[发明专利]一种基于空间并联机构的准万向姿态执行机构

权利要求书

1.一种基于空间并联机构的准万向姿态执行机构，其特征在于，包括并联机构平台(1)、轮体(2)、高速电机(3)、轴承(4)、壳体(5)；并联机构平台(1)是包括n条驱动支链、静基座(7)、动平台(10)的且至少具有两个转动自由度的空间并联机构；

轮体(2)中心处安装轴承(4)，高速电机(3)的转子安装在轴承(4)上；轴承(4)和高速电机(3)的定子一并安装于并联机构平台(1)的动平台(10)，轮体(2)、高速电机(3)的定子和转子、轴承(4)同轴；并联机构平台(1)、轮体(2)、高速电机(3)和轴承(4)通过并联机构平台(1)的静基座(7)接口安装于壳体(5)内部；壳体(5)外部的支耳与外部的航天器舱板连接；壳体(5)包络轮体(2)的最大活动范围；并联机构平台(1)通过多条驱动支链的运动控制动平台(10)运动；静基座(7)包括平台和n条支腿，平台通过在底部沿周向均匀分布的n个支腿支撑；n为正整数；

驱动支链包括低速电机(6)、丝杠(8)、螺母(9)、第二铰链(13)、弹簧阻尼器(12)、第一铰链(11)、导向杆(14)；n条驱动支链对应安装在静基座(7)的各支腿支撑上；其中，丝杠(8)通过轴承安装于静基座(7)的支腿上，低速电机(6)的转子固定于丝杠(8)的末端，低速电机(6)的定子安装于静基座(7)的支腿末端，低速电机(6)的定、转子为同轴安装；动平台(10)通过第一铰链(11)与弹簧阻尼器(12)连接，弹簧阻尼器(12)通过第二铰链(13)与螺母(9)连接；螺母(9)安装于丝杠(8)上，导向杆(14)沿静基座(7)的支腿安装，螺母(9)沿导向杆(14)移动，导向杆(14)对螺母(9)起导向作用；

通过并联机构平台(1)在局部区域任意连续转动实现角动量矢量在该区域内的任意连续偏摆，改变角动量矢量的方向，输出陀螺力矩；通过高速电机(3)变速，改变角动量矢量的大小，输出反作用力矩；陀螺力矩和反作用力矩单独或共同作为航天器的姿控力矩。

2.根据权利要求1所述的一种基于空间并联机构的准万向姿态执行机构，其特征在于：壳体(5)包括上壳体和下壳体，上壳体和下壳体通过螺纹连接和锡焊密封。

3.根据权利要求1所述的一种基于空间并联机构的准万向姿态执行机构，其特征在于：轮体(2)为圆形框架结构，从圆形框架圆形向外辐射的辐条支撑圆形框。

4.根据权利要求3所述的一种基于空间并联机构的准万向姿态执行机构，其特征在于：轮体(2)的辐条与圆形平面之间存在锐角夹角。

5.根据权利要求1所述的一种基于空间并联机构的准万向姿态执行机构，其特征在于：丝杠(8)与壳体(5)的对外安装接口平面呈角度α，角度α的大小根据所述准万向姿态执行机构的运动学和动力学特性进行优化选定。

6.根据权利要求1所述的一种基于空间并联机构的准万向姿态执行机构，其特征在于：通过测量并联机构平台(1)中丝杠(8)的转角计算螺母(9)的位移，或者直接测量螺母(9)的实时位移，再利用各螺母(9)的位移计算并联机构平台(1)中的动平台(10)的实时姿态，通过动平台(10)姿态的相对变化确定动平台(10)的实时偏转角速度。