一种变径外驱动式套筒展开方法技术

本发明专利技术公开了一种变径外驱动式套筒展开方法，属于变结构体空间遥感器技术领域，该方法基于轮式驱动组件、能够将所述轮式驱动组件与套筒外壁抵接的变径预紧组件和反馈所述轮式驱动组件和抵接状态的控制系统；该方法包括以下步骤：步骤S1：所述变径预紧组件安装在最外级套筒的上部，所述轮式驱动组件安装在所述变径预紧组件上；步骤S2：预紧系统控制所述轮式驱动组件与待展开套筒外壁实时接触；步骤S3：驱动系统控制所述轮式驱动组件转动，将套筒逐级展开，并在套筒完全展开后停机，该方法具有简单，可靠，可扩展，紧凑，精度高的优点，可以用于所有使用套筒式展开机构的场合，尤其是对展开精度要求较高的空间遥感领域。对展开精度要求较高的空间遥感领域。对展开精度要求较高的空间遥感领域。

【技术实现步骤摘要】
一种变径外驱动式套筒展开方法


[0001]本专利技术涉及变结构体空间遥感器
，尤其涉及一种变径外驱动式套筒展开方法，用于完成多级套筒的在轨展开，实现超大型变结构体空间遥感器的在轨重组。

技术介绍

[0002]为了突破运载能力限制，在轨建造更大口径的空间遥感器，空间可展开遥感器成为新的发展方向。该技术路线的基本原理是，在发射前，将系统有序折叠以缩小其占用的空间，入轨后，自动展开重组，实现等效设计口径的成像能力。实现，空间可展开遥感器变形，需要展开机构驱动，传统的空间展开机构主要有铰接桁架式、薄壁管式、套筒式、盘绕式和充气式几种。
[0003]套筒式因筒体截面惯性矩较大，并且由于每两级筒体之间保留了一定长度的搭接，因而具有很好的刚度与强度性能，通过使用线胀系数较小的碳纤维材料和机械限位装置可以达到很高的定位精度，特别适用于对精度、稳定性和刚度都要求较高的变结构体空间相机领域。
[0004]根据套筒展开方式的不同可以分为绳索驱动式、丝杠驱动式和薄壁开口管驱动式。绳索驱动方式具有展开同步性好，结构及原理简单，驱动结构件质量较轻的优点。但是在微重力环境下，绳索存在相互缠绕的风险，可靠性低；受绳索弹性影响，展开过程存在震荡，系统控制难度大。丝杠驱动式具有原理简单、结构稳定、强度大、展开驱动力高等突出优点。但是其对丝杠的加工精度和螺母的装配精度要求非常高；受丝杠制造能力限制，套筒的单级伸展长度无法做到很长，展折比相对较低；易弯曲变形，导致机构卡死，可靠性不高。薄壁开口管驱动方式轴向驱动力较大；但是其展收机构结构复杂，重量及结构尺寸大，使用不方便；薄壁开口管展开后变形不对称，引起套筒轴向旋转，挤压导向机构，造成展开机构变形；而且，大行程薄壁开口管的制备困难，成本非常高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种变径外驱动式套筒展开方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术公开的一种变径外驱动式套筒展开方法，其基于轮式驱动组件、能够将所述轮式驱动组件与套筒外壁抵接的变径预紧组件和反馈所述轮式驱动组件和抵接状态的控制系统；
[0008]该方法包括以下步骤：
[0009]步骤S1：所述变径预紧组件安装在最外级套筒的上部，所述轮式驱动组件安装在所述变径预紧组件上；
[0010]步骤S2：预紧系统控制所述轮式驱动组件与待展开套筒外壁实时接触；
[0011]步骤S3：驱动系统控制所述轮式驱动组件转动，将套筒逐级展开，并在套筒完全展
开后停机。
[0012]进一步的，所述预紧系统控制方式，包括如下步骤：
[0013]步骤S2.1，检测所述变径预紧组件状态参数x1～x
n
，其中n为状态参数数量
[0014]步骤S2.2，由所述变径预紧组件状态参数计算轮式驱动组件与套筒外壁的抵接力N＝f(x1,
…
,x
n
)
[0015]步骤S2.3，判断抵接力N是否满足要求，如果满足要求转步骤S2.5，不满足要求转步骤S2.4；
[0016]步骤S2.4，调节所述变径预紧组件，转步骤S2.1；
[0017]步骤S2.5，结束。
[0018]进一步的，驱动系统控制方式，包括如下步骤：
[0019]步骤S3.1，判断是否是否展开到位，满足要求则停止动作，不满足要求转步骤S3.2；
[0020]步骤S3.2，匀速驱动所述轮式驱动组件转动，逐级展开套筒。
[0021]进一步的，变径预紧组件和轮式驱动组件外置于套筒外部。
[0022]进一步的，至少两套所述轮式驱动组件和所述变径预紧组件绕套筒轴线周均匀布置。
[0023]进一步的，在套筒展开的全过程中，所述轮式驱动组件与套筒外壁实时接触。
[0024]在上述技术方案中，本专利技术提供的一种变径外驱动式套筒展开方法，有益效果：采用本专利技术的方法进行套筒展开，结构简单，不会因为套筒伸展长度的增加而在设计、制造、装配和使用等方面出现明显的技术障碍；虽然将变径预紧组件置于套筒外部，使总体积有所增大，但该结构适用于非常细的套筒，折展比高，使用灵活；可扩展性好，对单级套筒的长度无限制，因此对套筒实现的总伸展长度也无限制；不需要导向机构，可靠性高，套筒直径差小，展折比大；本专利技术可以用于所有使用套筒式展开机构的场合，尤其是对展开精度要求较高的空间遥感领域。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是本专利技术公开的一种变径外驱动式套筒展开方法的结构配置示意图；
[0027]图2是本专利技术公开的一种变径外驱动式套筒展开方法的控制流程图；
[0028]图3是本专利技术公开的一种变径外驱动式套筒展开方法基于的变径预紧组件和轮式驱动组件结构简图。
[0029]附图标记说明：
[0030]1、变径预紧组件；2、轮式驱动组件；3、安装基座；4、最外级套筒；5、次外级套筒；6、二级套筒；7、i级套筒；8、次内级套筒；9、最内级套筒；10、限位互锁件；11、限位环；
[0031]101、预紧基座；102、第一减速电机；103、力矩传感器；104、第一伞齿轮；105、第二伞齿轮；106、预紧支撑臂；107、角度传感器；
[0032]201、第二减速电机；202、驱动轮。
具体实施方式
[0033]为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细介绍。
[0034]参见图1
‑
2所示；
[0035]专利技术一种变径外驱动式套筒展开方法，其基于轮式驱动组件2、能够将轮式驱动组件2与套筒外壁抵接的变径预紧组件1和反馈轮式驱动组件和抵接状态的控制系统；
[0036]其中，变径预紧组件1和轮式驱动组件2外置于套筒外部，从而使变径预紧组件1和轮式驱动组件2不受套筒直径约束，即可展开小直径的套筒组件，也可展开大直径的套筒组件，适用范围广，通用性高；
[0037]该方法包括以下步骤：
[0038]步骤S1：变径预紧组件1安装在最外级套筒4的上部，轮式驱动组件2安装在变径预紧组件1上；
[0039]步骤S2：预紧系统控制轮式驱动组件2与待展开套筒外壁实时接触；
[0040]步骤S3：驱动系统控制轮式驱动组件2转动，将套筒逐级展开，并在套筒完全展开后停机；
[0041]优选的，预紧系统控制方式，包括如下步骤：
[0042]步骤S2.1：检测变径预紧组件1状态参数x1～x
n
，其中n为状态参数数量
[0043]步骤S2.2：由变径预紧组件1状态参数计算轮式驱动组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变径外驱动式套筒展开方法，其基于轮式驱动组件、能够将所述轮式驱动组件与套筒外壁抵接的变径预紧组件和反馈所述轮式驱动组件和抵接状态的控制系统，其特征在于；该方法包括以下步骤：步骤S1：所述变径预紧组件安装在最外级套筒的上部，所述轮式驱动组件安装在所述变径预紧组件上；步骤S2：预紧系统控制所述轮式驱动组件与待展开套筒外壁实时接触；步骤S3：驱动系统控制所述轮式驱动组件转动，将套筒逐级展开，并在套筒完全展开后停机。2.根据权利要求1所述的一种变径外驱动式套筒展开方法，其特征在于；所述预紧系统控制方式，包括如下步骤：步骤S2.1，检测所述变径预紧组件状态参数x1～x
n
，其中n为状态参数数量；步骤S2.2，由所述变径预紧组件状态参数计算所述轮式驱动组件与套筒外壁的抵接力N＝f(x1,
…
,x
n
)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨会生，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：