LT6089B - Palydovų orientavimo erdvėje įrenginys - Google Patents
Palydovų orientavimo erdvėje įrenginys Download PDFInfo
- Publication number
- LT6089B LT6089B LT2013002A LT2013002A LT6089B LT 6089 B LT6089 B LT 6089B LT 2013002 A LT2013002 A LT 2013002A LT 2013002 A LT2013002 A LT 2013002A LT 6089 B LT6089 B LT 6089B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- sphere
- piezo
- ceramic
- piezoceramic
- satellite
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Palydovų orientavimo įrenginys priklauso mechatroninių sistemų technikos ir technologijų sritims. Siūlomas išradimas pagrįstas besisukančios masės inercijos momento pokyčio įtakos naudojimo palydovo orientavimui, tam tikros masės sferinio kūno naudojimo palydovo orientavimui pagal tris erdvines ašis, bei pjezokeraminės pavaros įgalinančios sferos sukimąsi pagal bet kurią iš trijų ašį apjungimu.Palydovų orientavimo įrenginys, susidedantis iš tam tikros masės sferos, ir sukimosi judesiui generuoti pjezokeraminės pavaros, kuri susideda iš ne mažiau 2-jų pjezokeraminių hemisferų, gaubiančių sferą ir tampraus elemento tarp vienos iš pjezokeraminių hemisferų ir korpuso, arba vietoje pjezokeraminių hemisferų įrenginys gali turėti pjezkeraminį cilindrą, prie kurio sfera su nuolatiniu magnetu, pritvirtintu prie korpuso, prispausta prie tarpinių elementų, kurie pritvirtinti prie pjezokeraminio cilindro.Siūlomasis įrenginys dėl savo paprastos konstrukcijos gali būti naudojamas bet kuriuose kosminiuose palydovuose.
Description
Įrenginys priklauso mechatroninių sistemų technikos ir technologijų sritims, skirtas naudoti palydovų (tarp jų ir mažųjų) erdviniam aukšto tikslumo orientavimui pagal visas tris sukimosi ašis. Šiuo metu tiksliausias palydovų orientavimo būdas erdvėje - inercinis palydovų orientavimas. Inercinis palydovų orientavimas yra pagrįstas sukimo momento suteikiamo kūnui atoveiksmiu kitam kūnui. Šiuo atveju palydove yra sumontuojama reakcijos masė, kuri gali būti įsukama variklio pritvirtinto prie palydovo. Variklio pagalba įsukant masę (atsiradus pereinamam procesui kampiniam pagreičiui), įsukamos masės atoveiksmis per variklio veleną veikia palydovą, tai pat jį įsukdamas inercijos momentu sukurtu besisukančios masės tačiau priešinga kryptimi. Siūlomasis įrenginys gali būti naudojamas palydovų kampiniam pozicionavimui pagal tris ašis naudojant pjezokeramines pavaras ir reakcijos masę.
Pastaruoju metu taikomas palydavo orientavimas erdvėje panaudojant reakcijos ratus (Inamori T. et al.Attitude stabilization for the nano remote sensing satellite PRISM. Journal of Aerospace Engineering, 2011, p. 187 - 191.), kurie užtikrina aukštą orientavimo tikslumą, tačiau reikalauja didelio kiekio (bent trijų reakcijos ratų) sudėtingos ir ne visada patikimos įrangos arba kaip 2007 m. Šveicarijos elektronikos ir mikrotechnologijų centre (CSEM) sukurtas ir užpatentuotas įrenginys priimtas prototipu (Torąuerapparatus (VV020071 13666 (A2) - 2007 - 10 11)), įrengime veikia reakcijos sfera, kurioje integruoti tam tikra tvarka išdėstyti nuolatiniai magnetai bei sukimosi davikliai, tuo tarpu sferos laikiklyje (taip pat sferos formos) sumontuotas didelis kiekis elektros magnetų.
Sukonstruotoji reakcijos sfera yra labai sudėtinga (dėl to brangi), sunki, darbui reikalauja daug energijos (kurią sunku pagaminti bei išsaugoti palydovuose), dėl šios priežasties gali tik ribotai būti naudojama didžiuosiuose palydovuose.
Šio išradimo tikslas - palydovų orientavimo mechanizmo su reakcijos sfera konstrukcijos supaprastinimas, suteikiant orientavimo mechanizmui paprastesnę gamybą (mažesnę kainą), orientavimo įrenginio funkcinių galimybių išplėtimas.
Siūlomasis išradimas pagrįstas linijinio judesio generavimu bei jo transformavimu į kampinį pjezokeramines pavaros pagalba, ir galimybe turint tam tikrą kūno formą, išgauti kūno kampinį judesį pagal visas tris ašis. Palydovų orientavimo įrenginyje naudojama tam tikros masės sfera, kuri yra prispausta prie pjezokeramines pavaros. Generuojant tam tikro dažnio ir formos svyravimus pjezokeraminėje pavaroje, įmanoma tam tikros masės sferą (reakcijos masę) sukti aplink bet kurią ašį. Dėl besisukančios sferos inercijos momento, kontroliuojant sukimąsi galima užtikrinti patikimą palydovo orientavimą erdvėje.
Palydovų orientavimo įrenginys susidedantis iš tam tikros masės sferos, ir sukimosi judesiui generuoti pjezokeraminės pavaros, kuri susideda iš ne mažiau 2-jų pjezokeraminiu hemisferų, gaubiančių tam tikros masės sferą ir tampraus elemento tarp vienos iš pjezokeraminiu hemisferų ir korpuso, arba vietoje pjezokeraminiu hemisferų įrenginys gali turėti pjezokeraminį cilindrą, prie kurio tam tikros masės sfera su nuolatiniu magnetu, pritvirtintu prie korpuso, prispausta prie tarpinių elementų, kurie pritvirtinti prie pjezokeraminio cilindro.
Pjezokeraminės pavaros konstrukcija yra daug paprastesnė už prototipo, siūlomąjį išradimą galima naudoti dideliuose ir labai mažuose palydovuose, tai padidiną jo funkciškumą.
Fig. 1 - sferos - pjezokeramikos montavimo variantas su hemisferine pjezokeramine pavara;
Fig. 2 - hemisferinės pjezokeraminės pavaros elektrodų (žadinimo zonų) išdėstymo variantas;
Fig. 3 - hemisferinės pjezokeraminės pavaros valdymo schema;
Fig. 4 - sferos - pjezokeramikos montavimo variantas su cilindro formos pjezokeramine pavara;
įrenginį sudaro: 1 -tam tikros masės sfera; 2, 3 - hemisferine pjezokeramine pavara; 4 - tamprus elementas; 5, 6, 7 - hemisferinės pjezokeraminės pavaros žadinimo elektrodai (zonos); 8 ,9, 10 - hemisferinės pjezokeraminės pavaros matavimo elektrodai (zonos); 11 - virpesių generatorius; 12 - signalų valdymo įrenginys; 13 - signalų filtravimo įrenginys; 14 - antrasis signalų valdymo įrenginys; 15 - tarpinis elementas; 16 - cilindro formos pjezokeramine pavara; 17 - nuolatinis magnetas.
Tam tikros masės sferos (reakcijos masės) sukimąsi galima pasiekti naudojant pjezokeraminę hemisferą 2 (Fig. 1). Tam tikros masės sfera 1 suspaudžiama naudojant tamprų elementą 4 ir pjezokeraminę hemisferą 3. Elektrodai (žadinimo zonos) 5, 6, 7 (Fig. 3) prijungti prie elektrinių signalų šaltinio, kuriuo valdomi sferos posūkiai. Kontakto su judama grandimi taškuose generuojami trimačiai virpesiai, kurių parametrus (t.y. trimatę trajektoriją) galima valdyti keičiant sužadinimo dažnj,judesio kryptis valdoma keičiant žadinimo elektrodus.
Palydovo orientavimo erdvėje įrenginio veikimas. Iš palydovo valdymo sistemos signalas e užduodą orientavimo kryptį, pagal tai signalų valdymo įrenginys 12 užduoda elektrodams 5, 6, 7 žadinimo signalus, kuriomis reguliuojamas reakcijos sferos sukimasis apie atitinkamą ašį x, y ar z. Žadinant 5 elektrodą tam tikros masės sfera suksis apie x ašį, o 6 ir 7 sferos sukimasis bus apie x ašį priešinga kryptimi. Žadinat 6 elektrodąsukimasis bus apie x' ašį ir t.t. Tam tikros masės sferos sukimasis apie bet kokią ašį, praeinančią per jos centrą vyks, kai skirtingos amplitudės žadinimo signalai yra prijungiami prie 2-jų ar 3-jų elektrodų, o jų pagrindiniai parametrai priklausys nuo sukimosi ašies padėties palydovo atžvilgiu. Tam tikros masės sferos sukimasis apie z ašį gaunamas kai 5 elektrodas veikiamas Ucoswt, 6 Ucos(wt + 120°), o 7 - Ucos(wt + 240°) žadinimo signalais. Žadinami virpesiai veikia tam tikros masės sferą 1, kuri pradiniu judesio momentu matavimo elektroduose8, 9, 10 sukuria įtampas U|, U2 ir U3, kurios susideda iš žadinimo signalo ir sukurtų dedamųjų. Nufiltravus matavimo zonose gautas įtampas pradiniais žadinimo signalais gaunami pradiniu posūkio metu sukurti signalų šuoliai, iš kurių sužinoma apie realų reakcijos sferos posūkio ašies kryptį. Taip gaunamas grįžtamojo ryšio valdymo signalas kuris apdorojamas antrojo valdymo bloko ir perduodamas į pirmąjį, kuriame keičiami žadinimo signalų parametrai gauti reikiamo posūkio ašies krypčiai.
Arba palydovų orientavimo sistema gali būti realizuota taikant tam tikros masės sferą 1, kuri kontaktuoja su pjezokeramine cilindro formos pavara16 (Fig. 4). Tarpinis elementas 15 tarp sferos ir pjezokeramikos 16 užtikrina stabilų tam tikros masės sferos sukimąsi. Pjezokeraminis cilindras prijungtas prie virpesių generatoriaus, kuriuo valdomi sferos posūkiai. Kontakte veikiančią pastovią jėgą gali užtikrinti nuolatinis magnetas 17, tarp kurio ir sferos yra nedidelis tarpelis.
Lyginant su prototipu iškeltus tikslus leidžia pasiekti palydovų orientavimo įrenginys, susidedantis iš tam tikros masės sferos, ir sukimosi judesiui generuoti pjezokeraminės pavaros, kuri susideda iš ne mažiau 2-jų pjezokeraminių hemisferų,gaubiančių tam tikros masės sferą ir tampraus elemento tarp vienos iš pjezokeraminių hemisferų ir korpuso, arba vietoje pjezokeraminių hemisferų įrenginys gali turėti pjezkeraminį cilindrą, prie kurio tam tikros masės sfera su nuolatiniu magnetu, pritvirtintu prie korpuso, prispausta prie tarpinių elementų, kurie pritvirtinti prie pjezokeraminio cilindro.
Claims (1)
- Išradimo apibrėžtis1. Palydovų orientavimo įrenginys susidedantis iš tam tikros masės sferos, b esiskiriantis tuo, kad sukimosi judesiui generuoti įrenginys turi pjezokeraminę pavarą, kuri susideda iš ne mažiau 2-jų pjezokeraminių hemisferų, gaubiančių tam tikros masės sferą ir tampraus elemento tarp vienos iš pjezokeraminių hemisferų ir korpuso, arba vietoje pjezokeraminių hemisferų įrenginys gali turėti pjezkeraminį cilindrą, prie kurio tam tikros masės sfera su nuolatiniu magnetu, pritvirtintu prie korpuso, prispausta prie tarpinių elementų, kurie pritvirtinti prie pjezokeraminio cilindro.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2013002A LT6089B (lt) | 2013-01-02 | 2013-01-02 | Palydovų orientavimo erdvėje įrenginys |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2013002A LT6089B (lt) | 2013-01-02 | 2013-01-02 | Palydovų orientavimo erdvėje įrenginys |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2013002A LT2013002A (lt) | 2014-07-25 |
| LT6089B true LT6089B (lt) | 2014-10-27 |
Family
ID=51213097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2013002A LT6089B (lt) | 2013-01-02 | 2013-01-02 | Palydovų orientavimo erdvėje įrenginys |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT6089B (lt) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017025778A1 (en) | 2015-08-12 | 2017-02-16 | Uab "Pazangus Pozicionavimo Sprendimai" | Satellites attitude control system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007003666A1 (es) | 2005-07-01 | 2007-01-11 | Montserrat Gasol Gimeno | Guante cosmético desechable |
-
2013
- 2013-01-02 LT LT2013002A patent/LT6089B/lt not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007003666A1 (es) | 2005-07-01 | 2007-01-11 | Montserrat Gasol Gimeno | Guante cosmético desechable |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| INAMORI T. ET AL: "Attitude stabilization for the nano remote sensing satellite PRISM", JOURNAL OF AEROSPACE ENGINEERING,, 2011, pages 187 - 191 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017025778A1 (en) | 2015-08-12 | 2017-02-16 | Uab "Pazangus Pozicionavimo Sprendimai" | Satellites attitude control system |
| CN107949522A (zh) * | 2015-08-12 | 2018-04-20 | 快速定位解决方案有限责任公司 | 卫星姿态控制系统 |
| US11077961B2 (en) | 2015-08-12 | 2021-08-03 | Uab “Pazangus Pozicionavimo Sprendimai” | Satellites attitude control system |
| CN107949522B (zh) * | 2015-08-12 | 2021-08-31 | 快速定位解决方案有限责任公司 | 卫星姿态控制系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2013002A (lt) | 2014-07-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4523120A (en) | Precise bearing support ditherer with piezoelectric drive means | |
| AU2013254931B2 (en) | Vibration energy conversion device | |
| US9893653B2 (en) | Power generation device | |
| GB2490783A (en) | Vibration energy conversion device | |
| JP5963160B2 (ja) | 球面モータ | |
| LT6089B (lt) | Palydovų orientavimo erdvėje įrenginys | |
| Yao et al. | Planar acceleration sensor for UAV in cruise state based on single-electrode triboelectric nanogenerator | |
| US20150122057A1 (en) | Apparatus and Method for Gyroscopic Propulsion | |
| CN107949522B (zh) | 卫星姿态控制系统 | |
| US20190253002A1 (en) | Generator for transforming a translational movement of a body into an accumulation of electric charges | |
| Liu et al. | Design and experiment evaluation of a rotatable and deployable sleeve mechanism using a two-DOF piezoelectric actuator | |
| Bakanauskas et al. | Development of a novel device for attitude control over small satellites | |
| Pinrod et al. | 3-axis MEMS gyroscope calibration stage: Magnetic actuation enabled out-of-plane dither for piezoelectric in-plane calibration | |
| Karami et al. | Nonlinear dynamics of the hybrid rotary-translational energy harvester | |
| Ju et al. | Harvesting energy from low frequency vibration using MSMA/MFC laminate composite | |
| Guo et al. | Mechanism, theory and application research of a rotating electromagnetic energy harvester suitable for multi-directional excitation | |
| Bhatta et al. | An electromagnetic and triboelectric hybrid motion sensing system for self-powered robotic balancing platforms | |
| Shi et al. | Triboelectric balls as three-dimensional vibrational energy harvesters and self-powered sensors | |
| Karami et al. | Hybrid rotary-translational energy harvester for multi-axis ambient vibrations | |
| Bručas et al. | Novel attitude control devices for CubeSat satellites | |
| Hosaka et al. | Study on Motor-Driven Gyroscopic Generator: Part 1—Characteristics at Constant Velocity | |
| Bansevicius et al. | The synthesis of trajectories in piezoelectric attitude control devices for nanosatellites | |
| O'Donoghue | The characterisation of velocity amplified vibration energy harvesters | |
| Lee et al. | Orbital Driving and Detection System of Piezoelectric Gyroscopes for Inertia Sensors | |
| LT2018531A (lt) | Magneto pjezoelektrinės pavaros įrenginys |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20140725 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20141027 |
|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20180102 |