[實用新型]一種多維度旋轉軸連接裝置

有效

• 申請號: 201921940066.3
• 申請日: 2019-11-09
• 公開（公告）號: CN210761372U
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 鄧輝
• 申請（專利權）人: 深圳市臨近空間科技開發有限公司
• 主分類號: B64G1/28
• 分類號: B64G1/28;G05D1/08
• 代理公司: 深圳市恒和大知識產權代理有限公司 44479
• 代理人: 加小科

本實用新型公開了一種多維度旋轉軸連接裝置，以解決低空低速飛行器的姿態控制機構中存在的三軸實體交叉問題，屬于低空低速飛行器的姿態控制領域，本多維度旋轉軸連接裝置包括：支架(1)；安裝于所述支架、用于連接兩個偏航軸的第一連接機構(2)；安裝于所述支架、用于連接兩個滾動軸的第二連接機構(3)；安裝于所述支架、用于連接兩個俯仰軸的第三連接機構(4)；所述連接機構包括：位于被連接的兩個軸之間、與被連接軸的延長線平行、且配置在被連接軸的軸線對稱偏置后的位置的兩個傳動軸，以及配置在所述傳動軸和被連接軸之間用于傳遞角動量的動量傳遞機構。

技術領域

本實用新型涉及低空低速飛行器的姿態控制領域，具體是一種多維度旋轉軸連接裝置。

背景技術

姿態控制是飛行器控制系統的重要部分。飛行器包括飛機、導彈、衛星、飛艇等空間人造機器。常用的姿態控制方法包括空氣動力學控制、推力矢量控制、噴氣反作用控制、飛輪控制、磁力矩器控制、變質心控制。其原理及適用范圍分別如下：1、空氣動力學控制：空氣動力通過分解為升力、側力和阻力，氣動力矩可以分解為影響飛行器姿態的滾動力矩、偏航力矩和俯仰力矩。適用于底層大氣，對于低速低動壓的條件不能實現姿態控制。一般應用于飛機、導彈；2、推力矢量控制：通過改變發動機氣流方向來控制飛行器的飛行。主要應用于戰斗機、導彈；3、噴氣反作用控制：飛行器本身利用自身攜帶的氣源，經噴氣發動機向飛行器體外噴射出去，產生反作用力與反作用力矩，從而控制飛行器姿態的一種控制方法。適用于低速和高空低動壓條件下的飛行器。主要應用于衛星、航天飛機等宇宙空間飛行器；4、飛輪控制：飛輪是指具有大慣量的輪體，當其旋轉運動時被加速或減速時，產生反作用控制力矩。飛輪可以正反兩向旋轉，轉速在零附近的慣量性輪時反作用輪，又稱零動量輪。動量輪不僅能產生控制力矩，而且其角動量可以使轉軸在慣性空間保持穩定。是應用于衛星上的一種成熟控制技術；5、磁力矩器控制：主要應用于衛星姿態控制。磁力矩器是一個線圈，通電時產生磁偶極矩，與地磁場作用產生力矩；6、變質心控制：變質心控制通過變質量的分布與質量距控制。

飛輪控制也稱為動量輪控制。現有的飛輪控制主要應用于衛星等宇宙空間飛行器，由于宇宙空間飛行器處于微重力的環境，所以其只需關心質心的幾何關系而不用關注中心的幾何關系。也因此，現有的飛輪式姿態控制主要是通過單獨在三軸方向上安裝三個飛輪來實現三軸的角動量控制。單獨的飛輪安裝方式不存在旋轉軸實體在中心的相交問題。

但是對于低空低速飛行器，其質心與重心的幾何關系對飛行器的姿態控制亦非常重要，需要設計為重心與質心重合在飛行器的幾何中心，以實現飛行器的姿態控制。這就需要采用三軸對稱動量輪控制，具體而言，需要在偏航軸、滾動軸、俯仰軸均配置兩個動量輪，每個軸均過所述質心且每個軸上的兩個動量輪均相對所述質心對稱，但是這樣會使偏航軸、滾動軸、俯仰軸在所述質心處相交，即存在三軸實體交叉問題，影響了三軸飛輪的一體化設計。

本申請中所述的三軸指偏航軸、滾動軸和俯仰軸。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種多維度旋轉軸連接裝置，以解決三軸對稱動量輪控制存在的上述問題。

為達上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種多維度旋轉軸連接裝置，應用于低空低速飛行器的姿態控制機構，其包括：

支架；

安裝于所述支架、用于連接兩個偏航軸的第一連接機構；

安裝于所述支架、用于連接兩個滾動軸的第二連接機構；

安裝于所述支架、用于連接兩個俯仰軸的第三連接機構；

所述連接機構包括：位于被連接的兩個軸之間、與被連接軸的延長線平行、且配置在被連接軸的軸線對稱偏置后的位置的兩個傳動軸，以及配置在所述傳動軸和被連接軸之間用于傳遞角動量的動量傳遞機構。

優選地，所述動量傳遞機構為齒輪組。