[發明專利]一種應用于套筒展開的差動預緊機構

在審

• 申請號: 202211432993.0
• 申請日: 2022-11-16
• 公開（公告）號: CN115675923A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 楊會生;劉強;龐新源;柴方茂;楊利偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 裴欣桐

本發明公開了一種應用于套筒展開的差動預緊機構，包括上預緊機構、下預緊機構、差速機構、以及動力組件，差速機構的輸入端與動力組件的輸出端傳動連接；上預緊機構和下預緊機構的輸出端均安裝驅動組件，動力組件通過差速機構分別驅動上預緊機構和下預緊機構以驅使對應的驅動組件與套筒內表面接觸。本發明的差動預緊機構使用單動力源實現多預緊機構的變徑自適應，可以實現上下驅動組件與任意形式的套筒內表面同時接觸，在大幅提高驅動組件有效接觸力的同時，簡化了結構，提高了可靠性，降低了控制系統規模，降低了成本。

技術領域

本發明涉及變結構體空間遙感器技術領域，尤其涉及一種應用于套筒展開的差動預緊機構，用于完成套筒展開過程中驅動組件與套筒內壁的有效預緊，實現超大型變結構體空間遙感器的在軌重組。

背景技術

為了突破運載能力限制，在軌建造更大口徑的空間遙感器，空間可展開遙感器成為新的發展方向。該技術路線的基本原理是，在發射前，將系統有序折疊以縮小其占用的空間，入軌后，自動展開重組，實現等效設計口徑的成像能力。實現空間可展開遙感器變形，需要展開機構驅動，傳統的空間展開機構主要有鉸接桁架式、薄壁管式、套筒式、盤繞式和充氣式幾種。

套筒式因筒體截面慣性矩較大，并且由于每兩級筒體之間保留了一定長度的搭接，因而具有很好的剛度與強度性能，通過使用線脹系數較小的碳纖維材料和機械限位裝置可以達到很高的定位精度，特別適用于對精度、穩定性和剛度都要求較高的變結構體空間相機領域。

根據套筒展開方式的不同可以分為繩索驅動式、絲杠驅動式和薄壁開口管驅動式。繩索驅動方式具有展開同步性好，結構及原理簡單，驅動結構件質量較輕的優點。但是在微重力環境下，繩索存在相互纏繞的風險，可靠性低；受繩索彈性影響，展開過程存在震蕩，系統控制難度大。絲杠驅動式具有原理簡單、結構穩定、強度大、展開驅動力高等突出優點。但是其對絲杠的加工精度和螺母的裝配精度要求非常高；受絲杠制造能力限制，套筒的單級伸展長度無法做到很長，展折比相對較低；易彎曲變形，導致機構卡死，可靠性不高。薄壁開口管驅動方式軸向驅動力較大；但是其展收機構結構復雜，重量及結構尺寸大，使用不方便；薄壁開口管展開后變形不對稱，引起套筒軸向旋轉，擠壓導向機構，造成展開機構變形；而且，大行程薄壁開口管的制備困難，成本非常高。

基于上述技術問題，本領域的技術人員亟需研發一種應用于套筒展開的差動預緊機構，用于完成套筒展開過程中驅動組件與套筒內壁的有效預緊，實現超大型變結構體空間遙感器的在軌重組。

發明內容

本發明的目的是提供一種應用于套筒展開的差動預緊機構，用于完成套筒展開過程中驅動組件與套筒內壁的有效預緊，實現超大型變結構體空間遙感器的在軌重組。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明的一種應用于套筒展開的差動預緊機構，該差動預緊機構包括：

預緊機構，所述預緊機構分為上預緊機構和下預緊機構；

與所述上預緊機構和所述下預緊機構分別傳動的差速機構；以及

動力組件，所述差速機構的輸入端與所述動力組件的輸出端傳動連接；

所述上預緊機構和所述下預緊機構的輸出端均安裝驅動組件，所述動力組件通過所述差速機構分別驅動所述上預緊機構和所述下預緊機構以驅使對應的所述驅動組件與套筒內表面接觸；

所述預緊機構、差速機構、動力組件均集成于機架上。

進一步的，所述上預緊機構被配置為與所述差速機構傳動的蝸輪蝸桿結構，所述上預緊機構通過上預緊臂驅動對應的驅動組件運動；

所述下預緊機構被配置為與所述差速機構傳動的蝸輪蝸桿結構，所述下預緊機構通過下預緊臂驅動對應的驅動組件運動。

進一步的，所述上預緊機構包括：