[發(fā)明專利]一種空間系繩釋放展開裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811509573.1
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109502057B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫祿君;黃靜;朱東方;黃庭軒;孫杰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航天控制技術(shù)研究所
• 主分類號: B64G1/64
• 分類號: B64G1/64
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 圣冬冬

本發(fā)明提出了一種空間系繩釋放展開系統(tǒng)，三種釋放展開模式主要利用活齒傳動ORT減速器實(shí)現(xiàn)對釋放展開到一定繩長時(shí)，切換到不同的機(jī)械裝置上來實(shí)現(xiàn)三種模式轉(zhuǎn)換；恒速控制裝置主要永磁體渦流緩速基本原理，通過調(diào)整固定的磁力片和轉(zhuǎn)動線杯之間的氣隙實(shí)現(xiàn)系繩的恒速輸出；減速制動利用盤式摩擦制動方式實(shí)現(xiàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用ORT減速器方式進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換，避免了模式轉(zhuǎn)換造成系繩釋放展開過程沖擊影響，減少裝置的結(jié)構(gòu)體積；另外采用非接觸磁力方式進(jìn)行恒速控制，使得恒速控制過程運(yùn)行平穩(wěn)柔順，能夠?qū)ο道K在受到外部沖擊是引起的拉力變化起到魯棒作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及系繩釋放展開過程控制領(lǐng)域，特別適用于系繩類結(jié)構(gòu)釋放展開過程有分階段控制要求的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著空間碎片清除技術(shù)的發(fā)展，開始采用空間系繩進(jìn)行碎片清除?？臻g系繩的釋放展開，涉及到自由釋放展開、恒速控制和減速制動三種釋放展開模式。因此，需要設(shè)計(jì)一種系繩釋放展開裝置，具備三種釋放展開模式階段性控制的功能。

目前，空間系繩釋放展開裝置的設(shè)計(jì)主要采用主動的恒速控制和被動的摩擦制動相結(jié)合的方式，主要應(yīng)用于在空間系繩的穩(wěn)定釋放展開，而空間系繩采用三種釋放展開模式階段性控制的被動釋放展開裝置設(shè)計(jì)方面尚未有相關(guān)的專利成果。

本專利設(shè)計(jì)是一種結(jié)合了ORT減速原理、磁渦流緩速原理和摩擦制動原理的優(yōu)點(diǎn)的空間系繩釋放展開裝置。首先，基于ORT減速原理將系繩釋放展開長度轉(zhuǎn)化為階段性控制的驅(qū)動裝置；其次，采用磁渦流緩速原理實(shí)現(xiàn)第二階段恒速釋放展開要求，最后，采用盤式摩擦制動實(shí)現(xiàn)第三階段減速制動要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于設(shè)計(jì)一種空間系繩釋放展開裝置。能夠?qū)崿F(xiàn)自由釋放展開、恒速控制和減速制動三種釋放展開模式的階段性控制，本發(fā)明系繩釋放展開過程平穩(wěn)，能夠進(jìn)行多階段控制過程的平滑過渡；并且恒速控制具有一定的魯棒性；同時(shí)，同軸設(shè)計(jì)的方式，使得裝置結(jié)構(gòu)體積小，同時(shí)大大提高了系統(tǒng)的可靠性和可實(shí)現(xiàn)范圍。

本發(fā)明提供一種空間系繩釋放展開裝置，其特征在于裝置包括ORT減速裝置、階段性控制模塊和減速制動裝置；所述ORT減速裝置包括2件ORT減速器組件、磁力片、線杯、系統(tǒng)轉(zhuǎn)動主軸、系繩、防纏繞結(jié)構(gòu)、減速制動片、聯(lián)軸器、花鍵和滑動模塊；系繩釋放展開時(shí)帶動所述線杯轉(zhuǎn)動，通過所述系統(tǒng)轉(zhuǎn)動主軸將轉(zhuǎn)動傳遞到設(shè)置在左右兩邊的ORT減速器組件實(shí)現(xiàn)減速比的傳遞，所述ORT減速器通過所述系統(tǒng)轉(zhuǎn)動主軸上的聯(lián)軸器傳遞到所述花鍵輸出1/4圈；所述階段性控制模塊包括激波盤，活齒，齒圈，活齒架，滑移模塊，輸出軸，彈簧解鎖控制模塊和殼體；所述彈簧解鎖控制模塊由解鎖盤和鎖緊彈簧組成；所述系統(tǒng)轉(zhuǎn)動主軸將轉(zhuǎn)動輸入所述激波盤，齒圈固定于所述殼體，通過所述活齒架實(shí)現(xiàn)減速比輸出到所述輸出軸；所述輸出軸與所述解鎖盤固定，所述解鎖盤在轉(zhuǎn)動過程中實(shí)現(xiàn)對所述鎖緊彈簧的解鎖進(jìn)而帶動滑移模塊的滑動位移實(shí)現(xiàn)；所述花鍵通過彈簧解鎖推動滑移模塊；所述減速制動結(jié)構(gòu)包括固定環(huán)，摩擦片，制動殼；所述摩擦片固定于所述固定環(huán)上，所述摩擦片和所述制動殼被作用一定正壓力時(shí)開始工作；所述固定環(huán)與所述滑移模塊固聯(lián)，隨著滑移模塊一起運(yùn)動，運(yùn)動方向有軸線方向。

優(yōu)選的，該展開裝置設(shè)置有防纏繞結(jié)構(gòu)，所述防纏繞結(jié)構(gòu)組成包括系繩和出線擺臂；防纏繞時(shí)，所述系繩從所述線杯中釋放展開；所述出線擺臂端部和所述線杯之間存在楔形角度接觸時(shí)具有摩擦作用；釋放展開過程中所述系繩通過所述出線擺臂，當(dāng)所述系繩存在拉力時(shí)推動所述出線擺臂端部遠(yuǎn)離線杯，否則，所述出線擺臂通過所述彈簧接觸所述線杯，實(shí)現(xiàn)所述系繩非釋放展開狀態(tài)時(shí)對所述線杯的制動。

優(yōu)選的，所述磁力片模塊結(jié)構(gòu)包括系統(tǒng)組成包括固定環(huán)，磁力塊，磁力塊支撐結(jié)構(gòu)；所述磁力塊均布在所述磁力塊支撐結(jié)構(gòu)上，所述磁力塊間隔布置，確保有效的磁力強(qiáng)度；所述固定環(huán)與所述滑移模塊固聯(lián)，隨著滑移模塊一起運(yùn)動。

優(yōu)選的，所述階段性控制模塊釋放展開的所述系繩長度L_max和ORT減速器的減速比i_ORT計(jì)算公式：