一种对日太阳翼驱动装置

技术领域

本发明涉及航天器总装技术领域，特别是涉及一种对日太阳翼驱动装置。

背景技术

太阳翼驱动机构(So l ar Array Dr i ve Assemb l y，SADA)作为卫星上重要的单机装置之一，它的主要作用是驱动太阳翼使其始终面向太阳，同时将太阳翼产生的电能传输到卫星中，是整个卫星的生命通道。随着航天科技的发展，太阳翼驱动机构的功能也逐渐多样化，由最开始的单自由度向双自由度转变，自由度的增加意味着结构的复杂程度增加，现有的对日太阳翼驱动机构大都体积较大、结构松散且运行时可靠性差。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种结构布局合理、整体体积较小、结构紧凑且运行时更加可靠、平稳的对日太阳翼驱动装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案，如下所述：

一种对日太阳翼驱动装置，包括沿第一方向设置的第一驱动机构以及连接于所述第一驱动机构、并沿第二方向设置的第二驱动机构，所述第一方向与所述第二方向垂直；所述第一驱动机构带动所述第二驱动机构绕所述第一方向转动，所述第二驱动机构绕所述第一方向的转动角度大于所述第二驱动机构的第二电机绕所述第二方向的转动角度。

优选地，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构之间设有相互配合的限位组件，所述限位组件用于使得所述第一驱动机构带动所述第二驱动机构绕所述第一方向转动的角度为±175°；所述第二电机绕所述第二方向的转动角度为±85°。

优选地，所述第一驱动机构包括第一壳体、沿所述第一方向设于所述第一壳体内的第一电机、连接于所述第一电机的转动端的第一电机轴，以及设于所述第一电机轴上的第一减速器。

优选地，所述第一壳体包括连接于所述第一电机底部的第一底壳以及连接于所述第一底壳上的第一电机壳；所述第一电机设于所述第一底壳与所述第一电机壳形成的腔室内；所述第一减速器搭载于所述第一电机壳上。

优选地，所述第一底壳与所述第一电机壳连接区域上设有相互配合连接的定位组件。

优选地，所述第二驱动机构还包括连接于所述第一减速器输出端的基板、连接于所述基板上的第二壳体、连接于所述第二电机的转动端的第二电机轴，以及设于所述第二电机轴上的第二减速器；所述第二电机沿所述第二方向设于所述第二壳体内。

优选地，所述第二壳体包括与所述基板连接的第二电机壳以及连接于所述第二电机壳的第二底壳；所述第二底壳设于所述第二电机远离所述第二电机轴的一侧；所述第二电机设于所述第二底壳与所述第二电机壳形成的腔室内，并且所述第二电机连接于所述第二底壳上；所述第二底壳背离所述第二电机的侧面上设有沿所述第二方向设置的轴体，所述轴体上设有第二传感器组件，所述第二传感器组件包括设于所述轴体上的第二传感器以及包覆于所述第二传感器上的第二传感器外壳；所述第二传感器与所述轴体过盈配合；所述第二传感器搭载于所述第二传感器外壳上。

优选地，所述轴体上设有第二轴承，所述第二轴承设于所述第二传感器外壳与第二轴承盖板围成的容腔内，所述第二轴承盖板靠近所述第二电机底壳设置。

优选地，所述第二驱动机构还包括分别与所述第二减速器的输出端和所述第二传感器外壳的摇臂。

优选地，所述第一电机和/或所述第二电机包括伺服电机；所述第一减速器和/或所述第二减速器包括谐波减速器。

本发明产生的有益效果至少包括：

本发明所述对日太阳翼驱动装置，整体采用直列式布局设计，将所述第二驱动机构连接于所述第一驱动机构上，使得所述对日太阳翼驱动装置的整体结构较为紧凑、缩减了装置体积；使用时所述第二驱动机构与太阳翼连接，将具有较大扭矩的第一驱动机构远离太阳翼设置，避免了所述对日太阳翼驱动装置在驱动太阳翼动作时，所述第二驱动机构的转矩作用于所述第一驱动机构造成的能源浪费，削弱了所述第一驱动机构和所述第二驱动机构之间的相互干渉，提升了所述对日太阳翼驱动装置的结构布局的合理性以及运行时的稳定性和可靠性。

本发明所述对日太阳翼驱动装置的零件型面结构简单，易于加工，且装置加工精度在保证整体结构强度的前提下相较于其它航天产品在加工精度上不需要特别高，精度要求低、降低了生产制造成本。

附图说明

图1为本发明所述对日太阳翼驱动装置的示意图；

图2为本发明所述对日太阳翼驱动装置的截面图；

图3为第一驱动机构的内部结构示意图；

图4为本发明所述对日太阳翼驱动装置另一角度的示意图；

图5为第二驱动机构的内部结构示意图；

其中，1为第一驱动机构、101为第一壳体、1011为第一底壳、1012为第一电机壳、102为第一电机、103为第一电机轴、104为第一减速器、2为第二驱动机构、201为第二电机、202为基板、203为第二壳体、2031为第二电机壳、2032为第二底壳、204为第二电机轴、205为第二减速器、206为轴体、207为第二传感器、208为第二传感器外壳、209为第二轴承、210为第二轴承盖板、211为摇臂、3为限位组件，a为第一方向、b为第二方向。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

实施例

如图1和图2所示，本发明所述对日太阳翼驱动装置，其包括沿第一方向设置的第一驱动机构1以及连接于所述第一驱动机构1、并沿第二方向设置的第二驱动机构2，所述第一方向与所述第二方向垂直，如图1所示，其中a为第一方向、b为第二方向；所述第一驱动机构1带动所述第二驱动机构2绕所述第一方向转动，所述第二驱动机构2绕所述第一方向的转动角度大于所述第二驱动机构2的第二电机201绕所述第二方向的转动角度。

本发明所述对日太阳翼驱动装置，整体采用直列式布局设计，将所述第二驱动机构2连接于所述第一驱动机构1上，使得所述对日太阳翼驱动装置的整体结构较为紧凑、缩减了装置体积；使用时所述第二驱动机构2与太阳翼连接，将具有较大扭矩的第一驱动机构1远离太阳翼设置，避免了所述对日太阳翼驱动装置在驱动太阳翼动作时，所述第二驱动机构2的转矩作用于所述第一驱动机构1造成的能源浪费，削弱了所述第一驱动机构1和所述第二驱动机构2之间的相互干渉，提升了所述对日太阳翼驱动装置的结构布局的合理性以及运行时的稳定性和可靠性。本发明所述对日太阳翼驱动装置整体结构布局采用直列式布置方法，相较于同类型产品在长、宽上更加小，在高度上保持一致甚至更小。

所述第一驱动机构1和所述第二驱动机构2之间设有相互配合的限位组件3，所述限位组件3用于使得所述第一驱动机构1带动所述第二驱动机构2绕所述第一方向转动的角度为±175°；所述第二电机201绕所述第二方向的转动角度为±85°。优选地，所述第一电机102外壳和所述第二电机外壳上设有相互配合的限位组件3；作为优选地，所述限位组件3分别设于所述第一电机102外壳和所述第二电机外壳上的第一限位件和第二限位件；本发明所述对日太阳翼驱动装置通过机械限位避免了所述第二驱动机构2在所述第一驱动机构1的带动下旋转超程，避免了所述第一电机102在运行过程中超限。使用时，当所述第二驱动机构2在所述第一限位机构的带动下进行旋转时，所述第二限位件与所述第二电机外壳同步旋转，当所述第二限位件转动到与所述第一限位件向接触的位置时，所述第二驱动机构2旋转至最大转动角度。

如图1-图3所示，所述第一驱动机构1包括第一壳体101、沿所述第一方向设于所述第一壳体101内的第一电机102、连接于所述第一电机102的转动端的第一电机轴103，以及设于所述第一电机轴103上的第一减速器104。所述第一电机轴103由所述第一电机102沿所述第一方向延伸。

所述第一壳体101包括连接于所述第一电机102底部的第一底壳1011以及连接于所述第一底壳1011上的第一电机壳1011；所述第一电机102设于所述第一底壳1011与所述第一电机壳1012形成的腔室内；所述第一减速器104搭载于所述第一电机壳1012上。所述第一电机102的底部与所述第一底壳1011螺纹配合连接；所述第一底壳1011与所述第一电机壳1012为一体化设计。

为了保证所述第一底壳1011与所述第一电机壳1012的中心轴对应设置、保证二者之间的同轴度，所述第一底壳1011与所述第一电机壳1012连接区域上设有相互配合连接的定位组件。本发明实施例中，所述定位组件优选为凹凸槽配合结构；所述定位组件包括设于所述第一底壳1011上的凸沿以及设于所述第一电机壳1012上、并与所述凸沿配合的凹槽，所述凸沿与所述凹糟的中心轴对应设置；当然可以理解的是，在其他实施例中所述凸沿可设于所述第一电机壳1012上，所述凹糟设于所述第一底壳1011上。

如图1-图5所示，所述第二驱动机构2还包括连接于所述第一减速器104输出端的基板202、连接于所述基板202上的第二壳体203、连接于所述第二电机201的转动端的第二电机轴204，以及设于所述第二电机轴204上的第二减速器205；所述第二电机201沿所述第二方向设于所述第二壳体203内；所述第一减速器104与所述基板202之间通过螺纹配合连接。

所述第二壳体203包括与所述基板202连接的第二电机壳2031以及连接于所述第二电机壳2031的第二底壳2032；所述第二底壳2032设于所述第二电机201远离所述第二电机轴204的一侧；所述第二电机201设于所述第二底壳2032与所述第二电机壳2031形成的腔室内，并且所述第二电机201连接于所述第二底壳2032上；所述第二电机壳2031沿所述第二电机201周向设置；

所述第二底壳2032背离所述第二电机201的侧面上设有沿所述第二方向设置的轴体206，所述轴体206的中心轴与所述第二电机201的中心轴对应设置；所述轴体206上设有第二传感器组件，所述第二传感器组件包括设于所述轴体206上的第二传感器207以及包覆于所述第二传感器207上的第二传感器外壳208；所述第二传感器207与所述轴体206过盈配合；所述第二传感器207搭载于所述第二传感器外壳208上；即所述第二传感器207搭载于所述第二传感器外壳208上并与所述轴体206过盈配合；

如图4所示，所述第一电机102外壳的相对的侧边上设有使得所述基板202插入的凹槽，所述基板202插入所述凹槽并与所述凹槽的槽底通过固定件固定连接。在一些实施例中，所述基板202与所述凹槽对应的侧边上和所述凹槽的槽底上分别开设有对应的连接孔；所述固定件设于对应的连接孔内；所述连接孔为螺纹孔，所述固定件为螺栓或螺钉；所述第二减速器205搭载于所述第二电机壳2031上。

如图2和图5所示，所述轴体206上设有第二轴承209，所述第二轴承209设于所述第二传感器外壳208与第二轴承盖板210围成的容腔内，所述第二轴承盖板210靠近所述第二电机201底壳设置；所述第二轴承209优选为深沟球轴承。

如图1-图5所示，9、所述第二驱动机构2还包括分别与所述第二减速器205的输出端和所述第二传感器外壳208的摇臂211。所述摇臂211呈U型；所述摇臂211、第二传感器外壳208共同构成稳固的倒U型结构，保证平衡受力，提高了所述对日太阳翼驱动装置的整体稳固性；同时可在所述摇臂211上或所述第二传感器外壳208上安装接触式电位计，节省了设置空间的同时，所述接触式电位计可与所述第二电机201内部自带的编码器配合实现闭环控制，同时能在所述对日太阳翼驱动装置出现异常时为地面提供相关的数据以方便地面对所述对日太阳翼驱动装置进行调控。

所述第一电机102和/或所述第二电机201包括伺服电机；优选地，所述第一电机102和所述第二电机201均为伺服电机，伺服电机内置编码器搭配接触式传感器，在装置启动时有数据能完成初始化且在运行时能实现闭环控制，使得所述对日太阳翼驱动装置运行时更加平稳、可靠。所述第一减速器104和/或所述第二减速器205为谐波减速器；优选地，所述第一减速器104和所述第二减速器205为谐波减速器。使用时，所述第一减速器104和所述第二减速器205分别与所述第一电机102和所述第二电机201配合进行扭矩输出。

本发明所述对日太阳翼驱动装置，使用时，所述第一电机102驱动所述第一电机轴103绕所述第一方向转动，带动所述第一减速器104绕所述第一方向转动，进而带动所述基板202绕所述第一方向转动，进而带动连接于所述基板202上的第二电机壳2031转动，即带动所述第二驱动机构2绕所述第一方向转动；所述第二电机201驱动所述第二电机轴204绕所述第二方向转动，进而带动所述第二减速器205转动，进而带动连接于所述第二减速器205的太阳翼进行摆动，实现了对太阳翼的双自由度上的驱动。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。