CN113086249A - 一种卫星姿态调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卫星姿态调节装置，包括车体、六组麦克纳姆轮、平移机构、调平俯仰及升降机构、方位旋转机构和电器控制装置；六组麦克纳姆轮对称分布在车体两侧；平移机构安装在车体上，包括丝杠驱动机构、丝杠和导轨，丝杠驱动机构可驱动丝杠带动调平俯仰及升降机构平移；调平俯仰及升降机构下端固定安装在平移机构上，上端与方位旋转机构连接，可推动方位旋转机构在竖直方向升降以及在平移方向做小角度俯仰动作；方位旋转机构包括小齿轮驱动机构、小齿轮、回转支撑和转接盘；用于驱动小齿轮从而带动与回转支撑螺纹连接连接的转接盘；电器控制装置用于上述机构的协同控制。本装置能够实现卫星姿态旋转、俯仰、平移和升降等姿态的独立调整。
Description
技术领域
本发明涉及卫星姿态控制，具体涉及一种卫星姿态调节装置。
背景技术
姿态控制对于对地凝视卫星极其重要，直接决定着其凝视任务完成的质量。一种卫星姿态调节装置的调节系统，需要灵活实现卫星装置的方位旋转、调平、平面移动以及升降等多自由度调节功能，且每个自由度相互独立。现有的卫星姿态调节装置多采用曲柄滑块的结构形式实现卫星的升降俯仰功能，结构复杂，自重较重，在实现升降功能的同时，星体的俯仰角度也随之变化，俯仰过程中，星体的水平位置也发生变化，无法实现自由度独立调整。
公开号为CN102494842A、名称为一种卫星姿态转换装置的中国专利，该装置包括L梁、直角支架、垂直工装以及配重块；其中，垂直工装用于安装所述卫星，通过垂直工装能够对卫星做X、Y向质心测试和Jz向转动惯量测试；将安装有卫星的垂直工装安装到L梁上的旋转机构后，能够对卫星做Z向质心测试和Jx、Jy、Jx-yθ向转动惯量测试，能够使卫星绕Z轴旋转；直角支架成L形，直角支架的底部与垂直工装的底部连接，直角支架的上部与L梁中的旋转机构连接；L梁、直角支架、垂直工装组合后用于Jz-xθ、Jz-yθ向转动惯量测试，能够使安装于其上的卫星绕X轴或Y轴旋转；该专利调节的自由度相对较少，无法实现自由度独立调整。
发明内容
本发明的目的在于提供一种卫星姿态调节装置，能够实现卫星旋转、俯仰、前后左右平移和升降等姿态的独立调整，每个自由度互不干涉。
实现本发明目的的技术方案为：一种卫星姿态调节装置，包括车体、六组麦克纳姆轮、平移机构、调平俯仰及升降机构、方位旋转机构和电器控制装置；其中：
六组麦克纳姆轮对称分布在车体两侧，通过麦克纳姆轮实现车体的前后平移、横向平移、斜向行走和原地旋转；
平移机构安装在车体上，包括丝杠驱动机构、丝杠和导轨，丝杠和导轨滑动连接，丝杠驱动机构可驱动丝杠进而带动与丝杠连接的调平俯仰及升降机构平移；
调平俯仰及升降机构下端固定安装在平移机构上，上端与方位旋转机构连接，可推动方位旋转机构在竖直方向升降以及在平移方向做小角度俯仰动作；
方位旋转机构包括小齿轮驱动机构、小齿轮、回转支撑和转接盘；转接盘安装于回转支撑上方，用于承载卫星，回转支撑安装调平俯仰及升降机构上，小齿轮与回转支撑上的外齿啮合，小齿轮驱动机构与小齿轮连接，用于驱动小齿轮从而带动与回转支撑螺纹连接的转接盘；
电器控制装置用于对麦克纳姆轮、平移机构、调平俯仰及升降机构和方位旋转机构的协同控制。
进一步的，所述驱动机构包括第三伺服电机、第三减速器和联轴器，第三伺服电机输出端连接第三减速器输入轴，第三减速器输出轴通过联轴器连接丝杠的输入端。
进一步的，所述平移机构还包括支撑座和上支撑盘，导轨固定安装在车体上，丝杆两端通过支撑座固定于车体；丝杠上的螺母与导轨上的滑块连接，同时导轨通过滑块与上方的上支撑盘连接。
进一步的，所述导轨为二维一体式滚动导轨，所述丝杆包括横向丝杠和竖向丝杠，横向丝杠和竖向丝杠分别通过螺母与二维一体式滚动导轨上的滑块对应连接，螺母可带动滑块沿导轨移动。
进一步的，所述第三减速器为直角行星减速器，所述丝杆为梯形丝杠。
进一步的，所述调平俯仰及升降机构包括第一伺服电机、第一减速器、电动缸、球头和虎克铰；第一伺服电机的输出端连接第一减速器，第一减速器输出端连接电动缸，带动电动缸直线运动，电动缸上端通过虎克铰与回转支撑连接，电动缸下端通过球头安装在上支撑盘上。
进一步的，所述小齿轮驱动机构包括第二伺服电机和第二减速器，第二伺服电机输出端与第二减速器连接，第二减速器输出端连接小齿轮。
进一步的，所述回转支撑底部安装有安装压力传感器，用于测量负载压力。
进一步的，所述调平俯仰及升降机构为4组，中心对称安装于平移机构上。
进一步的，所述车体底部还安装有4个支撑腿，对称分布于车体两侧。
本发明与现有技术相比，其显著效果为：本发明的卫星姿态调节装置通过平移机构、调平俯仰及升降机构和方位旋转机构，旋转、俯仰、前后左右平移和升降等姿态的多自由度调整；本发明的平移机构、调平俯仰及升降机构和方位旋转机构在进行自由度调整时互相独立、互不干涉；本发明通过麦克纳姆轮实现车体的前后平移、横向平移、斜向行走和原地旋转，实现卫星厂内运输；本发明结构简单，功能齐全且独立，实用性强。
附图说明
图1为本发明卫星姿态调节装置的主示意图。
图2为本发明卫星姿态调节装置的俯视图。
图3为本发明卫星姿态调节装置的后视图。
图4为本发明卫星姿态调节装置的平移机构结构示意图。
图中：麦克纳母轮1，支撑腿2，平移机构3，调平俯仰及升降机构4，方位旋转机构5，电器控制装置7，第一伺服电机8，第一减速器9，电动缸10，球头11，第二伺服电机12，第二减速器13，小齿轮14，回转支撑15，转接盘16，压力传感器17，第三伺服电机18，第三减速器19，联轴器20，丝杠21，二维一体式滚动导轨22，支撑座23，螺母24，虎克铰25。
具体实施方式
下面将结合附图，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。
结合图1～图4，一种卫星姿态调节装置是一个由行走机构、平移机构、调平俯仰及升降机构、方位旋转机构以及电器控制装置等模块组成，每个模块可独立运行。方位旋转机构固定于调平俯仰及升降机构之上，可单独运行；升降调节与调平俯仰调节采用同一组机构即调平俯仰及升降机构，安装与平移机构上，可独立运行；平移机构固定与车体上，独立驱动运行；平移机构、调平俯仰及升降机构、方位旋转机构以及电器控制装置均采用行走机构驱动运输。
行走机构由六组麦克纳姆轮对称分布在车体两侧，可实现设备的前后直线行走、横向平移、斜向行走和原地旋转等四种功能；车体底部还安装有4个支撑腿2，对称分布于车体两侧。
结合图4，平移机构采用梯形丝杠传动机构和二维一体式滚动导轨结构。电机的回转输出经直角行星减速器减速增力后，驱动梯形丝杠转动，使与位移平台固定的螺母沿线轨做前后直线位移，使其在XY两个方向上均可实现高精度运动。所述平移机构包括第三伺服电机18、第三减速器19、联轴器20、丝杠21、二维一体式滚动导轨22、支撑座23、螺母24和上支撑盘；二维一体式滚动导轨22固定于车体，丝杠上的螺母24与导轨上的滑块连接，同时导轨上的滑块还与上方的上支撑盘连接；第三伺服电机18输出端连接第三减速器19输入轴，第三减速器19输出轴通过联轴器20连接丝杠21的输入端，丝杆21包括横向丝杠和竖向丝杠，丝杆21通过支撑座23固定于车体，横向丝杠通过螺母24和二维一体式滚动导轨22上的横向导轨上的滑块连接，竖向丝杠通过螺母24和二维一体式滚动导轨22的竖向导轨上的滑块连接，丝杆21旋转带动螺母24沿水平方向移动，进而带动滑块沿导轨移动，滑块带动上支撑盘移动，进而推动负载水平方向移动，同样原理，推动负载沿另一水平方向移动。
结合图3，调平俯仰及升降机构安装在水平面内平移机构的上支撑盘上，采用4个由交流伺服电机驱动的电动伺服缸实现竖直方向升降运动；调平俯仰及升降机构利用球头进行平面内俯仰角度调节。所述调平俯仰及升降机构包括第一伺服电机8、第一减速器9、电动缸10、球头11；第一伺服电机8的输出端连接第一减速器9，第一减速器9输出端连接电动缸10，带动电动缸10直线运动，进而推动负载和方位旋转机构在竖直方向运动，电动缸10上端通过虎克铰25与回转支撑15连接，电动缸下端10通过球头11安装在上支撑盘上，通过球头11可实现负载沿平移方向做小角度俯仰动作；所述调平俯仰及升降机构为4组，中心对称安装于平移机构上。
结合图3，方位旋转机构安装在调平俯仰及升降机构上，方位旋转机构的机械传动采用交流伺服电机驱动，电机的回转输出经行星减速器和齿轮传动机构，再由回转支撑传动转接装置带动卫星实现方位旋转。所述方位旋转机构包括第二伺服电机12、第二减速器13、小齿轮14、回转支撑15、转接盘16、压力传感器17；第二伺服电机12输出端与第二减速器13连接，第二减速器13输出端连接小齿轮14，带动小齿轮14旋转，小齿轮14与回转支撑15上的外齿啮合从而带动与回转支撑15螺纹连接的转接盘16，回转支撑15底部的安装面上安装压力传感器17测量负载压力
电器控制装置主要是用于对麦克纳姆轮1、平移机构3、调平俯仰及升降机构4和方位旋转机构5的协同控制。使设备整体完成卫星多功能调姿动作。
本发明的卫星姿态调节装置能够实现卫星姿态旋转、俯仰、平移和升降等姿态的独立调整，每个自由度互不干涉；卫星姿态调节装置能够独立实现如下功能：1)实现卫星水平方位的360°旋转；2)实现卫星竖直方向的升降；3)实现卫星水平XY方向的平移；4)实现卫星平移方向的俯仰调平；5)实现卫星厂内运输。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种卫星姿态调节装置，其特征在于，包括车体、六组麦克纳姆轮(1)、平移机构(3)、调平俯仰及升降机构(4)、方位旋转机构(5)和电器控制装置(7)；其中：
六组麦克纳姆轮(1)对称分布在车体两侧，通过麦克纳姆轮(1)实现车体的前后平移、横向平移、斜向行走和原地旋转；
平移机构(3)安装在车体上，包括丝杠驱动机构、丝杠(21)和导轨，丝杠(21)和导轨滑动连接，丝杠驱动机构可驱动丝杠(21)进而带动与丝杠连接的调平俯仰及升降机构(4)平移；
调平俯仰及升降机构(4)下端固定安装在平移机构(3)上，上端与方位旋转机构(5)连接，可推动方位旋转机构(5)在竖直方向升降以及在平移方向做小角度俯仰动作；
方位旋转机构(5)包括小齿轮驱动机构、小齿轮(14)、回转支撑(15)和转接盘(16)；转接盘(16)安装于回转支撑(15)上方，用于承载卫星，回转支撑(15)安装调平俯仰及升降机构(4)上，小齿轮(14)与回转支撑(15)上的外齿啮合，小齿轮驱动机构与小齿轮(14)连接，用于驱动小齿轮(14)从而带动与回转支撑(15)螺纹连接的转接盘(16)；
电器控制装置(7)用于对麦克纳姆轮(1)、平移机构(3)、调平俯仰及升降机构(4)和方位旋转机构(5)的协同控制。
2.根据权利要求1所述的卫星姿态调节装置，其特征在于，所述驱动机构包括第三伺服电机(18)、第三减速器(19)和联轴器(20)，第三伺服电机(18)输出端连接第三减速器(19)输入轴，第三减速器(19)输出轴通过联轴器(20)连接丝杠(21)的输入端。
3.根据权利要求2所述的卫星姿态调节装置，其特征在于，所述第三减速器(19)为直角行星减速器，所述丝杆(21)为梯形丝杠。
4.根据权利要求2所述的卫星姿态调节装置，其特征在于，所述平移机构(3)还包括支撑座(23)和上支撑盘，导轨固定安装在车体上，丝杆(21)两端通过支撑座(23)固定于车体；丝杠上的螺母(24)与导轨上的滑块连接，同时导轨通过滑块与上方的上支撑盘连接。
5.根据权利要求4所述的卫星姿态调节装置，其特征在于，所述导轨为二维一体式滚动导轨(22)，所述丝杆(21)包括横向丝杠和竖向丝杠，横向丝杠和竖向丝杠分别通过螺母(24)与二维一体式滚动导轨(22)上的滑块对应连接，螺母(24)可带动滑块沿导轨移动。
6.根据权利要求4所述的卫星姿态调节装置，其特征在于，所述调平俯仰及升降机构(4)包括第一伺服电机(8)、第一减速器(9)、电动缸(10)、球头(11)和虎克铰(25)；第一伺服电机(8)的输出端连接第一减速器(9)，第一减速器(9)输出端连接电动缸(10)，带动电动缸(10)直线运动，电动缸(10)上端通过虎克铰(25)与回转支撑(15)连接，电动缸(10)下端通过球头(11)安装在上支撑盘上。
7.根据权利要求1所述的卫星姿态调节装置，其特征在于，所述小齿轮驱动机构包括第二伺服电机(12)和第二减速器(13)，第二伺服电机(12)输出端与第二减速器(13)连接，第二减速器(13)输出端连接小齿轮(14)。
8.根据权利要求1所述的卫星姿态调节装置，其特征在于，所述回转支撑(15)底部安装有压力传感器(17)，用于测量负载压力。
9.根据权利要求1所述的卫星姿态调节装置，其特征在于，所述调平俯仰及升降机构(4)为4组，中心对称安装于平移机构(3)上。
10.根据权利要求1所述的卫星姿态调节装置，其特征在于，所述车体底部还安装有4个支撑腿(2)，对称分布于车体两侧。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106347709A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-01-25 | 华东交通大学 | 一种多机型民航飞机起落架拆装车 |
| CN107908192A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-04-13 | 上海卫星装备研究所 | 一种卫星姿态快速调平装置 |
| CN110469758A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-19 | 燕山大学 | 超大承载全向运载调姿平台及地面自适应全向移动单元 |
| CN111846273A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 中国民航大学 | 一种可多自由度调姿的航空发动机安装车 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106347709A (zh) * | 2016-11-07 | 2017-01-25 | 华东交通大学 | 一种多机型民航飞机起落架拆装车 |
| CN107908192A (zh) * | 2017-10-17 | 2018-04-13 | 上海卫星装备研究所 | 一种卫星姿态快速调平装置 |
| CN110469758A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-19 | 燕山大学 | 超大承载全向运载调姿平台及地面自适应全向移动单元 |
| CN111846273A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 中国民航大学 | 一种可多自由度调姿的航空发动机安装车 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 郑树杰等: "一种用于太阳翼装配的位姿调整平台设计", 《航空制造技术》 * |
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