[发明专利]一种星载集成化紧凑型低回差的高精度二维指向机构

说明书

本发明公开了一种星载集成化紧凑型低回差的高精度二维指向机构，该机构包括，支撑结构和驱动组件；支撑结构包括：机构基座、十字框架、天线基座、主动轴、从动轴、调整垫片、深沟球轴承。驱动组件包括：固定端和输出端。主动轴和从动轴一端均与十字框架固定连接，另一端与机构基座之间安装深沟球轴承；调整垫片安装在十字框架与主动轴之间；驱动组件固定端、输出端分别与机构基座、主动轴固定连接。本发明广泛适用于驱动星载抛物面天线实现对目标的跟踪和定向。

技术领域

本发明涉及航空航天机电技术领域，特别涉及一种星载集成化紧凑型低回差的高精度二维指向机构。

技术背景

随着现代航空航天技术的成熟发展，空间探测活动越来越频繁、任务也越来越复杂，尤其以空间站、登月计划和探火工程为代表。这使得星地或者星间传输的数据量也不断增加。为了满足传输数据量增加的需求，通常是通过提高天线增益来提高数据传输速度。这使得天线的波束宽度也变得很窄，而指向不确定性会成特定区域的增益降低，甚至造成通信链路连接不畅。因此，很多天线被设计成具有二维转动和定向的功能。

随着星载天线增益增高，天线口径和重量越来越大，结构越来越复杂，用于安装二维指向机构的空间有限，同时也给二维指向机构的安装操作带来很大的困难。同时，出于建立星地或者星间链路需要，星载天线对特定区域的指向精度要求也很高，这需要由二维指向机构来实现。

现有的二维指向机构存在集成化程度低、不易更换组件、包络尺寸大、轴系传动误差和回差大等问题而不能满足空间探测活动的需要。目前迫切需要一种集成化程度高、紧凑、高精度二维指向机构。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种星载集成化紧凑型低回差的高精度二维指向机构，不仅便于系统集成安装，还可以减小二维指向机构在星载天线系统中的体积，进而减小星载天线系统的包络尺寸，便于星载天线系统在卫星上的安装固定。本发明提供的技术方案如下：

一种星载集成化紧凑型低回差的高精度二维指向机构，该机构包括：支撑结构和驱动组件。支撑结构包括：机构基座、十字框架、天线基座、主动轴、从动轴、调整垫片、深沟球轴承。驱动组件包括：固定端和输出端。

主动轴和从动轴一端均与十字框架固定连接，另一端与机构基座之间安装深沟球轴承；调整垫片安装在十字框架与主动轴之间；驱动组件与主动轴和机构基座之间固定连接。

支撑结构与驱动组件均可独立使用，即二维指向机构拆除驱动组件后，可以正常转动，各零件间位置和配合关系保持不变；或更换驱动组件，获得其他转动性能指标。

驱动组件安装于支撑结构腔内，使二维指向机构紧凑、包络小、刚度高。

主动轴、驱动组件输出端均为“马蹄型”异形阶梯轴，主动轴与十字框架之间通过“马蹄型”异形阶梯轴定位和传递力矩；

深沟球轴承安装在机构基座轴承孔内，分别通过主动轴轴肩、从动轴轴肩和轴承孔端面实现轴向固定；

驱动组件输出端与主动轴之间通过“马蹄型”异形轴定位和传递力矩，轴向配合长度不小于9mm，且二维机构受热膨胀后，输出端可在主动轴轴孔内沿轴向移动；

“马蹄型”异形阶梯轴与孔之间的配合均为H6/n5过盈配合获得低回差甚至零回差，在轴与孔装配时可采用热装法。

十字框架材料为铝合金2A14，主动轴材料为不锈钢2Cr13，均为热涨系数较大金属材料。

本发明由于采取了上述设计方案，使之与现有技术方案相比，具有以下的优点：

本发明提供的一种星载集成化紧凑型低回差的高精度二维指向机构，广泛适用于驱动星载抛物面天线对目标进行跟踪和指向，采用了集成化、小型化和低间隙设计，相较于现有的二维指向机构，具有安装更换方便、紧凑和精度高等优点。

附图说明