本发明专利技术公开了一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台，涉及航天器对接用工装领域。包括翻转系统、移动系统、微调系统、控制系统、上平台、下平台和检测系统；翻转系统与控制系统均位于上平台上，微调系统位于上平台和下平台之间。移动系统包括四个全向移动麦克纳姆轮组，麦克纳姆轮组位于上平台下表面的边角位置。检测系统包括激光跟踪仪和视觉识别CCD相机模组。微调系统包括n条基于并联驱动机构且构型完全相同的六自由度支链，上平台和下平台之间通过n条支链连接，每条支链为一个并联驱动机构，包括驱动单元和执行单元。本发明专利技术该系统为冗余并联驱动方式，实现了机身六自由度的调整，提高了承载能力，满足了精度要求，还方便拆卸和安装。还方便拆卸和安装。还方便拆卸和安装。
【技术实现步骤摘要】
一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台
[0001]本专利技术涉及航天器对接用工装领域，具体为一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台。
技术介绍
[0002]航天器总装过程中，存在诸如太阳翼安装、相机安装、天线安装等关键部件的高精度对接过程。太阳翼的安装过程中要保证太阳翼和帆板驱动机构在六个自由度上的精度要求，目前传统的航天器对接工艺过程基于手动调姿的架车或两轴转台和经纬仪，调姿过程中，因俯仰、偏航、滚动三个指标互相耦合，每调整完一个指标后，均需对其他两项指标进行复测，根据结果进行进一步调整，并逐步逼近，对操作者操作技能要求高，整个过程操作复杂、耗时巨大，严重影响了航天器总装的可靠性和精度。
[0003]航天器对接调姿设备逐渐向着智能化方向发展，智能化的前提是足够的自动化设备，目前，在航天器对接调姿领域中，经常使用六自由度并联机构作为自动化设备的位姿调整装置。在此应用场景中，不仅对六自由度并联机构的位姿精度有很高的要求，而且对负载能力也提出了更高的要求。
[0004]六自由度并联机构不仅具有刚度高、承载能力强、位置误差不累积等特点，而且相较于其他自由度的并联机构，其更加灵活、精度更加高，因此六自由度并联机构可用于航天器对接调姿自动化装备。在确保六自由度并联机构优势的前提下，如何进一步改善构型和结构已经成为一个研究热点。目前自动对接调姿机构主要是六自由度的广义并联机构和混联机构，其中基于分布式线性数控定位器驱动的六自由度调姿系统主要用于航天器调姿，其具有以下特点：结构简单，便于模块化设计，安装方便；工作空间较小，安装及控制精度要求较高；并联驱动机构具有精度高，末端件惯性小等优点，在高速，大承载能力的场合，与其他类型的机器人相比具有明显优势。因此基于六自由度并联机构优势，同时解决航天器对接技术粗糙，电驱动六自由度并联机构负载能力有限，不能兼顾高精度和大负载及支链过多的问题，可以改进现有的对接调姿平台。
技术实现思路
[0005]本专利技术为了解决现有技术中航天器对接技术粗糙，电驱动六自由度并联机构负载能力有限，不能兼顾高精度和大负载，以及支链过多等问题，提供了一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台。
[0006]本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台，包括翻转系统、移动系统、微调系统、控制系统、上平台、下平台和检测系统；所述翻转系统与控制系统均位于上平台上，所述微调系统位于上平台和下平台之间。所述移动系统包括四个全向移动麦克纳姆轮组，所述麦克纳姆轮组位于上平台下表面的边角位置，且位于下平台的两侧。所述检测系统包括激光跟踪仪和视觉识别CCD相机模组。所述微调系统包括n条基于并联驱动机构且构型完全相同的六自由度支链，所述上平台和下平
台之间通过n条支链连接，n≥3，所述上平台的下表面上设置有与支链数量和位置均对应的n个法兰定位孔，所述法兰定位孔上设置有固定用螺纹孔和定位中心孔，每个支链的上部通过法兰盘与上平台的法兰定位孔连接；每条支链为一个并联驱动机构，包括驱动单元和执行单元。所述执行单元包括平面四杆机构，所述平面四杆机构包括平面四杆机构第一连接杆、平面四杆机构第二连接杆、平面四杆机构第三连接杆与平面四杆机构第四连接杆；所述平面四杆机构第一连接杆与平面四杆机构第二连接杆之间通过平面四杆机构第二转动副R2连接，所述平面四杆机构第二连接杆与平面四杆机构第三连接杆之间通过平面四杆机构第三转动副R3连接，所述平面四杆机构第三连接杆与平面四杆机构第四连接杆之间通过平面四杆机构第四转动副R4连接，所述平面四杆机构第四连接杆与平面四杆机构第一连接杆通过平面四杆机构第一转动副R1连接，所述平面四杆机构第四转动副R4通过执行单元第二连杆与执行单元S副S4连接有法兰盘，所述法兰盘与上平台下表面的法兰定位孔匹配安装；所述平面四杆机构第二转动副R2通过执行单元第一连杆与执行单元虎克铰U5连接，所述执行单元虎克铰U5连接于下平台上。所述驱动单元包括第一驱动分支、第二驱动分支与第三驱动分支，所述第一驱动分支包括第一驱动分支移动副P1，所述第一驱动分支移动副P1通过第一驱动分支球副S1及第一驱动分支连杆与第一驱动分支虎克铰U1连接，所述第一驱动分支虎克铰U1设于平面四杆机构第一连接杆上；所述第二驱动分支包括第二驱动分支移动副P2，所述第二驱动分支移动副P2通过第二驱动分支球副S2及第二驱动分支连杆与第二驱动分支虎克铰U2连接，所述第二驱动分支虎克铰U2设于平面四杆机构第二连接杆上；所述第三驱动分支包括第三驱动分支移动副P3，所述第一驱动分支移动副P1、第二驱动分支移动副P2与第三驱动分支移动副P3采用可实现直线伸缩运动的驱动器作为主动驱动器，所述平面四杆机构第三连接杆上通过第三驱动分支转动副R6连接有第三驱动分支虎克铰U1，所述平面四杆机构第四连接杆上通过第三驱动分支转动副R5连接有第三驱动分支虎克铰U3，所述第三驱动分支虎克铰U3与第三驱动分支虎克铰U4共同连接于第三驱动分支连杆的端部，所述第三驱动分支连杆通过第三驱动分支球副S3连接于第三驱动分支移动副P3，所述第一驱动分支移动副P1与第二驱动分支移动副P2移动方向相同且共线，所述第三驱动分支移动副P3垂直于第一驱动分支移动副P1与第二驱动分支移动副P2的移动方向。
[0007]本专利技术所设计的一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台，是基于多个并联驱动机构而设计的调姿平台，该平台主要包括翻转系统、移动系统、微调系统、控制系统、上平台、下平台和检测系统。翻转系统与控制系统均位于上平台上，翻转系统用于翻转，控制系统用于控制各个部件，并且发出指令，微调系统位于上平台和下平台之间，微调系统是本专利技术的核心。移动系统包括四个全向移动麦克纳姆轮组，麦克纳姆轮组位于上平台下表面的边角位置，且位于下平台的两侧，在移动系统工作时，可使上平台在平面内沿任意方向、任意轨迹进行连续运动，可实现整个轮系的全方位运动，以供上平台宏动时进行全向移动，移动到位后，全向移动轮系停止工作，翻转系统完成卫星翻转后，微调系统开始作用，供上平台微动调整航天器位姿，四个麦克纳姆轮通过微调系统中支链的升降实现与地面的接触与分离。检测系统包括激光跟踪仪和视觉识别CCD相机模组，用于检测调姿过程中模拟墙、上平台及卫星的位姿和他们之间的相互关系。微调系统包括n条基于并联驱动机构且构型完全相同的六自由度支链，上平台和下平台之间通过n条支链连接，n≥3，上平台的下表面上设置有与支链数量和位置均对应的n个法兰定位孔，法兰定位孔上设置有固
定用螺纹孔和定位中心孔，起到定位与固定安装作用，每个支链的上部通过法兰盘与上平台的法兰定位孔连接，可以实现支链的模块化设计，同时多条支链共同固定设于下平台上，构成了一个整体。多条支链结构完全相同，每条支链为一个并联驱动机构，包括驱动单元和执行单元，驱动单元用于驱动执行单元动作。执行单元主要包括平面四杆机构，平面四杆机构包括平面四杆机构第一连接杆、平面四杆机构第二连接杆、平面四杆机构第三连接杆与平面四杆机构第四连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于并联驱动机构的六自由度航天器对接用调姿平台，其特征在于：包括翻转系统、移动系统、微调系统、控制系统、上平台（41）、下平台（46）和检测系统；所述翻转系统与控制系统均位于上平台（41）上，所述微调系统位于上平台（41）和下平台（46）之间；所述移动系统包括四个全向移动麦克纳姆轮组（31），所述麦克纳姆轮组（31）位于上平台（41）下表面的边角位置，且位于下平台（46）的两侧；所述检测系统包括激光跟踪仪和视觉识别CCD相机模组；所述微调系统包括n条基于并联驱动机构且构型完全相同的六自由度支链，所述上平台（41）和下平台（46）之间通过n条支链连接，n≥3，所述上平台（41）的下表面上设置有与支链数量和位置均对应的n个法兰定位孔，所述法兰定位孔上设置有固定用螺纹孔和定位中心孔，每个支链的上部通过法兰与上平台（41）的法兰定位孔连接；每条支链为一个并联驱动机构，包括驱动单元和执行单元；所述执行单元（79）包括平面四杆机构（50），所述平面四杆机构（50）包括平面四杆机构第一连接杆（51）、平面四杆机构第二连接杆（52）、平面四杆机构第三连接杆（53）与平面四杆机构第四连接杆（54）；所述平面四杆机构第一连接杆（51）与平面四杆机构第二连接杆（52）之间通过平面四杆机构第二转动副R2（56）连接，所述平面四杆机构第二连接杆（52）与平面四杆机构第三连接杆（53）之间通过平面四杆机构第三转动副R3（57）连接，所述平面四杆机构第三连接杆（53）与平面四杆机构第四连接杆（54）之间通过平面四杆机构第四转动副R4（58）连接，所述平面四杆机构第四连接杆（54）与平面四杆机构第一连接杆（51）通过平面四杆机构第一转动副R1（55）连接，所述平面四杆机构第四转动副R4（58）通过执行单元第二连杆（60）与执行单元S副S4（74）连接有法兰盘（80），所述法兰盘（80）与上平台（41）下表面的法兰定位孔匹配安装；所述平面四杆机构第二转动副R2（56）通过执行单元第一连杆（59）与执行单元虎克铰U5（73）连接，所述执行单元虎克铰U5（73）连接于下平台（46）上；所述驱动单元（78）包括第一驱动分支（75）、第二驱动分支（76）与第三驱动分支（77），所述第一驱动分支（75）包括第一驱动分支移动副P1（61），所述第一驱动分支移动副P1（61）通过第一驱动分支球副S1（62）及第一驱动分支连杆（47）与第一驱动分支虎克铰U1（63）连接，所述第一驱动分支虎克铰U1（63）设于平面四杆机...
【专利技术属性】
技术研发人员：张金柱，王蕊，康旭，王文宗，商涛，贾星，熊晓燕，
申请(专利权)人：天津航天机电设备研究所，
类型：发明
国别省市：
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。