一种空间旋转释放装置及旋转释放方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种空间旋转释放装置及旋转释放方法，属于空间释放装置领域，解决了现有技术中的空间释放装置不能多次性使用，释放方向和释放速度无法调节以及释放对平台后坐力大、扰动大的问题。本发明专利技术的在配重悬臂上安装配重块平衡释放悬臂上目标释放物体的转动惯量，保持其平稳释放，且通过控制释放悬臂的转动速度和前盖的开盖时间，实现了对目标物体释放时的释放速度和释放方向的调整，并且设置气缸带动托盘上下移动完成目标物体到释放悬臂的多次装填，能够完成多次释放。本发明专利技术的空间旋转释放装置能够实现对目标物体释放速度和方向的调整，同时配重块保证旋转释放时的平衡，后坐力小扰动小。

A Space Rotary Release Device and Rotary Release Method

【技术实现步骤摘要】
一种空间旋转释放装置及旋转释放方法
本专利技术涉及空间释放装置
，尤其涉及一种空间旋转释放装置及旋转释放方法。
技术介绍
随着航天技术的进步，尤其是随着新型材料技术的发展，以及微电子、微机械等纳米技术的突破，微小卫星更成为了航天领域的发展热点。与传统的卫星相比，微小卫星具有研制周期短、成本低，易于实现模块化的设计与集成，释放方式灵活、成本低，更适合新技术的验证，多颗微小卫星可实现组网或编队，完成单星不能完成的空间任务等优势。随着微小卫星技术的发展，小型空间释放需求快速增加，现阶段空间释放装置不能满足未来多样化、高可控的空间释放需求。现阶段空间释放装置包括预压缩弹簧释放装置、火工推冲器释放装置等，存在以下不满足未来需求的问题：1)针对不同载荷专门设计，针对不同的载荷通用性差；2)只能一次性使用，对于小型目标效费比差；3)释放方向固定，无法调节；4)释放速度无法调节；5)需要火工品等能源，会气体释放污染物以及空间碎片；6)释放对平台后坐力大、扰动大。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种空间旋转释放装置及旋转释放方法，用以解决现有空间释放装置通用性差，只能一次性使用，对于小型目标效费比差，释放方向和释放速度无法调节，容易释放污染物以及空间碎片造成污染以及释放对平台后坐力大、扰动大的问题，提供一种释放速度和方向可调的、后坐力扰动小、相对重量轻、体积小、能够连续释放多发多批次目标、能够适应不同形状和重量的释放目标，通用性强且不产生空间碎片和其他污染物的空间释放装置。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种空间旋转释放装置，包括：转盘、配重悬臂、释放悬臂、旋转伺服电机、配重块和目标物体；配重悬臂和释放悬臂均为中空结构且对称安装在转盘的两侧；配重块安装在配重悬臂中，且配重块能够沿配重悬臂的轴向移动；旋转伺服电机用于带动转盘、配重悬臂和释放悬臂同步转动；目标物体能够在释放悬臂中自由移动，且目标物体能够在离心力作用下从释放悬臂中飞出。具体地，配重悬臂上设置有配重伺服电机；配重块与配重伺服电机通过滚珠丝杠连接。具体地，空间旋转释放装置还包括：托盘和装填气缸；托盘用于盛放目标物体；托盘与装填气缸固定连接，装填气缸用于带动托盘上下移动。具体地，释放悬臂上设置有锁盖装置、开盖电机和前盖；锁盖装置能够将前盖锁止或释放；开盖电机能够带动前盖旋转并使前盖打开或关闭。具体地，还包括用于实现装填气缸伸缩的高压气瓶。具体地，空间旋转释放装置上还设置有能够向托盘中装填待释放目标物体的装填口。具体地，空间旋转释放装置上还设置有旋转锁定机构，旋转锁定机构用于锁定转盘。具体地，空间旋转释放装置上还设置有可编程控制器；可编程控制器用于控制装填气缸的伸缩、开盖电机启停及开盖电机的转动方向、锁盖装置对前盖的锁止或释放、配重伺服电机的启停和转动方向、旋转伺服电机的启停及旋转速度。一种空间旋转释放装置的旋转释放方法，包括以下步骤：步骤S1、目标装填：将目标物体从装填口装入旋转释放装置的托盘中；可编程控制器控制高压气瓶的电磁阀开启，装填气缸伸长带动托盘上移，托盘将目标物体举升到与释放悬臂齐平的位置；调整配重块的位置，平衡转动释放过程中目标物体的转动惯量；步骤S2、旋转释放：启动旋转伺服电机，旋转伺服电机带动转盘、配重悬臂和释放悬臂同步旋转；转盘达到预定速度后保持匀速旋转；可编程控制器向锁盖装置和开盖电机发出开盖指令；开盖指令发出后，锁盖装置解锁并释放前盖，同时开盖电机带动前盖转动使前盖打开，目标物体在离心力作用下释放；步骤S3、锁定关盖：可编程控制器给出减速指令，转盘在旋转伺服电机的作用下减速制动；转盘停止转动后，旋转锁定机构锁定转盘，同时可编程控制器控制高压气瓶的换向电磁阀开启使装填气缸收缩，装填气缸带动托盘下移复位；步骤S4、重复步骤S1、步骤S2和步骤S3完成多次旋转释放。具体地，步骤S1中，配重块的位置调整方式为：可编程控制器控制配重伺服电机转动；滚珠丝杠将配重伺服电机的旋转运动转变为直线位移输出；配重块在滚珠丝杠的带动下沿配重悬臂的轴向方向移动，完成配重块的位置调整；步骤S2中，通过可编程控制器控制前盖的开盖时间，调整目标物体的释放方向；通过可编程控制器控制转盘匀速转动时的转速，控制目标物体的释放速度。本专利技术有益效果如下：1、本专利技术的空间释放装置能够通过可编程控制器控制装填气缸带动托盘上移或下移，将目标物体的顺利输送到释放悬臂完成释放，能够实现多次输送，实现了空间旋转释放装置的多次使用，实用性强。2、本专利技术的空间释放装置能够通过可编程控制器控制开盖电机和锁盖装置的启动时间，进一步控制前盖的开启，实现了控制目标物体的释放时间和释放方向，实现了空间旋转释放装置能够实现对目标物体的释放方向的调整。3、本专利技术的空间释放装置通过配重伺服电机调整配重块的位置，使配重块始终能够平衡目标物体带来的释放悬臂转动惯量的变化，进一步实现了旋转释放过程的配重悬臂和释放悬臂的转动惯量的一致，保证了旋转释放过程的平稳性，进一步实现了释放后坐力小，释放对装置的扰动小的效果。且通过调整配重块位置平衡转动惯量能够适用于不同重量的目标物体的释放，通用性强，可在一定范围内释放不同质量和外形的目标。4、本专利技术的空间释放装置通过可编程控制器控制旋转伺服电机的输出的转动速度，进一步实现了对转盘和释放悬臂的转速的控制，进一步实现了对目标物体释放时的速度控制。5、本专利技术的空间释放装置设置有旋转锁定机构，用于在空间释放装置不进行旋转释放动作时对转盘进行锁止，防止转盘不受控转动，配重悬臂和释放悬臂不受控的转动有可能会损坏空间释放装置或对周围工作人员造成不必要伤害。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为一种空间旋转释放装置原理图；图2为一种空间旋转释放装置结构组成示意图；图3为一种空间旋转释放装置俯视图。附图标记：1-转盘；2-开盖电机；3-前盖；4-锁盖装置；5-装填口；6-可编程序控制器；7-装填气缸；8-装填托盘；9-高压气瓶；10-配重旋臂；11-配重块；12-滚珠丝杠；13-配重伺服电机；14-旋转锁定机构；15-释放旋臂；16-旋转伺服电机；17-释放导向装置；18-释放目标物体。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1本专利技术的一个具体实施例，公开了一种空间旋转释放装置，如图2所示，一种空间旋转释放装置主要由释放旋臂15、配重旋臂10、、装填机构、气源、控制系统等组成。顶部中间为转盘1，在旋转伺服电机16带动下旋转，转盘1上对称安装释放旋臂15和配重旋臂10。配重悬臂10上安装配重块11，通过调节配重块11的位置使配重块11和目标物体18相对于转盘1的转动中心的转动惯量相等。释放旋臂15的顶端设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间旋转释放装置，其特征在于，包括：转盘(1)、配重悬臂(10)、释放悬臂(15)、旋转伺服电机(16)、配重块(11)和目标物体(18)；所述配重悬臂(10)和所述释放悬臂(15)均为中空结构且对称安装在所述转盘(1)的两侧；所述配重块(11)安装在所述配重悬臂(10)中，且所述配重块(11)能够沿所述配重悬臂(10)的轴向移动；所述旋转伺服电机(16)用于带动所述转盘(1)、配重悬臂(10)和释放悬臂(15)同步转动；所述目标物体(18)能够在所述释放悬臂中自由移动，且目标物体(18)能够在离心力作用下从所述释放悬臂(15)中飞出。

【技术特征摘要】
1.一种空间旋转释放装置，其特征在于，包括：转盘(1)、配重悬臂(10)、释放悬臂(15)、旋转伺服电机(16)、配重块(11)和目标物体(18)；所述配重悬臂(10)和所述释放悬臂(15)均为中空结构且对称安装在所述转盘(1)的两侧；所述配重块(11)安装在所述配重悬臂(10)中，且所述配重块(11)能够沿所述配重悬臂(10)的轴向移动；所述旋转伺服电机(16)用于带动所述转盘(1)、配重悬臂(10)和释放悬臂(15)同步转动；所述目标物体(18)能够在所述释放悬臂中自由移动，且目标物体(18)能够在离心力作用下从所述释放悬臂(15)中飞出。2.根据权利要求1所述的一种空间旋转释放装置，其特征在于，所述配重悬臂(10)上设置有配重伺服电机(13)；所述配重块(11)与所述配重伺服电机(13)通过滚珠丝杠(12)连接。3.根据权利要求2所述的一种空间旋转释放装置，其特征在于，所述空间旋转释放装置还包括：托盘(8)和装填气缸(7)；所述托盘(8)用于盛放所述目标物体(18)；所述托盘(8)与所述装填气缸(7)固定连接，所述装填气缸(7)用于带动所述托盘(8)上下移动。4.根据权利要求3所述的一种空间旋转释放装置，其特征在于，所述释放悬臂(15)上设置有锁盖装置(4)、开盖电机(2)和前盖(3)；所述锁盖装置(4)能够将前盖(3)锁止或释放；所述开盖电机(2)能够带动所述前盖(3)旋转并使前盖(3)打开或关闭。5.根据权利要求4所述的一种空间旋转释放装置，其特征在于，还包括用于实现所述装填气缸(7)伸缩的高压气瓶(9)。6.根据权利要求5所述的一种空间旋转释放装置，其特征在于，所述空间旋转释放装置上还设置有能够向托盘(8)中装填待释放目标物体(18)的装填口(5)。7.根据权利要求5或6所述的一种空间旋转释放装置，其特征在于，所述空间旋转释放装置上还设置有旋转锁定机构(14)，所述旋转锁定机构(14)用于锁定转盘(1)。8.根据权利要求7所述的一种空间旋转释放装置，其特征在于，所述空间旋转释放装置上还设置有可编程控制器(6)；所述可编程控制器(6)用于控制所述装填气缸(7)的伸缩、开盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧通，王惠军，赵一宇，刘旭东，曹玉顺，杨晓波，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11