限位片,所述第二梳齒部包括一個(gè)剛性限位片。
2.如權(quán)利要求1所述的彈性限位塊,其特征在于,所述彈性限位塊采用彈簧鋼65mn制成。
3.如權(quán)利要求1所述的彈性限位塊,其特征在于,在所述彈性限位塊表面形成n個(gè)凹槽,所述凹槽用于間隔相鄰所述彈性限位片以及間隔所述第一梳齒部和第二梳齒部。
4.如權(quán)利要求3所述的彈性限位塊,其特征在于,n個(gè)所述凹槽的大小尺寸相同。
5.如權(quán)利要求3所述的彈性限位塊,其特征在于,n個(gè)所述凹槽的底面為弧面。
6.如權(quán)利要求5所述的彈性限位塊,其特征在于,n個(gè)所述彈性限位片的大小尺寸相同。
7.一種限位裝置,適用于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu),其特征在于,所述限位裝置包括限位擋塊及如權(quán)利要求1-6任一所述的彈性限位塊;
8.如權(quán)利要求7所述的限位裝置,其特征在于,所述彈性限位塊長度方向上的中心線與所述轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線相交。
9.如權(quán)利要求7所述的限位裝置,其特征在于,在所述彈性限位塊對所述限位擋塊的限位過程中,所述限位擋塊觸碰所述第一梳齒部。
10.如權(quán)利要求9所述的限位裝置,其特征在于,所述第一梳齒部的每個(gè)彈性限位片都被壓縮所形成的正壓力f的計(jì)算公式為: