CN107507685B - 一种导电环集成电位器 - Google Patents

Abstract

一种导电环集成电位器，用于准确监测电帆机构展开时转动角度、圈数。该装置包括电位器环片、圆柱导电环片、电位器电刷、导电环刷丝、环体轴、电阻膜，该装置克服了原有固定机构测量转动角度必须单独安装电位器的问题，能够保持装置整体结构简单，满足了整体装置对电帆展开机构体积和质量的严格要求，同时提高对空间机构转角、转动圈数监测的测量精度，能满足微纳卫星对整体系统的要求。

Description

一种导电环集成电位器

技术领域

本发明涉及一种导电环集成电位器，属于微纳卫星领域，主要应用于电帆展开机构中为电帆导线机构供电的滑环装置的展开角度及圈数的测量。

背景技术

在微纳卫星领域中，电帆展开机构为实现给连续旋转的电帆导线供电，需要采用滑环装置，滑环装置由大量圆柱导电环片构成，电帆工作过程中，需要电帆的角度或相位信息用于对各电帆导线电压分别控制，同时在展开过程中，需要同时完成对展开圈数、长度及角度的测量，以此实现电帆推力的矢量调节。由于电帆展开机构用于微纳卫星，对机构的体积和重量有严格限制，在现有技术下，需要在滑环装置上增设电位器，实现对展开角度和相位信息的监测和控制。电位器的增设会导致整个固定机构的重量和体积的改变，会导致展开和测量出现不必要的误差，无法整体全面的掌握电帆展开工作的实时情况。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术中电帆展开机构加装电位器必须在滑环装置上增设的困难，解决了机构体积超标、影响测量准确性的问题，提出了一种导电环集成电位器。

本发明的技术解决方案是：

一种导电环集成电位器，包括电位器环片、圆柱导电环片、电位器电刷、导电环刷丝、环体轴、电阻膜，其中圆柱导电环片数量为N个，N为连接电帆展开机构所需的通道数，所述圆柱导电环片外侧设有刷架，刷架上设有导电环刷丝，电位器环片与圆柱导电环片均套于环体轴上，电位器环片位于所有圆柱导电环片上方并通过引线连接电帆展开机构，电位器电刷安装于所述刷架上，电位器电刷一端设有触点，另一端与相邻圆柱导电环片上导电环刷丝短接，电阻膜覆盖于电位器环片外层并与电位器电刷的触点相连，电阻膜两端分别通过引线与外部电源相连，当电帆机构展开时，电位器电刷及导电环刷丝进行转动,电位器环片、圆柱导电环片与环体轴保持静止，电阻膜与电位器电刷触点产生摩擦副，通过触点转动弧长、电阻膜周长及总电压确定输出电压数值。

所述电位器环片与圆柱导电环片内径、外径均相同。

所述电阻膜两端引线所连接的电源电压分别为0V及5V，输出电压范围为0V-5V,其中电帆展开机构转动角度与输出电压成正比。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明解决了现有技术中监控电位信息必须单独加装电位器的问题，通过在圆柱导电环片上方加装电位器环片，满足了装置通过在圆柱环中集成电位计，实现导电滑环和测角的两种装置的功能，充分利用导电滑环已有结构实现了监测机构转动角度、圈数的功能；

(2)本发明采用电位器环片与圆柱导电环片连接的方法，代替需要单独加装的电位器，在转动过程中通过触点在环片上位置的变化获得与角度位置成比例变化的电压信号，有效简化了机构结构复杂度，节约了机构空间体积、重量，满足了微纳卫星中电帆展开系统对机构的体积和重量有严格限制。

附图说明

图1为发明提供的集成电位器原理图；

图2为发明提供的圆柱环整体结构图；

具体实施方式

如图2所示本发明包括电位器环片1、圆柱导电环片2、电位器电刷3、导电环刷丝4、环体轴5、电阻膜6，其中电位器环片1与所有圆柱导电环片2均套于环体轴5上，圆柱导电环片2数量为连接外部机构所需的通道数，电位器环片1位于最上方圆柱导电环片2上，两者通过引线与固定机构连接，圆柱导电环片2上刷架位置安装电位器电刷3，在相邻圆柱导电环片2上导电环刷丝4位置用引线与电位器电刷3短接，同时将电阻膜6覆盖于电位器环片1外层，电阻膜6表面通过引线与供电电源连接，电源电压为0V-5V，电位器电刷3通过触点与电阻膜6相接触，另一端与圆柱导电环中相邻一路的电刷相连。

本装置的工作流程如下：

装置装配完成后，其中装置环体轴5为绝缘体，所有电位器环片1、圆柱导电环片2与环体轴5均为固定部分，电位器电刷3、导电环刷丝4均为转动部分，电位器电刷3及导电环刷丝4安装于圆柱导电环片2刷架上，电帆展开机构通电后，如图1所示，电位器电刷3围绕环体轴5转动并通过触点与电位器环片1上的电阻膜6进行摩擦产生摩擦副，在转动过程中通过触点在电位器环片1上位置的变化，根据转动弧长与电阻膜6周长的比值获得与角度位置成正比的电压信号，电位器电刷3的另一端通过相邻导电环刷丝4以及导电片将电角度信号传入机构固定部分，实现展开角度及圈数信息测量。

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 (3)

1.一种导电环集成电位器，其特征在于：包括电位器环片(1)、圆柱导电环片(2)、电位器电刷(3)、导电环刷丝(4)、环体轴(5)、电阻膜(6)，其中圆柱导电环片(2)数量为N个，N为连接电帆展开机构所需的通道数，所述圆柱导电环片(2)外侧设有刷架，刷架上设有导电环刷丝(4)，电位器环片(1)与圆柱导电环片(2)均套于环体轴(5)上，电位器环片(1)位于所有圆柱导电环片(2)上方并通过引线连接电帆展开机构，电位器电刷(3)安装于所述刷架上，电位器电刷(3)一端设有触点，另一端与相邻圆柱导电环片(2)上导电环刷丝(4)短接，电阻膜(6)覆盖于电位器环片(1)外层并与电位器电刷(3)的触点相连，电阻膜(6)两端分别通过引线与外部电源相连，当电帆机构展开时，电位器电刷(3)及导电环刷丝(4)进行转动,电位器环片(1)、圆柱导电环片(2)与环体轴(5)保持静止，电阻膜(6)与电位器电刷(3)触点产生摩擦副，通过触点转动弧长、电阻膜(6)周长及总电压确定输出电压数值。

2.根据权利要求1所述的一种导电环集成电位器，其特征在于：所述电位器环片(1)与圆柱导电环片(2)内径、外径均相同。

3.根据权利要求1或2所述的一种导电环集成电位器，其特征在于：所述电阻膜(6)两端引线所连接的电源电压分别为0V及5V，输出电压范围为0V-5V,其中电帆展开机构转动角度与输出电压成正比。