CN112414618A - 用于动量轮的去重系统与动量轮的去重方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于动量轮的去重系统与动量轮的去重方法，去重系统包括动平衡机和激光去重装置，动平衡机包括本体和设置于本体的安装座，安装座用于动量轮的安装，本体用于测量动量轮的不平衡量；激光去重装置具有激光头，激光头能够向安装于安装座上的动量轮发射激光，以对动量轮不平衡量进行去重。动量轮通过安装座安装于本体上，动量轮的轮体转动过程中，本体测量出动量轮轮体不平衡量的位置，此时，控制动量轮旋转一定角度，不平衡量被旋转至朝向激光头的位置，激光头向不平衡量发射激光，从而快速、便捷地对动量轮的轮体进行精确去重。

Description

用于动量轮的去重系统与动量轮的去重方法

技术领域

本发明涉及卫星技术领域，尤其是涉及一种用于动量轮的去重系统与动量轮的去重方法。

背景技术

动量轮作为航天器(如卫星)姿态控制系统的执行部件，航空航天所用动量轮需要有高精度的平衡，因此，动量轮制造完成后，动量轮的平衡量需要被测量，且测量完成后，动量轮的不平衡量需要进行加重或去重处理。

相关技术中，动量轮在去重过程中，平衡仪器检测到动量轮不平衡量的位置，手工操作(锉或钻床)去除多余重量，然而上述方式存在动量轮去重速度慢、精度低的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于动量轮的去重系统，能够快速、便捷地对动量轮的不平衡量进行精确去重。

本发明还提出一种动量轮的去重方法。

根据本发明第一方面实施例的用于动量轮的去重系统，包括：

动平衡机，所述动平衡机包括本体和设置于所述本体的安装座，所述安装座用于所述动量轮的安装，所述本体用于测量所述动量轮的不平衡量；

激光去重装置，所述激光去重装置具有激光头，所述激光头能够向安装于所述安装座上的动量轮发射激光，以对所述动量轮的不平衡量进行去重。

根据本发明第一方面实施例的用于动量轮的去重系统，至少具有如下技术效果：动量轮通过安装座安装于本体上，动量轮的轮体转动过程中，本体测量出动量轮轮体不平衡量的位置，此时，不平衡量与激光头对齐，激光头向不平衡量发射激光，从而快速、便捷地对动量轮的轮体进行精确去重。

根据本发明的一些实施例，还包括：真空柜，限定有真空腔，所述本体安装于所述真空腔内；抽气装置，连通于所述真空腔，用于使所述真空腔处于真空状态；其中，所述激光头位于所述真空腔的内侧；或，所述激光头位于所述真空腔的外侧，所述真空柜具有透明部，所述透明部能够供激光穿过。

根据本发明的一些实施例，所述透明部由石英制成。

根据本发明的一些实施例，所述抽气装置连接有与所述真空柜相连通的抽气管道。。

根据本发明的一些实施例，所述真空柜具有用于关闭或打开所述真空腔的密封盖，所述透明部设置于所述密封盖。

根据本发明的一些实施例，所述真空柜顶部沿其边沿开设有环形的容置槽，所述密封槽嵌设有密封垫，并能够抵接于所述密封盖的内侧。

根据本发明的一些实施例，所述激光去重装置包括：光源件，所述激光头为光源件的一端；机柜，所述光源件滑动设置于所述机柜上；调节调节组件，设置于所述机柜上，用于调节所述光源件远离或靠近所述透明部运动。

根据本发明的一些实施例，所述动量轮的转子具有编码器，所述编码器的控制器设置于所述真空腔的外部。

根据本发明第二方面实施例的动量轮的去重方法，包括如下步骤：测量所述动量轮的不平衡量；向所述动量轮的不平衡量的位置发射激光，以对所述动量轮的不平衡量进行去重。

根据本发明第二方面实施例的用于动量轮的去重系统，至少具有如下技术效果：通过采用上述方法，动量轮的不平衡量测量完成后，激光射向动量轮不平衡量的位置，从而对动量轮进行精确去重。

根据本发明的一些实施例，测量不平衡量的步骤在真空环境下进行，和/或所述动量轮去重的步骤在真空环境下进行。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明中动平衡机、激光去重装置的关系结构示意图；

图2为本发明中去重系统的整体结构示意图；

图3为本发明中真空柜的爆炸结构示意图；

图4为本发明中密封盖的竖直剖视图。

附图标记：

动平衡机100、本体110、安装座120

激光去重装置200、机柜210、光源件220、激光头221；

真空柜300、柜体310、真空腔311、放置口312、翻边313、容置槽314、密封盖320、密封垫330、透明部340、压力表350、气弹簧360；

抽气装置400、机架410、气泵420、抽气管道430；

动量轮500。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1和图4描述根据本发明实施例的用于动量轮的去重系统。

根据本发明第一方面实施例的用于动量轮的去重系统，参照图1，去重系统包括动平衡机100和激光去重装置200，动平衡机100包括本体110和安装座120，动量轮500安装于安装座120上，此时，本体110能够测量动量轮500轮体的不平衡量的位置；同时，激光去重装置200位于动平衡机100的一侧，激光去重装置200的激光头221能够向安装于安装座上的动量轮发射激光，以对动量轮不平衡量进行去重。

具体的，动量轮500通过安装座120安装于动平衡机100上，本体110测量出动量轮500轮体不平衡量的位置；当不平衡量检测完成后，激光去重装置200的激光头221向动量轮500的轮体发射激光，激光对动量轮500轮体的不平衡量进行精确去重，从而得到卫星需要的动量轮500。

而且，动量轮500轮体的不平衡量被检测完成后，利用动量轮500具有的特征(为本领域公知常识)，控制动量轮500旋转一定角度，不平衡量被旋转至朝向激光头221，激光头221快速、便捷地进行动量轮500的去重。

在一些实施例中，参照图2和图3，激光去重装置200还包括真空柜300和抽气装置400，真空柜300竖向摆放，真空柜300的内侧限定有真空腔311，动平衡机100竖向安装于真空腔311内，由此，动量轮500在真空腔311内进行被检测；同时，抽气装置400安装于真空柜300的外侧，抽气装置400与真空柜300之间连接有抽气管道430，抽气装置400通过抽气管道430与真空腔311相连通，并通过抽气管道430抽走真空腔311内的气体，真空腔311处于真空状态。

具体的，动量轮500被检测时，抽气装置400抽走真空腔311内的空气，真空腔311处于真空状态，此时，动量轮500的轮体转动于真空状态，动量轮500的轮体不会受到外部的风阻，动平衡机100能够精准的测量动量轮500不平衡量的位置；并且，动量轮500在测量过程中，激光去重装置200利用激光对动量轮500轮体的不平衡量进行精准去重，动量轮500逐渐平衡，进而得到卫星需要的动量轮500。综上所述，本实施例去重系统具有精确测量动量轮500不平衡量和精确去重两项功能，即，在进行动量轮500平衡量的测量时，同时实现了动量轮500的去重。

在一些实施例中，真空柜300的正面设置有泄压阀，用于使真空腔311恢复至正常气压，具体的，动量轮500去重完成后，打开真空柜300正面上部的泄压阀，使真空柜300外部的气体进入真空柜300内，从而使真空柜300恢复至正常气压，进而方便真空柜300的密封盖320的打开。

可以理解的是，激光去重装置200可安装至真空腔311体内，激光去重装置200的激光头221朝向动量轮500轮体的周面上；由此，动量轮500在检测过程中，激光去重装置200的激光头221对准动量轮500不平衡量的位置进行去重。

而且，激光去重装置200可安装于真空腔311的外侧。真空柜300具有透明部340，透明部340对准动量轮500轮体的周面；同时，激光去重装置200的激光头221设置于真空腔311的外部，激光头221产生的激光穿过透明部340，从而对动量轮500的轮体进行去重。

可以理解的是，通过将动量轮500设置于真空腔311的外部，可根据动量轮500轮体的情况不同，从而方便对激光去重装置200进行位置的调整。

在一些实施例中，透明部340由石英制作而成，激光在穿过透明部340时，透明部340不会有任何损伤，从而保证真空腔311的密封性，以及动量轮500轮体的不平衡量能够精确被去除。

需要说明的是，真空柜300的侧壁开设安装孔，与动平衡机100电连接的导线和与动量轮500电连接导线电连接有插座，插座密封连接于安装孔内；同时，真空柜300外部的电器元件的导线连接有插头，插头插接于插座上，从而实现动量轮500、动平衡机100与外部的电器元件电连接。

在一些具体实施例中，真空柜300包括柜体310和上述的密封盖320，真空腔311为柜体310内部的腔体，动平衡机100安装于柜体310的内部，柜体310的顶部具有放置口312，放置口312用于动量轮500的安装或取出。同时，密封盖320的边沿具有转动部，转动部通过合页竖向转动连接于放置口312边沿的外部，并在第一位置与第二位置之间转换，当密封盖320在第一位置时，密封盖320刚好扣在放置口312处，从而密封放置口312；当密封盖320在第二位置时，密封盖320刚好打开放置口312，此时方便动量轮500的取出或放置。

透明部340为石英支座而成的玻璃板，密封盖320的中心部开设有方形的安装口，透明部340水平安装于安装口内，并与安装口的内壁密封连接；由于激光去重装置200设置于真空柜300的外部，因此，激光去重系统的激光头221位于透明部340的正上方，激光头221竖向朝向透明部340，即，激光竖向透过透明部340从而照射至动量轮500的轮体上，动量轮500轮体的不平衡量被精确去除。

在进一步实施例中，进一步保证密封盖320能够对真空腔311严密密封，柜体310的顶部具有水平向外翻折的翻边313，翻边313的顶部具有位于放置口312四周的环形边沿，环形边沿开设有环形的容置槽314，容置槽314内嵌设有由柔性橡胶制成的密封垫330，密封垫330部位位于容置槽314的外部；且当密封盖320扣合在翻边313的上侧时，密封垫330发生相应的变形，并抵接于密封盖300的内侧，从而严密密封密封盖320与翻边313之间的间隙，使真空腔311处于真空状态。

在一些实施例中，进一步使密封盖320扣合在翻边313上，环绕翻边321的四周均匀布设有多个锁扣，锁扣包括竖向转动连接于翻边上的螺杆，螺杆上螺纹连接有抵接于密封盖320上表面的锁紧件。

在一些实施例中，进一步方便密封盖320的打开，密封盖320与柜体310之间设置有气弹簧360，具体的，柜体310的底座上固定设置有第一安装座，密封盖上固定设置有第二安装座，气弹簧360连接于第一安装座与第二安装座之间，气弹簧360的下端部竖向转动连接于第一安装座，气弹簧360的上端部竖向转动连接于第二安装座，由此，密封盖320打开时，气弹簧360逐渐伸张，从而能够推动密封盖320向上转动，进而方便密封盖320的打开。

在一些实施例中，柜体310侧壁的上部设置有压力表350，利用压力表350的指示，从而判定真空腔311内的真空情况，真空腔311的真空度达标时，动量轮500轮体的不平衡量开设检测。

在一些实施例中，激光去重装置200包括机柜210和光源件220，机柜210竖向摆放并与真空柜300相分离，光源件220水平设置于机柜210上，激光头221为光源件220的一端，并竖向下朝向透明部340，由此，激光穿过透明部340照射在动量轮500轮体上，动量轮500的轮体被精确去重。

进一步的，光源件220竖向滑动连接于机柜210上，机柜210上设置有调节组件(图中未示出)，调节组件调节光源件220竖向滑动，即，激光头221远离或靠近密封盖320运动。当对动量轮500轮体去重时，根据动量轮500的情况，调节组件调节光源件220竖向滑动，激光头221被调整至适配的位置，从而对动量轮500轮体精确的去重；同时，当需要打开真空腔311时，密封盖320向上旋转并打开，从而将动量轮500安装于动平衡机100的安装座120上，或取出动平衡机100上的动量轮500；然而，由于激光头221密封盖320较近，调节组件调节光源件220远离密封盖320移动，从而避免光密封盖320打开时，密封盖320碰到光源件220，进而影响光源件220后续的使用。

在进一步实施例中，调节组件包括步进电机、丝杠、和滑动座(图中未示出)，丝杠竖向设置于机柜210内，并于机柜210转动连接，滑动座竖向滑动连接于机柜210上，滑动座一部位螺纹连接于丝杠上，光源件220固定安装于滑动座的另一部位上，且步进电机的驱动轴通过连轴器与丝杠的一端固定连接。具体的，步进电机驱动丝杠转动，滑动座与丝杠螺纹连接，由此，滑动座竖向滑动，进而带动光源件220竖向滑动。

此外，步进电机可为旋转把手，用户通过旋转把手旋转丝杆，从而调节光源件220。

在一些实施例中，动量轮500的转子上设置有编码器(图中未示出)，编码器的控制器位于真空柜300的外部，利用控制器从而控制编码器，编码器通过控制转子从而使动量轮500一定角度内精确旋转，进而使动量轮500轮轮体的不平衡量向上旋转至朝上状态，此时激光头221产生的激光，激光穿过透明部340并进行不平衡量的精确去重。

在一些实施例中，抽气装置400包括机架410和气泵420，机架410竖向摆放，气泵420安装于机架410上，抽气管道430远离真空柜300的一端连接于气泵420上，进而完成对真空腔311的抽气及放气。

可以理解的是，抽气装置400、真空柜300和激光去重装置200分开独立设置，从而方便分别对抽气装置400、真空柜300和激光去重装置200进行维修或更换。

根据本发明第二方面实施例的动量轮的去重方法，具体如下：

步骤1、在真空环境下，测量所述动量轮500的不平衡量。

步骤2、在真空环境下，向所述动量轮500的不平衡量的位置发射激光，以对所述动量轮500的不平衡量进行去重。

具体的，动量轮500安装于动平衡机100上，即，动量轮500安装于本体110的安装座120上，并关闭密封盖320，动量轮500被封闭于真空腔311内。启动气泵420，气泵420利用抽气管道430将真空腔311内的空气抽走，真空腔311为真空环境，进而为动量轮500不平衡量的测量提供真空环境。启动动平衡机100，动量轮500的轮体在转动过程中，动平衡机100在真空环境下，精确测量出不平衡量。不平衡量测量完成后，控制器通过编码器控制动量轮500转子转动，动量轮500的轮体被转动，并使动量轮500轮体上不平衡量被调整至朝向激光头221，此时，启动光源件220，光源件220通过激光头221向不平衡量发射激光，激光透过透明部340，进而照射至动量轮500的轮体上，动量轮500的不平衡量被去重，得到卫星需要的动量轮500。

可以理解的是，动平衡机100在真空环境下进行动量轮500不平衡量的测量，动量轮500不会受到外部的风阻力，进而精准测量不平衡量；此外，动平衡机100在真空环境下进行动量轮500轮体的去重，动量轮500去重方便，提高了动量轮500轮体的去重效率。

在本发明说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.用于动量轮的去重系统，其特征在于，包括：

动平衡机，所述动平衡机包括本体和设置于所述本体的安装座，所述安装座用于所述动量轮的安装，所述本体用于测量所述动量轮的不平衡量；

激光去重装置，所述激光去重装置具有激光头，所述激光头能够向安装于所述安装座上的动量轮发射激光，以对所述动量轮的不平衡量进行去重。

2.根据权利要求1所述的用于动量轮的去重系统，其特征在于，还包括：

真空柜，限定有真空腔，所述本体安装于所述真空腔内；

抽气装置，连通于所述真空腔，用于使所述真空腔处于真空状态；

其中，所述激光头位于所述真空腔的内部；或，所述激光头位于所述真空腔的外部，所述真空柜具有透明部，所述透明部能够供激光穿过。

3.根据权利要求2所述的用于动量轮的去重系统，其特征在于，

所述透明部由石英制成。

4.根据权利要求2所述的用于动量轮的去重系统，其特征在于，所述抽气装置连接有与所述真空柜相连通的抽气管道。

5.根据权利要求2所述的用于动量轮的去重系统，其特征在于，所述真空柜具有用于关闭或打开所述真空腔的密封盖，所述透明部设置于所述密封盖。

6.根据权利要求5所述的用于动量轮的去重系统，其特征在于，所述真空柜顶部沿其边沿开设有环形的容置槽，所述密封槽嵌设有密封垫，并能够抵接于所述密封盖的内侧。

7.根据权利要求5所述的用于动量轮的去重系统，其特征在于，所述激光去重装置包括：

光源件，所述激光头为所述光源件的一端；

机柜，所述光源件滑动设置于所述机柜上；

调节组件，设置于所述机柜上，用于调节所述光源件远离或靠近所述透明部运动。

8.根据权利要求2所述的用于动量轮的去重系统，其特征在于，所述动量轮的转子具有编码器，所述编码器的控制器设置于所述真空腔的外部。

9.一种动量轮的去重方法，其特征在于，包括如下步骤：

测量所述动量轮的不平衡量；

向所述动量轮的不平衡量的位置发射激光，以对所述动量轮的不平衡量进行去重。

10.根据权利要求9所述的一种动量轮的去重方法，其特征在于，测量不平衡量的步骤在真空环境下进行，和/或所述动量轮去重的步骤在真空环境下进行。

Images