[發明專利]一種用于空間繩系組合體的大張力長系繩收放裝置

有效

• 申請號: 201610650029.3
• 申請日: 2016-08-10
• 公開（公告）號: CN107253532B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 郭吉豐;譚春林;王班;劉永健
• 申請（專利權）人: 浙江大學;杭州電子科技大學;譚春林;劉永健
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

本發明公開了一種用于空間繩系組合體的大張力長系繩收放裝置。在外殼內，沿外殼長度方向，依次裝有系繩姿態入角測量部件、導繩部件、張力預緊部件、繩長測量部件、張力測量部件、排繩部件和系繩卷繞部件。本發明具有系繩姿態入角可測，系繩長度可測可控，系繩張力可測可控的功能。由于帶有排繩部件使得回收到卷筒上的系繩較多時，系繩可在卷筒上均勻排列而避免了因系繩相互擠壓造成的塌落現象，為了兼顧張力精度及量程，采用了大、小量程兩個張力傳感器串聯的方式測量系繩張力，是一種大張力（最大可控可測張力200N）、長系繩（最大收繩長度200m）、高精度的系繩收放裝置。

技術領域

本發明涉及空間系繩控制裝置，尤其涉及一種用于空間繩系組合體的大張力長系繩收放裝置。

背景技術

空間繩系系統一般采用易卷取的柔性系繩，在系統的在軌操作過程中，一般需要通過系繩末端連接的系繩卷取機構對系繩實現長度控制或者張力控制。因此，系繩卷取機構的設計以及性能對空間繩系系統能否順利完成任務起著相當重要的作用，如上述的TSS-1在軌試驗，就因系繩釋放機構的技術故障使得系繩因張力過大而斷裂，導致了任務的失敗。對于空間繩系系統而言，系繩控制機構是控制系繩長度、速率及張力的執行機構，在繩系系統方案設計、動力學模型分析、控制系統設計及試驗驗證等各個環節都必須加以考慮。另外，針對空間特殊要求，裝置還需集成度要高、質量輕、體積小、結構簡單可靠等特點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于空間繩系組合體的大張力長系繩收放裝置，該裝置同時具備空間系繩擺角可測、系繩長度可測可控、系繩張力可測可控等功能，通過合理設計使得裝置能同時具有張力精度高、張力量程大（最大可控可測張力200N）以及系繩尺度大（最大收繩長度200m）等功能特色。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：

本發明在外殼內，沿外殼長度方向，依次裝有系繩姿態入角測量部件、導繩部件、張力預緊部件、繩長測量部件、張力測量部件、排繩部件和系繩卷繞部件。

所述系繩姿態入角測量部件，包括：U形角度測量固定架、第一軸承座、第一半環框架、第二軸承座、第二半環框架、第一角度傳感器和第二角度傳感器；U形角度測量固定架固定在外殼上、下面之間，U形角度測量固定架左側板外側裝有第二角度傳感器，第二角度傳感器的轉動軸穿過左側板與第二半環框架一端的孔固接，第二半環框架另一端的軸頭與U形角度測量固定架右側板外側的第二軸承座轉動連接；U形角度測量固定架下板外側裝有第一角度傳感器，第一角度傳感器的轉動軸穿過下板與第一半環框架一端的孔固接，第一半環框架的另一端軸頭與安裝在U形角度測量固定架中間上板的第一軸承座轉動連接，第一半環框架與第二半環框架半徑不同，所述二個半環框架中部均開有寬度與系繩直徑相同的弧形通槽，且二個半環框架軸線相交處安裝開有過繩孔的連接板。

所述導繩部件，包括：第一小導輪、第二小導輪、第一心軸和第二心軸；第一小導輪與第一心軸為轉動配合，第二小導輪與第二心軸為轉動配合，第一心軸與第二心軸兩端通過螺紋分別與U形角度測量固定架的中間上板和底板連接，所述二個小導輪中部均開有U形導繩槽，且位于同一水平位置。

所述張力預緊部件，包括：第一陶瓷片、第二陶瓷片、彈簧、帶螺母心軸，帶螺母心軸與過繩立板連接，第一陶瓷片、第二陶瓷片及彈簧依次套在帶螺母心軸上，通過調解帶螺母心軸的螺母調節系繩預緊張力。

所述繩長測量部件，包括：過繩立板、繩長測量導輪、軸承座、聯軸器，固定架和旋轉編碼器；過繩立板垂直安裝在外殼上、下面間，過繩立板的板面與外殼的長邊平行，過繩立板安裝有軸承座，繩長測量導輪的伸出軸穿過軸承座的軸承內圈并插入聯軸器的一端內孔中，聯軸器的另一端內孔與旋轉編碼器的伸出軸連接，旋轉編碼器與固定架連接，固定架安裝固定在過繩立板上。