CN104760711B - 一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置，本发明可以在卫星图像导航与配准全物理仿真试验时模拟真实的卫星太阳电池阵产生的转动惯量，代替真实星上产品参加地面仿真试验，降低了产品受损的风险，也减少了试验操作的工作量；且转动惯量可调，模拟准确，适用于不同型号的卫星仿真试验，取得了操作便捷、效率高、安全可靠等有益效果；主梁上焊接有桥型板式的加强筋，用于提高主梁刚度，降低挠度，提高了转动惯量模拟精度；主梁与加强筋开设有减重孔，既保证了强度，又减轻了重量；安装螺杆在主梁上的安装位置可调，相对于转轴的距离可改变，从而使模拟驱动装置转动惯量可调，可更精确模拟所需的转动惯量值。

Description

一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置

技术领域

本发明涉及一种模拟驱动装置，具体涉及一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置。

背景技术

图像导航与配准全物理仿真试验系统是卫星图像导航与配准最重要的研制保障条件之一，该系统对各卫星型号的研制都发挥着重要作用。

台上仿真设备是图像导航与配准全物理仿真试验需要验证的星上载荷或模拟件，用于载荷运动部件产生干扰力矩模拟，验证图像导航与配准分系统补偿性能、姿轨控系统控制精度。

图像导航与配准全物理仿真试验主要目的之一是验证太阳电池阵工作时对卫星姿态的影响。一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置用于在卫星图像导航与配准全物理仿真试验时模拟真实的卫星太阳电池阵产生的转动惯量，代替星上产品参加地面仿真试验，模拟太阳电池阵驱动时对星体产生的干扰。

发明内容

本发明提供了一种模拟卫星太阳电池阵驱动时产生的转动惯量的装置，用于代替星上产品参加图像导航与配准全物理仿真试验，验证太阳电池阵工作时对卫星姿态的影响。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置,包括惯量模拟机构和模拟驱动机构，所述惯量模拟机构包括安装螺杆、惯量盘、加强筋、配重盘、主轴套和主梁，所述安装螺杆的数量为2件，分别安装在所述主梁的两端的对称位置，所述主梁上沿转轴的径向开有安装螺杆的安装孔，所述安装螺杆从安装孔中插入，所述惯量盘和配重盘套接在所述安装螺杆上，所述惯量盘和配重盘通过大垫圈、六角螺母固定在所述安装螺杆上，所述加强筋焊接在所述主梁的顶部，所述主梁下端连接有模拟驱动机构，所述模拟驱动机构包括主轴、外六角螺钉、平垫圈、弹簧垫圈、转动座、沉头螺钉、大圆锥滚子轴承、固定座、挡圈、小圆锥滚子轴承和驱动器，所述主轴上套接有主轴套，从而带动整个惯量模拟结构转动，所述主轴通过沉头螺钉固定在所述驱动器的输出接口上，所述的驱动器通过平垫圈、弹簧垫圈和外六角螺钉安装在固定座上，所述惯量模拟机构通过大圆锥滚子轴承、小圆锥滚子轴承和挡圈支撑在固定座上，实现了主梁7的转动并提高了整个机构的稳定性。

作为优选，所述的加强筋采用钢板制成，结构设计为桥型。

作为优选，所述的主梁和加强筋上都开有减重孔。

作为优选，所述的主轴选用足够塑性和韧性的牌号为45(GB702-86)的优质碳素结构钢制成。

作为优选，所述的主轴的端部为正方形。

作为优选，所述的主轴套选用抗腐蚀性高的牌号为00Cr18Ni9含钛不锈钢，所述的主轴套为与主轴配套的正方形。

作为优选，所述的转动座和固定座的材质均采用铸造铝合金。

作为优选，所述的配重盘的数量为不同规格的若干件，根据实际试验需求配置。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：可以在卫星图像导航与配准全物理仿真试验时模拟真实的卫星太阳电池阵产生的转动惯量，代替真实星上产品参加地面仿真试验，降低了产品受损的风险，也减少了试验操作的工作量；且转动惯量可调，模拟准确，适用于不同型号的卫星仿真试验，取得了操作便捷、效率高、安全可靠等有益效果；主梁上焊接有桥型板式的加强筋，用于提高主梁刚度，降低挠度，提高了转动惯量模拟精度；主梁与加强筋开设有减重孔，既保证了强度，又减轻了重量；安装螺杆在主梁上的安装位置可调，相对于转轴的距离可改变，从而使模拟驱动装置转动惯量可调，可更精确模拟所需的转动惯量值；安装螺杆上安装的配重盘数量与质量可根据实际需求配置，从而使模拟驱动装置转动惯量可调，可更精确模拟所需的转动惯量值；固定座和转动座采用铸造铝合金制成，经过回火、稳定化、硬质阳极化等工艺处理，重量轻，硬度高，不易变形，使用寿命长；圆锥滚子轴承采用“反装”的配置型式，承受轴向载荷平稳，减小配合间隙，提高了稳定性和转动惯量模拟精度。

附图说明

图1为本发明实施例一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置装配图；

图2为本发明实施例一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置中模拟驱动机构装配图。

图3为本发明实施例一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置中主轴加工工艺流程图

图4为本发明实施例一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置中转动座和固定座加工工艺流程。

图中：1.安装螺杆，2.惯量盘，3.加强筋，4.配重盘，5.主轴套，6.模拟驱动机构，7.主梁，8.大垫圈，9.六角螺母，10.主轴，11.外六角螺钉，12.平垫圈，13.弹簧垫圈，14.转动座，15.沉头螺钉，16.大圆锥滚子轴承，17.固定座，18.挡圈，19.小圆锥滚子轴承，20.平垫圈，21.弹簧垫圈，22.外六角螺钉，23.驱动器。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1-2所示，本发明实施例提供了一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置,其特征在于，包括惯量模拟机构和模拟驱动机构6，所述惯量模拟机构包括安装螺杆1、惯量盘2、加强筋3、配重盘4、主轴套5和主梁7，所述安装螺杆1的数量为2件，分别安装在所述主梁7的两端的对称位置，所述主梁7上沿转轴的径向开有安装螺杆1的安装孔，所述安装螺杆1从安装孔中插入，所述惯量盘2和配重盘4套接在所述安装螺杆1上，所述惯量盘2和配重盘4通过大垫圈8、六角螺母9固定在所述安装螺杆1上，所述加强筋3焊接在所述主梁7的顶部，所述主梁7下端连接有模拟驱动机构6，所述模拟驱动机构6包括主轴10、外六角螺钉11、平垫圈12、弹簧垫圈13、转动座14、沉头螺钉15、大圆锥滚子轴承16、固定座17、挡圈18、小圆锥滚子轴承19、平垫圈20、弹簧垫圈21、外六角螺钉22和驱动器23，所述主轴10上套接有主轴套5，从而带动整个惯量模拟结构转动，所述主轴10通过沉头螺钉15固定在所述驱动器23的输出接口上，所述的驱动器23通过平垫圈20、弹簧垫圈21和外六角螺钉22安装在固定座17上，所述惯量模拟机构通过大圆锥滚子轴承15、小圆锥滚子轴承19和挡圈18支撑在固定座17上，实现了主梁7的转动并提高了整个机构的稳定性。

所述的加强筋3采用钢板制成，结构设计为桥型，采用这种设计结构，可极大的提高主梁7的刚度，减小变形，进而提高惯量模拟的精度。

所述的主梁7和加强筋3上都开有减重孔，保证结构刚度的同时极大的减轻了重量，极大的减轻了装配操作工作量。

所述的主轴10选用足够塑性和韧性的牌号为45(GB702-86)的优质碳素结构钢制成，主轴10是本装置中一个关键部件，又是一个主要受力零件，为了保证主轴10的强度、耐磨性和韧性等要求。主轴10先按图纸的外形要求进行粗加工，为了防止变形，放加工余量1mm～2mm，然后进行调质处理，使材料的组织结构成为回火索氏体组织来提高机体的强度、塑性和韧性。经调质处理后，再进行半精加工，在加工过程中放磨削余量0.2mm～0.3mm，为了提高耐磨性和稳定性，在精加工之前采用氮化处理。经氮化处理后的套杆表面硬度(即洛氏硬度)达到RC50，具有很强的耐磨性，同时提高其疲劳强度(提高25％左右)。最后进行磨削加工。为了加强主轴10强度和耐磨性，具体加工工艺流程按图3主轴加工工艺流程进行操作。主轴端部加工成正方形。

所述的主轴套5选用抗腐蚀性高的牌号为00Cr18Ni9含钛不锈钢，所述的主轴套5为与主轴10配套的正方形。

所述的转动座14和固定座17采用铸造铝合金制作。因为铸造铝合金重量轻，切削加工性能好，不易变形，易加工。加工工艺流程见表2(铸造铝合金加工工艺)。铸造铝合金加工工艺是：1)铸造完毕后对铸件进行回火处理消除铸造应力，回火温度为720℃左右，时间为6小时，随炉冷却24小时后取出产品。2)对铸件进行粗加工，从铸件上切削去除较多的加工余量，并放2mm～3mm的加工余量，达到初步的加工精度和较低的加工光洁度。3)粗加工完毕后进行一次除应力处理，4)粗加工和除应力处理后，进行介于粗加工和精加工之间的半精加工，使精加工的加工精度能得到保证。5)半精加工后再进行一次稳定化处理。6)处理完毕后再进行精加工，精加工对于各档尺寸的加工精度均要达到设计要求。7)最后再进行硬质阳极化处理，加工后采用硬质阳极化处理后，克服了铸铝不耐磨的缺陷，表面硬度大大提高。

所述的配重盘4的数量为不同规格的若干件，根据实际试验需求配置，配重盘4的重量不同，也将影响到模拟驱动装置相对转轴的转动惯量值，通过综合调整安装螺杆1的安装位置和调整配重盘4的配重量，从而可以精确模拟不同需求的转动惯量值。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置,其特征在于，包括惯量模拟机构和模拟驱动机构，所述惯量模拟机构包括安装螺杆、惯量盘、加强筋、配重盘、主轴套和主梁，所述安装螺杆的数量为2件，分别安装在所述主梁的两端的对称位置，所述主梁上沿转轴的径向开有安装螺杆的安装孔，所述安装螺杆从安装孔中插入，所述惯量盘和配重盘套接在所述安装螺杆上，所述惯量盘和配重盘通过大垫圈、六角螺母固定在所述安装螺杆上，所述加强筋焊接在所述主梁的顶部，所述主梁下端连接有模拟驱动机构，所述模拟驱动机构包括主轴、外六角螺钉、平垫圈、弹簧垫圈、转动座、沉头螺钉、大圆锥滚子轴承、固定座、挡圈、小圆锥滚子轴承和驱动器，所述主轴上套接有主轴套，所述主轴通过沉头螺钉固定在所述驱动器的输出接口上，所述的驱动器通过平垫圈、弹簧垫圈和外六角螺钉安装在固定座上，所述惯量模拟机构通过大圆锥滚子轴承、小圆锥滚子轴承和挡圈支撑在固定座上。

2.根据权利要求1所述的一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置,其特征在于，所述的加强筋采用钢板制成，结构设计为桥型。

3.根据权利要求1所述的一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置,其特征在于，所述的主梁和加强筋上都开有减重孔。

4.根据权利要求1所述的一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置,其特征在于，所述的主轴选用牌号为45的优质碳素结构钢制成。

5.根据权利要求1所述的一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置,其特征在于，所述的主轴的端部为正方形。

6.根据权利要求1所述的一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置,其特征在于，所述的主轴套选用牌号为00Cr18Ni9含钛不锈钢，所述的主轴套为与主轴配套的正方形。

7.根据权利要求1所述的一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置,其特征在于，所述的转动座和固定座的材质均采用铸造铝合金。

8.根据权利要求1所述的一种卫星太阳电池阵模拟驱动装置,其特征在于，所述的配重盘的数量为不同规格的若干件，根据实际试验需求配置。