CN112432732A

CN112432732A - 一种自动配平装置及使用方法

Info

Publication number: CN112432732A
Application number: CN202011124582.6A
Authority: CN
Inventors: 聂周; 王洁; 李迎春; 石然; 黄新建; 王勇
Original assignee: Shanghai Aerospace Control Technology Institute
Current assignee: Shanghai Aerospace Control Technology Institute
Priority date: 2020-10-20
Filing date: 2020-10-20
Publication date: 2021-03-02
Anticipated expiration: 2040-10-20
Also published as: CN112432732B

Abstract

本发明公开了一种自动配平装置，其应用于驱动机构上，所述驱动机构上设有偏心负载，所述自动配平装置包括：配重支架和平衡组件；所述平衡组件设置于所述配重支架内部，位于所述配重支架的一端；所述配重支架的另一端与所述偏心负载固定连接；根据所述驱动机构的位置传感器反馈的位置信息，调整所述平衡组件以使所述驱动机构和所述偏心负载之间达到静平衡状态。本发明实现了驱动机构偏心负载平衡，抵消地面重力带来的影响，真实模拟在轨运行状态，满足地面测试要求。

Description

一种自动配平装置及使用方法

技术领域

本发明涉及卫星一维驱动机构领域，特别涉及一种自动配平装置及使用方法。

背景技术

驱动机构是伴随着卫星有效载荷的发展而发展的，主要用来实现空间环境条件下各种有效载荷的一维或多维运动，可实现有效载荷特定方式的搜索，对目标的实时跟踪，对特定区域定向等多种功能。随着卫星技术的不断发展，各种有效载荷的要求也越来越高，驱动机构大偏心大负载的情况越来越多。

对于低速运行的大偏心大负载的驱动机构而言，负载配平是地面测试过程中必须解决的一个基本的共性问题，其优劣程度直接决定产品的工作性能、使用寿命，对产品的质量有巨大的影响。目前，对于偏心负载驱动机构配平操作主要为手工，没有完全自动化的平衡装置。手工配平一般需要反复多次，不仅效率低，校正质量差，而且对驱动机构的破坏性也比较大。

发明内容

本发明所需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种自动配平装置及使用方法，以解决手工负载配平需要反复多次，效率低，校正质量差，且对驱动机构的破坏性较大的问题。

为了解决以上问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种自动配平装置，其应用于驱动机构400上，所述驱动机构400上设有偏心负载300，所述自动配平装置包括：配重支架100和平衡组件200；所述平衡组件200设置于所述配重支架100内部，位于所述配重支架100的一端；所述配重支架100的另一端与所述偏心负载300固定连接；根据所述驱动机构400的位置传感器反馈的位置信息，调整所述平衡组件200以使所述驱动机构400和所述偏心负载300之间达到静平衡状态。

优选地，所述平衡组件200包括：配重壳体2001，设置于所述配重支架100的一端内部；位于所述配重壳体2001内部的配重块2003、若干个支撑杆2004和底座2005；所述底座2005与所述配重壳体2001的底端固定连接；所述配重块2003通过若干个所述支撑杆2004与所述底座2005连接；调整每一所述支撑杆2004沿所述配重壳体2001轴向进行往复移动，以调整所述配重块2003的位置。

优选地，所述平衡组件200还包括若干个弹簧2002；每一所述弹簧2002的一端与所述配重壳体2001顶部连接，另一端与所述配重块2003的顶部连接；每一所述弹簧2002处于压缩状态，以固定所述配重块2003。

优选地，所述配重支架100的侧壁上设置有第一通孔，所述配重壳体2001设有对应与所述第一通孔匹配的第二通孔，采用固定件贯穿所述第一通孔和所述第二通孔以将所述配重壳体2001固定于所述配重支架100上。

优选地，所述第一通孔为U型孔，以调整所述配重组件200在所述配重支架100的径向位置，实现所述驱动机构400和所述偏心负载300的第一次配平。

优选地，每一所述支撑杆2004材料为压电陶瓷材料，通过改变供电电压使所述支撑杆2004伸缩，带动所述配重块2003进行移动，以实现所述驱动机构400和所述偏心负载300的第二次配平。

另一方面，本发明还提供一种自动配平装置的使用方法，包括：驱动机构不工作时，调整所述平衡组件在配重支架内的径向位置，以实现所述驱动机构和所述偏心负载的第一次配平；驱动机构工作时，根据所述驱动机构的位置传感器反馈的位置信息，改变供电电压以调整支撑杆的伸缩长度，调整所述配重组件的配重块的轴向位置，以实现所述驱动机构和所述偏心负载的第二次配平。

本发明至少具有以下优点之一：

本发明所提供的自动配平装置的配重支架上设有第一通孔，优选的为U型孔，在驱动机构不工作时，通过调整平衡组件的安装位置进行第一次配平，即粗配平，可避免驱动机构启动瞬间因重力造成的较大重力矩给驱动机构带来的机械损伤。

本发明所提供的自动配平装置工作时根据驱动机构本身的位置传感器反馈的位置信息，改变供电电压调整支撑杆伸缩长度，调整配重块位置，进行第二次配平，即精配平。

本发明所提供的的配平装置结构简单，使用方便，且能实现自动化配平，配平质量高。

本发明所提供的自动配平装置真实地模拟在轨运行状态，满足地面测试的要求。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的自动配平装置的安装示意图；

图2为本发明一实施例提供的自动配平装置示意图；

图3为本发明一实施例提供的自动配平装置左视图的剖面示意图；

图4为本发明一实施例提供的自动配平装置的配重支架示意图；

图5为本发明一实施例提供的自动配平装置的平衡组件示意图。

具体实施方式

以下结合附图1～5和具体实施方式对本发明提出的一种自动配平装置及使用方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

结合图1～图5所示，本实施例提供的一种自动配平装置，所述自动配平装置可以根据负载的重量和偏心距的大小设置制动配平装置数量，当负载带来的重力矩较小时，使用一个配平装置基本上满足要求，当偏心负载带来的重力矩较大时，可以先择两个或多个自动配平装置安装在偏心负载和另一侧，以达到平衡状态，消除重力矩的影响。

其应用于驱动机构400上，所述驱动机构400上设有偏心负载300，所述自动配平装置包括：配重支架100和平衡组件200；所述平衡组件200设置于所述配重支架100内部，位于所述配重支架100的一端；所述配重支架100的另一端与所述偏心负载300固定连接；根据所述驱动机构400的位置传感器反馈的位置信息，调整所述平衡组件200以使所述驱动机构400和所述偏心负载300之间达到平衡状态(即配平后的旋转部件的质心在旋转轴线上)。如图3所示，在本实施例中，所述平衡组件200包括：配重壳体2001，设置于所述配重支架100的一端内部；位于所述配重壳体2001内部的配重块2003、若干个支撑杆2004和底座2005；所述底座2005与所述配重壳体2001的底端固定连接，底座2005与配重壳体2001通过螺钉固连；所述配重块2003通过若干个所述支撑杆2004与所述底座2005连接；调整每一所述支撑杆2004沿所述配重壳体2001轴向进行往复移动，以调整所述配重块2003的位置。

所述平衡组件200还包括若干个弹簧2002；每一所述弹簧2002的一端与所述配重壳体2001顶部连接，另一端与所述配重块2003的顶部连接；每一所述弹簧2002处于压缩状态，通过合理设计弹簧的压缩刚度，能够有效避免因配重块的自由晃动带来的操作难度，以固定所述配重块2003，从而实现配平的精准性。

每一所述支撑杆2004材料为压电陶瓷材料，通过改变供电电压使所述支撑杆2004伸缩，带动所述配重块2003进行移动，以实现所述驱动机构400和所述偏心负载300的第二次配平，所述第二次配平为精配平。

如图4和图5所示，所述配重支架100的侧壁上设置有第一通孔，所述配重壳体2001设有对应与所述第一通孔匹配的第二通孔，采用固定件贯穿所述第一通孔和所述第二通孔以将所述配重壳体2001固定于所述配重支架100上。所述第二通孔上设有螺纹孔，所述配重支架100与平衡组件200的配重壳体2001通过螺钉连接。

所述第一通孔为U型孔，以调整所述配重组件200在所述配重支架100的径向位置，实现所述驱动机构400和所述偏心负载300的第一次配平，所述第一次配平为实现驱动机构偏心负载的粗配平。

基于同一发明构思，本发明还提供一种自动配平装置的使用方法，包括：驱动机构不工作时，调整所述平衡组件在配重支架内的径向位置，以实现所述驱动机构和所述偏心负载的第一次配平；驱动机构工作时，根据所述驱动机构的位置传感器反馈的位置信息，改变支撑杆的供电电压以调整支撑杆的伸缩长度，调整所述配重组件的配重块的轴向位置，以实现所述驱动机构和所述偏心负载的第二次配平。即弹簧处于压紧状态，通过合理设计弹簧的压缩刚度，能够有效避免因配重块的自由晃动带来的操作难度，实现配平的精准性，由此实现偏心大负载驱动机构负负载配平的目的，抵消地面测试因重力带来的影响，真实模拟产品在轨运行状态。

本实施例提供的一种自动配平装置，配重支架上设有第一通孔，优选的其可以为U型孔，在驱动机构不工作时，通过调整平衡组件的安装位置进行粗配平，可避免驱动机构启动瞬间因重力造成的较大重力矩给机构带来的机械损伤。驱动机构工作时根据机构本身的位置传感器反馈的位置信息，改变供电电压调整支撑杆伸缩长度，调整配重块位置，进行精配平。本发明所提供的的配平装置结构简单，使用方便，能实现自动化配平，配平质量高。真实地模拟在轨运行状态，满足地面测试的要求。

综上所述，本实施例提供的配重支架上有U型孔，在驱动机构不工作时，通过调整平衡组件的安装位置进行粗配平，可避免机构启动瞬间因重力造成的较大重力矩给机构带来的机械损伤；机构工作时根据机构本身的位置传感器反馈的位置信息，改变供电电压调整支撑杆伸缩长度，调整配重块位置，进行精配平。本实施例的结构简单，使用方便，能实现自动化配平，配平质量高。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种自动配平装置，其应用于驱动机构(400)上，所述驱动机构(400)上设有偏心负载(300)，其特征在于，所述自动配平装置包括：配重支架(100)和平衡组件(200)；

所述平衡组件(200)设置于所述配重支架(100)内部，位于所述配重支架(100)的一端；

所述配重支架(100)的另一端与所述偏心负载(300)固定连接；

根据所述驱动机构(400)的位置传感器反馈的位置信息，调整所述平衡组件(200)以使所述驱动机构(400)和所述偏心负载(300)之间达到平衡状态。

2.如权利要求1所述的自动配平装置，其特征在于，所述平衡组件(200)包括：

配重壳体(2001)，设置于所述配重支架(100)的一端内部；

位于所述配重壳体(2001)内部的配重块(2003)、若干个支撑杆(2004)和底座(2005)；

所述底座(2005)与所述配重壳体(2001)的底端固定连接；

所述配重块(2003)通过若干个所述支撑杆(2004)与所述底座(2005)连接；

调整每一所述支撑杆(2004)沿所述配重壳体(2001)轴向进行往复移动，以调整所述配重块(2003)的位置。

3.如权利要求2所述的自动配平装置，其特征在于，所述平衡组件(200)还包括若干个弹簧(2002)；

每一所述弹簧(2002)的一端与所述配重壳体(2001)顶部连接，另一端与所述配重块(2003)的顶部连接；

每一所述弹簧(2002)处于压缩状态，以固定所述配重块(2003)。

4.如权利要求2所述的自动配平装置，其特征在于，所述配重支架(100)的侧壁上设置有第一通孔，所述配重壳体(2001)设有对应与所述第一通孔匹配的第二通孔，采用固定件贯穿所述第一通孔和所述第二通孔以将所述配重壳体(2001)固定于所述配重支架(100)上。

5.如权利要求4所述的自动配平装置，其特征在于，所述第一通孔为U型孔，以调整所述配重组件(200)在所述配重支架(100)的径向位置，实现所述驱动机构(400)和所述偏心负载(300)的第一次配平。

6.如权利要求2所述的自动配平装置，其特征在于，每一所述支撑杆(2004)材料为压电陶瓷材料，通过改变支撑杆(2004)的供电电压使所述支撑杆(2004)伸缩，带动所述配重块(2003)进行移动，以实现所述驱动机构(400)和所述偏心负载(300)的第二次配平。

7.一种如权利要求1～6中任意一项所述的自动配平装置的使用方法，其特征在于，包括：

驱动机构不工作时，调整所述平衡组件在配重支架内的径向位置，以实现所述驱动机构和所述偏心负载的第一次配平；

驱动机构工作时，根据所述驱动机构的位置传感器反馈的位置信息，改变供电电压以调整支撑杆的伸缩长度，调整所述配重组件的配重块的轴向位置，以实现所述驱动机构和所述偏心负载的第二次配平。