[发明专利]一种套接式展收机构绳驱动张紧装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种套接式展收机构绳驱动张紧装置及其控制方法，属于机械技术和自动控制领域；所述的绳驱动张紧装置包括套接筒模块、驱动绳模块、张紧模块、驱动模块以及控制模块，驱动绳模块中的展开绳和收拢绳，分别对套接筒模块中相互嵌套的各级套接筒展开和收拢；控制模块控制驱动模块中的展开电机和收拢电机的运行，进而使张紧模块中的收拢摆臂和展开摆臂始终保持在合理范围内；所述绳驱动张紧装置的控制方法，包括展开过程和收拢过程，能够使得套接式展收机构在展开和收拢过程中，放卷的被动绳始终处于张紧状态，绳上的张力维持在一定的范围内；能够对展收机构所有动作进行控制并监测相关数据，操作简单。

技术领域

本发明属于机械技术和自动控制领域，涉及一种套接式展收机构绳驱动张紧装置及其控制方法，可以实现对装置的监测和控制。

背景技术

随着航天事业的发展，航天器结构趋于大型化，但又受到运载火箭几何空间的限制，因此可展收机构得到了广泛的应用。套接式展收机构由于其活动部位少，展开到位锁定后刚度高，受到了越来越多的关注。

传统的套接式展收机构采用丝杠螺母进行驱动，这种驱动方式质量大并且在丝杠转动过程中会引起机构共振，对机构产生不利影响，而采用绳索进行驱动不仅具有较轻的质量并且能避免共振的发生。

但由于绳索的柔软性，使得在展收过程中被动绳索要么处于松弛状态，可能会钩挂到其它部件上造成绳索的损坏，要么被动绳又过于张紧，进而阻碍机构正常运动；被动绳索上的张力不能保持在一定合理的范围内，这极大的影响了套接式展收机构的正常展收。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种套接式展收机构绳驱动张紧装置及其控制方法，能够实现套接式展收机构的展开及收拢，并使得被动绳的张力处于一定的范围内，既不松弛也不过于张紧，有利于机构的顺利展收。

所述的套接式展收机构绳驱动张紧装置，包括套接筒模块、驱动绳模块、张紧模块、驱动模块以及控制模块。

所述套接筒模块由四个直径不等的空心圆筒相互嵌套而成，从外向内依次为第一级套接筒、第二级套接筒、第三级套接筒和第四级套接筒；各级套接筒通过键配合实现周向定位，通过套接筒上下端法兰台阶实现轴向限位。在第一级套接筒、第二级套接筒和第三级套接筒的上部内侧安装有顶部线轮，在第二级套接筒、第三级套接筒和第四级套接筒的下部外侧安装有底部线轮；所述的顶部线轮和底部线轮用于安装驱动绳模块。

所述驱动绳模块包括展开绳和收拢绳；展开绳依次穿过各级套接筒上的顶部线轮和底部线轮，在各级套接筒之间往复排布，且展开绳两端分别连接张紧模块中的展开绳张紧模块；收拢绳一端与最内层的第四级套接筒下端固定，另一端穿过第三级套接筒后连接张紧模块中的收拢绳张紧模块。

所述张紧模块包括一套收拢绳张紧模块和两套对称的展开绳张紧模块。

所述收拢绳张紧模块位于第二级套接筒的底端中心位置，包括底座、支撑杆、收拢摆臂座、收拢角度传感器、收拢传感器座、收拢摆臂轴、收拢摆臂、收拢张紧扭簧、收拢线轮座和收拢线轮。

底座安装在第二级套接筒下端，与第二级套接筒底面平行，并作为基础安装平台；支撑杆垂直安装于底座中心；收拢摆臂座安装于底座上，位于支撑杆一侧；收拢传感器座与收拢摆臂座处于并列位置，固定在底座侧面上，用于安放收拢角度传感器；

在收拢摆臂座上通过轴承固定安装收拢摆臂轴，收拢摆臂轴一端与收拢角度传感器相连，另一端穿过收拢摆臂座与收拢摆臂固定相连；收拢摆臂倾斜于收拢摆臂座上方；

同时在收拢摆臂座上还安装收拢张紧扭簧，收拢张紧扭簧一端固定安放在收拢摆臂座上，另一端插入收拢摆臂上的一端的孔内；收拢摆臂的另一端通过轴承安装收拢线轮座；收拢线轮座上用于安装两个周向有凹槽的收拢线轮，两个线轮相切，由此使两个凹槽间形成穿线通道；同时在支撑杆顶部、底座下表面中部也分别安装有两收拢线轮；