一种带有自平衡功能的空间扫描支架.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103115233A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103115233103115233A(43)申请公布日2013.05.22(21)申请号201110366060.1(22)申请日2011.11.17(71)申请人上海航天测控通信研究所地址200086上海市虹口区天宝路881号(72)发明人赵艳涛陈同辉王爱国(74)专利代理机构上海航天局专利中心31107代理人郑丹力(51)Int.Cl.F16M13/02(2006.01)F16M11/18(2006.01)F16M11/04(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图4页附图4页(54)发明名称一种带有自平衡功能的空间扫描支架(57)摘要本发明涉及卫星扫描系统，公开了一种带有自平衡功能的空间扫描支架。包括：一个具有两个滑道及两个滑块的方位扫描支架[5]安装于弧形支架[4]上，弧形支架[4]带有内齿弧及弧形滑道；载荷仪器[7]和配重[1]安装在方位扫描支架[5]的两侧，分别通过滚轮在方位扫描支架[5]的滑道上做速度方向相反的摆动扫描，载荷仪器围绕回转中心的转动惯量与回转速度的乘积与配重围绕回转中心的转动惯量与回转速度的乘积相等且方向相反。本发明解决了现有扫描机构存在的控制系统复杂，制造成本高以及结构设计不合理等问题，取得了减轻卫星姿轨控系统的负担，降低研制成本，延长卫星寿命等有益效果。CN103115233ACN10352ACN103115233A权利要求书1/1页1.一种带有自平衡功能的空间扫描支架，其特征在于，该装置包括：安装于卫星[10]壳体上的安装架[13]的顶端安装有弧形支架[4]；方位扫描支架[5]安装于弧形支架[4]上，弧形支架[4]带有内齿弧及弧形滑道；载荷仪器[7]和配重[1]安装在方位扫描支架[5]的两侧，分别通过滚轮[14]和滚轮[18]在方位扫描支架[5]的滑道上做速度方向相反的摆动扫描；齿形传送带[8]的两端固定在载荷仪器[7]上；载荷仪器[7]由电机[6]、齿轮[9]和齿轮[17]通过齿形传送带[8]驱动，进行摆动扫描；其中齿轮[17]有两个，分布在方位扫描支架[5]的弧形滑道两端；齿形传送带[2]的两端固定在配重[1]上；配重[1]由电机[3]、齿轮[11]和齿轮[15]通过齿形传送带[2]驱动，进行摆动扫描；其中齿轮[15]有两个，分布在方位扫描支架[5]的弧形滑道的两端；在方位扫描支架[5]上安装有一组电机[16]和齿轮[12]组合，方位扫描支架[5]上的弧形滑块可以在弧形支架[4]的弧形滑道内围绕弧形支架[4]的圆心滑动。2.如权利要求1所述的空间扫描支架，其特征在于：所述的方位扫描支架[5]具有两个滑道及两个弧形滑块，其滑块的弧形与弧形支架[4]的圆心相同。3.如权利要求1所述的空间扫描支架，其特征在于：所述的弧形支架[4]具有滑道和内齿弧，该滑道和内齿弧均为圆心相同的结构。4.如权利要求1所述的空间扫描支架，其特征在于：所述的载荷仪器[7]围绕回转中心的转动惯量与回转速度的乘积与配重[1]围绕回转中心的转动惯量与回转角速度的乘积大小相等，方向相反；载荷仪器[7]围绕回转中心的转动惯量与回转角加速度的乘积与配重[1]围绕回转中心的转动惯量与回转速度的乘积大小相等，方向相反。2CN103115233A说明书1/3页一种带有自平衡功能的空间扫描支架技术领域[0001]本发明涉及卫星载荷的扫描系统，具体是一种带有自平衡功能的空间扫描支架。背景技术[0002]随着现代科学技术的不断发展，卫星已经成为现代生活不可缺少的重要组成部分，其中，空间扫描系统的主要任务是全面、稳定地扫描观测区，并精确遥测数据。由于卫星在外太空高速运行，根据动量守恒原则，扫描机构各个维度的转动，必将影响卫星体的运行姿态。根据卫星工作的特殊需要，扫描机构具有以下要求：机构能实现一定幅度的扫描，且左右摆动及前后俯仰必须围绕同一个圆心；在保证一定刚度的条件下，机构的质量要尽可能轻，工作时，机构作用在星体上的动量力矩要尽可能小；机构要尽可能紧凑，充分利用有限容积；机构顶部平台能承受一定体积的配重。[0003]目前，空间二维扫描有两种实现形式：并联式和串联式。并联式扫描机构通过多个驱动器驱动扫描转台，姿态非常丰富，可以实现多个方向的扫描；机构较为简单，安装方便。其缺点是多个驱动器同步工作，部分驱动器之间的同步性要求较高，加大了出错的几率；为保持扫描过程围绕同心转动，控制系统必将复杂，进而增加了卫星的制造成本，并且扫描转台底部的驱动臂之间相互制约，限制了单个方向上转台的移动幅度。串联式扫描机构是通过单维驱动机构串联而成的，每个维度的运动分别由单个驱动器驱动，具有较好的独立性，结构简单