[發明專利]一種剛性機械鎖定機構及鎖定或解鎖方法

有效

• 申請號: 201711447408.3
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108287050B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 趙鑫;王慶穎;楊鵬;李曉;趙廣濤;范建凱;賈慧麗
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G01M7/06
• 分類號: G01M7/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

一種新型剛性機械鎖定機構及鎖定或解鎖方法，本發明屬于航天光學遙感器技術領域，針對相機掃描機構的具體需求，設計出了一種新型的剛性機械鎖定機構。本發明設計的新型剛性機械鎖定機構裝配至掃描機構軸系兩側，可在任意時刻由控制器發送指令實現對掃描機構軸系的鎖定或解鎖，在衛星發射前對掃描機構軸系進行剛性鎖定，發射階段軸系振動過載由剛性機械鎖定機構承受，通過剛性機械鎖定機構高支撐剛度實現對軸系支撐元件的保護。通過優化減速組件和第一直線運動副、增速組件和第二直線運動副的減速比來實現鎖定運行精度及鎖定解鎖位置反饋精度；通過設計直線支撐副的安裝布置方式及預緊力實現高支撐剛度；鎖定銷采用大錐角設計，確保鎖定后不會發生自鎖。

技術領域

本發明涉及一種剛性機械鎖定機構及鎖定或解鎖方法，針對相機掃描機構的具體需求，屬于航天光學遙感器技術領域。

背景技術

掃描機構是相機的核心部件，其要求測量精度高、壽命長、負載大，限制掃描機構壽命及測量精度的主要因素是軸系支撐元件的壽命和其承載能力，而衛星發射時過載對軸系支撐元件的破壞將導致在軌掃描機構測量精度及壽命下降，故亟需一種剛性機械鎖定機構，在發射時對掃描機構軸系進行剛性鎖定，即利用剛性機械鎖定機構對掃描機構軸系進行剛性鎖定，起到保護掃描機構軸系支撐元件的作用。

目前，掃描機構上常用的鎖定機構方案主要有三種：插銷限位鎖定、電磁鎖定、柔性抱軸鎖定。插銷限位鎖定一般采用記憶合金或火工品作為解鎖動力源，缺點在于無法重復使用，掃描機構在整星各個階段均需解鎖調試，而在整星中無法進行零件更換工作；電磁鎖定原理為通過加電產生磁力，從而限制軸系轉動，缺點在于無法起到對軸系剛性支撐作用；柔性抱軸鎖定一般采用拉緊柔性帶的方法抱緊轉動軸，從而限制軸系轉動，缺點也是無法起到對軸系剛性支撐作用。鑒于以上分析，可以看出：三種常用鎖定方案均很難滿足相機掃描機構的需求。

發明內容

本發明解決的技術問題為：克服現有技術不足，提供一種新型剛性機械鎖定機構及鎖定或解鎖方法，該鎖定機構裝配至相機掃描機構軸系兩側，可在任意時刻由控制器發送指令實現對掃描機構軸系鎖定/解鎖功能，在衛星發射前由控制其發送指令對掃描機構軸系進行剛性鎖定，起到限制軸系轉動和對軸系支撐元件提供剛性支撐的作用，在發射階段軸系振動過載由剛性機械鎖承受，從而起到保護軸系支撐元件作用。衛星入軌穩定工作后，由控制器發送指令對掃描機構解鎖。本發明設計出的新型剛性機械鎖定機構具有可重復使用、鎖定剛度大、鎖定精度及重復鎖定精度高的優點，從而解決了高精度、長壽命、大負載掃描機構發射階段軸系支撐元件過載保護問題。

本發明解決的技術方案為：一種新型剛性機械鎖定機構，包括：直線運動組件、減速驅動組件、增速驅動組件、位置傳感器組件和鎖定支撐組件、基座；

直線運動組件、減速驅動組件、增速驅動組件和位置傳感器組件安裝在基座上，鎖定支撐組件安裝在直線運動組件上；通過減速驅動組件帶動直線運動組件，直線運動組件推動鎖定支撐組件在鎖定解鎖位置之間直線運動，由位置傳感器組件判斷直線運動組件是否到達鎖定解鎖位置，若到達，鎖定支撐組件對鎖定對象鎖定或解鎖，若未到達直線運動組件繼續運行。

直線運動組件，包括：第一直線運動副(9)、第一直線支撐副(10)；減速驅動組件，包括：減速組件(1)、驅動電機(5)；

驅動電機(5)通過減速組件(1)和第一直線運動副(9)驅動活動板(14)沿第一直線支撐副(10)平移。

位置傳感器組件沒包括：增速組件(2)、解鎖位置傳感器(3)、鎖定位置傳感器(4)、第二直線支撐副(6)、位置信號觸發器(7)、第二直線運動副(8)；

驅動電機(5)通過增速組件(2)和第二直線運動副(8)推動位置信號觸發器(7)沿第二直線支撐副(6)在解鎖位置傳感器(3)和鎖定位置傳感器(4)之間進行直線運動，直至驅動位置信號觸發器(7)動作至鎖定位置傳感器(4)或解鎖位置信號器(3)觸發；