CN102788234A - 一种星载精密太阳指向机构 - Google Patents

Abstract

星载精密太阳指向机构，涉及精密机械跟踪测量技术领域，解决了现有的地面用太阳跟踪转台无锁紧机构而易使机构损害的问题。该机构包括机构底座；通过通孔与机构底座相连的支撑架；与支撑架固定相连的方位转动部件；与方位转动部件固定相连的俯仰转动部件；活动连接在俯仰转动部件上的载荷。载荷可沿着方位轴和俯仰轴转动。该机构还包括锁紧机构，锁紧机构采用膨胀螺栓或内置金属销；膨胀螺栓安装在锁紧机构内部，金属销内置在锁紧机构内部，可伸出或缩回锁紧机构外部。本发明的星载精密太阳指向机构在发射过程中承受的轴向冲击力减小，延长了轴承的使用寿命，提高了机构的性能，锁紧机构能同时锁紧两个方向，增强了机构的可靠性。

Description

一种星载精密太阳指向机构

技术领域

本发明涉及精密机械跟踪测量技术领域，具体涉及一种星载精密太阳指向机构。

背景技术

太阳指向机构用于对太阳辐射的实时跟踪观测，能够确定目标的精确位置，被广泛应用于气象及气候预测、航空航天及太阳能利用诸多方面。

目前，地面用太阳指向机构一般由垂直于地面的转动轴系和平行于地面的转动轴系配合使用的二维旋转机构组成。与本发明最为接近的现有技术是中国科学院长春光机所的地面用太阳跟踪转台，如图1所示，该转台包括转台底座1；与转台底座1固定相连的第一维转动部件2；连接在第一维转动部件2上的支撑部件3；通过支撑部件3的通孔与之相连的第二维转动部件4；与第二维转动部件4固定相连的载荷5，在第一维转动部件2的作用下，支撑部件3围绕转台底座1的中心轴线转动，第二维转动部件4可在支撑部件3的通孔中自由转动，在第二维转动部件4的带动下，载荷5围绕支撑部件3的水平轴线转动。在应用到星载条件下时，由于支撑部件3围绕转台底座1的中心轴线转动，载荷5围绕支撑部件3的水平轴线转动，不能实现载荷5的自身转动，转台所受到的轴向冲击力过大，缩短了轴承的使用寿命及性能，并且该转台没有锁紧机构，在发射过程中转台整体会受到严重的损害，其可靠性也大大降低。

发明内容

为了解决现有的地面用太阳跟踪转台受到的轴向冲击力过大而易使机构损害的问题，本发明提供一种星载精密太阳指向机构。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种星载精密太阳指向机构，包括：

机构底座；

通过通孔与所述机构底座相连的支撑架；

与所述支撑架固定相连的方位转动部件；

与所述方位转动部件固定相连的俯仰转动部件；

活动连接在所述俯仰转动部件上的载荷。

沿着所述方位转动部件的轴向方向为方位轴，所述载荷可沿着方位轴转动。

沿着所述俯仰转动部件的轴向方向为俯仰轴，所述载荷可沿着俯仰轴转动。

该机构还包括锁紧机构，所述锁紧机构一端固定在所述机构底座上，另一端与所述载荷相连。

所述锁紧机构采用膨胀螺栓；

所述膨胀螺栓安装在所述锁紧机构内部，一端固定在所述机构底座上，另一端与所述载荷相连。

所述锁紧机构还可以采用内置金属销；

所述金属销内置在所述锁紧机构内部，可伸出或缩回所述锁紧机构外部。

所述俯仰转动部件成圆柱形，所述载荷活动套在俯仰转动部件上。

所述方位转动部件主要由两组平行边框连接而成，所述俯仰转动部件两端分别与所述方位转动部件的一组平行边框固定连接。

本发明的有益效果是：本发明的星载精密太阳指向机构，由于采用了方位转动部件和俯仰转动部件两个结构的配合，使载荷沿着方位轴和俯仰轴转动，实现了载荷自身的转动，同时改变了机构受到的轴向冲击力方向，使机构在发射过程中转动部件所承受的轴向冲击力减小，延长了轴承的使用寿命，并提高了整个机构的性能，同时本发明还增加了锁紧机构，锁紧机构能同时锁紧两个方向，即载荷分别通过方位转动部件和俯仰转动部件沿着方位轴和俯仰轴两方向转动，这种用一个锁紧机构锁紧两个方向的设计，不但增强了机构的可靠性，而且使机构更为紧凑。

附图说明

图1为现有的地面用太阳跟踪转台的结构示意图；

图2为本发明的一种星载精密太阳指向机构的结构示意图；

图3为膨胀螺栓分别与载荷和机构底座连接的示意图；

图4为金属销内置在锁紧机构内部的示意图。

图中：1、转台底座，2、第一维转动部件，3、支撑部件，4、第二维转动部件，5、载荷，6、机构底座，7、支撑架，8、方位转动部件，9、俯仰转动部件，10、锁紧机构，11、膨胀螺栓，12、金属销。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图2所示，本发明的星载精密太阳指向机构主要包括：机构底座6、支撑架7、方位转动部件8和俯仰转动部件9，机构底座6成凹形，其凹形两端开有圆柱形通孔，两个支撑架7成圆柱形，每个支撑架7穿过其对应的圆柱形通孔与机构底座6相连，方位转动部件8成方框形，由两组平行边框连接而成，俯仰转动部件9固定连接在方位转动部件8的一组平行方框上，而两个支撑架7分别与另外一组平行边框固定连接，俯仰转动部件9成圆柱形，载荷5活动套在俯仰转动部件9上，沿着方位转动部件8的轴向方向为方位轴，载荷5可沿着方位轴转动，沿着俯仰转动部件9的轴向方向为俯仰轴，载荷5可沿着俯仰轴转动，即实现了载荷5的二维转动。

本发明的星载精密太阳指向机构还包括锁紧机构10，锁紧机构10一端固定在机构底座6上，另一端与载荷5相连，用于锁紧载荷5，如图3所示，本发明中的锁紧机构10主要采用膨胀螺栓11，膨胀螺栓11安装在锁紧机构10内部，膨胀螺栓11一端固定在所述机构底座6上，另一端与所述载荷5相连；在发射前，需要将载荷5锁紧，此时，膨胀螺栓11将载荷5锁紧，防止机构整体受到损害，同时，俯仰转动部件9起到分散轴向冲击力的作用，使轴向冲击力缩小；在发射完成后的正常工作过程中，载荷5可沿着方位轴和俯仰轴两个方向转动，实现了载荷5的二维转动，锁紧机构10利用膨胀螺栓11能实现载荷5两个方向上的锁紧作用。

如图4所示，上述锁紧机构10还可以采用内置金属销12，金属销12内置在锁紧机构10内部，可伸出或缩回锁紧机构10外部；在发射前，需要将载荷5锁紧，此时，金属销12伸出锁紧机构10直到顶住载荷5，这样整个机构均不能够转动，达到锁紧和防止机构整体受到损害的目的，同时，俯仰转动部件9起到分散轴向冲击力的作用，使轴向冲击力缩小；在发射完成后的正常工作过程中，载荷5可沿着方位轴和俯仰轴两个方向转动，实现了载荷5的二维转动，锁紧机构10利用膨胀螺栓11能实现载荷5两个方向上的锁紧作用，载荷5需要转动时，锁紧机构10自动将金属销12收回，整个机构的2自由度即可恢复。

上述锁紧机构10内部与锁紧机构10外部相对应，外部是指与载荷5相连的外表面，内部是指未与载荷5和机构底座6相连的内部结构空间。

本发明的星载精密太阳指向机构的整体质量和结构均以方位轴和俯仰轴对称的。

Claims (8)

1.一种星载精密太阳指向机构，其特征在于，包括：

机构底座（6）；

通过通孔与所述机构底座（6）相连的支撑架（7）；

与所述支撑架（7）固定相连的方位转动部件（8）；

与所述方位转动部件（8）固定相连的俯仰转动部件（9）；

活动连接在所述俯仰转动部件（9）上的载荷（5）。

2.根据权利要求1所述的星载精密太阳指向机构，其特征在于，沿着所述方位转动部件（8）的轴向方向为方位轴，所述载荷（5）可沿着方位轴转动。

3.根据权利要求1所述的星载精密太阳指向机构，其特征在于，沿着所述俯仰转动部件（9）的轴向方向为俯仰轴，所述载荷（5）可沿着俯仰轴转动。

4.根据权利要求1所述的星载精密太阳指向机构，其特征在于，该机构还包括锁紧机构（10），所述锁紧机构（10）一端固定在所述机构底座（6）上，另一端与所述载荷（5）相连。

5.根据权利要求4所述的星载精密太阳指向机构，其特征在于，所述锁紧机构（10）采用膨胀螺栓（11）；

所述膨胀螺栓（11）安装在所述锁紧机构（10）内部，一端固定在所述机构底座（6）上，另一端与所述载荷（5）相连。

6.根据权利要求4所述的星载精密太阳指向机构，其特征在于，所述锁紧机构（10）还可以采用内置金属销（12）；

所述金属销（12）内置在所述锁紧机构（10）内部，可伸出或缩回所述锁紧机构（10）外部。

7.根据权利要求1所述的星载精密太阳指向机构，其特征在于，所述俯仰转动部件（9）成圆柱形，所述载荷（5）活动套在俯仰转动部件（9）上。

8.根据权利要求7所述的星载精密太阳指向机构，其特征在于，所述方位转动部件（8）主要由两组平行边框连接而成，所述俯仰转动部件（9）两端分别与所述方位转动部件（8）的一组平行边框固定连接。

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