CN116039965B - 一种太阳翼的二维驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及航天器控制技术领域，具体为一种太阳翼的二维驱动装置，其包括：基壳、转环、外环、横向液压盖、转环齿套、连接座、多联齿轮、拨叉、驱动电机、驱动轴液压缸，所述连接座的端部设有基壳，所述基壳的侧面开设有两个平行的转环槽，所述转环槽的中间位置贯穿设有半环槽，转环槽的下方且位于基壳的侧面设有连接槽，基壳的内侧设有周齿，基壳的侧面设有两个对称的横向座，转环的数量为两个，转动设置在转环槽内，外环的数量为两个且固定设置在基壳的外圆周面上，横向液压盖的数量为两个，分别转动设置在两个横向座的端部，本发明使用一个主驱动电机完成太阳翼轴向与横向的转动，使得结构更加紧凑，节省了太阳翼的重量和空间。
Description
技术领域
本发明涉及航天器控制技术领域，尤其涉及的是一种太阳翼的二维驱动装置。
背景技术
航天器在轨能源需要通过太阳翼对日定向进行补给。随着航天器星上载荷增多，航天器所需要的能源也随之增加，传统的固定翼构型已不能满足部分航天器的在轨能源需求。目前对日定向驱动装置已发展出一维对日定向驱动装置和两维对日定向驱动两种方式。
当前广泛使用的两维对日定向驱动装置多为分体式两维驱动装置，存在以下弊端：分体式驱动装置两轴需要额外零件进行连接，不仅会增加体积，也会增加重量，无法满足航天器对轻量化、结构紧凑的需求；另外对日定向驱动装置使用两台主驱动电机，使得重量无法达到轻量化的要求且对日定向驱动单一，现有专利的双侧太阳翼都是同时驱动的，有当单侧太阳翼太阳光照射充足，只需要调节另一侧的太阳翼就可以了，同时调节双侧太阳翼的时候会导致另一侧太阳翼的太阳光入射角也发生变化，影响光转化率。
发明内容
因此，本发明正是鉴于以上问题而做出的，本发明利用了多联齿轮与转环齿套的配合，使用一个主驱动电机，完成太阳翼轴向和横向的转动，且左右太阳翼可以完成单侧独立运动，本发明是通过以下技术方案实现上述目的：
一种太阳翼的二维驱动装置，包括：基壳、转环、外环、横向液压盖、转环齿套、连接座、多联齿轮、拨叉、驱动电机、驱动轴液压缸，所述连接座的端部设有基壳，所述基壳的侧面开设有两个平行的转环槽，所述转环槽的中间位置贯穿设有半环槽，转环槽的下方且位于基壳的侧面设有连接槽，基壳的内侧设有周齿，基壳的侧面设有两个对称的横向座，转环的数量为两个，转动设置在转环槽内，外环的数量为两个且固定设置在基壳的外圆周面上，横向液压盖的数量为两个，分别转动设置在两个横向座的端部，转环齿套的数量为两个，分别固定设置在转环的内侧，转环齿套靠近基壳内圆周面的一端中心位置设有定位孔，所述转环齿套的远离基壳内圆周面的一端设有转动齿，驱动电机同心设置在连接座的下端，驱动电机的端部设有驱动轴，多联齿轮套设在驱动轴上，拨叉设置在多联齿轮的端部，拨叉的端部设有拨叉环，所述拨叉环的外圆周面上设有控制柱，驱动轴液压缸的移动端固定设置在控制柱上。
优选的，所述连接座的端部设有环形的定位环，所述连接座的下端圆周侧面设有液压缸座，所述连接座的外圆周面上设有拨叉定位槽，连接槽套设在定位环上，控制柱滑动设置在拨叉定位槽内，驱动轴液压缸固定设置在液压缸座上。
优选的，所述横向座的端部设有环状的横向液压槽，所述横向液压槽内设有挡板，所述横向液压槽的侧面贯穿设有液压盖半环槽，横向液压槽的靠近基壳的一端分别设有油管a与油管b，油管a设置在挡板的上方，油管b设置在挡板的下方。
优选的，所述转环的圆周设有矩形的环槽，所述环槽内设有环槽挡板，所述转环的内圆周上设有限位柱，限位柱滑动设置在半环槽内，且限位柱的一端与定位孔相接触。
优选的，所述外环的内圆周面上设有矩形的外环槽，外环槽设置在环槽的外侧，所述外环槽内设有外环槽挡板，所述外环的外圆周面上分别设有油管c及油管d。
优选的，油管c设置在外环槽挡板的左侧且位于环槽挡板和外环槽挡板之间，油管d设置在外环槽挡板的右侧且位于环槽挡板和外环槽挡板之间，油管d和油管b之间采用油管进行连接，油管c与油管a之间采用油管进行连接。
优选的，所述横向液压盖的端部同心设有环形突起，环形突起转动设置在横向液压槽内，所述环形突起的端部同心设有液压盖环形槽，所述液压盖环形槽内设有液压盖环槽挡板，所述液压盖环形槽的外圆周面设有液压盖限位柱，液压盖限位柱滑动设置在液压盖半环槽内。
优选的，所述多联齿轮的上端设有横向控制齿轮，所述多联齿轮的中部设有基壳转动控制齿，多联齿轮的下端设有拨叉环槽，横向控制齿轮可以与转环齿套相啮合，基壳转动控制齿可以与周齿啮合，拨叉环安装在拨叉环槽上。
本发明有益效果：
1、本发明使用多联齿轮与转环齿套配合，驱动液压转环转动带动横向液压盖转动，使得单个太阳翼可以完成独立运动，进行单一控制，使得实用性更强；
2、本发明使用一个主驱动电机完成太阳翼轴向与横向的转动，使得结构更加紧凑，节省了太阳翼的重量和空间。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明整体结构的爆炸视图。
图3为本发明的内部整体结构示意图。
图4为本发明基壳的整体结构示意图一。
图5为本发明基壳的整体结构示意图二。
图6为本发明转环的整体结构示意图。
图7为本发明外环的整体结构示意图。
图8为本发明横向液压盖的整体结构示意图。
图9为本发明转环齿套的整体结构示意图。
图10为本发明连接座的整体结构示意图。
图11为本发明多联齿轮的整体结构示意图。
图12为本发明拨叉的整体结构示意图。
图13为本发明横向液压盖转动控制的内部整体结构示意图一。
图14为本发明横向液压盖转动控制的内部整体结构示意图二。
图15为本发明横向液压盖转动控制的内部整体结构示意图三。
图16为本发明转环控制的内部整体结构示意图一。
图17为本发明转环控制的内部整体结构示意图二。
图18为本发明转环控制的内部整体结构示意图三。
图19为本发明的油管连接示意图。
附图标记说明：
1、基壳；101、转环槽；102、半环槽；103、连接槽；104、周齿；105、横向座；1051、横向液压槽；1052、挡板；1053、液压盖半环槽；1054、油管a；1055、油管b；2、转环；201、环槽；202、环槽挡板；203、限位柱；3、外环；301、外环槽；302、外环槽挡板；303、油管c；304、油管d；4、横向液压盖；401、环形突起；402、液压盖环形槽；403、液压盖环槽挡板；404、液压盖限位柱；5、转环齿套；501、定位孔；502、转动齿；6、连接座；601、定位环；602、液压缸座；603、拨叉定位槽；7、多联齿轮；701、横向控制齿轮；702、基壳转动控制齿；703、拨叉环槽；8、拨叉；801、拨叉环；802、控制柱；9、驱动电机；901、驱动轴；10、驱动轴液压缸。
具体实施方式
本发明优选实施例将通过参考附图进行详细描述，这样对于发明所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例，然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例，另外，为了更清楚地描述本发明，与发明没有连接的部件将从附图中省略。
如图1、2、3所示，一种太阳翼的二维驱动装置，包括：基壳1、转环2、外环3、横向液压盖4、转环齿套5、连接座6、多联齿轮7、拨叉8、驱动电机9、驱动轴液压缸10；
所述连接座6是一种圆筒型结构，是整个一种太阳翼的二维驱动装置的结构支撑件；
如图10所示，所述连接座6的端部设有环形的定位环601；
所述连接座6的下端圆周侧面设有液压缸座602；
所述连接座6的外圆周面上设有拨叉定位槽603；
所述基壳1是一种圆柱筒形结构且转动设置在连接座6的端部
如图4、5所示，所述基壳1的圆周侧面设有两个平行的转环槽101；
所述转环槽101的中间位置设有一条180度贯穿的半环槽102；
所述基壳1的圆周侧面与转环槽101相邻的位置设有连接槽103，连接槽103套设在定位环601上；
所述基壳1的圆柱筒内设有周齿104；
所述基壳1的侧面设有两个对称的横向座105；
所述横向座105的端部设有环状的横向液压槽1051；
所述横向液压槽1051内设有挡板1052；
所述横向液压槽1051的侧面设有180度贯穿的液压盖半环槽1053；
所述横向液压槽1051的靠近基壳1的一端设有油管a1054，油管a1054设置在挡板1052的上方；
所述横向液压槽1051的靠近基壳1的一端设有油管b1055，油管b1055设置在挡板1052的下方；
所述转环2的数量为两个，转动设置在转环槽101内；
如图6所示，所述转环2的圆周设有矩形的环槽201；
所述环槽201内设有环槽挡板202；
所述转环2的内圆周上设有限位柱203，限位柱203滑动设置在半环槽102内，当太阳翼水平状态时，限位柱203处于半环槽102中间部位；
所述外环3的数量为两个，固定设置在基壳1的外圆周面上；
如图7所示，所述外环3的内圆周面上设有矩形的外环槽301，外环槽301设置在环槽201的外侧；
所述外环槽301内设有外环槽挡板302；
如图19所示，所述外环3的外圆周面上设有油管c303，油管c303设置在外环槽挡板302的左侧且位于环槽挡板202和外环槽挡板302之间(环槽挡板202和外环槽挡板302之间只存在一个油管)，油管c303与油管a1054之间采用油管进行连接；
所述外环3的外圆周面上设有油管d304，油管d304设置在外环槽挡板302的右侧且位于环槽挡板202和外环槽挡板302之间(环槽挡板202和外环槽挡板302之间只存在一个油管)，油管d304和油管b1055之间采用油管进行连接；
所述横向液压盖4的数量为两个，分别转动设置在两个横向座105的端部，两个太阳翼分别固定在横向液压盖4上，可跟随横向液压盖4同步转动；
如图8所示，所述横向液压盖4的端部同心设有环形突起401，环形突起401转动设置在横向液压槽1051内；
所述环形突起401的端部同心设有液压盖环形槽402；
所述液压盖环形槽402内设有液压盖环槽挡板403；
所述液压盖环形槽402的外圆周面设有液压盖限位柱404，液压盖限位柱404滑动设置在液压盖半环槽1053内，当太阳翼处于水平状态时，液压盖限位柱404处于液压盖半环槽1053的中间部位；
所述转环齿套5的数量为两个，分别固定设置在限位柱203上且可以沿着基壳1内圆柱筒的圆周面上转动；
如图9所示，所述转环齿套5靠近基壳1内圆周面的一端中心位置设有定位孔501，定位孔501固定设置在限位柱203上；
所述转环齿套5的远离基壳1内圆周面的一端设有转动齿502；
所述驱动电机9同心设置在连接座6的下端；
所述驱动电机9的端部设有驱动轴901；
所述多联齿轮7套设在驱动轴901上且可以在基壳1的内圆柱筒内移动；
如图11所示，所述多联齿轮7的上端部设有横向控制齿轮701，横向控制齿轮701的在基壳1内部的轴向移动可以与转环齿套5啮合；
所述多联齿轮7的中部设有基壳转动控制齿702，基壳转动控制齿702在基壳1内部的轴向移动可以与周齿104啮合；
所述多联齿轮7的下端设有拨叉环槽703；
所述拨叉8设置在多联齿轮7的端部；
如图12所示，所述拨叉8的端部设有拨叉环801，拨叉环801套设在拨叉环槽703内；
所述拨叉环801的外圆周面上设有控制柱802，控制柱802滑动设置在拨叉定位槽603内，当控制柱802位于拨叉定位槽603的中间位置时，基壳转动控制齿702与周齿104啮合，当控制柱802位于拨叉定位槽603的上端位置时，横向控制齿轮701与位于基壳1上端的转环齿套5啮合，当控制柱802位于拨叉定位槽603的下端位置时，横向控制齿轮701与位于基壳1下方的转环齿套5啮合；
所述驱动轴液压缸10固定设置在液压缸座602上，且驱动轴液压缸10的移动端固定设置在控制柱802上。
本发明工作原理：
首先，当需要太阳翼整体转动时，驱动轴液压缸10通过拨叉8带动多联齿轮7移动，使得基壳转动控制齿702与周齿104啮合，此时驱动电机9转动，通过驱动轴901带动多联齿轮7转动，从而通过基壳转动控制齿702和周齿104带动基壳1在连接座6上转动，完成太阳翼的公转，其次，当左侧太阳翼需要摆动时，驱动轴液压缸10通过拨叉8带动多联齿轮7移动，使得横向控制齿轮701与基壳1上端转环齿套5啮合，同理横向控制齿轮701带动转环齿套5转动(转环2初始状态如图16所示)，转环齿套5通过限位柱203带动环槽挡板202转动(如图17、18所示)，此时液压油从油管c303流出，通过油管a1054进入横向液压槽1051(横向液压盖初始状态如图13所示)，液压油推动液压盖环形槽挡板403转动(如图14、15所示)，横向液压盖4也随之转动带动太阳翼转动，到达合适的位置，此时完成左侧太阳翼的调整，然后，当右侧太阳翼需要摆动时，驱动轴液压缸10通过拨叉8带动多联齿轮7移动，使得横向控制齿轮701与靠近连接座6的转环齿套5啮合，同理横向控制齿轮701带动转环齿套5转动(转环2初始状态如图16所示)，转环齿套5通过限位柱203带动环槽挡板202转动(如图17、18所示)，此时液压油从油管d304流出，通过油管b1055进入横向液压槽1051(横向液压盖初始状态如图13所示)，液压油推动液压盖环形槽挡板403转动(如图14、15所示)，横向液压盖4也随之转动带动太阳翼转动，到达合适的位置，此时完成右侧太阳翼的调整，完成整个装置的对日调整流程。
Claims (8)
1.一种太阳翼的二维驱动装置，包括：基壳(1)、转环(2)、外环(3)、横向液压盖(4)、转环齿套(5)、连接座(6)、多联齿轮(7)、拨叉(8)、驱动电机(9)、驱动轴液压缸(10)；其特征在于：所述连接座(6)的端部设有基壳(1)，所述基壳(1)的侧面开设有两个平行的转环槽(101)，所述转环槽(101)的中间位置贯穿设有半环槽(102)，转环槽(101)的下方且位于基壳(1)的侧面设有连接槽(103)，基壳(1)的内侧设有周齿(104)，基壳(1)的侧面设有两个对称的横向座(105)，转环(2)的数量为两个，转动设置在转环槽(101)内，外环(3)的数量为两个且固定设置在基壳(1)的外圆周面上，横向液压盖(4)的数量为两个，分别转动设置在两个横向座(105)的端部，转环齿套(5)的数量为两个，分别固定设置在转环(2)的内侧，转环齿套(5)靠近基壳(1)内圆周面的一端中心位置设有定位孔(501)，所述转环齿套(5)的远离基壳(1)内圆周面的一端设有转动齿(502)，驱动电机(9)同心设置在连接座(6)的下端，驱动电机(9)的端部设有驱动轴(901)，多联齿轮(7)套设在驱动轴(901)上，拨叉(8)设置在多联齿轮(7)的端部，拨叉(8)的端部设有拨叉环(801)，所述拨叉环(801)的外圆周面上设有控制柱(802)，驱动轴液压缸(10)的移动端固定设置在控制柱(802)上。
2.根据权利要求1所述的一种太阳翼的二维驱动装置，其特征在于：所述连接座(6)的端部设有环形的定位环(601)，所述连接座(6)的下端圆周侧面设有液压缸座(602)，所述连接座(6)的外圆周面上设有拨叉定位槽(603)，连接槽(103)套设在定位环(601)上，控制柱(802)滑动设置在拨叉定位槽(603)内，驱动轴液压缸(10)固定设置在液压缸座(602)上。
3.根据权利要求1所述的一种太阳翼的二维驱动装置，其特征在于：所述横向座(105)的端部设有环状的横向液压槽(1051)，所述横向液压槽(1051)内设有挡板(1052)，所述横向液压槽(1051)的侧面贯穿设有液压盖半环槽(1053)，横向液压槽(1051)的靠近基壳(1)的一端分别设有油管a(1054)与油管b(1055)，油管a(1054)设置在挡板(1052)的上方，油管b(1055)设置在挡板(1052)的下方。
4.根据权利要求1所述的一种太阳翼的二维驱动装置，其特征在于：所述转环(2)的圆周设有矩形的环槽(201)，所述环槽(201)内设有环槽挡板(202)，所述转环(2)的内圆周上设有限位柱(203)，限位柱(203)滑动设置在半环槽(102)内，且限位柱(203)的一端与定位孔(501)相接触。
5.根据权利要求4所述的一种太阳翼的二维驱动装置，其特征在于：所述外环(3)的内圆周面上设有矩形的外环槽(301)，外环槽(301)设置在环槽(201)的外侧，所述外环槽(301)内设有外环槽挡板(302)，所述外环(3)的外圆周面上分别设有油管c(303)及油管d(304)。
6.根据权利要求3或5所述的一种太阳翼的二维驱动装置，其特征在于：油管c(303)设置在外环槽挡板(302)的左侧且位于环槽挡板(202)和外环槽挡板(302)之间，油管d(304)设置在外环槽挡板(302)的右侧且位于环槽挡板(202)和外环槽挡板(302)之间，油管d(304)和油管b(1055)之间采用油管进行连接，油管c(303)与油管a(1054)之间采用油管进行连接。
7.根据权利要求3所述的一种太阳翼的二维驱动装置，其特征在于：所述横向液压盖(4)的端部同心设有环形突起(401)，环形突起(401)转动设置在横向液压槽(1051)内，所述环形突起(401)的端部同心设有液压盖环形槽(402)，所述液压盖环形槽(402)内设有液压盖环槽挡板(403)，所述液压盖环形槽(402)的外圆周面设有液压盖限位柱(404)，液压盖限位柱(404)滑动设置在液压盖半环槽(1053)内。
8.根据权利要求1所述的一种太阳翼的二维驱动装置，其特征在于：所述多联齿轮(7)的上端设有横向控制齿轮(701)，所述多联齿轮(7)的中部设有基壳转动控制齿(702)，多联齿轮(7)的下端设有拨叉环槽(703)，横向控制齿轮(701)可以与转环齿套(5)相啮合，基壳转动控制齿(702)可以与周齿(104)啮合，拨叉环(801)安装在拨叉环槽(703)上。
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