[發(fā)明專利]用于空間繩系編隊飛行的可重組機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610937892.7
• 申請日: 2016-10-25
• 公開（公告）號: CN107031872B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設計）人: 王班;郭吉豐;馮長水
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學;浙江大學
• 主分類號: B64G1/64
• 分類號: B64G1/64
• 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(fā)明公開了一種用于空間繩系編隊飛行的可重組機構(gòu)。由四個結(jié)構(gòu)相同的子機構(gòu)構(gòu)成，每個子機構(gòu)均包括彈射?對接部件和系繩控制部件；彈射?對接部件，包括錐筒、四根彈簧、四根導軌桿、四個導軌筒、錐桿和外殼；系繩控制部件，包括系繩、編碼器、電磁剎車、伺服電機、張力傳感器、減速器、兩個軸承座、卷繩筒、輔助導輪、張力測量輪、繩長測量輪、張力預緊器、走繩板、底板和繩長編碼器；系繩一端從外殼外由錐筒中心孔進入后，經(jīng)張力預緊器、繩長測量輪、張力測量輪和輔助導輪后，固定在卷繩筒上，系繩另一端與相鄰一套子機構(gòu)的錐桿的中部連接。本發(fā)明可提高繩系編隊飛行的可靠性、降低控制的復雜性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及繩系編隊飛行，尤其是涉及一種用于空間繩系編隊飛行的可重組機構(gòu)。

背景技術(shù)

航天器繩系編隊飛行通過控制航天器之間系繩的張力來保持或控制編隊構(gòu)形，是近二三十年內(nèi)形成的一個較新的領(lǐng)域。雖然繩系編隊飛行研究起步較晚，但其在空間干涉測量、空間成像、在軌捕獲等方面的巨大應用價值與前景得到了人們的廣泛認可。多航天器編隊飛行傳統(tǒng)實現(xiàn)方式為噴氣力控制維持編隊隊形，在隊形控制過程中需要消耗大量的燃料。為解決傳統(tǒng)航天器編隊飛行燃料消耗問題，研究人員提出了多種航天器編隊飛行方案，如庫侖力編隊飛行、電磁編隊飛行以及繩系衛(wèi)星編隊飛行等。空間繩系編隊飛行能更加精確地測量編隊飛行航天器器之間的相對位置，提高姿軌控制的精度，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性。但多繩系結(jié)構(gòu)也使得編隊系統(tǒng)的動力學結(jié)構(gòu)更加復雜，對空間航天器的同步控制能力和燃料消耗也提出了更高的要求。特別是在編隊前，由于各編隊航天器之間的系繩沒有起到連接作用使得系統(tǒng)由多個離散的剛體組成，需保證各個編隊飛行器高度同步；在編隊后的長距離離軌、變軌過程中也需要保證編隊飛行器的高度同步性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服背景技術(shù)領(lǐng)域中空間繩系編隊飛行在編隊前、后的同步性問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于空間繩系編隊飛行的可重組機構(gòu)，是一種分步式可重組機構(gòu)。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的可重組機構(gòu)由四個結(jié)構(gòu)相同的子機構(gòu)構(gòu)成，每個子機構(gòu)均包括彈射-對接部件和系繩控制部件。

所述彈射-對接部件，包括：錐筒、四根彈簧、四根導軌桿、四個導軌筒、錐桿和外殼；在外殼內(nèi)，錐筒大端安裝在外殼的左側(cè)板外側(cè)，四個導軌筒垂直均布在外殼的中間板側(cè)面上，每根導軌桿與各自導軌筒為滑動配合，每根彈簧套于各自導軌桿上，導軌桿的端部與錐筒大端部端面連接，每根彈簧兩端分別由導軌筒的凸出臺階和錐筒大端部端面進行限位，錐桿大端固定在外殼后板外側(cè)的中心處；

所述系繩控制部件，包括：系繩、編碼器、電磁剎車、伺服電機、張力傳感器、減速器、第一軸承座、卷繩筒、第二軸承座、輔助導輪、張力測量輪、繩長測量輪、張力預緊器、走繩板、底板和繩長編碼器；在外殼內(nèi)，編碼器的安裝面與電磁剎車的一端連接，電磁剎車的另一端與伺服電機的一端連接，伺服電機的另一端與減速器的一端連接，減速器的另一端固定在第一軸承座上，減速器輸出軸穿過第一軸承座軸承內(nèi)圈經(jīng)卷繩筒中心孔與第二軸承座軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動連接，第一軸承座與第二軸承座的底部均安裝在固定底板上，固定底板上垂直裝有走繩板，走繩板與錐筒軸線平行，走繩板從左至右依次安裝有張力預緊器、帶有繩長測量輪的繩長編碼器、帶有張力測量輪的張力傳感器和輔助輪；

系繩的一端從外殼外由錐筒中心孔進入后，依次經(jīng)過張力預緊器、繩長測量輪、張力測量輪和輔助導輪后，固定在卷繩筒內(nèi)壁處，系繩的另一端與相鄰一套子機構(gòu)的錐桿的中部連接。

本發(fā)明具有的有益效果是：

1、本發(fā)明提供的可重組機構(gòu)，可提高繩系編隊飛行的可靠性、降低控制的復雜性。

2、本發(fā)明提供的可重組機構(gòu)，利用系繩引導實現(xiàn)可重組機構(gòu)間的對接，可提高對接的準確性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的子機構(gòu)的平面圖。