[发明专利]铰链

说明书

铰链(1)附接在可展开结构中的两个元件(4)之间。铰链(1)包括用于附接到元件(4)或形成元件(4)的一部分的支撑构件(2)。铰链(1)还包括彼此啮合的两个齿轮(8)，每个齿轮(8)附接到支撑构件(2)，齿轮(8)围绕平行轴线旋转。铰链还包括附接到支撑构件(2)并在支撑构件(2)之间延伸的带状弹簧(16)。带状弹簧(16)在纵向延伸时基本上位于平行于齿轮轴线的平面。带状弹簧(16)被布置为将铰链从折叠配置朝延伸配置致动。铰链(1)还包括附接到齿轮(8)和/或支撑构件(2)的保持构件(18)。保持构件(18)被布置为限制齿轮(8)在齿轮轴线之间延伸的方向上的分离。

技术领域

本发明涉及铰链，尤其涉及由带状弹簧致动的齿轮铰链。

背景技术

可展开结构诸如天线、太阳能面板、太阳帆等等由被布置为以协调的方式移动以便展开结构的多个互连的元件构造而成。这使得此类可展开结构能够用作发射到太空中的较大结构例如卫星或其他例如载人航天器的一部分，因为当发射时可展开结构为折叠的并且随后被展开。

可展开结构的互连元件可接合在致动的铰链处以便将结构展开，即以便使接合在铰链处的结构的两个元件相对于彼此围绕铰链的轴线旋转。带状弹簧可为此类铰链提供简单可靠且低质量的致动机构。

发明内容

本发明的目的在于提供结合有带状弹簧的改进的铰链。

从第一方面来看，本发明提供了一种用于可展开结构中的两个元件之间的附接的铰链，该铰链包括：

两个支撑构件，其各自用于附接到可展开结构的元件或形成可展开结构的元件的一部分；

彼此啮合的两个齿轮，每个齿轮附接到支撑构件中相应的一者，并且齿轮被布置用于相对于彼此围绕平行轴线旋转；

带状弹簧，其附接到支撑构件并且在支撑构件之间延伸，当在垂直于齿轮轴线的方向上纵向延伸时，带状弹簧基本上位于平行于齿轮轴线的平面中，并且带状弹簧被布置为将铰链从带状弹簧沿平行于齿轮轴线的方向弯曲的折叠配置朝带状弹簧纵向延伸的延伸配置致动；以及

保持构件，其附接到齿轮和支撑构件中的一者或两者，保持构件被布置为限制齿轮在齿轮轴线之间延伸的方向上的分离。

因此，本发明提供能够经由两个齿轮和两个支撑构件连接可展开结构中的两个元件以使这些互连的元件能够相对于彼此旋转的铰链。彼此啮合的齿轮允许两个支撑构件相对于彼此旋转，齿轮各自相对于彼此围绕相应的平行轴线旋转(并且因此齿轮基本上在垂直于齿轮轴线的平面或平行平面中旋转)。

通过连接在两个支撑构件之间的带状弹簧致动铰链的移动。当带状弹簧延伸(即，为直的)时，其基本上位于平行于齿轮轴线的平面中。(带状弹簧由于其在该配置中弯曲的横截面而未完全位于该平面中，然而，带状弹簧的中心的切线平行于该平面。)

在铰链的折叠配置中，带状弹簧例如在带状弹簧的纵向中点处沿平行于齿轮轴线的方向弯曲。在该配置中，带状弹簧拥有一定量的储存应变能，该储存应变能在释放时作用于将带状弹簧朝其纵向延伸配置张开。带状弹簧的张开作用于经由带状弹簧到带状弹簧所附接的支撑构件的连接使铰链的齿轮旋转，并且因此将铰链从其折叠配置朝其延伸配置致动。因此，当支撑构件连接到可展开结构的相应的元件或形成可展开结构的相应的元件的一部分时，铰链的致动使这些互连元件相对于彼此旋转以有助于展开可展开结构。

铰链还包括保持构件，其附接到齿轮和/或支撑构件。保持构件作用于限制齿轮(并且因此限制铰链)在齿轮轴线之间延伸(并且因此垂直于齿轮轴线)的方向上的分离。