[发明专利]一种空间六自由度刚柔动力学去耦合装置

说明书

本发明提供了一种空间六自由度刚柔动力学去耦合装置。所述直线音圈电机一直线自由度方向动子的一端与转动音圈电机一的定子之间由法兰盘一固定连接，直线音圈电机一直线自由度方向定子的一端与转动音圈电机二的转子之间由法兰盘二固定连接，直线音圈电机二直线自由度方向动子的一端与转动音圈电机二的定子之间由法兰盘三固定连接，直线音圈电机二直线自由度方向定子的一端与转动音圈电机三的转子之间由法兰盘四固定连接，直线音圈电机三直线自由度方向动子的一端与转动音圈电机三的定子之间由法兰盘五固定连接。本发明提供六个完整的自由度，从而完成空间飞行器上的刚柔部件之间的动力学耦合的解耦工作，提高了空间飞行器姿态和轨道控制的灵活性。

技术领域

本发明涉及一种空间六自由度刚柔动力学去耦合装置，属于动力学去耦合装置技术领域。

背景技术

目前国内外提出的空间飞行器刚柔部件连接关节主要为直接固连或三自由度连接。其中三自由度连接这种方式可以提供三个转动自由度，其缺点有二：一是在三个平动自由度上依然属于固定连接的方式，因此在空间飞行器刚柔部件之间的平动控制上，依然存在耦合现象；二是用三轴相交于一点的方式，因此在三维转动过程中，机械上会有一定的干涉，影响了运动的范围。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，即在空间飞行器刚柔部件之间的平动控制上，依然存在耦合现象，并且存在转动上的干涉。进而提供一种空间六自由度刚柔动力学去耦合装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种空间六自由度刚柔动力学去耦合装置，包括：转动音圈电机一、法兰盘一、直线音圈电机一、法兰盘二、转动音圈电机二、法兰盘三、直线音圈电机二、法兰盘四、转动音圈电机三、法兰盘五、直线音圈电机三、法兰盘六、平移位置测量传感器和转动角度测量传感器，所述直线音圈电机一直线自由度方向动子的一端与转动音圈电机一的定子之间由法兰盘一固定连接，直线音圈电机一直线自由度方向定子的一端与转动音圈电机二的转子之间由法兰盘二固定连接，直线音圈电机二直线自由度方向动子的一端与转动音圈电机二的定子之间由法兰盘三固定连接，直线音圈电机二直线自由度方向定子的一端与转动音圈电机三的转子之间由法兰盘四固定连接，直线音圈电机三直线自由度方向动子的一端与转动音圈电机三的定子之间由法兰盘五固定连接，直线音圈电机三直线自由度方向定子的一端固定有法兰盘六，直线音圈电机一上的动子和定子之间、直线音圈电机二上的动子和定子之间、直线音圈电机三上的动子和定子之间均设有平移位置测量传感器，转动音圈电机一的定子与法兰盘一之间、转动音圈电机二的定子与法兰盘三之间、转动音圈电机三的定子与法兰盘五之间均设有转动角度测量传感器。

本发明的有益效果：

本发明相对于现有技术来说，可以提供六个完整的自由度(现有技术在转动方向上有限制)，从而完成空间飞行器上的刚柔部件之间的动力学耦合的解耦工作，大大提高了空间飞行器姿态和轨道控制的灵活性。本发明的去耦合装置利于小型化设计。

本发明可以应用于空间飞行器刚柔部件的连接结构，例如：卫星太阳能帆板与卫星本体之间的连接、空间站大型可展开天线与空间站之间的连接。

附图说明

图1为本发明空间六自由度刚柔动力学去耦合装置的整体结构示意图。

图2为直线音圈电机和法兰盘的连接结构示意图。

图3为转动音圈电机和直线音圈电机的连接结构示意图。

图中的附图标记，1为转动音圈电机一，2为法兰盘一，3为直线音圈电机一，4为法兰盘二，5为转动音圈电机二，6为法兰盘三，7为直线音圈电机二，8为法兰盘四，9为转动音圈电机三，10为法兰盘五，11为直线音圈电机三，12为法兰盘六，13为平移位置测量传感器，14为转动角度测量传感器。

具体实施方式