[發(fā)明專利]一種套接式展收機(jī)構(gòu)繩驅(qū)動(dòng)張緊裝置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710307054.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN107013641B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁希侖;肖航;徐坤;李龍;楊巧龍;任守志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué);北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部
• 主分類號(hào): F16H7/10
• 分類號(hào): F16H7/10;B64G1/22
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 趙文利

本發(fā)明公開了一種套接式展收機(jī)構(gòu)繩驅(qū)動(dòng)張緊裝置及其控制方法，屬于機(jī)械技術(shù)和自動(dòng)控制領(lǐng)域；所述的繩驅(qū)動(dòng)張緊裝置包括套接筒模塊、驅(qū)動(dòng)繩模塊、張緊模塊、驅(qū)動(dòng)模塊以及控制模塊，驅(qū)動(dòng)繩模塊中的展開繩和收攏繩，分別對(duì)套接筒模塊中相互嵌套的各級(jí)套接筒展開和收攏；控制模塊控制驅(qū)動(dòng)模塊中的展開電機(jī)和收攏電機(jī)的運(yùn)行，進(jìn)而使張緊模塊中的收攏擺臂和展開擺臂始終保持在合理范圍內(nèi)；所述繩驅(qū)動(dòng)張緊裝置的控制方法，包括展開過程和收攏過程，能夠使得套接式展收機(jī)構(gòu)在展開和收攏過程中，放卷的被動(dòng)繩始終處于張緊狀態(tài)，繩上的張力維持在一定的范圍內(nèi)；能夠?qū)φ故諜C(jī)構(gòu)所有動(dòng)作進(jìn)行控制并監(jiān)測(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械技術(shù)和自動(dòng)控制領(lǐng)域，涉及一種套接式展收機(jī)構(gòu)繩驅(qū)動(dòng)張緊裝置及其控制方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置的監(jiān)測(cè)和控制。

背景技術(shù)

隨著航天事業(yè)的發(fā)展，航天器結(jié)構(gòu)趨于大型化，但又受到運(yùn)載火箭幾何空間的限制，因此可展收機(jī)構(gòu)得到了廣泛的應(yīng)用。套接式展收機(jī)構(gòu)由于其活動(dòng)部位少，展開到位鎖定后剛度高，受到了越來越多的關(guān)注。

傳統(tǒng)的套接式展收機(jī)構(gòu)采用絲杠螺母進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)方式質(zhì)量大并且在絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)過程中會(huì)引起機(jī)構(gòu)共振，對(duì)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，而采用繩索進(jìn)行驅(qū)動(dòng)不僅具有較輕的質(zhì)量并且能避免共振的發(fā)生。

但由于繩索的柔軟性，使得在展收過程中被動(dòng)繩索要么處于松弛狀態(tài)，可能會(huì)鉤掛到其它部件上造成繩索的損壞，要么被動(dòng)繩又過于張緊，進(jìn)而阻礙機(jī)構(gòu)正常運(yùn)動(dòng)；被動(dòng)繩索上的張力不能保持在一定合理的范圍內(nèi)，這極大的影響了套接式展收機(jī)構(gòu)的正常展收。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提出一種套接式展收機(jī)構(gòu)繩驅(qū)動(dòng)張緊裝置及其控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)套接式展收機(jī)構(gòu)的展開及收攏，并使得被動(dòng)繩的張力處于一定的范圍內(nèi)，既不松弛也不過于張緊，有利于機(jī)構(gòu)的順利展收。

所述的套接式展收機(jī)構(gòu)繩驅(qū)動(dòng)張緊裝置，包括套接筒模塊、驅(qū)動(dòng)繩模塊、張緊模塊、驅(qū)動(dòng)模塊以及控制模塊。

所述套接筒模塊由四個(gè)直徑不等的空心圓筒相互嵌套而成，從外向內(nèi)依次為第一級(jí)套接筒、第二級(jí)套接筒、第三級(jí)套接筒和第四級(jí)套接筒；各級(jí)套接筒通過鍵配合實(shí)現(xiàn)周向定位，通過套接筒上下端法蘭臺(tái)階實(shí)現(xiàn)軸向限位。在第一級(jí)套接筒、第二級(jí)套接筒和第三級(jí)套接筒的上部?jī)?nèi)側(cè)安裝有頂部線輪，在第二級(jí)套接筒、第三級(jí)套接筒和第四級(jí)套接筒的下部外側(cè)安裝有底部線輪；所述的頂部線輪和底部線輪用于安裝驅(qū)動(dòng)繩模塊。

所述驅(qū)動(dòng)繩模塊包括展開繩和收攏繩；展開繩依次穿過各級(jí)套接筒上的頂部線輪和底部線輪，在各級(jí)套接筒之間往復(fù)排布，且展開繩兩端分別連接張緊模塊中的展開繩張緊模塊；收攏繩一端與最內(nèi)層的第四級(jí)套接筒下端固定，另一端穿過第三級(jí)套接筒后連接張緊模塊中的收攏繩張緊模塊。

所述張緊模塊包括一套收攏繩張緊模塊和兩套對(duì)稱的展開繩張緊模塊。

所述收攏繩張緊模塊位于第二級(jí)套接筒的底端中心位置，包括底座、支撐桿、收攏擺臂座、收攏角度傳感器、收攏傳感器座、收攏擺臂軸、收攏擺臂、收攏張緊扭簧、收攏線輪座和收攏線輪。

底座安裝在第二級(jí)套接筒下端，與第二級(jí)套接筒底面平行，并作為基礎(chǔ)安裝平臺(tái)；支撐桿垂直安裝于底座中心；收攏擺臂座安裝于底座上，位于支撐桿一側(cè)；收攏傳感器座與收攏擺臂座處于并列位置，固定在底座側(cè)面上，用于安放收攏角度傳感器；

在收攏擺臂座上通過軸承固定安裝收攏擺臂軸，收攏擺臂軸一端與收攏角度傳感器相連，另一端穿過收攏擺臂座與收攏擺臂固定相連；收攏擺臂傾斜于收攏擺臂座上方；

同時(shí)在收攏擺臂座上還安裝收攏張緊扭簧，收攏張緊扭簧一端固定安放在收攏擺臂座上，另一端插入收攏擺臂上的一端的孔內(nèi)；收攏擺臂的另一端通過軸承安裝收攏線輪座；收攏線輪座上用于安裝兩個(gè)周向有凹槽的收攏線輪，兩個(gè)線輪相切，由此使兩個(gè)凹槽間形成穿線通道；同時(shí)在支撐桿頂部、底座下表面中部也分別安裝有兩收攏線輪；