CN112555643B - 卫星调姿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卫星调姿装置，包括：安装架，具有能与卫星转动连接的第一安装位和能与翻转件滑动连接的第二安装位；锁紧件，设置在所述翻转件上，且所述锁紧件能限制所述翻转件和所述安装架之间的滑动；升降件，转动连接在所述翻转件远离所述安装架的一端，所述升降件的另一端可滑动连接在固定架上；控制箱，设置在所述固定架上，且所述控制箱能与驱动组件电连接并通过控制所述驱动组件分别控制所述安装架和所述翻转件之间的滑动、所述升降件和所述固定架之间的滑动。本发明可对多种长度和不同接口的大型卫星进行调姿，实现轻量化翻转的同时能提高调姿效率，此外还能为用户提供完全开放的操作空间。

Description

卫星调姿装置

技术领域

本发明涉及卫星调姿技术领域，尤其涉及一种卫星调姿装置。

背景技术

当前对卫星进行调姿，主要通过曲柄滑块式调姿转台、电动推杆式调姿转台和大跨度悬臂式调姿转台进行。其中，曲柄滑块式调姿转台、电动推杆式调姿转台对法兰式卫星调姿翻转效率较低，且曲柄滑块式调姿转台、电动推杆式调姿转台的法兰轴端遮挡严重，难以操作；大跨度悬臂式调姿转台仅不能同时适应法兰接口卫星或多种长度产品的安装调姿，此外其还不能调整卫星产品的质心位置，不能够实现对大型卫星的轻量化翻转。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卫星调姿装置，用以解决现有卫星调姿技术中操作空间小和调姿效率低的难题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种卫星调姿装置，包括：安装架，具有能与卫星转动连接的第一安装位和能与翻转件滑动连接的第二安装位；锁紧件，设置在所述翻转件上，且所述锁紧件能限制所述翻转件和所述安装架之间的滑动；升降件，转动连接在所述翻转件远离所述安装架的一端，所述升降件的另一端可滑动连接在固定架上；控制箱，设置在所述固定架上，且所述控制箱能与驱动组件电连接并通过控制所述驱动组件分别控制所述安装架和所述翻转件之间的滑动、所述升降件和所述固定架的滑动。

优选的，其中，所述安装架包括：第一板体，其上具有第一安装位和能驱动所述卫星相对所述第一板体转动的第一驱动件；第二板体，垂直设置在所述第一板体远离所述第一安装位的一端，所述第二板体具有沿第一方向贯穿其两侧的所述第二安装位，能驱动所述第二板体和所述翻转件之间相对滑动的第二驱动件从所述第二板体的自由端沿第二方向插入所述第二安装位；至少两条滑轨，沿所述第二方向并排间隔设置在所述第二板体靠近所述翻转件的一侧。

优选的，其中，所述翻转件包括：翻转轴，一端转动连接在所述升降件上，且所述升降件靠近所述翻转轴的一侧固定设置有用于驱动所述翻转轴相对于所述升降件转动的第三驱动件；连接块，固定设置在所述翻转轴远离所述升降件的一侧，且所述第二驱动件能在所述第二安装位中穿设经过所述连接块并驱动所述安装架在所述第二方向上滑动；多个滑块，对应所述至少两条滑轨的位置对称设置在所述翻转轴远离所述升降件的一侧上，且沿所述第二方向间隔设置的两个所述滑块之间设置有所述锁紧件。

优选的，其中，所述第一板体和所述第二板体连接处还间隔设置有多个扶强材。

优选的，其中，所述固定架包括：第一固定板，其上开设有减轻部；第二固定板，垂直设置在所述第一固定板上，所述第二固定板具有沿所述第一方向贯穿其两侧的配合位，能驱动所述升降件和所述固定架之间相对滑动的第四驱动件从所述第二固定板的自由端沿所述第二方向插入所述配合位，所述第二固定板靠近所述升降件的一侧沿所述第二方向并排间隔设置有至少两根导轨，所述第二固定板远离所述升降件的一侧固定设置有所述控制箱；其中，所述第二驱动件和所述第四驱动件组成所述驱动组件。

优选的，其中，所述驱动组件还包括所述第一驱动件和所述第三驱动件，所述控制箱能通过控制所述第一驱动件控制所述安装架和所述卫星之间的转动，所述控制箱能通过控制所述第三驱动件控制所述翻转件和所述升降件之间的转动。

优选的，其中，所述升降件靠近所述第二固定板的一侧具有凸台，至少部分所述凸台能收容在所述配合位内，所述第四驱动件能在所述配合位中穿设经过所述凸台并驱动所述凸台在所述第二方向上运动，且在所述升降件靠近所述导轨的一侧对应所述至少两根导轨处设置有与其配合的多个滑动块。

优选的，其中，沿所述第二方向间隔设置的两个所述滑动块之间还设置有锁紧块，所述锁紧块能限制所述升降件和所述固定架的滑动。

优选的，其中，所述第一安装位和所述卫星之间还设置有可拆卸连接的适配器。

优选的，其中，还包括行走轮组，所述行走轮组中包括对称分布在所述固定架的底端的至少4个麦克纳姆轮，且所述麦克纳姆轮的数量为偶数。

本发明的特点及优点是：

本发明可对多种长度和不同接口的大型卫星进行调姿，实现轻量化翻转的同时能提高调姿效率，此外还能为用户提供完全开放的操作空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明卫星调姿装置的立体图1；

图2为本发明卫星调姿装置的立体图2；

图3为本发明卫星调姿装置的主视图；

图4为本发明卫星调姿装置的俯视图；

图5为本发明安装架的结构示意图；

图6为本发明固定架的结构示意图。

附图标记与说明：

100、卫星调姿装置；200、卫星；1、安装架；11、第一板体；111、第一安装位；12、第二板体；121、第二安装位；13、滑轨；14、扶强材；2、翻转件；21、翻转轴；22、连接块；23、滑块；3、锁紧件；4、升降件；41、凸台；42、滑动块；5、固定架；51、第一固定板；511、减轻部；52、第二固定板；521、配合位；53、导轨；6、控制箱；71、第一驱动件；72、第二驱动件；73、第三驱动件；74、第四驱动件；8、适配器；9、行走轮组；F1、第一方向；F2、第二方向。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种卫星调姿装置100，请参见图1至图6，包括安装架1、锁紧件3、升降件4和控制箱6。具体的，安装架1具有能与卫星200转动连接的第一安装位111和能与翻转件2滑动连接的第二安装位121，锁紧件3设置在翻转件2上，且锁紧件3能限制翻转件2和安装架1之间的滑动，升降件4转动连接在翻转件2远离安装架1的一端，升降件4的另一端可滑动连接在固定架5上；控制箱6设置在固定架5上，且控制箱6能与驱动组件电连接并通过控制驱动组件分别控制安装架1和翻转件2之间的滑动、升降件4和固定架5之间的滑动。其中，控制安装架1和卫星200之间能进行±360°无限转动，翻转件2和升降件4之间能进行±360°无限转动。

本发明可对多种长度和不同接口的大型卫星200进行调姿，实现轻量化翻转的同时能提高调姿效率，此外还能为用户提供完全开放的操作空间。

在一些实施例中，请参见图5，安装架1的第一安装位111为中空结构，其空间开阔可满足卫星200法兰面中间部位的总装操作或试验。

在一些实施例中，请参见图1和图5，安装架1包括第一板体11、第二板体12和至少两条滑轨13。具体的，第一板体11上具有第一安装位111和能驱动卫星200相对第一板体11转动的第一驱动件71(在一些实施例中，其包括电机、减速器、和蜗轮蜗杆；在另一些实施例中，其包括电机、减速器、外齿式轴承和齿轮；其中电机可以用手轮替代)；第二板体12垂直设置在第一板体11远离第一安装位111的一端(即形成“L”形的结构)，第二板体12具有沿第一方向F1贯穿其两侧的第二安装位121，能驱动第二板体12和翻转件2之间相对滑动的第二驱动件72(在一些实施例中，其包括电机、减速器、和丝杠；在另一些实施例中，其包括电机、减速器、齿轮和齿条)从第二板体12的自由端沿第二方向F2插入第二安装位121；至少两条滑轨13沿第二方向F2并排间隔设置在第二板体12靠近翻转件2的一侧。

本发明通过调整第二板体12和翻转件2之间的相对滑动量能调整卫星200的质心位于翻转件2的中心轴线上，从而实现大型卫星200翻转调姿的轻量化驱动，可满足多种不同长度或不同质心位置的卫星200调姿，提高调姿效率。采用该种设计一方面能使卫星200在翻转姿态调节时，围绕其质心进行旋转，消除悬臂，实现翻转调姿的轻量化驱动，大大提高翻转效率，适用于质量较大的卫星200产品；另一方面该结构形式可适用于多种不同长度或不同质心位置的卫星200调姿。

在一些实施例中，请参见图1至图4、图6，翻转件2包括翻转轴21、连接块22和多个滑块23。具体的，翻转轴21的一端转动连接在升降件4上，且升降件4靠近翻转轴21的一侧固定设置有用于驱动翻转轴21相对于升降件4转动的第三驱动件73(在一些实施例中，其包括电机、减速器、和蜗轮蜗杆；在另一些实施例中，其包括电机、减速器、外齿式轴承和齿轮；其中电机可以用手轮替代)；连接块22固定设置在翻转轴21远离升降件4的一侧，且第二驱动件72能在第二安装位121中穿设经过连接块22并驱动安装架1在第二方向F2上滑动；多个滑块23对应至少两条滑轨13的位置对称设置在翻转轴21远离升降件4的一侧上，且沿第二方向F2间隔设置的两个滑块23之间设置有锁紧件3。在一些优选实施例中，第二驱动件72中的丝杆能穿设经过连接块22并与连接块22上设置的丝母配合，从而驱动安装架1在第二方向F2上滑动。

在一些实施例中，滑轨13的数量为两条，且每条滑轨13上设置有两个滑块23，且每条滑轨13上的两个滑块23之间设置有锁紧件3。

本发明通过翻转件2实现卫星200翻转姿态的调节，其调节范围没有限制，从而提供了开放的总装操作空间。本领域的技术人员应当明白，翻转件2具有自锁能力，因此其每次被驱动转动一定角度后能够保持该角度不变，现有技术中有很多技术能够保证其具有自锁功能，在此不对其进行赘述。

在一些优选实施例中，请参见图1至图5，第一板体11和第二板体12连接处还间隔设置有多个扶强材14。在一些优选实施例中，扶强材14为三角肘板，且该些扶强材沿第一板体11和第二板体12的连接线方向等间隔设置。本发明通过该种设计，能够保证安装架1的结构强度，避免其因承受载荷过大而失效。

在一些实施例中，请参见图1、图2和图6，固定架5包括第一固定板51和第二固定板52。具体的，第一固定板51上开设有减轻部511，第二固定板52垂直设置在第一固定板51上(即形成类似于“L”形的结构)，第二固定板52具有沿第一方向F1贯穿其两侧的配合位521，能驱动升降件4和固定架5之间相对滑动的第四驱动件74(在一些实施例中其包括电机、减速器和丝杠；在另一些实施例中其包括电机、减速器、齿轮和齿条)从第二固定板52的自由端沿第二方向F2插入配合位521，第二固定板52靠近升降件4的一侧沿第二方向F2并排间隔设置有至少两根导轨53，第二固定板52远离升降件4的一侧固定设置有控制箱6；其中，第二驱动件72和第四驱动件74组成驱动组件。

本发明通过固定架5的设置，能够进一步的调整卫星200高度，从而保证调整效果满足操作要求。此外，因为设置有减轻部511，从而能够减轻整个装置的结构重量，便于运输和节约成本，同时能够增加操作空间。在一些实施例中，减轻部511为开设在安装架1下方的矩形切口；在另一些实施例中将第一固定板51的上表面按照预设方案局部倾斜切割后形成该减轻部511；当然也可以采用开设多个减轻孔的方式进行，只要其能够实现减轻整个装置的重量的目的就应当在本发明的保护范围之内。

在一些优选实施例中，请参见图1和图2，驱动组件还包括第一驱动件71和第三驱动件73，控制箱6能通过控制第一驱动件71控制安装架1和卫星200之间的转动，控制箱6能通过控制第三驱动件73控制翻转件2和升降件4之间的转动。也即，控制箱6分别与第一驱动件71和第三驱动件73也电连接，从而保证能够依靠电力驱动其工作，本领域的技术人员应当明白，当采用电力驱动时第一驱动件71和第三驱动件73中均应包括电机。当然在一些实施例中，第一驱动件71和第三驱动件73也可以采用手动的方式驱动其工作，优选的其通过设置手轮的方式进行驱动。本领域的技术人员应当明白，控制器可对驱动组件中的任意一个进行电动控制和状态显示。在一些实施例中，请参见图1至图4，升降件4靠近第二固定板52的一侧具有凸台41，至少部分凸台41能收容在配合位521内，第四驱动件74能在配合位521中穿设经过凸台41并驱动凸台41在第二方向F2上运动，且在升降件4靠近导轨53的一侧对应至少两根导轨53处设置有与其配合的多个滑动块42。在一些优选实施例中，第四驱动件74中的丝杆能穿设经过凸台41并与凸台41上设置的丝母配合，从而驱动升降件4在第二方向F2上运动。

进一步的，沿第二方向F2间隔设置的两个滑动块42之间还设置有锁紧块，锁紧块能限制升降件4和固定架5的滑动，从而避免升降件4和固定架5之间的滑动定位全靠电力制动，提高位置锁紧的安全性。在一些具体实施例中，导轨53的数量为两条，且每条导轨53上设置有两个滑动块42，且每条导轨53上的两个滑动块42之间设置有锁紧块。

在一些实施例中，请参见图1至图5，第一安装位111和卫星200之间还设置有可拆卸连接的适配器8。本领域的技术人员应当明白，适配器8可用于转动连接第一板体11和卫星200，适配器8可以根据卫星200的接口要求进行订制，可使卫星调姿装置100能够适用多种接口的卫星200。

在一些实施例中，请参见图1至图3、图6，本发明还包括行走轮组9，行走轮组9中包括对称分布在固定架5的底端的至少4个麦克纳姆轮，且麦克纳姆轮的数量为偶数。本发明通过该种设计可全向移动该装置、方便转运，从而扩大其使用范围。

在另一些实施例中，行走轮组9中包括至少两个对称分布在固定架5的底端的常规轮，且常规轮的数量为偶数个。在一些优选实施例中，常规轮是万向轮。

在一些实施例中，行走轮组9采用麦克纳姆轮与常规轮的混合设计，从而可以根据设计需求在不同位置选用不同的方案，进而满足使用要求的前提下降低产品的使用成本。

本领域的技术人员应当明白，无论是采用麦克纳姆轮还是普通常规轮，其都可以采用电驱和/或手动牵引的方式进行滚动，实现转运卫星200的目的。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种卫星调姿装置，其特征在于，包括：

安装架，具有能与卫星转动连接的第一安装位和能与翻转件滑动连接的第二安装位，所述卫星在所述第一安装位中能绕第二方向转动，且所述翻转件能绕第一方向转动；

锁紧件，设置在所述翻转件上，且所述锁紧件能限制所述翻转件和所述安装架之间的滑动以调整两者之间的相对滑动量将所述卫星的质心调整至位于翻转件的中心轴线上；

升降件，转动连接在所述翻转件远离所述安装架的一端，所述升降件的另一端可滑动连接在固定架上；

控制箱，设置在所述固定架上，且所述控制箱能与驱动组件电连接并通过控制所述驱动组件分别控制所述安装架和所述翻转件之间的滑动、所述升降件和所述固定架之间的滑动；

其中，所述安装架包括：

第一板体，其上具有第一安装位和能驱动所述卫星相对所述第一板体转动的第一驱动件；

第二板体，垂直设置在所述第一板体远离所述第一安装位的一端，所述第二板体具有沿第一方向贯穿其两侧的所述第二安装位，能驱动所述第二板体和所述翻转件之间相对滑动的第二驱动件从所述第二板体的自由端沿第二方向插入所述第二安装位；

至少两条滑轨，沿所述第二方向并排间隔设置在所述第二板体靠近所述翻转件的一侧；

其中，所述翻转件包括：

翻转轴，一端转动连接在所述升降件上，且所述升降件靠近所述翻转轴的一侧固定设置有用于驱动所述翻转轴相对于所述升降件转动的第三驱动件；

连接块，固定设置在所述翻转轴远离所述升降件的一侧，且所述第二驱动件能在所述第二安装位中穿设经过所述连接块并驱动所述安装架在所述第二方向上滑动；

多个滑块，对应所述至少两条滑轨的位置对称设置在所述翻转轴远离所述升降件的一侧上，且沿所述第二方向间隔设置的两个所述滑块之间设置有所述锁紧件；

其中，所述第一方向垂直于所述第二板体所在的平面，所述第二方向垂直于所述第一板体所在的平面。

2.根据权利要求1所述的卫星调姿装置，其特征在于，所述第一板体和所述第二板体连接处还间隔设置有多个扶强材。

3.根据权利要求1所述的卫星调姿装置，其特征在于，所述固定架包括：

第一固定板，其上开设有减轻部；

第二固定板，垂直设置在所述第一固定板上，所述第二固定板具有沿所述第一方向贯穿其两侧的配合位，能驱动所述升降件和所述固定架之间相对滑动的第四驱动件从所述第二固定板的自由端沿所述第二方向插入所述配合位，所述第二固定板靠近所述升降件的一侧沿所述第二方向并排间隔设置有至少两根导轨，所述第二固定板远离所述升降件的一侧固定设置有所述控制箱；

其中，所述第二驱动件和所述第四驱动件组成所述驱动组件。

4.根据权利要求3所述的卫星调姿装置，其特征在于，所述驱动组件还包括所述第一驱动件和所述第三驱动件，所述控制箱能通过控制所述第一驱动件控制所述安装架和所述卫星之间的转动，所述控制箱能通过控制所述第三驱动件控制所述翻转件和所述升降件之间的转动。

5.根据权利要求3所述的卫星调姿装置，其特征在于，所述升降件靠近所述第二固定板的一侧具有凸台，至少部分所述凸台能收容在所述配合位内，所述第四驱动件能在所述配合位中穿设经过所述凸台并驱动所述凸台在所述第二方向上运动，且在所述升降件靠近所述导轨的一侧对应所述至少两根导轨处设置有与其配合的多个滑动块。

6.根据权利要求5所述的卫星调姿装置，其特征在于，沿所述第二方向间隔设置的两个所述滑动块之间还设置有锁紧块，所述锁紧块能限制所述升降件和所述固定架的滑动。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的卫星调姿装置，其特征在于，所述第一安装位和所述卫星之间还设置有可拆卸连接的适配器。

8.根据权利要求7所述的卫星调姿装置，其特征在于，还包括行走轮组，所述行走轮组中包括对称分布在所述固定架的底端的至少4个麦克纳姆轮，且所述麦克纳姆轮的数量为偶数。

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