An intelligent flexible actuator based on distributed flexible structure consists of an upper flexible hinge (2), a supporting rod (3), a connecting block (4), a lower flexible hinge (6), an upper film spring (7), a mover mounting cover (9), a voice coil motor (10), an outer cylinder (11), a stator mounting cover (12), a lower film spring (13), a displacement sensor (14), a displacement sensor (15), and a mover mounting cover (9). Bottom cover (16). After installation, the vibration isolation, disturbance suppression and precise pointing adjustment of the intelligent flexible actuator are realized through the measurement feedback of a large range high precision eddy current displacement sensor (15) and the control output of a large stroke fast response voice coil motor (10). The intelligent flexible actuator of the invention adopts the structure form of double film spring and double flexible hinge, which has high control precision and good expansibility, and can be widely used in the field of spacecraft ultra-high precision, ultra-high stability and ultra-agile control.
【技术实现步骤摘要】
一种基于分布式柔性结构的智能挠性作动器
本专利技术涉及航天器控制领域,特别涉及一种智能挠性作动器。
技术介绍
近年来,随着极高分辨率对地观测、空间运动目标高平稳跟踪与高分辨率成像等一系列未来任务需求的提出,对卫星控制系统的精度、稳定度提出了极高的要求。受限于传统姿态敏感器(星敏、陀螺)等测量精度和测量带宽限制,传统意义上的低带宽姿态控制系统无法在宽频域内对各种扰动力矩的影响实现有效抑制,仅基于卫星姿态控制来实现有效载荷的精稳指向控制的技术方案在现有技术条件下已经难以满足甚高精度指向和稳定控制要求;因此,提出了在载荷和星体安装主动平台的设计方案,通过主动平台中作动器的的振动隔离、扰振抑制和精确指向实现载荷的高性能指标。然而目前采用的作动器一般只安装振动传感器(如力传感器、加速度传感器),因而只具有主动隔振功能,而不具备精确指向调节功能。并且在作动器连接处采用传统的普通铰链(如球铰和虎克铰),由于摩擦和间隙的存在,限制了作动器的控制输出精度。并且随着卫星载荷的不断增大、敏捷机动与快速稳定性能的不断提高,目前的小行程主动隔振作动器已无法满足应用需求。基于此,提出基于分布式柔性结构的智能挠性作动器方案,通过挠性(柔性)部件实现高频振动隔离,通过传感器和音圈电机的闭环智能主动控制实现扰振抑制和高精度指向。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提出一种基于分布式柔性结构的智能挠性作动器,相比于现有的技术方法,采用双膜簧提供了智能挠性作动器轴向刚度,并严格保证了作动器的轴向运动,采用双柔性铰链,释放约束自由度,提供智能挠性作动器轴向运动到由多个智能 ...
【技术保护点】
1.一种基于分布式柔性结构的智能挠性作动器,其特征在于,包括:上柔性铰链(2)、支杆(3)、连接块(4)、下柔性铰链(6)、上膜簧(7)、限位块(8)、动子安装盖(9)、音圈电机(10)、外筒(11)、定子安装盖(12)、下膜簧(13)、位移传感器被测件(14)、位移传感器(15)、底盖(16);音圈电机(10)两端分别连接动子安装盖(9)、定子安装盖(12),动子安装盖(9)通过中心凸台与上膜簧内圈(19)连接;动子安装盖(9)中心凸台端部与下柔性铰链(6)一端连接;下柔性铰链(6)另一端通过连接块(4)与支杆(3)一端连接;支杆(3)另一端与上柔性铰链(2)一端连接,柔性铰链(2)另一端与外部结构相连接;上膜簧外圈(20)固定于外筒(11)一端端口;定子安装盖(12)安装在外筒(11)内壁上;定子安装盖(12)沿中轴线开孔,位移传感器被测件(14)的中心柱依次穿过下膜簧内圈(22)、定子安装盖(12)中心孔、音圈电机(10)中心孔,与动子安装盖(12)连接,传感器被测面(14)中部与下膜簧内圈(21)固定连接;下膜簧外圈(22)安装在外筒(11)内壁上;位移传感器(15)安装于底盖 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于分布式柔性结构的智能挠性作动器,其特征在于,包括:上柔性铰链(2)、支杆(3)、连接块(4)、下柔性铰链(6)、上膜簧(7)、限位块(8)、动子安装盖(9)、音圈电机(10)、外筒(11)、定子安装盖(12)、下膜簧(13)、位移传感器被测件(14)、位移传感器(15)、底盖(16);音圈电机(10)两端分别连接动子安装盖(9)、定子安装盖(12),动子安装盖(9)通过中心凸台与上膜簧内圈(19)连接;动子安装盖(9)中心凸台端部与下柔性铰链(6)一端连接;下柔性铰链(6)另一端通过连接块(4)与支杆(3)一端连接;支杆(3)另一端与上柔性铰链(2)一端连接,柔性铰链(2)另一端与外部结构相连接;上膜簧外圈(20)固定于外筒(11)一端端口;定子安装盖(12)安装在外筒(11)内壁上;定子安装盖(12)沿中轴线开孔,位移传感器被测件(14)的中心柱依次穿过下膜簧内圈(22)、定子安装盖(12)中心孔、音圈电机(10)中心孔,与动子安装盖(12)连接,传感器被测面(14)中部与下膜簧内圈(21)固定连接;下膜簧外圈(22)安装在外筒(11)内壁上;位移传感器(15)安装于底盖(16)上;底盖(16)安装在外筒(11)另一端,并与外部结构连接。2.根据权利要求1所述的一种基于分布式柔性结构的智能挠性作动器,其特征在于:所述音圈电机(10)包括音圈电机动子(17)和音圈电机定子(18),音圈电机定子(18)中轴线上开通孔;音圈电机动子(13)与动子安装盖(9)相连,音圈电机定子(18)固定于定子安装盖(12)上。3.根据权利要求1或2所述的一种基于分布式柔性结构的智能挠性作动器,其特征在于:还包括下柔性铰链限位筒(5),所述下柔性铰链(6)外部安装下柔性铰链限位筒(5),限制下柔性铰链(6)的最大转角;动子安装盖(9)中心凸台端部穿过下柔性铰链限位筒(5)...
【专利技术属性】
技术研发人员:王有懿,关新,汤亮,张科备,郝仁剑,
申请(专利权)人:北京控制工程研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。