一种空间在轨自动平衡调节机构以及空间在轨转盘组件转让专利
申请号 : CN202210155413.1
文献号 : CN114476146B
文献日 : 2022-09-20
发明人 : 邵彩云 , 周妍林 , 王珂 , 乔志宏
申请人 : 中国科学院空间应用工程与技术中心
摘要 :
权利要求 :
1.一种空间在轨转盘组件,其特征在于,包括空间在轨自动平衡调节机构和转盘,空间在轨自动平衡调节机构包括环形导轨和平衡块组件,所述平衡块组件包括平衡运动件、驱动组件和接线盒,所述驱动组件与所述平衡运动件连接,所述接线盒与所述驱动组件连接,所述平衡运动件设置在所述环形导轨上且能够在所述驱动组件的驱动下沿所述环形导轨运动;所述接线盒上设有霍尔传感器,所述接线盒根据霍尔传感器获得的限位信号控制所述驱动组件运行;
所述空间在轨自动平衡调节机构的环形导轨固定安装在所述转盘的上侧面上,所述转盘的上侧面设有与所述霍尔传感器对应布置的限位磁钢,当所述平衡块组件运动至限位磁钢所在位置,所述霍尔传感器与所述限位磁钢配合并获得限位信号;
所述限位磁钢包括终点限位磁钢和起点限位磁钢,所述终点限位磁钢和起点限位磁钢分别与所述转盘上的两个所述霍尔传感器一一对应配合;所述转盘的上侧面设有与平衡块组件底壁上的机械限位块配合的起点限位柱和终点限位柱,所述起点限位磁钢和终点限位磁钢位于所述起点限位柱和终点限位柱之间,所述起点限位磁钢邻近所述起点限位柱布置,所述终点限位磁钢邻近所述终点限位柱布置。
2.根据权利要求1所述一种空间在轨转盘组件,其特征在于,所述霍尔传感器为两个,两个所述霍尔传感器沿所述环形导轨的径向间隔布置。
3.根据权利要求1所述一种空间在轨转盘组件,其特征在于,所述平衡块组件为两个,两个所述平衡块组件的底壁上分别设有机械限位块,两个所述机械限位块均位于所述环形导轨的外环侧,其中一个机械限位块与所述环形导轨的外环边缘的距离大于另一个机械限位块与所述环形导轨的外环边缘的距离。
4.根据权利要求1所述一种空间在轨转盘组件,其特征在于,所述驱动组件包括驱动电机、蜗轮、蜗杆和驱动齿轮,所述驱动电机与所述接线盒连接,所述环形导轨上设有齿圈,所述驱动电机安装在所述平衡运动件上,所述蜗轮、蜗杆和驱动齿轮均位于所述平衡运动件的内侧,所述蜗轮转动连接在所述平衡运动件上,所述驱动电机的输出轴与蜗杆连接,所述蜗杆与蜗轮啮合,所述驱动齿轮与所述蜗轮同轴连接且与所述齿圈啮合。
5.根据权利要求4所述一种空间在轨转盘组件,其特征在于,所述蜗杆的两端分别通过轴承转动安装在所述平衡运动件的内侧壁上;
所述齿圈位于所述环形导轨的外环边缘上,所述蜗轮和驱动齿轮分别位于所述环形导轨的外环侧,所述驱动电机位于所述环形导轨的内环侧,所述蜗杆位于所述环形导轨的上方或下方。
6.根据权利要求1至5任一项所述一种空间在轨转盘组件,其特征在于,还包括润滑组件,所述润滑组件设置在所述平衡运动件的内侧;所述润滑组件包括润滑座和润滑块,所述润滑座固定在所述平衡运动件的内侧壁上,所述润滑块连接在所述润滑座上且与所述环形导轨的内环边缘或外环边缘接触。
7.根据权利要求6所述一种空间在轨转盘组件,其特征在于,所述润滑块弹性连接在所述润滑座上;所述润滑块包括浸油的聚酰亚胺。
说明书 :
一种空间在轨自动平衡调节机构以及空间在轨转盘组件
技术领域
背景技术
平衡量对离心机工作的稳定性、寿命乃至整个舱段产生的扰动都是不可忽视的。为减小对
自身及空间站的扰动,需要设计在轨自动平衡调节机构。
发明内容
组件与所述平衡运动件连接,所述接线盒与所述驱动组件连接,所述平衡运动件设置在所
述环形导轨上且能够在所述驱动组件的驱动下沿所述环形导轨运动;所述接线盒上设有霍
尔传感器,所述接线盒根据霍尔传感器获得的限位信号控制所述驱动组件运行。
对驱动组件进行运行控制,例如可以对驱动组件进行启停控制或进行正反转控制。
形导轨的外环边缘的距离大于另一个机械限位块与所述环形导轨的外环边缘的距离。
轮、蜗杆和驱动齿轮均位于所述平衡运动件的内侧,所述蜗轮转动连接在所述平衡运动件
上,所述驱动电机的输出轴与蜗杆连接,所述蜗杆与蜗轮啮合,所述驱动齿轮与所述蜗轮同
轴连接且与所述齿圈啮合。
的上方或下方。
接在所述润滑座上且与所述环形导轨的内环边缘或外环边缘接触。
且在润滑块有磨损的时候,仍然能够贴合环形导轨的表面。采用浸油的聚酰亚胺作为润滑
件,聚酰亚胺作为多孔润滑材料,避免了传统毛毡润滑带来的润滑油容易挥发和污染的风
险。
侧面设有与所述霍尔传感器对应布置的限位磁钢,当所述平衡块组件运动至限位磁钢所在
位置,所述霍尔传感器与所述限位磁钢配合并获得限位信号。
之间,所述起点限位磁钢邻近所述起点限位柱布置,所述终点限位磁钢邻近所述终点限位
柱布置。
可,机械限位不起作用。当软限位失效时,可以利用机械限位块和限位柱配合进行机械限
位。
附图说明
239、拧紧螺母;230、挡圈;2301、键;
第二终点限位柱。
具体实施方式
23与所述平衡运动件21连接,所述接线盒22与所述驱动组件23连接,所述平衡运动件21设
置在所述环形导轨1上且能够在所述驱动组件23的驱动下沿所述环形导轨1运动;所述接线
盒22上设有霍尔传感器221,所述接线盒22根据霍尔传感器221获得的限位信号控制所述驱
动组件23运行。
控制,例如可以对驱动组件进行启停控制或进行正反转控制。
限位信号的时候相互之间不干扰,能够对平衡块组件实现起点限位和终点限位。
导轨1的外环侧,其中一个机械限位块24与所述环形导轨1的外环边缘的距离大于另一个机
械限位块24与所述环形导轨1的外环边缘的距离。两个机械限位块各自所在的圆周不重合。
通过设置两个平衡块组件,能够对旋转装置的平衡量进行有效调节。
所述驱动电机231安装在所述平衡运动件21上,所述蜗轮232、蜗杆233和驱动齿轮234均位
于所述平衡运动件21的内侧,所述蜗轮232转动连接在所述平衡运动件21上,所述驱动电机
231的输出轴与蜗杆233连接,所述蜗杆233与蜗轮232啮合,所述驱动齿轮234与所述蜗轮
232同轴连接且与所述齿圈11啮合。采用蜗轮蜗杆驱动机构,驱动组件结构紧凑,能够实现
平衡运动件的自动驱动运行,有利于平衡量调节过程的稳定。
述蜗轮232和驱动齿轮234分别位于所述环形导轨1的外环侧,所述驱动电机231位于所述环
形导轨1的内环侧,所述蜗杆233位于所述环形导轨1的上方或下方。驱动组件与平衡块组件
相互配合,结构紧凑稳定,有利于平衡块组件沿环形导轨的平稳运行。
触球轴承,两个角接触球轴承背靠背安装在平衡块组件2上,位于环形导轨1内环侧的轴承
235装配完成后直接装配在蜗杆233上即可,位于环形导轨外环侧的轴承235装配完成后还
通过拧紧螺母239、拧紧螺钉237和轴承外盖板236与盖板211拧紧固定,由于盖板211位于运
动板212的外侧,受作用力较大,通过轴承外盖板236能够加强轴承结构的稳定性。
与蜗轮轴238固定。
述润滑座31固定在所述平衡运动件21的内侧壁上,所述润滑块32连接在所述润滑座31上且
与所述环形导轨1的内环边缘12或外环边缘13接触。通过设置润滑组件,有利于对环形导轨
的润滑,避免平衡运动件沿环形导轨运行出现卡滞等。
触;所述润滑块32弹性连接在所述润滑座31上;所述润滑块32包括浸油的聚酰亚胺。通过设
置两个润滑组件,能够对环形导轨的内环侧和外环侧都进行润滑。润滑块弹性连接在润滑
座上,能够使润滑块紧贴环形导轨,并且在润滑块有磨损的时候,仍然能够贴合环形导轨的
表面。采用浸油的聚酰亚胺作为润滑件,聚酰亚胺作为多孔润滑材料,避免了传统毛毡润滑
带来的润滑油容易挥发和污染的风险。
32有磨损时仍然能够贴合环形导轨1的内环边缘12和外环边缘13上,放置润滑块32时,确保
润滑块32在润滑座31内顺畅不卡滞。
所述同心轮213和偏心轮214转动安装在所述运动板212上,所述同心轮213和偏心轮214分
别转动设置在所述环形导轨1的两侧,所述同心轮213位于所述环形导轨1的内环侧并与所
述环形导轨1的内环边缘12转动接触,所述偏心轮214位于所述环形导轨1的外环侧并与所
述环形导轨1的外环边缘13转动接触;同心轮213通过螺钉螺母固定在运动板212上,拧紧使
同心轮213靠近环形导轨1内侧,拧紧使偏心轮214靠近环形导轨1外侧。优选的,所述环形导
轨1的外环侧设有两个偏心轮214,所述环形导轨1的内环侧设有两个同心轮213。所述盖板
211通过螺钉安装在所述运动板212的外侧,盖板211的设置避免了平衡块组件运动时蜗轮
蜗杆或驱动齿轮夹上操作者的危险。本实施例的盖板211可采用钨钢块盖板,运动板212可
采用钨钢板。环形导轨1上的两个平衡块组件2的盖板211底部均设有机械限位块24,一个机
械限位块24靠近内圈,一个机械限位块24靠近外圈,两个机械限位块24用于两个平衡块组
件2在环形导轨1上起点和终点的限位,当霍尔传感器的软限位失效后,可利用机械限位块
24进行限位。
块组件2上的两个霍尔传感器221在圆周方向运动不干扰。接线盒22内设有驱动电路板,驱
动电路板与霍尔传感器221和驱动电机231连接,驱动电路板通过螺钉与接线盒连接,驱动
电路板根据霍尔传感器221获得的限位信号能够控制驱动电机231的旋转方向,还能够控制
驱动电机231的步数等,进而能够起到调整平衡量的作用。
接线盒接收到指令后发送命令给驱动电机,驱动电机根据指令进行正反转,同时带动蜗杆
正反转,蜗杆和蜗轮啮合运动,最终驱动齿轮沿着环形导轨的齿圈运动,通过改变平衡块组
件的位置,调节不平衡量,达到合适位置后,整个旋转组件达到平衡状态,平衡块组件停止
运动。
的上侧面上,所述转盘4的上侧面设有与所述霍尔传感器221对应布置的限位磁钢,当所述
平衡块组件2运动至限位磁钢所在位置,所述霍尔传感器221与所述限位磁钢配合并获得限
位信号。
合。通过设置起点限位磁钢和终点限位磁钢,能够对平衡块组件运动的起点位置和终点位
置进行限位,使平衡块组件在起点位置和终点位置之间来回循环运动,进行平衡量调整。
钢位于所述起点限位柱和终点限位柱之间,所述起点限位磁钢邻近所述起点限位柱布置,
所述终点限位磁钢邻近所述终点限位柱布置。将起点限位磁钢和终点限位磁钢布置在起点
限位柱和终点限位柱之间,一般情况下,只需要限位磁钢与霍尔传感器感应进行软限位即
可,机械限位不起作用。当软限位失效时,可以利用机械限位块和限位柱配合进行机械限
位。
终点限位磁钢为两个且错位布置互不干扰,分别为第一终点限位磁钢42和第二终点限位磁
钢44;本实施例的起点限位柱为两个且错位布置互不干扰,分别为第一起点限位柱45和第
二起点限位柱47,第一起点限位柱45位于第二起点限位柱47圆周方向的内环侧,使两个平
衡块组件2在运动起点限位时互不干扰;终点限位柱为两个且错位布置互不干扰,分别为第
一终点限位柱46和第二终点限位柱48,第一终点限位柱46位于第二终点限位柱48圆周方向
的内环侧,使两个平衡块组件2在运动终点限位时互不干扰。
的电缆连接。
在环形导轨上运动来调整转盘在旋转过程中的不平衡量。
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三
个等,除非另有明确具体的限定。
接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技
术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
实施例进行变化、修改、替换和变型。