一种手自动一体化起旋装置及微重力翻滚状态模拟系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种手自动一体化起旋装置及微重力翻滚状态模拟系统，涉及在轨服务与维护技术领域，手自动一体化起旋装置，其适于使悬吊目标绕自旋轴产生自旋；包括：用于提供起旋驱动力的手动起旋组件和/或起旋电机；适于在所述起旋驱动力的带动下将转矩转变为绕自身轴线转动运动的起旋转动部；直接或间接与所述起旋转动部连接的摩擦件，所述摩擦件适于与被驱动部件贴合，并带动所述被驱动部件跟随所述摩擦件同轴转动。本发明专利技术所述的手自动一体化起旋装置同时具有手动与电机两种驱动方式，配置离合器，两种驱动方式互不干涉，一次装配完成后可在手动驱动与电机驱动间任意切换，不用重新更改硬件，不必重新调试。

A Hand Automatic Integrated Spinning Device and Microgravity Rolling State Simulation System

【技术实现步骤摘要】
一种手自动一体化起旋装置及微重力翻滚状态模拟系统
本专利技术涉及在轨服务与维护
，特别涉及一种手自动一体化起旋装置及微重力翻滚状态模拟系统。
技术介绍
地球静止轨道(GEO)是人类重要的地球轨道资源，在轨资源受轨位限制，极为紧缺。然而随着航天任务的飞速发展，GEO带(GEO±200km)已经堆积了许多不可控的或废弃的卫星，这些卫星导致GEO轨位资源严重浪费。针对在轨失效卫星，在姿态特性方面，由于星体太阳翼和推进剂晃动等能量耗散作用，最终会呈现出翻滚姿态，对其进行在轨捕获是一大难点。为解决这一难点，亟待开展在轨服务与维护相关关键技术攻关；而相关关键技术攻关过程中，由于限于科研成本以及环保等问题，不能直接在太空中进行关键技术验证，通常在工程应用之前，需要先在地面开展大量的验证试验。因此在关键技术在轨验证及应用之前，急需提供一种能够对在轨失效卫星在太空工作环境及目标的真实在轨状态进行模拟的系统，然而，为实现上述目的，首先需要满足地面对悬吊目标自旋状态的模拟，使悬吊目标进入旋转翻滚状态，因此，有必要提供一种起旋装置，以使悬吊目标进入旋转翻滚状态，且该起旋装置能够根据试验需要、试验成熟度及试验安全性等选择驱动方式，并确保多种驱动方式之间互不干涉。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种手自动一体化起旋装置，以实现空间微重力状态下，对目标进行翻滚姿态的地面模拟。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种手自动一体化起旋装置，其适于使悬吊目标绕自旋轴产生自旋；包括：用于提供起旋驱动力的手动起旋组件和/或起旋电机；适于在所述起旋驱动力的带动下将转矩转变为绕自身轴线转动运动的起旋转动部；直接或间接与所述起旋转动部连接的摩擦件，所述摩擦件适于与被驱动部件贴合，并带动所述被驱动部件跟随所述摩擦件同轴转动。可选的，所述手自动一体化起旋装置还包括起旋传动部，其适于传递驱动力，所述起旋传动部包括齿轮驱动轴；所述齿轮驱动轴与所述起旋转动部的上部套筒连接，所述齿轮驱动轴转动带动所述上部套筒绕自身轴线转动运动。可选的，所述手自动一体化起旋装置还包括起旋伸缩部，所述起旋伸缩部包括伸缩套筒，所述伸缩套筒通过连接键与所述上部套筒滑动连接，所述伸缩套筒与所述上部套筒同轴设置，使所述伸缩套筒能够与所述上部套筒沿轴线方向相对滑动，同时，所述伸缩套筒能够跟随所述上部套筒同轴转动。可选的，所述伸缩套筒远离所述上部套筒一端端部固定连接有所述摩擦件，所述摩擦件与所述伸缩套筒同轴设置。可选的，所述摩擦件包括绕轴线方向环绕的第一摩擦面，所述第一摩擦面可选择的与所述被驱动部件贴合，在所述第一摩擦面与所述被驱动部件贴合状态下，所述被驱动部件跟随所述摩擦件同轴转动。可选的，所述手动起旋组件具体包括：依次连接的手摇齿轮箱、起旋第一万向联轴器、起旋齿轮箱、起旋第二万向联轴器；所述起旋第二万向联轴器与起旋传动部连接，将转矩进行传递。可选的，所述手摇齿轮箱用于对起旋动作进行手动控制，包括依次连接的第一手轮、第一锥齿、第二锥齿，所述第一锥齿与所述第二锥齿啮合将传动力进行第一次变向；所述起旋齿轮箱包括啮合连接的第五锥齿与第六锥齿，所述第五锥齿与所述第六锥齿啮合将传动力进行第二次变向；所述第二锥齿与所述起旋第一万向联轴器第一端固定连接，所述起旋第一万向联轴器第二端与所述第五锥齿固定连接，所述第六锥齿与所述起旋第二万向联轴器第一端固定连接。可选的，所述起旋传动部包括啮合连接的第七锥齿与第八锥齿；所述起旋第二万向联轴器的第二端通过第一超越离合器与所述第七锥齿连接。可选的，在手动起旋状态下，所述第一超越离合器与所述起旋第二万向联轴器联接，将转矩经由所述第七锥齿与所述第八锥齿传递给上部套筒；在电动起旋状态下，第一超越离合器与所述起旋第二万向联轴器脱开，所述第七锥齿空转，所述起旋电机上的转矩经由联轴器、齿轮驱动轴传递至上部套筒。相对于现有技术，本专利技术所述的手自动一体化起旋装置具有以下优势：(1)本专利技术提供的手自动一体化起旋装置采用手自动一体化欠驱动设计，起旋转速可控，并具备制动功能，操作简单，安全可靠；同时具有手动与电机两种驱动方式，通过配置离合器使两种驱动方式互不干涉；(2)本专利技术提供的所述手自动一体化起旋装置，在一次装配完成后，可在手动驱动与电机驱动间任意切换，不用重新更改硬件，不必重新调试，可根据试验需要、试验成熟度及试验安全性等自由选择驱动方式；(3)本专利技术提供的所述手自动一体化起旋装置，起旋转速可控，使用初期可采用手动驱动保证安全，确保无安全隐患后改为电机驱动，可自行控制转速与转矩，安全隐患小。本专利技术的另一目的在于提出一种微重力翻滚状态模拟系统，所述包括如上述所述手自动一体化起旋装置。所述微重力翻滚状态模拟系统与上述手自动一体化起旋装置相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术微重力翻滚状态模拟系统整体结构示意图；图2为本专利技术悬吊起旋机构立体图一；图3的本专利技术悬吊起旋机构立体图二；图4为本专利技术手摇齿轮箱结构示意图；图5为本专利技术起旋组件立体图；图6为本专利技术起旋组件截面图；图7为本专利技术悬吊起旋机构局部结构立体图；图8为本专利技术升降单元立体图；图9为图7中A处放大图；图10为图7中B处放大图；图11为本专利技术制动盘与套筒轴承座结构示意图；图12为本专利技术悬吊起旋机构截面图一；图13为图13中C处放大图；图14为本专利技术摩擦件与锥形旋转轴结构示意图；图15为本专利技术柔性悬吊单元示意图；图16为本专利技术钢丝绳组件截面图；图17为本专利技术制动盘非制动状态示意图；图18为本专利技术制动盘制动状态示意图；图19为本专利技术角度和偏心调整装置立体图；图20为本专利技术角度和偏心调整装置角度调整示意图一；图21为本专利技术角度和偏心调整装置角度调整示意图二。附图标记说明：11-桁架，12-电气箱，13-桁架连接板，9-悬吊目标；2-手动组件；21-手摇齿轮箱，22-起旋齿轮箱，23-制动齿轮箱，24-制动第一万向联轴器，25-起旋第一万向联轴器，26-制动第二万向联轴器，27-起旋第二万向联轴器；211-第一手轮，212-第二手轮，213-第一锥齿，214-第二锥齿，215-第三锥齿，216-第四锥齿，221-第五锥齿，222-第六锥齿，421-第七锥齿，422-第八锥齿；3-欠驱动装置；31-制动电机，32-制动传动部，33-升降部，35-锥形旋转轴；331-升降底座，332-升降滑轨，333-双向丝杠，334-正向丝杠螺母座，335-反向丝杠螺母座，336-轴承座升降杆，337-制动盘升降杆，338-丝杠固定座；341-安装板，342-制动盘，3421-制动器，343-套筒轴承座，344-制动盘导向杆，345-轴承座导向杆，346-直线轴承，347-导向件，348-限位锥形块，351-第一摩擦面，352-压紧部，353-第三轴承；4-电动起旋组件；41-起旋电机，42-起旋传动部，43-起旋转动部，44-起旋伸缩部，45-摩擦件；411-联轴器，423-齿轮驱动轴，424-第一超越离合器，425-第二超越离合器，431-起旋轴承座，432-上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手自动一体化起旋装置，其特征在于，其适于使悬吊目标(9)绕自旋轴产生自旋；包括：用于提供起旋驱动力的手动起旋组件和/或起旋电机(41)；适于在所述起旋驱动力的带动下将转矩转变为绕自身轴线转动运动的起旋转动部(43)；直接或间接与所述起旋转动部(43)连接的摩擦件(45)，所述摩擦件(45)适于与被驱动部件贴合，并带动所述被驱动部件跟随所述摩擦件(45)同轴转动。

【技术特征摘要】
1.一种手自动一体化起旋装置，其特征在于，其适于使悬吊目标(9)绕自旋轴产生自旋；包括：用于提供起旋驱动力的手动起旋组件和/或起旋电机(41)；适于在所述起旋驱动力的带动下将转矩转变为绕自身轴线转动运动的起旋转动部(43)；直接或间接与所述起旋转动部(43)连接的摩擦件(45)，所述摩擦件(45)适于与被驱动部件贴合，并带动所述被驱动部件跟随所述摩擦件(45)同轴转动。2.根据权利要求1所述的手自动一体化起旋装置，其特征在于，所述手自动一体化起旋装置还包括起旋传动部(42)，其适于传递驱动力，所述起旋传动部(42)包括齿轮驱动轴(423)；所述齿轮驱动轴(423)与所述起旋转动部(43)的上部套筒(432)连接，所述齿轮驱动轴(423)转动带动所述上部套筒(432)绕自身轴线转动运动。3.根据权利要求2所述的手自动一体化起旋装置，其特征在于，所述手自动一体化起旋装置还包括起旋伸缩部(44)，所述起旋伸缩部(44)包括伸缩套筒(441)，所述伸缩套筒(441)通过连接键(442)与所述上部套筒(432)滑动连接，所述伸缩套筒(441)与所述上部套筒(432)同轴设置，使所述伸缩套筒(441)能够与所述上部套筒(432)沿轴线方向相对滑动，同时，所述伸缩套筒(441)能够跟随所述上部套筒(432)同轴转动。4.根据权利要求3所述的手自动一体化起旋装置，其特征在于，所述伸缩套筒(441)远离所述上部套筒(432)一端端部固定连接有所述摩擦件(45)，所述摩擦件(45)与所述伸缩套筒(441)同轴设置。5.根据权利要求3所述的手自动一体化起旋装置，其特征在于，所述摩擦件(45)包括绕轴线方向环绕的第一摩擦面(451)，所述第一摩擦面(451)可选择的与所述被驱动部件贴合，在所述第一摩擦面(451)与所述被驱动部件贴合状态下，所述被驱动部件跟随所述摩擦件(45)同轴转动。6.根据权利要求2所述的手自动一体化...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄龙飞，李志，黄剑斌，蒙波，李伟达，张志民，庞羽佳，韩旭，王尹，耿安鸿，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11