[發(fā)明專(zhuān)利]一種星載拋物面天線高定位精度展開(kāi)鎖位機(jī)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710536746.8
• 申請(qǐng)日: 2017-07-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107425256B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙明宣;楊金平;崔琦峰;經(jīng)貴如;王學(xué)強(qiáng);殷愛(ài)平;陳歡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q1/12
• 分類(lèi)號(hào): H01Q1/12
• 代理公司: 31107 上海航天局專(zhuān)利中心
• 代理人: 金家山

本發(fā)明公開(kāi)了一種星載拋物面天線高定位精度展開(kāi)鎖位機(jī)構(gòu)，其特征在于，該機(jī)構(gòu)包括：基座，U型架，鎖舌，驅(qū)動(dòng)軸，從動(dòng)軸，深溝球軸承，墊片，驅(qū)動(dòng)組件和鎖位裝置。驅(qū)動(dòng)組件主要包括：定子和轉(zhuǎn)子。鎖位裝置包括：底座，鎖扣，止動(dòng)螺釘，螺母A，鎖軸，限位螺釘，螺母B，雙列扭簧和彈簧擋圈。驅(qū)動(dòng)組件定子與基座連接。驅(qū)動(dòng)軸一端與驅(qū)動(dòng)組件轉(zhuǎn)子連接，另一端與U型架連接。從動(dòng)軸一端與基座連接，另一端自由，與U型架之間安裝深溝球軸承。鎖位裝置為一機(jī)械裝置，安裝在基座上，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部件U型架的鎖位。本發(fā)明廣泛適用于驅(qū)動(dòng)空間光電類(lèi)載荷轉(zhuǎn)動(dòng)并固定支撐在某一位置，具有驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定、速度可調(diào)，固定支撐精度高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空航天機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種星載拋物面天線高定位精度展開(kāi)鎖位機(jī)構(gòu)。

技術(shù)背景

指向機(jī)構(gòu)是星載天線實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)跟蹤、定向的重要執(zhí)行部件，是現(xiàn)代航天器系統(tǒng)的重要組成部分。隨著現(xiàn)代航天技術(shù)的快速發(fā)展，尤其以空間站、登月計(jì)劃和探火工程為代表的空間探測(cè)活動(dòng)，其任務(wù)高度復(fù)雜、系統(tǒng)高度耦合，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、通信、觀測(cè)、導(dǎo)航、電子偵察干擾等信息系統(tǒng)在多功能、性能、精度、指向部件的剛度和輕量化方面的需求越來(lái)越高。有效載荷和通信系統(tǒng)功能的擴(kuò)展，使天線的復(fù)雜程度增高和增益需求提高，天線的波束寬度也不斷變窄，造成特定覆蓋區(qū)域的增益降低。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、高軌中繼衛(wèi)星、星座組網(wǎng)和深空探測(cè)器等都要求建立星地和星間通信鏈路。因此，為了提高星載天線機(jī)動(dòng)靈活的功能，天線被設(shè)計(jì)成具備一維甚至更多維轉(zhuǎn)動(dòng)和定位的功能。

為了提高星載天線的增益，天線口徑和重量越來(lái)越大、天線的波束寬度也變得很窄，為了增加星載天線的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，且避免在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中碰到衛(wèi)星本體或天線周?chē)钠渌d荷，需要在發(fā)射階段將天線收攏壓緊在衛(wèi)星側(cè)面，入軌后將天線展開(kāi)支撐在遠(yuǎn)離星體足夠遠(yuǎn)的某一位置，再進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)和定向。因此，展開(kāi)角度的誤差將作為星載天線的固定指向誤差，一直存在。由此可見(jiàn)，提高展開(kāi)精度可提高星載天線的指向精度，具有很重要的工程意義。

此外，隨著空間高分辨率相機(jī)、光學(xué)載荷、雷達(dá)和掃描驅(qū)動(dòng)的發(fā)展，對(duì)航天器的平臺(tái)穩(wěn)定度的要求也越來(lái)越高，對(duì)航天器艙外活動(dòng)部件轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的干擾要求也很苛刻。需要星載天線在展開(kāi)狀態(tài)的基頻盡可能高，而對(duì)基頻影響因素最大的是系統(tǒng)重量和鎖定剛度。可見(jiàn)提高展開(kāi)鎖位機(jī)構(gòu)的鎖緊剛度對(duì)星載天線和航天器平臺(tái)均很重要。

現(xiàn)有的有些星載天線，僅依靠電機(jī)的保持力矩實(shí)現(xiàn)指向機(jī)構(gòu)的位置保持，保持剛度低且易受外界干擾的影響。有些星載天線通過(guò)無(wú)源彈簧或扭簧展開(kāi)，到位后依靠銷(xiāo)鎖定位，展開(kāi)過(guò)程不可控、到位沖擊大，鎖位精度低且因鎖定裝置間隙過(guò)大而剛度低。

目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類(lèi)似技術(shù)的說(shuō)明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)外類(lèi)似的資料。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上訴問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種星載拋物面天線高定位精度展開(kāi)鎖位機(jī)構(gòu)，技術(shù)方案如下：

一種星載拋物面天線高定位精度展開(kāi)鎖位機(jī)構(gòu)，其特征在于，該機(jī)構(gòu)包括：基座，U型架，鎖舌，驅(qū)動(dòng)軸，從動(dòng)軸，深溝球軸承，墊片，驅(qū)動(dòng)組件和鎖位裝置。驅(qū)動(dòng)組件主要包括：定子和轉(zhuǎn)子。鎖位裝置包括：底座，鎖扣，止動(dòng)螺釘，螺母A，鎖軸，限位螺釘，螺母B，雙列扭簧和彈簧擋圈。

所述的驅(qū)動(dòng)組件定子與基座連接。驅(qū)動(dòng)軸一端與驅(qū)動(dòng)組件轉(zhuǎn)子連接，另一端與U型架連接。從動(dòng)軸一端與基座連接，另一端自由，與U型架之間安裝深溝球軸承。鎖位裝置為一機(jī)械裝置，安裝在基座上，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部件U型架的鎖位。

所述的鎖舌與U型框架采用一體化設(shè)計(jì)，用鋁合金整體加工成型，鎖舌的下表面為楔形弧面。

所述的驅(qū)動(dòng)軸一端通過(guò)螺釘固定在驅(qū)動(dòng)組件輸出軸上，另一端通過(guò)螺釘固定在U型框架上，驅(qū)動(dòng)組件帶動(dòng)U型架繞驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并采集展開(kāi)鎖位機(jī)構(gòu)的位置信息，將該位置信息反饋到電機(jī)控制器，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)組件轉(zhuǎn)動(dòng)位置和停止位置的高精度閉環(huán)控制。