(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利

(10)【授权公告号】CN109743912B
(45)【授权公告日】20140514

(21)【申请号】201010034626.6
(22)【申请日】20101231
(73)【专利权人】 上海宇航系统工程研究所 ; 【地址】 201108 上海市闵行区金都路3805号 ;
(72)【发明人】 姜圣光 ; 杨金平 ; 苗军 ; 李军彪 ; 李瑞祥 ;
(74)【专利代理机构】上海航天局专利中心 31107【代理人】金家山 ;
(51)【Int.CI.】 H04B 7/005 (2006.01) ;
(56)【对比文件】 【审查员】

(54)【发明名称】一种扫描驱动机构
(57)【摘要】本发明提出一种扫描驱动机构,该机构采用直接驱动方式,使用两对成对角接触球轴承支撑,电机通过主轴和卸载装置带动转动筒体旋转,实现天线扫描。扫描电机为无刷直流电机,其特征在于:由卸载装置[1]、上壳体[2]、下壳体[3]、尾罩[4]、轴[5]、主电机定子[6]、备电机定子[7]、电机转子[8]、轴承[9]、轴承衬套[10]、轴承锁紧螺母[11]、编码器组件[12]、滑环固定部分[13]、滑环转动部分[14]、插座盒[15]、尾罩端盖[16]组成,由于扫描驱动机构采用双轴输出方式,一侧输出端通过卸载装置与负载相连接,另一侧与滑环相连,实现了稳速转动,同时传递了功率和信号。采用本发明有效的取得了提高电机转矩,降低电机转速,减少速度波动的有益效果。

【权利要求书】


1.一种扫描驱动机构,采用直接驱动方式,其特征在于,由卸载装置[1]、上壳体[2]、下壳体[3]、尾罩[4]、轴[5]、主电机定子[6]、备电机定子[7]、电机转子[8]、轴承[9]、轴承衬套[10]、轴承锁紧螺母[11]、编码器组件[12]、滑环固定部分[13]、滑环转动部分[14]、插座盒[15]、尾罩端盖[16]组成,所述的卸载装置[1]装在轴[5]上,轴[5]上安装轴承[9]、轴承衬套[10]、轴承锁紧螺母[11],实现转动和静止部分的固联;所述的主电机定子[6]、备电机定子[7]分别装在上壳体[2]、下壳体[3]上,上壳体[2]、下壳体[3]安装在轴承衬套[10]外部,作为机构的外壳;所述的编码器组件[12]安装在轴和尾罩[4]之间,实现转动位置的检测;所述的滑环固定部分[13]和插座盒[15]安装在尾罩[4]上,滑环转动部分[14]安装在轴[5]上,滑环固定部分[13]与滑环转动部分[14]对齐;所述的尾罩端盖[16]安装在尾罩[4]上,实现滑环转动部分[14]的结构密封。

【说明书】


一种扫描驱动机构

【0001】技术领域

【0002】本发明涉及空间飞行器驱动机构技术领域,具体涉及一种用于空间飞行器天线以及其它有稳速转动运动要求的稳速扫描驱动机构

【0003】背景技术

【0004】扫描驱动机构适用于空间飞行器的某些设备的稳速转动,如天线对地温度扫描以及其它有稳速转动要求的机构的,对其的性能要求是:转动平稳、同步传输功率和信号。现有的空间转动机构多为一级减速方式加滑环方式或直接驱动方式,减速方式下,速度不满足天线扫描要求,而直接驱动下无同步传输功能,因此现有机构不能满足天线扫描应用的需求。

【0005】由于飞行器的扫描驱动机构长期直接暴露在真空恶劣环境中,并一直处于恒速运行的状态,寿命很长,且要求同步传输功率和信号,现有技术的驱动机构尚不能满足以上要求。由于上述特点,给扫描驱动机构的方案设计和研制带来了一些技术难点。目前,国内没有类似的空间飞行器设备的扫描驱动机构,也未见有相关技术的说明或报道;国外在卫星载荷中(如微薄辐射计等)曾经有应用,目前尚处于起步应用阶段。

【0006】目前国内没有类似的扫描驱动机构,也未见国内国外类似的资料有相关技术的说明或报道。

【0007】发明内容

【0008】本发明所要解决的技术问题是提供一种扫描驱动机构,能满足转动平稳并同步传输功率和信号的要求。本发明提出的一种扫描驱动机构,主要由1、卸载装置;2、上壳体;3、下壳体;4、尾罩;5、轴;6、主电机定子;7、备电机定子;8、电机转子;9、轴承;10、轴承衬套;11、轴承锁紧螺母;12、编码器组件;13、滑环固定部分;14、滑环转动部分;15、插座盒;16、尾罩端盖组成,所述的卸载装置装在轴上,轴上安装轴承、轴承衬套、轴承锁紧螺母,实现转动和静止部分的固联;所述的主电机定子、备电机定子分别装在上壳体、下壳体上,上壳体、下壳体安装在轴承衬套外部,作为机构的外壳;所述的编码器组件安装在轴和尾罩之间,实现转动位置的检测;所述的滑环固定部分和插座盒安装在尾罩上,滑环转动部分安装在轴上,滑环固定部分与滑环转动部分对齐;所述的尾罩端盖安装在尾罩上,实现滑环转动部分的结构密封。整个机构采用直接驱动方式,没有减速器,滑环安装于电机后端,滑环不传递力矩。由于电机需要同时拖动负载和滑环,所以电机需要采用两端出轴结构,同时为了减少中间支撑和连接环节,电机采用分体式电机,整个机构使用两对成对角接触球轴承支撑,

【0009】这样,扫描驱动机构采用双轴输出方式,一侧输出端通过卸载装置与负载相连接,另一侧与滑环相连,实现了稳速转动,同时传递了功率和信号。

【0010】附图说明:

【0011】图1:本发明的扫描驱动机构的外形示意图

【0012】图2:本发明的扫描驱动机构的分解示意图

【0013】图3:本发明的扫描驱动机构的剖面示意图

【0014】图4:本发明的扫描驱动机构的轴系支撑示意图

【0015】图5:本发明的扫描驱动机构的滑环示意图

【0016】附图标识:

【0017】1、卸载装置;2、上壳体;3、下壳体;4、尾罩;5、轴;6、主电机定子;7、备电机定子;8、电机转子;9、轴承;10、轴承衬套;11、轴承锁紧螺母;12、编码器组件;13、滑环固定部分;14、滑环转动部分;15、插座盒;16、尾罩端盖;

【0018】具体实施方式:

【0019】下面结合附图和具体实施例,进一步阐述本发明。

【0020】本发明如图1整个机构采用直接驱动方式,没有减速器,滑环安装于电机后端,滑环不传递力矩。由于电机需要同时拖动负载和滑环,所以电机需要采用两端出轴结构,同时为了减少中间支撑和连接环节,电机采用分体式电机,整个机构使用两对成对角接触球轴承支撑。

【0021】主轴、壳体、轴承和弹性卸载装置等组成转动轴系,转动主轴为转筒提供轴向和径向支承,电机通过主轴和卸载装置带动转动筒体旋转,实现天线扫描。

【0022】扫描电机为无刷直流电机,永磁直流无刷力矩电机输出力矩大,转速低,无需齿轮减速就能直接驱动负载,电机具有高精度、高耦合刚度、高线性度、高转矩惯量比,能在低速甚至堵转状况下连续运行,广泛应用于高精度的速度或位置伺服系统中。电机均为主备份设计,定子为两套独立的主备绕组,转子为同轴分相设计,实现完全冷冗余。同时由于电机转速较低,电机形式为扁平式力矩电机结构,此设计可以提高电机转矩,降低电机转速,减少速度波动。

【0023】位置传感器用于测量天线转动的速度和角度,采用16bit的分体式光电编码器作为位置传感器。

【0024】滑环组件由滑环转子、滑环定子以及带盖的滑环壳体组成。由于本系统中传递功率相对较小,滑环采用分体柱式结构。

【0025】如图2所示,扫描驱动机构主要包括:卸载装置1、上壳体2、下壳体3、尾罩4、轴5、主电机定子6、备电机定子7、电机转子8、轴承9、轴承衬套10、轴承锁紧螺母11、编码器组件12、滑环固定部分13、滑环转动部分14、;插座盒15、尾罩端盖16。

【0026】其中,如图1所示,卸载装置1装在轴5上,实现负载发射过载的卸载;

【0027】如图3、图4所示,轴5上安装轴承9、轴承衬套10、轴承锁紧螺母11,实现转动和静止部分的固联,主电机定子6、备电机定子7分别装在上壳体2、下壳体3上,上壳体2、下壳体3安装在轴承衬套10外部,作为机构的外壳;

【0028】编码器组件12安装在轴和尾罩4之间,实现转动位置的检测;

【0029】滑环固定部分13和插座盒15安装在尾罩4上,滑环转动部分14安装在轴5上,如图5所示,滑环固定部分13与滑环转动部分14对齐后,实现功率与信号的同步传输功能。

【0030】尾罩端盖16安装在尾罩4上,实现滑环转动部分14的结构密封和保护。

【0031】整个机构采用直接驱动方式,转动速度较高,一般为30~100rpm,机构润滑设计采用真空油润滑,边缘辅以真空润滑脂和防爬油。为了防止油脂挥发,设计了迷宫式密封方式。

【0032】本发明的扫描驱动机构在模拟环境试验的考核中实现了恒速扫描功能,速度平稳性优于1‰,且在地面通过了寿命试验考核,产品可靠性很高,可以广泛应用于空间飞行器天线扫描应用上。

【说明书附图】


【0001】


图1

【0002】


图2

【0003】


图3

【0004】


图4

【0005】


图5