一种多丝杠联动可重复伸展星载机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于空间卫星抓捕技术领域，涉及一种多丝杠联动可重复伸展星载机构。
【背景技术】
[0002]高轨卫星由于其卫星覆盖面积大，且相对地面运动速度较慢，在通信、导航、预警、遥感等军用和民用领域发挥着重要作用。对高轨卫星开展在轨服务可延长卫星寿命、提高任务执行能力，是当前国内外的研宄热点之一。在对高轨卫星进行在轨服务的过程中，根据需要可对在轨卫星进行辅助变轨、燃料补给、姿态控制、卫星接管、故障修复等操作。在该类操作过程中，均需将抓捕机构运送到被抓捕目标附近，从而为抓捕操作提供有利的操作空间。
[0003]现有的用于大型可展开天线、太阳帆板和空间站可伸展桁架等空间伸展机构，主要采用钢丝绳式或单丝杠多螺母式收缩释放机构，此类伸展机构在空间使用环境下，均存在展开释放不彻底或者绳索卡涩等现象，这也是近些年空间展开机构发生故障的主要原因。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是，针对现有技术的不足，提供一种可重复使用的多丝杠联动可重复伸展星载机构，应用该机构可以实现可靠的伸展释放和收缩功能，为空间探索提供技术支撑。
[0005]本发明的技术解决方案为:
[0006]一种多丝杠联动可重复伸展星载机构，包括安装座、驱动机构、第一节丝杠、第一丝母、第一节丝杠挡圈、第二节丝杠、第二丝母、第二节丝杠挡圈、第一节套管、第二节套管、第三节套管、第一滚动轴承以及第二滚动轴承，其中，
[0007]第一节丝杠的第一端通过第一滚动轴承支撑在安装座中，并且第一节丝杠能够在驱动机构的驱动下旋转，第一节丝杠上靠近其第一端的位置处设置有第一限位台肩；第一节丝杠挡圈套装固定在第一节丝杠的第二端上；
[0008]第一丝母套装在第一节丝杠上，其与第一节丝杠配合，并能够随着第一节丝杠的转动在第一节丝杠上的第一限位台肩与第一节丝杠挡圈之间轴向移动；
[0009]第二节丝杠套在第一节丝杠的外部、并由第一节丝杠挡圈和第一丝母支撑，第二节丝杠的第一端与第一丝母固定连接，能够随着第一丝母移动，第二节丝杠的外壁上靠近其第一端的位置处设置有第二限位台肩，并且第二节丝杠挡圈套装固定在第二节丝杠的第二端上；
[0010]第二丝母套装在第二节丝杠上，其与第二节丝杠配合，并能够随着第二节丝杠的转动在第二节丝杠上的第二限位台肩与第二节丝杠挡圈之间轴向移动；
[0011]第一节套管套在第二节丝杠的外部，其由第二丝母和第二节丝杠挡圈支撑，并且第一节套管的第一端与第二丝母固定连接，能够随着第二丝母移动；
[0012]第二节套管支撑套装在第一节套管的外部，并且第二节套管的内壁与第一节套管的外壁之间彼此间隔；第二节套管的第一端通过第二滚动轴承与第二节丝杠的第一端连接，使得第二节套管能够随着第二节丝杠动作；
[0013]第三节套管支撑套装在第二节套管的外部，第三节套管的内壁与第二节套管的外壁彼此间隔，并且第三节套管的第一端固定连接在安装座上。
[0014]具体地，第一节丝杠挡圈为中空的筒形结构，其通过螺钉固定在第一节丝杠第二端的外壁上。
[0015]具体地，第一丝母为中空的筒形结构，其内壁上设置有用于与第一节丝杠配合的螺纹；第二节丝杠的第一端套在第一丝母上，并通过螺钉与第一丝母固定连接；并且第二节丝杠挡圈为中空的筒形结构，并通过螺钉固定在第二节丝杠第二端的外璧上。
[0016]具体地，第二丝母为中空的筒形结构，其内壁上设置有用于与第二节丝杠配合的螺纹；第一节套管的第一端套在第二丝母的外壁上，并通过螺钉与第二丝母固定。
[0017]具体地，第二节套管通过设置在第二节套管与第一节套管之间的第一滑动轴承和第二滑动轴承支撑在第一节套管的外部；第三节套管通过设置在第三节套管与第二节套管之间的第三滑动轴承和第四滑动轴承支撑在第二节套管的外部。
[0018]具体地，所述驱动机构包括支撑固定在所述安装座中的电机、第一齿轮以及第二齿轮，其中，第一齿轮安装在电机的输出轴上，第二齿轮套装固定在第一节丝杠的第一端上，并且第一齿轮与第二齿轮啮合。
[0019]本发明与现有技术相比的优点在于:
[0020]本发明由于采用多节套叠的丝杆和多节套叠的套管作为伸展机构的基本结构，与传统的钢丝绳式和单丝杠多螺母式伸缩机构相比，具有结构更加紧凑、承载大、伸缩平稳、自立性好、精度高、操作简便、可靠性高、环境适应性好等优点。本发明采用的多节套叠管体结构，可以适用于多种伸展距离和不同承载能力的伸展要求，而无需改装或换装，因此使用本发明具有很好的通用性。本发明的多丝杠联动可重复伸展星载机构，其多节套叠丝杠与多节套叠管体采取连体时序传动设计，可削弱在伸展过程中出现的运动扰动，降低对系统姿态控制的影响，有效减少伸展机构故障率，提高了伸展机构的可靠性。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的多丝杠联动可重复伸展星载机构的总体装配图；
[0022]图2是本发明的多丝杠联动可重复伸展星载机构中多节套叠管体的示意图；
[0023]图3是本发明的多丝杠联动可重复伸展星载机构中多节套叠丝杆的示意图；
[0024]图4是本发明的多丝杠联动可重复伸展星载机构展开前的状态示意图；
[0025]图5是本发明的多丝杠联动可重复伸展星载机构展开后的状态示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合附图和具体实施例对根据本发明的多丝杠联动可重复伸展星载机构做进一步详细的说明。
[0027]本发明的多丝杠联动可重复伸展星载机构，其关键点是基于多节套叠丝杆传动力矩的变化关系来实现机构的伸展和收缩。
[0028]如图1所示，为本发明的多丝杠联动可重复伸展星载机构的总体装配图。该星载机构包括安装座1、驱动机构2、第一节丝杠3、第一丝母4、第一节丝杠挡圈5、第二节丝杠6、第二丝母7、第二节丝杠挡圈8、第一节套管9、第二节套管10、第三节套管11、第一滚动轴承14以及第二滚动轴承20。
[0029]本发明中，安装座I主要用于:将本发明的星载机构与其他关联部件进行连接；对第一节丝杠3进行支撑；对第三节套管11进行固定；以及对电机进行支撑固定。只要能够实现上述功能，本领域技术人员可根据实际需要、并结合本领域的公知技术对安装座的具体结构进行设计，不以本发明中图1所示的结构为限，因此，本发明中不对安装座的结构做具体描述。
[0030]驱动机构2用于给第一节丝杠3提供驱动力，使得第一节丝杠3能够正转或者反转。在如图1所述的优选实施例中，驱动机构2包括支撑固定在所述安装座I中的电机15、第一齿轮16以及第二齿轮17，其中，第一齿轮16安装在电机15的输出轴上，第二齿轮17套装固定在第一节丝杠3的第一端上，并且第一齿轮16与第二齿轮17啮合。当然，根据实际需要，还可以采用其它的驱动机构布置。
[0031]第一节丝杠3的第一端通过第一滚动轴承14支撑在安装座I中。由于本发明的星载机构轴向长度较大，为了使第一节丝杠3能够平稳地工作，本发明中，采用两个轴承对第一节丝杠3进行支撑。第一节丝杠3上靠近其第一端的位置处设置有第一限位台肩101，用于对下面将描述获得第一丝母进行限位，防止其自第一节丝杠的第一端移出。第一节丝杠挡圈5套装固定在第一节丝杠3的第二端上。该第一节丝杠挡圈一方面用于对第一丝母在第一节丝杠上的位移进行限位，防止其自第一节丝杠的第二端移出。另一方面，第一节丝杠挡圈还起到支撑第二节丝杠的作用。
[0032]第一丝母4套装在第一节丝杠3上，其与第一节丝杠3配合，能够随着第一节丝杠3的转动在第一节丝杠3上的第一限位台肩101与第一节丝杠挡圈5之间轴向移动。
[0033]第二节丝杠6套在第一节丝杠3的外部、并靠第一节丝杠挡圈5和第一丝母4支撑。第二节丝杠6的第一端与第一丝母4固定连接，如此，第二节丝杠6便能够随着第一丝母4移动。第二节丝杠6的外壁上靠近其第一端的位置处设置有第二限位台肩61，并且第二节丝杠挡圈8套装固定在第二节丝杠6第二端的外璧上。第二限位台肩和第二节丝杠挡圈用于对第二丝母7在第二节丝杠上的位移进行限位，防止第二丝母7自第二节丝杠的第一端或第二端移出。
[0034]第二丝母7套装在第二节丝杠6上，其与第二节丝杠6配合，能够随着第二节丝杠6的转动在第二节丝杠6上的第二限位台肩61与第二节丝杠挡圈8之间轴向移动。
[0035]第一节套管9套在第二节丝杠6的外部、并由第二丝母7和第二节丝杠挡圈8支撑。第一节套管9的第一端与第二丝母7固定连接，从而第一节套管9可以随着第二丝母7动作。
[0036]第二节套管10套装在第一节套管9的外部，并且第二节套管10的内壁与第一节套管9的外壁之间彼此间隔。第二节套管10的第一端通过第二滚动轴承20与第二节丝杠6的第一端连接，从而第二节套管10能够随着第二节丝杠6动作。
[0037]第三节套管11套装在第二节套管10的外部，第三节套管11的内壁与第二节套管10的外壁彼此间隔，并且第三节套管11的第一端固定连接在安装座I上。
[0038]在如图1-图3所述的优选实施例中，第一节丝杠挡圈5为中空的筒形结构，其通过螺钉固定在第一节丝杠3第二端的外壁上。第一丝母4为中空的筒形结构，其内壁上设置有用于与第一节丝杠3配合的螺纹。第二节丝杠6的第一端套装在第一丝母4上。并且第二节丝杠6的第一端通过螺钉与第一丝母4固定连接。第二节丝杠挡圈8为中空的筒形结构