一种轻量化大承载地外行星探测指向机构制造技术

本发明专利技术涉及行星探测技术领域，公开了一种轻量化大承载地外行星探测指向机构，包括支撑座、展开组件、偏航组件、俯仰组件、臂杆、载荷支架、热防护组件和电缆防护组件；所述支撑座上设置展开组件，所述展开组件连接偏航组件；所述偏航组件连接臂杆的一端，所述臂杆的另一端设置俯仰组件；所述俯仰组件上设置用于放置载荷的载荷支架，所述载荷支架上还设置对载荷进行防护的热防护组件；所述电缆防护组件对电缆进行防护，电缆依次连接热防护组件、俯仰组件、偏航组件和展开组件后，由所述支撑座穿出；所述展开组件、偏航组件和俯仰组件带动载荷支架和载荷实现展开、偏航和俯仰转动。本发明专利技术适用于地外行星表面星球车使用，为有效载荷提供精确指向。确指向。确指向。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量化大承载地外行星探测指向机构


[0001]本专利技术涉及行星探测
，更具体的说，特别涉及一种轻量化大承载地外行星探测指向机构。

技术介绍

[0002]我国现有月球车指向机构，通过三轴转动，实现有效载荷初始状态建立、俯仰偏航扫视，以满足月面导航、科学探索的探测需要。
[0003]由于月球重力仅为地球表面的1/6，指向机构转动过程中的重力矩负载较小；月壤松软，颠簸载荷较小；月面不存在大气，因此不存在沙尘暴等天气现象，除转动部分外，未采取专门的多余物防护措施。月球的一天约等于地球的一个月，月昼时间较长，可以付出较多的时间代价来实现有效载荷的回温，载荷热防护措施较少。
[0004]但以火星环境为例，火星重力约为地球重力的1/3，表面多为硬质地面，颠簸明显；火面存在周期性的沙尘天气，沙砾飞溅；火星的一天约等于地球的一天。月球车指向机构负载较小、防护措施有限，对火星等地外行星的大重力、极端高低温快速交变、沙尘、颠簸环境的适应能力不足。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对现有技术存在的技术问题，提供一种轻量化大承载地外行星探测指向机构，适用于地外行星表面星球车使用，为有效载荷提供精确指向。
[0006]为了解决以上提出的问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]本专利技术提供一种轻量化大承载地外行星探测指向机构，包括支撑座、展开组件、偏航组件、俯仰组件、臂杆、载荷支架、热防护组件和电缆防护组件；
[0008]所述支撑座上设置展开组件，所述展开组件连接偏航组件；所述偏航组件连接臂杆的一端，所述臂杆的另一端设置俯仰组件；所述俯仰组件上设置载荷支架，所述载荷支架上设置载荷；所述载荷支架上还设置热防护组件，用于对载荷进行防护；所述电缆防护组件对电缆进行防护，所述电缆依次连接所述热防护组件、俯仰组件、偏航组件和展开组件后，由所述支撑座穿出；所述展开组件、偏航组件和俯仰组件带动所述载荷支架和载荷实现展开、偏航和俯仰转动。
[0009]进一步的，所述指向机构的整体构型呈T字型分布，所述展开组件带动载荷实现由平行于支撑座的收拢状态，转动至垂直于支撑座的直立状态；所述偏航组件和俯仰组件分别带动载荷实现
‑
180
°
～180
°
的偏航转动、及
‑
80
°
～90
°
的俯仰转动。
[0010]进一步的，所述指向机构还包括压紧释放组件，所述压紧释放组件采用三组，并分别设置在所述载荷支架的两侧、及所述偏航组件的一侧。
[0011]进一步的，所述展开组件包括展开支架、设置在所述展开支架的展开驱动模块和展开辅助轴系，所述展开支架设置在所述支撑座上，所述展开驱动模块连接所述展开辅助轴系；所述俯仰组件包括俯仰驱动模块、与所述俯仰驱动模块连接的俯仰支架和俯仰辅助
轴系，所述俯仰支架与所述臂杆的另一端连接，所述俯仰驱动模块连接所述载荷支架。
[0012]进一步的，所述偏航组件包括偏航支架、设置在所述偏航支架上的偏航驱动模块、及与所述偏航驱动模块连接的转接板，其中偏航支架与展开驱动模块连接；所述转接板连接臂杆的一端，并对偏航驱动模块进行环形遮挡。
[0013]进一步的，所述展开驱动模块、偏航驱动模块和俯仰驱动模块三者均包括驱动壳体、设置在驱动壳体内的电机、行星减速器、谐波减速器、输出轴和旋转变压器，所述电机的输出轴上依次连接两级行星减速器、一级谐波减速器和旋转变压器；所述展开驱动模块的输出轴连接所述偏航支架，所述偏航驱动模块的输出轴连接所述臂杆的一端，所述俯仰驱动模块的输出轴连接所述载荷支架。
[0014]进一步的，所述旋转变压器与输出轴之间设置密封圈，所述密封圈采取两级密封，并相对所述输出轴的轴线呈不对称V型布置；所述密封圈包括V型短臂和V型长臂，两者之间并与所述输出轴表面之间形成空腔；所述偏航驱动模块的驱动壳体端部设置有锥面，形成对外部粉尘起导向作用的导向斜坡。
[0015]进一步的，所述热防护机构包括外壳、挡板、保温内衬、测温单元和电加热器，所述外壳设置在所述载荷支架上，并用于安装载荷和电缆；所述外壳内部设置对载荷和电缆进行保护挡板、用于进行温度反馈的测温单元、及进行加热的电加热器；所述外壳内表面设置进行保温的保温内衬。
[0016]进一步的，所述电缆防护组件包括绑扎线、电缆外套、电缆、固定式电缆支架和限位式电缆支架，所述电缆的外表面设置电缆外套，并设置有绑扎线进行固定；所述电缆通过所述固定式电缆支架固定在支撑座上，并通过所述限位式电缆支架固定在所述臂杆上。
[0017]进一步的，所述绑扎线采用热固性薄膜、低膨胀系数的绑扎线；所述电缆外套采用宽温域柔韧的电缆外套，直径大于电缆变形的最大值。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0019](1)本专利技术通过整体的构型设计、轻量化设计，并通过展开组件、偏航组件和俯仰组件实现指向机构的转动和偏转，整体结构简单、功能可靠，并采用热防护组件，可对沙尘进行有效防护，也设置电缆防护组件，用于对电缆进行防护。
[0020](2)本专利技术的电缆防护组件在提升电缆防尘能力、增强抗力学能力、降低转动磨损的同时，采取的防护措施不增加电缆阻力矩，有效提高了指向机构的负载能力。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
[0022]图1为本专利技术轻量化大承载地外行星探测指向机构的结构示意图。
[0023]图2为本专利技术轻量化大承载地外行星探测指向机构的左视图。
[0024]图3为本专利技术中展开组件的结构示意图。
[0025]图4为本专利技术中偏航组件的局部结构示意图。
[0026]图5为本专利技术中展开驱动模块的结构示意图。
[0027]图6为本专利技术中热防护组件的结构示意图。
[0028]图7为本专利技术中电缆防护组件的结构示意图。
[0029]图8为本专利技术中电缆防护组件的右视图。
[0030]附图标记说明如下：1
‑
展开组件、2
‑
偏航组件、3
‑
俯仰组件、4
‑
支撑座、5
‑
压紧释放组件、6
‑
臂杆、7
‑
载荷支架、8
‑
热防护组件、9
‑
电缆防护组件、11
‑
展开驱动模块、111
‑
电机、112
‑
行星减速器、113
‑
谐波减速器、114
‑
输出轴、115
‑
旋转变压器、116
‑
密封圈、1161
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量化大承载地外行星探测指向机构，其特征在于：包括支撑座、展开组件、偏航组件、俯仰组件、臂杆、载荷支架、热防护组件和电缆防护组件；所述支撑座上设置展开组件，所述展开组件连接偏航组件；所述偏航组件连接臂杆的一端，所述臂杆的另一端设置俯仰组件；所述俯仰组件上设置载荷支架，所述载荷支架上设置载荷；所述载荷支架上还设置热防护组件，用于对载荷进行防护；所述电缆防护组件对电缆进行防护，所述电缆依次连接所述热防护组件、俯仰组件、偏航组件和展开组件后，由所述支撑座穿出；所述展开组件、偏航组件和俯仰组件带动所述载荷支架和载荷实现展开、偏航和俯仰转动。2.根据权利要求1所述的轻量化大承载地外行星探测指向机构，其特征在于：所述指向机构的整体构型呈T字型分布，所述展开组件带动载荷实现由平行于支撑座的收拢状态，转动至垂直于支撑座的直立状态；所述偏航组件和俯仰组件分别带动载荷实现
‑
180
°
～180
°
的偏航转动、及
‑
80
°
～90
°
的俯仰转动。3.根据权利要求1所述的轻量化大承载地外行星探测指向机构，其特征在于：所述指向机构还包括压紧释放组件，所述压紧释放组件采用三组，并分别设置在所述载荷支架的两侧、及所述偏航组件的一侧。4.根据权利要求1所述的轻量化大承载地外行星探测指向机构，其特征在于：所述展开组件包括展开支架、设置在所述展开支架的展开驱动模块和展开辅助轴系，所述展开支架设置在所述支撑座上，所述展开驱动模块连接所述展开辅助轴系；所述俯仰组件包括俯仰驱动模块、与所述俯仰驱动模块连接的俯仰支架和俯仰辅助轴系，所述俯仰支架与所述臂杆的另一端连接，所述俯仰驱动模块连接所述载荷支架。5.根据权利要求4所述的轻量化大承载地外行星探测指向机构，其特征在于：所述偏航组件包括偏航支架、设置在所述偏航支架上的偏航...

【专利技术属性】
技术研发人员：张朴真，何永强，张书洋，王明，许怡贤，袁丁，邱慧，卿恒新，邓宇华，盛聪，徐燕菱，冀巍，王青，张孝辉，杨孟华，郝宏，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：