CN104932606B - 一种星载定标机构故障应急复位装置 - Google Patents
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Abstract
一种星载定标机构故障应急复位装置，包括记忆合金棒(1)、加热棒(2)、棒座(3)、第一支撑架(4)、棒套(5)、杠杆组件(6)、齿轮拖出夹(7)、主动齿轮(9)、卷簧组件(10)、转动轴(11)、转动部件(12)；当定标机构发生故障应急复位时，加热棒(2)通电发热，使记忆合金棒(1)通过棒套(5)带动杠杆组件(6)移动，从而带动齿轮拖出夹(7)将主动齿轮(9)与转动轴(11)脱离，卷簧组件(10)释放储蓄转矩通过转动轴(11)带动转动部件(12)及遥感相机回复到初始位置。本发明装置与现有技术相比，零部件少且零件本身结构简单，通过对记忆合金棒加热完成机构复位运动，具有很高的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及星载定标机构领域，特别是一种星载定标机构故障应急复位装置。
背景技术
卫星或航天器搭载的定标机构为通过驱动机构使漫反射板将太阳光反射进入光路，以对可见光、近红外短波红外谱段进行标定的装置，如果在轨进行定标的过程中，电机或控制电路出现故障都会使得漫反射板不能正常转回初始位置，并遮挡成像光路导致整个成像系统瘫痪，因此需要一种星载定标机构在发生故障时应急复位的装置。
传统的星载定标机构中的锁定与解锁复位结构包括机械锁、电磁铁装置，机械锁是通过步进电机驱动凸轮转动，凸轮推动一端带有顶尖的伸缩杆，凸轮在高点时顶尖与活动部件接触实现锁定、在低点时顶尖与活动部件分离实现解锁，锁定解锁过程均需给电机通电；电磁吸合装置通过加电时产生的磁力将活动部件上的铁块吸住实现锁定，二者不直接接触，有一定间隙，断电后磁力消失实现解锁；上述两种结构形式体积较大、重量较重，需要使用电机、电磁铁等电驱动设备，降低了可靠性。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术中机械锁、电磁铁装置等结构体积较大、重量较重，并由于使用了电机电磁铁等电驱动设备而可靠性低的不足，提供了一种星载定标机构故障应急复位装置。
本发明的技术解决方案是：一种星载定标机构故障应急复位装置，包括记忆合金棒、加热棒、棒座、第一支撑架、棒套、杠杆组件、齿轮拖出夹、主动齿轮、卷簧组件、转动轴、转动部件，其中
记忆合金棒中设有加热棒，棒座与卫星连接，然后与记忆合金棒一端固定连接，第一支撑架与卫星固定连接，并设有通孔，棒套为中空且能在第一支撑架的通孔内自由滑动，记忆合金棒另一端穿过第一支撑架后与棒套一端连接，杠杆组件短杠杆臂与棒套另一端相连，齿轮拖出夹为Y形结构，Y口端为开口状，并将主动齿轮包含在内，另一端与杠杆组件长杠杆臂连接，卷簧组件、转动部件同轴装于转动轴上，转动轴与主动齿轮连接，转动部件与星载遥感相机固定连接；
当卫星入轨后进行定标时，转动部件绕转动轴旋转带动遥感相机到达定标位置，同时卷簧组件储蓄转矩；当定标机构发生故障应急复位时，加热棒通电发热，记忆合金棒达到相变温度时收缩，通过棒套带动杠杆组件移动，从而带动齿轮拖出夹将主动齿轮与转动轴脱离，卷簧组件释放储蓄转矩通过转动轴带动转动部件及遥感相机回复到初始位置。
所述的杠杆组件的放大比为4:1，长杠杆臂或短杠杆臂表面做防冷焊处理。
所述的加热棒外径为6mm，总长130mm，加热时的稳定功耗为45W，额定电压为28V。
所述的记忆合金棒由钛镍形状记忆合金制成，外径为9mm，内径为6mm、总长140mm、有效伸长段为130mm，收缩位移量为5～5.5mm，相变温度≥80℃。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明复位装置与现有技术相比，通过对记忆合金棒加热，使其受热收缩，从而驱动齿轮啮合系统脱离完成机构复位运动，记忆合金受热变形为材料本身固有特性，具有很高的可靠性；
(2)本发明复位装置与现有技术相比，零部件间通过机械连接，零部件少且零件本身结构简单；
(3)本发明复位装置中记忆合金棒受热收缩速度快，与现有技术相比缩短了发生故障时应急复位装置的复位时间；
(4)本发明复位装置是机械复位，避免了现有复位技术需要电气化驱动控制设备的问题，实现简便，可靠性高。
附图说明
图1为本发明一种星载定标机构故障应急复位装置的组成结构示意图；
图2为本发明一种星载定标机构故障应急复位装置俯视图。
具体实施方式
本发明提出一种星载定标机构故障应急复位装置，如图1、图2所示包括记忆合金棒1、加热棒2、棒座3、第一支撑架4、棒套5、杠杆组件6、齿轮拖出夹7、第一键8、主动齿轮9、卷簧组件10、转动轴11、转动部件12、第二支撑架13、第二键14、从动齿轮、齿轮分离轴16，其中
记忆合金棒1由钛镍形状记忆合金制成，外径为9mm，内径为6mm、总长140mm、有效伸长段为130mm，收缩位移量为5～5.5mm，相变温度≥80℃；加热棒2外径为6mm，总长130mm，两条引线从端头引出，加热棒稳定功耗45W，通电额定电压28V；棒座3为设有圆形通孔的长方体，与底盘(或卫星)固定连接；第一支撑架4为设有方形通孔的长方体，与底盘(或卫星)固定连接，与底盘固定连接；棒套5外部主体为长方体形状，可在第一支撑架4的方孔内自由滑动，一端与记忆合金棒1一端连接，并通过销钉固定，另一端与杠杆组件6短杠杆臂铰接，棒套5及齿轮拖出夹7可在第一支撑架4的方孔内自由滑动；杠杆组件6杠杆臂包括短杠杆臂与长杠杆臂，且杠杆臂两端连接孔为腰形孔，便于两端旋转运动，杠杆组件6与记忆合金棒1、齿轮拖出夹7分别安装呈C直角关系，放大比为4:1，杠杆臂表面做防冷焊处理；齿轮拖出夹7为Y形结构，一端为半开口状，开口部分将主动齿轮9完全包含在内，通过齿轮分离轴16与主动齿轮9相连，并能将主动齿轮9沿轴拖出，另一端为方形截面，与杠杆组件6长杠杆臂连接，能够在第一支撑架4的方孔内自由滑动；主动齿轮9宽15mm，内孔设有键毂，为聚酰亚胺材料，内孔的键毂与第二键14连接安装在齿轮分离轴16上；卷簧组件10为非接触型结构，表面做防冷焊处理，外端固定；转动部件12通过转动轴11与主动齿轮连接；第二支撑架13为矩形状，与底盘(或卫星)固定连接，内部设有圆形台阶孔安装杠杆组件6，使其杠杆臂在第二支撑架13内自由转动，与底盘固定连接；齿轮分离轴16上的轴上长设有20mm的键毂。
记忆合金棒1的管内套入加热棒2后，右端一同固定在棒座3上，左端穿过第一支撑架4后与棒套5固定，使得棒套5可沿第一支撑架4的中心孔光滑平移，杠杆组件6的短杠杆臂与棒套5连接，长杠杆臂与齿轮拖出夹7的拖出柄连接，齿轮拖出夹7的拖出柄穿过第一支撑架4中心孔，夹口内侧表面与主动齿轮9贴齐，主动齿轮9在齿轮拖出夹7的拖动下沿第二键14直线滑动，脱离齿轮副啮合状态，卷簧组件10与从动齿轮、转动部件12同轴装于转动轴11上，齿轮副脱开后，卷簧组件10随转动部件12运动所储存的能量获得释放，从而带动转动部件12回复到初始位置。
在地面测试及卫星入轨后，红外光学遥感相机的每次对地成像都需要进行定标，此时转动部件12绕转动轴11旋转129°到达定标位置，在此过程中，卷簧组件10储蓄一定的转矩。当转动部件12应急退出时，对加热棒2通电一定时间，加热棒2温度传导至记忆合金棒1，使记忆合金达到相变温度并恢复到记忆的原始形状，记忆合金棒1在收缩过程中带动杠杆组件6的杠杆臂旋转一定角度，从而带动齿轮拖出夹7运动，将主动齿轮9从啮合状态沿第一键8脱离，实现应急复位。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (4)
1.一种星载定标机构故障应急复位装置，其特征在于包括记忆合金棒(1)、加热棒(2)、棒座(3)、第一支撑架(4)、棒套(5)、杠杆组件(6)、齿轮拖出夹(7)、主动齿轮(9)、卷簧组件(10)、转动轴(11)、转动部件(12)，其中
记忆合金棒(1)中设有加热棒(2)，棒座(3)与卫星连接，然后与记忆合金棒(1)一端固定连接，第一支撑架(4)与卫星固定连接，并设有通孔，棒套(5)为中空且能在第一支撑架(4)的通孔内自由滑动，记忆合金棒(1)另一端穿过第一支撑架(4)后与棒套(5)一端连接，杠杆组件(6)短臂与棒套(5)另一端相连，齿轮拖出夹(7)为Y形结构，Y口端为开口状，主动齿轮(9)置于Y口端内，齿轮拖出夹(7)另一端与杠杆组件(6)长臂连接，杠杆组件(6)短臂与记忆合金棒(1)呈C直角关系，杠杆组件(6)长臂与齿轮拖出夹(7)呈C直角关系，卷簧组件(10)、转动部件(12)同轴装于转动轴(11)上，转动轴(11)与主动齿轮(9)连接，转动部件(12)与星载遥感相机固定连接；
当卫星入轨后进行定标时，转动部件(12)绕转动轴(11)旋转带动遥感相机到达定标位置，同时卷簧组件(10)储蓄转矩；当定标机构发生故障应急复位时，加热棒(2)通电发热，记忆合金棒(1)达到相变温度时收缩，通过棒套(5)带动杠杆组件(6)移动，从而带动齿轮拖出夹(7)将主动齿轮(9)与转动轴(11)脱离，卷簧组件(10)释放储蓄转矩通过转动轴(11)带动转动部件(12)及遥感相机回复到初始位置。
2.根据权利要求1所述的一种星载定标机构故障应急复位装置，其特征在于：所述的杠杆组件的放大比为4:1，长臂或短臂表面做防冷焊处理。
3.根据权利要求1或2所述的一种星载定标机构故障应急复位装置，其特征在于：所述的加热棒(2)外径为6mm，总长130mm，加热时的稳定功耗为45W，额定电压为28V。
4.根据权利要求1或2所述的一种星载定标机构故障应急复位装置，其特征在于：所述的记忆合金棒(1)由钛镍形状记忆合金制成，外径为9mm，内径为6mm、总长140mm、有效伸长段为130mm，收缩位移量为5～5.5mm，相变温度≥80℃。
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