[发明专利]一种摆动式太阳帆板驱动机构

说明书

本发明涉及一种摆动式太阳帆板驱动机构，该结构包括旋转变压器、步进电机、谐波齿轮、输出轴、壳体、扭摆电缆；步进电机、谐波齿轮的固定部分安装在壳体上；步进电机连接谐波齿轮，谐波齿轮用于将步进电机的转速减速，并将步进电机转轴的转矩传递至输出轴，输出轴用于连接外部太阳帆板，驱动太阳帆板摆动；旋转变压器，用来测量输出轴的旋转角度；扭摆电缆一端连接在外部执行机构，另一端连接在驱动机构壳体上。本发明采用扭摆电缆取代滑环实现电信号传输的方法，实现了低重量、高刚度、高可靠性和长寿命。

技术领域

本发明涉及一种摆动式太阳帆板驱动机构，属于空间指向跟踪机构技术领域。

背景技术

太阳帆板驱动机构一般采用导电滑环实现转动太阳翼与星体内电联通。导电滑环中存在摩擦磨损，寿命低，成本高；现有太阳帆板驱动机构中，采用盘环或柱环的环-刷摩擦副实现功率和信号传输。导电环存在结构复杂，成本高，可靠性低、重量大的问题。此外，导电环需要一般采用非金属绝缘结构作为支撑结构，导致重量大，刚度低，影响整星的性能。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种摆动式太阳帆板驱动机构，具备高刚度，可靠性高等优点。

本发明解决技术的方案是：一种摆动式太阳帆板驱动机构，该太阳帆板驱动机构包括旋转变压器、步进电机、谐波齿轮、输出轴、壳体、扭摆电缆；步进电机、谐波齿轮的固定部分安装在壳体上，其中：

步进电机连接谐波齿轮，谐波齿轮用于将步进电机的转速减速，并将步进电机转轴的转矩传递至输出轴，输出轴用于连接外部太阳帆板，驱动太阳帆板摆动；旋转变压器，用来测量输出轴的旋转角度；扭摆电缆一端连接在外部执行机构，另一端连接在驱动机构壳体上。

所述旋转变压器为单通道多级旋转变压器。

上述摆动式太阳帆板驱动机构还包括传动轴，所述旋变变压器通过传动轴直接与输出轴相连，输出轴与传动轴的连接螺钉采用锥套连接，通过锥套预紧。

上述摆动式太阳帆板驱动机构还包括第一机械限位机构和第二机械限位机构，所述输出轴通过法兰与外部太阳帆板连接，所述法兰为端面外侧设有花瓣凸台，记为第一凸台和第二凸台；所述第一机械限位机构和第二机械限位机构对称固定安装在壳体上，其端面与法兰结构的外端面平齐，第一机械限位机构和第二机械限位机构带有缺口的圆弧结构，圆弧结构与法兰的本体的弧度匹配，法兰第一凸台和第二凸台分别落入对应的缺口中，进行定位和限位。

所述输出轴通过轴承安装在壳体上，轴承的外圈通过压片实现预紧，法兰压紧轴承内圈接触，实现轴承内圈的预紧。

所述压片为迷宫压片，通过旋转迷宫压片，在保证对轴承外圈的定量预紧的同时，实现密封。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)、本发明由于采用扭摆电缆取代滑环实现电信号传输的方法，实现了低重量、高刚度、高可靠性和长寿命，相比现有技术中的导电滑环实现电信号传输的方法，在满足整星性能要求的前提下，简化了该机构，降低了机构重量，提高了机构的可靠性、寿命、刚度和隔振性能。

(2)、本发明由于采用步进电机+谐波齿轮减速器组合配置的方法，实现了大减速比、高输出力矩、高功率密度，相比现有技术中的驱动传动的方法，利用高精度谐波齿轮空回小，扭转刚度高的特点，有效降低卫星载荷工作中帆板对星体姿态稳定性的干扰。谐波齿轮包括高精度的柔轮和刚轮，空回小，精度高，可实现高扭矩传输。刚轮的外圆柱面将分别安装轴系的两段外壳精密连接，保证了轴系的同轴度，实现轴系精密传动，保证了轴系的精度和稳定度，增加其承载弯矩和抗冲击能力。