一种新型帆板驱动机构的制作方法

1.本发明属于航天器太阳翼帆板驱动技术领域，具体涉及一种新型帆板驱动机构。

背景技术：

2.随着国家航空航天领域的高速发展，每天发射的航天器数量与日俱增。几乎所有的航天器均使用太阳翼帆板进行能量获取，从而为整个航天器供能。
3.帆板驱动机构主要功能便是带动太阳翼帆板转动，使太阳翼帆板的法线与太阳光束基本重合，以获取尽可能多的太阳能转化成电能供给给航天器。
4.太阳翼帆板作为为航天器提供能量供给的供能装置，其在太空中能够无卡滞地旋转、实现精确的对日定向和信息回馈对整个航天器及其重要。太阳翼帆板驱动机构便是带动太阳翼旋转，实现精准对日定向，为卫星提供尽可能多的电能的主要驱动装置，并将太阳翼帆板所产生的功率电流及测量信号传输到卫星内部。
5.对传统的太阳翼帆板驱动机构而言，其主要功能是带动太阳翼旋转，并对太阳翼的运动参数进行实时反馈。通常而言其结构较小，且只有驱动帆板旋转的能力，功能较为单一。随着目前航天行业的快速发展，对帆板驱动机构的功能性也提出新的要求。

技术实现要素：

6.为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种新型帆板驱动机构，其包括方位转动机构以及对称安装在方位转动机构两侧的俯仰转动机构，其中方位转动机构包括上法兰盘、中间立柱、支撑外环、支撑架、下法兰盘、驱动组件、测角组件、霍尔组件、大齿轮；上法兰盘和下法兰盘分别与中间立柱固定连接，用于与航天器的载荷上舱、载荷下舱进行连接；下法兰盘上固定连接有大齿轮；中间立柱外侧通过四点接触球轴承设置有支撑架和支撑外环；支撑架两侧分别设置有驱动组件和测角组件，驱动组件通过齿轮传动带动支撑架和支撑外环绕中间立柱进行旋转。
7.俯仰转动机构包括：壳体、压盖、大齿轮副、小齿轮副、减速电机组合、旋转变压器；减速电机的输出力经过大齿轮副和小齿轮副传递到大齿轮的轴上，带动太阳翼转动，旋转变压器对旋转角度进行检测，用于实时反馈太阳翼转动角度信息。方位转动机构在下法兰盘上设置有霍尔传感器，在支撑架上设置有霍尔磁钢；所述的驱动组件包括驱动电机和驱动小齿轮，测角组件主要包括随动小齿轮，旋变轴、旋转变压器、旋变支座及旋变外罩；其中驱动小齿轮和随动小齿轮均与固定在下法兰盘的大齿轮相啮合，由此在驱动电机旋转时，由于大齿轮保持不动，驱动组件带动支撑架、支撑外环以及测角组件绕中间立柱旋转，随动小齿轮也随之在自转的同时绕大齿轮公转，从而获取旋转运动参数。
8.优选的方案中，所述壳体的下部有螺纹孔，用于与方位转动机构的法兰连接。
9.优选的方案中，俯仰转动机构的壳体上设置有俯仰限位块，在大齿轮上设置有限位螺钉；以此对俯仰转动机构进行机械限位。
10.优选的方案中，方位转动机构设置有限位机构，在上法兰盘上设置有限位挡片，在
支撑外环设置有限位块。
11.本发明所达到的有益效果为：
12.第一、本发明采用一个方位轴，两个俯仰轴的结构形式，两个俯仰轴运动机构对称分布在方位轴运动机构两侧，能够在驱动太阳翼帆板转动的前提下，实现整星载荷上舱、下舱之间的连接，保持整星主体结构的相对固定。
13.第二、方位轴、俯仰轴均设计了有效的机械限位结构，保证了设备的正常工作。
14.第三、方位转动机构采用驱动组件、测角组件与中间立柱对称的安装方式，驱动组件通过主动小齿轮
→
中间大齿轮
→
被动小齿轮的传动方式带动方位轴系及测角组件工作，不仅传动效率高，而且使整个帆板驱动机构中间留有极大的走线空间，便于舱体之间线束的穿舱以及帆板线束的布局，取缔通过导电滑环走线的方式，避免导电滑环连接处电阻过大的问题。
附图说明
15.图1是本技术所述的帆板驱动机构的结构图。
16.图2是方位转动机构测角组件方向的结构图。
17.图3是方位转动机构驱动组件方向的结构图。
18.图4是方位转动机构驱动组件与测角组件结构剖视图。
19.图5是方位转动机构传动图。
20.图6是俯仰转动机构结构图。
21.图7是俯仰转动机构的机械限位位置结构图。
22.图8是方位转动机构的机械限位位置结构图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
24.如图1所示，本技术提出一种新型的帆板驱动机构，其包括方位转动机构1以及对称安装在方位转动机构1两侧的俯仰转动机构2。
25.如图2、图3所示，方位转动机构1包括上法兰盘3、中间立柱4、支撑外环5、支撑架9、下法兰盘7、驱动组件10、测角组件8、霍尔组件6等八部分。其中中间立柱4为帆板驱动机构的主体，上法兰盘3和下法兰盘7分别与中间立柱4用螺钉固联，用以与航天器的载荷上舱、载荷下舱进行连接。在中间立柱4外侧通过四点接触球轴承设置有支撑架9和支撑外环5。支撑架9两侧分别设置有驱动组件10和测角组件8，驱动组件10通过齿轮传动带动支撑架9和支撑外环5绕中间立柱4进行旋转，测角组件8通过齿轮传动读取支撑架9和支撑外环5的运动参数并反馈给上位机。
26.如图4、图5所示，所述的驱动组件10主要包括驱动电机15和驱动小齿轮18，测角组件8主要包括随动小齿轮16，旋变轴14、旋转变压器11、旋变支座13及旋变外罩12。其中驱动小齿18轮和随动小齿轮16均与固定在下法兰盘7的大齿轮17相啮合，由此在驱动电机15旋
转时，由于大齿轮17保持不动，驱动组件10带动支撑架9、支撑外环5以及测角组件8绕中间立柱4旋转，随动小齿轮16也随之在自转的同时绕大齿轮17公转，从而获取旋转运动参数，向上位机进行反馈。
27.如图5所示，方位转动机构1在下法兰盘上设置有一个霍尔传感器20，在支撑架9上设置有两个霍尔磁钢19，以此在测角组件8故障时对方位轴的旋转运动进行检测与反馈。
28.如图6所示，俯仰转动机构包括壳体22、压盖24、大小齿轮副23和26、减速电机组合25、旋转变压器21等几部分。减速电机25的输出力经过大小齿轮副23和26传递到大齿轮17的轴上，带动太阳翼转动，同轴安装的旋转变压器21对旋转角度进行检测，能够实时反馈太阳翼转动角度信息。壳体22的下部有螺纹孔，可以与方位转动机构1的法兰连接。
29.如图7所示，俯仰转动机构2设置有软件限位和机械限位两种限位模式，在两侧俯仰转动机构2的壳体22上设置有俯仰限位块27，在大齿轮17上设置有限位螺钉28。以此对俯仰转动机构进行机械限位，避免软件控制故障致使转台跑飞而对线束造成损伤。
30.如图8所示，方位转动机构1设置有软件限位、电限位和机械限位三种限位模式，在上法兰盘3上设置有限位挡片29，在支撑外环设置有限位块30，避免软件控制故障致使转台跑飞而对线束造成损伤。
31.最后应说明的几点是：首先，在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种新型帆板驱动机构，其特征在于，其包括：方位转动机构(1)以及对称安装在方位转动机构(1)两侧的俯仰转动机构(2)，其中：方位转动机构(1)包括：上法兰盘(3)、中间立柱(4)、支撑外环(5)、支撑架(9)、下法兰盘(7)、驱动组件(10)、测角组件(8)、霍尔组件(6)、大齿轮(17)；上法兰盘(3)和下法兰盘(7)分别与中间立柱(4)固定连接，用于与航天器的载荷上舱、载荷下舱进行连接；下法兰盘(7)上固定连接有大齿轮(17)；中间立柱(4)外侧通过四点接触球轴承设置有支撑架(9)和支撑外环(5)；支撑架(9)两侧分别设置有驱动组件(10)和测角组件(8)，驱动组件(10)通过齿轮传动带动支撑架(9)和支撑外环(5)绕中间立柱(4)进行旋转；俯仰转动机构(2)包括：壳体(22)、压盖(24)、大齿轮副(23)、小齿轮副(26)、减速电机组合(25)、旋转变压器(21)；减速电机(25)的输出力经过大齿轮副(23)和小齿轮副(26)传递到大齿轮(17)的轴上，带动太阳翼转动，旋转变压器(21)对旋转角度进行检测，用于实时反馈太阳翼转动角度信息。2.根据权利要求1所述的一种新型帆板驱动机构，其特征在于：方位转动机构(1)在下法兰盘上设置有霍尔传感器(20)，在支撑架(9)上设置有霍尔磁钢(19)。3.根据权利要求1所述的一种新型帆板驱动机构，其特征在于：所述的驱动组件(10)包括：驱动电机(15)和驱动小齿轮(18)，测角组件(8)主要包括随动小齿轮(16)，旋变轴(14)、旋转变压器(11)、旋变支座(13)及旋变外罩(12)；其中驱动小齿(18)轮和随动小齿轮(16)均与固定在下法兰盘(7)的大齿轮(17)相啮合，由此在驱动电机(15)旋转时，由于大齿轮(17)保持不动，驱动组件(10)带动支撑架(9)、支撑外环(5)以及测角组件(8)绕中间立柱(4)旋转，随动小齿轮(16)也随之在自转的同时绕大齿轮(17)公转，从而获取旋转运动参数。4.根据权利要求3所述的一种新型帆板驱动机构，其特征在于：俯仰转动机构(2)的壳体(22)上设置有俯仰限位块(27)，在大齿轮(17)上设置有限位螺钉(28)；以此对俯仰转动机构进行机械限位。5.根据权利要求1所述的一种新型帆板驱动机构，其特征在于：方位转动机构(1)设置有限位机构，在上法兰盘(3)上设置有限位挡片(29)，在支撑外环(5)设置有限位块(30)。6.根据权利要求1所述的一种新型帆板驱动机构，其特征在于：所述壳体(22)的下部有螺纹孔，用于与方位转动机构(1)的法兰连接。

技术总结

本发明属于航天器太阳翼帆板驱动技术领域，提供一种新型帆板驱动机构，其包括方位转动机构以及对称安装在方位转动机构两侧的俯仰转动机构。本发明采用一个方位轴，两个俯仰轴的结构形式，两个俯仰轴运动机构对称分布在方位轴运动机构两侧，能够在驱动太阳翼帆板转动的前提下，实现整星载荷上舱、下舱之间的连接，保持整星主体结构的相对固定。方位转动机构、俯仰转动机构均设计了有效的机械限位结构，保证了设备的正常工作。方位转动机构采用驱动组件、测角组件与中间立柱对称的安装方式，驱动组件通过主动小齿轮