[發明專利]一種基于伸縮絲杠驅動的空間伸展臂

有效

• 申請號: 201810380799.X
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108557115B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 郭宏偉;王豐華;楊皓宇;張蒂;劉榮強;鄧宗全
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 孟憲會

一種基于伸縮絲杠驅動的空間伸展臂，它涉及航空航天技術領域。本發明解決了現有的火箭由于空間有限，存在無法提供容納大尺寸的空間伸展臂收攏狀態下所需的空間的問題。本發明的三個固定板沿圓周均布在底座上，相鄰兩個固定板間設有一個連接板形成內部空心的三棱柱狀封閉結構，三個伸縮絲杠驅動系統均布在三棱柱狀封閉結構內，每個固定板的內側設有一個直線導軌，三個步進電機分別設置在三個伸縮絲杠驅動系統的上部，三個步進電機通過同步帶傳動機構驅動三個伸縮絲杠驅動系統，三個伸縮絲杠到位鎖定機構分別設置在三個固定板的外側，三個順序展開控制裝置分別固定在三個連接板上，伸展臂置于三棱柱狀封閉結構的內部。本發明用于提高伸展臂折展比。

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域,具體涉及一種基于伸縮絲杠驅動的空間伸展臂。

背景技術

隨著空間探測的深入，人造航天器的尺寸也隨之加大。如何支撐大尺寸的航天器成為當前空間技術的前沿性問題。空間伸展臂因其較大的折展比和展開剛度，非常適合在太空中為各類航天器提供支撐，還可以借其展開過程為航天器組件的展開提供驅動力。

空間伸展臂主要由桿件和繩索等細長結構組成，通過桿件和繩索組成一個個的展開單元，將展開過程變得模塊化，可以根據需要增加或減少展開單元的數量，對外界條件的適應性很強。在未來大型空間站的建設、大口徑通訊衛星天線、太陽能電池陣和太陽帆等領域一定會得到長足的應用。

例如在通訊衛星天線領域，空間伸展臂主要用于太空中衛星天線等的支撐結構。其尺寸越大，所能支撐的天線尺寸越大，進而與地面間的通訊效果越好。因此，設計出一種大尺度的伸展臂是當前衛星通訊的主要需求，但是伸展臂的尺寸越大，意味著其收攏狀態下所占的空間越大，這與火箭狹小的空間不能相互適應。在收攏空間有限的情況下，要想提高伸展臂的展開長度，只有提高伸展臂的折展比才能夠實現。

綜上所述，現有的火箭由于空間有限，存在無法提供容納大尺寸的空間伸展臂收攏狀態下所需的空間的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的火箭由于空間有限，存在無法提供容納大尺寸的空間伸展臂收攏狀態下所需的空間的問題，進而提供一種基于伸縮絲杠驅動的空間伸展臂。

本發明的技術方案是：

一種基于伸縮絲杠驅動的空間伸展臂，它包括同步帶傳動機構、伸展臂、固定板、連接板、底座、三個步進電機、三個伸縮絲杠驅動系統、三個伸縮絲杠到位鎖定機構、三個直線導軌和三個順序展開控制裝置，底座為三角形板狀結構，三個固定板沿圓周均布在底座上，相鄰兩個固定板間設有一個連接板形成內部空心的三棱柱狀封閉結構，三個伸縮絲杠驅動系統沿圓周均布在所述三棱柱狀封閉結構內，每個固定板的內側沿豎直方向設有一個直線導軌，所述伸縮絲杠到位鎖定機構與伸縮絲杠驅動系統對應設置，三個步進電機分別設置在三個伸縮絲杠驅動系統的上部，三個步進電機通過同步帶傳動機構驅動三個伸縮絲杠驅動系統，三個伸縮絲杠到位鎖定機構分別設置在三個固定板的外側，三個順序展開控制裝置分別固定在三個連接板上，伸展臂置于所述三棱柱狀封閉結構的內部。

進一步地，同步帶傳動機構包括第一同步帶傳動單元和三個第二同步帶傳動單元，三個第二同步帶傳動單元沿圓周均布在三個伸縮絲杠驅動系統的上部，第一同步帶傳動單元位于三個第二同步帶傳動單元的上部。

進一步地，每個第二同步帶傳動單元包括第一同步帶輪、第三同步帶輪和第一同步帶，第一同步帶輪與步進電機同軸設置，第二同步帶輪與伸縮絲杠到位鎖定機構同軸設置，第一同步帶輪與第三同步帶輪之間通過第一同步帶傳動，第一同步帶傳動單元包括第二同步帶和三個第二同步帶輪，第二同步帶輪與步進電機同軸設置，三個第二同步帶輪之間通過第二同步帶傳動。

進一步地，每個伸縮絲杠驅動系統包括絲杠、絲杠套筒、軸套和軸套端蓋，絲杠套筒套裝在絲杠上，絲杠的一端連接第三同步帶輪，絲杠的另一端連接軸套，連接軸套的端部設有軸套端蓋。