本發(fā)明涉及一種驅動裝置，特別是涉及一種應用于組網小衛(wèi)星的雙翼太陽陣對日定向驅動裝置。

背景技術：

近年來，全球小衛(wèi)星發(fā)展態(tài)勢強勁，發(fā)射數量逐年大幅增長，已成為世界航天活動的主要構成部分之一。小衛(wèi)星具有低成本、短周期、發(fā)射便捷的特點，而很多適用于常規(guī)衛(wèi)星平臺的機構由于尺寸、重量及成本等原因，難以滿足小衛(wèi)星的使用需求。作為星上重要機構，小衛(wèi)星太陽陣對日定向驅動裝置在尺寸、重量、成本及可靠性等方面提出了更高的要求。

技術實現要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種應用于組網小衛(wèi)星的雙翼太陽陣對日定向驅動裝置，其能夠適用于雙翼往復擺動的小衛(wèi)星太陽陣在軌對日定向驅動，具有廣泛的適用性，構型簡單，結構緊湊，重量輕。

本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種應用于組網小衛(wèi)星的雙翼太陽陣對日定向驅動裝置，其包括步進電機、諧波減速器、齒輪組、第一連接法蘭接口、第一限位塊、中空輸出軸、霍爾傳感器、第二連接法蘭接口，步進電機與諧波減速器相連，諧波減速器通過齒輪組與中空輸出軸相連，第一連接法蘭接口和第二連接法蘭接口分別套在中空輸出軸的兩端，第一連接法蘭接口位于第二連接法蘭接口的左邊，第一限位塊套在第一連接法蘭接口上，霍爾傳感器與第二連接法蘭接口相連。

優(yōu)選地，所述齒輪組包括第二限位塊、第三限位塊、非金屬材料大齒輪、金屬材料小齒輪，非金屬材料大齒輪與金屬材料小齒輪相連，第二限位塊、第三限位塊都安裝在非金屬材料大齒輪上，第二限位塊位于第三限位塊左邊。

優(yōu)選地，所述第二限位塊為正120°的限位塊，第三限位塊為負120°的限位塊。

優(yōu)選地，所述齒輪組采用非金屬材料與金屬材料配合。

優(yōu)選地，所述諧波減速器和齒輪組組成一個兩級傳動裝置。

優(yōu)選地，所述中空輸出軸上設有一個凹槽。

優(yōu)選地，所述中空輸出軸采用鈦合金材質加工，中空輸出軸在結構上做減重處理，且表面采用微弧氧化措施。

優(yōu)選地，所述齒輪組與諧波減速器偏置，在布局上實現了單個輸出軸兩端動力輸出。

本發(fā)明的積極進步效果在于：本發(fā)明能夠通過對驅動源和傳動環(huán)節(jié)的創(chuàng)新性布局，實現了單臺步進電機驅動雙翼太陽電池陣的功能，并且根據整星布局的特點，對中空輸出軸進行修改，可具有很好的適應性和可擴展性；通過諧波減速器和外置齒輪組的設計，實現了單臺步進電機驅動雙翼太陽陣在軌對日定向，并減小了力矩波動，使驅動更加平穩(wěn)；外置齒輪組的輪齒部分采用金屬材料與非金屬材料配合，減輕了重量，免去了潤滑環(huán)節(jié)，使結構設計緊湊，布局合理；由于中空輸出軸的設計及小衛(wèi)星在軌任務需求，摒棄了結構復雜的滑環(huán)組件，采用電纜進行傳輸，增加了可靠性，降低了重量和成本；通過中空輸出軸導出太陽翼的功率電纜和信號電纜，使電纜走向路徑相比常規(guī)驅動機構大大縮短，走線清晰簡潔，大大降低了驅動過程中電纜的扭曲和彎折，這也是驅動裝置能實現較大的往復擺動角度(±120°)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

圖2為本發(fā)明齒輪組的結構示意圖。

圖3為本發(fā)明中空輸出軸的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術方案。

如圖1所示，本發(fā)明應用于組網小衛(wèi)星的雙翼太陽陣對日定向驅動裝置包括步進電機1、諧波減速器2、齒輪組3、第一連接法蘭接口4、第一限位塊5、中空輸出軸6、霍爾傳感器7、第二連接法蘭接口8，步進電機1與諧波減速器2相連，諧波減速器2通過齒輪組3與中空輸出軸6相連，第一連接法蘭接口4和第二連接法蘭接口8分別套在中空輸出軸6的兩端，第一連接法蘭接口4位于第二連接法蘭接口8的左邊，第一限位塊5套在第一連接法蘭接口4上，霍爾傳感器7與第二連接法蘭接口8相連。

如圖2所示，所述齒輪組3包括第二限位塊31、第三限位塊32、非金屬材料大齒輪33、金屬材料小齒輪34，非金屬材料大齒輪33與金屬材料小齒輪34相連，第二限位塊31、第三限位塊32都安裝在非金屬材料大齒輪33上，第二限位塊31位于第三限位塊32左邊，這樣方便旋轉。

所述第二限位塊31為正120°的限位塊，第三限位塊32為負120°的限位塊，這樣實現機械硬限位。

所述齒輪組采用非金屬材料與金屬材料配合，這樣在不影響齒輪強度的情況下，實現了輕量化設計，同時金屬材料與非金屬材料的齒輪組配合無需潤滑，使得機構設計更加簡潔。具體來說，齒輪組中主動齒輪采用金屬材料，進行鍍膜處理；從動齒輪本體采用金屬材料，輪齒部分采用非金屬材料。

所述諧波減速器和齒輪組組成一個兩級傳動裝置，這樣減少步進電機固有的轉速波動，增大驅動裝置的輸出力矩，使得驅動太陽翼轉動更加平穩(wěn)。齒輪組與諧波減速器偏置，在布局上實現了單個輸出軸兩端動力輸出。

如圖3所示，所述中空輸出軸6上設有一個凹槽，這樣方便用于引出功率電纜和信號電纜，減少了電接插件的使用，提高了可靠性和安全性。

所述中空輸出軸采用鈦合金材質加工，中空輸出軸在結構上做減重處理，且表面采用微弧氧化措施，這樣保證發(fā)射率和吸收率，具有輕量化、高強度、較好的隔熱性能。

所述中空輸出軸作為結構支撐，實現動力的輸出與傳遞；同時，中空輸出軸部分為太陽陣的功率電纜和信號電纜提供了走線通道，實現了電纜走線和機構布局的一體化設計；根據整星布局的特點，可對中空輸出軸長度、外徑等參數適應性修改。

本發(fā)明應用于組網小衛(wèi)星的雙翼太陽陣對日定向驅動裝置的功率和信號傳輸采用電纜傳輸，不需要滑環(huán)傳輸，增強了安全性和可靠性。

本發(fā)明使用一臺步進電機能夠帶動兩翼太陽陣實現往復擺動，擺動范圍為±120°，擺動的極限位置安裝霍爾傳感器，通過程序判斷實現軟限位；同時，極限位置的限位塊實現機械硬限位。

以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種應用于組網小衛(wèi)星的雙翼太陽陣對日定向驅動裝置，其包括步進電機、諧波減速器、齒輪組、第一連接法蘭接口、第一限位塊、中空輸出軸、霍爾傳感器、第二連接法蘭接口，步進電機與諧波減速器相連，諧波減速器通過齒輪組與中空輸出軸相連，第一連接法蘭接口和第二連接法蘭接口分別套在中空輸出軸的兩端，第一連接法蘭接口位于第二連接法蘭接口的左邊，第一限位塊套在第一連接法蘭接口上，霍爾傳感器與第二連接法蘭接口相連。本發(fā)明能夠適用于雙翼往復擺動的小衛(wèi)星太陽陣在軌對日定向驅動，具有廣泛的適用性，構型簡單，結構緊湊，重量輕。

技術研發(fā)人員：王智磊;施偉璜;周徐斌;趙發(fā)剛;楊勇;趙枝凱
受保護的技術使用者：上海衛(wèi)星工程研究所
技術研發(fā)日：2017.05.16
技術公布日：2017.11.07