一种张力和收放长度可控的系绳收放装置制造方法及图纸

本发明专利技术与系绳收放装置相关，尤其涉及一种张力和收放长度可控的，进线姿态角度可测的系绳收放装置。该装置包括伺服电机、卷线筒、伺电机驱动器、导轮竖板、计米器、张力传感器、张力调节器、角度测量固定架、底板、电机编码器、电磁制动器、减速器、电机固定架、齿轮键、安装耳朵等。

【技术实现步骤摘要】
一种张力和收放长度可控的系绳收放装置
本专利技术与系绳收放装置相关，尤其涉及一种张力和收放长度可控的，进线姿态角度可测的系绳收放装置。
技术介绍
在轨服务技术(On-Orbit Servicing, 00S)是当前航天领域十分活跃的前沿问题。许多空间结构采用绳系结构，空间绳索收放的控制对卫星空间姿态稳定有着重要影响，系绳的收放是一项关键技术。而绳索在空间应用经过多年的实验与理论研究取得了丰硕的成果。绳索相对于刚体或柔性体有着如受力方向性、较大韧性、应力应变关系的时变非线性和轻质等独特的力学特性，为同时满足系绳长度、速度、张力等控制的要求，空间系绳收放装置设计有其独特的要求。地面绳索吊装系统通常需要避免绳索因摆角过大而使系统不稳定甚至事故，通过摆角检测反馈至执行机构并采取必要的控制策略将绳索的摆动抑制在一定范围内直至稳定，此类机构通过改变绳索悬挂点的位移及回转运动来抑制摆动的方法不能控制绳索方向上的振动。纺织行业中各种纱线布匹的卷绕、造纸行业中纸张的卷绕以及电线电缆等柔性材料的卷取常根据使用要求对卷绕材料的张力进行适当的调整，此类机构的对材料的张力控制具有较高的要求，但一般不对绳缆入角进行测量和控制，也不能实现对绳缆的释放控制。上述两类机构在空间中应用均有其局限性。本专利技术亦可应用在地面系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了提出一种张力和收放长度可控的系绳收放装置，该装置结构紧凑、体积小、重量轻，不仅可以根据提供的张力曲线模拟跟踪控制，通过一定的张力控制策略使绳系组合体系统保持在特定的工作状态下，还能对系绳收放的长度和系绳偏摆空间角度进行测量，为控制策略提供反馈变量，有利于绳系组合体系统的轨道机动稳定；还可应用在地面系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术的一种张力和收放长度可控的系绳收放装置，该装置包括伺服电机、卷线筒、伺电机驱动器、导轮竖板、计米器、张力传感器、张力调节器、角度测量固定架、底板、电机编码器、电磁制动器、减速器、电机固定架、齿轮键a、锥齿轮a、锥齿轮b、安装耳朵a、轴承a、齿轮键b、卷筒轴、卷筒键、轴承b、安装耳朵b、压力可调装置上板、压力可调装置螺母、上压轮、计米器导轮、系绳导轮a、系绳导轮b、角位移传感器a、张力传感器导轮、小轴承a、弧形悬臂a、弧形悬臂b、小轴承b和角位移器b ;其中，减速器上带有减速器键槽；卷筒轴上带有卷筒轴齿轮键槽和卷筒轴键槽；电机固定架通过螺钉固定在底板上，减速器的法兰盘固定安装在电机固定架上，伺服电机的轴与减速器的轴通过行星齿轮连接；伺服电机的外壳与减速器的外壳固定连接；电磁制动器与伺服电机固定连接；电机编码器与电磁制动器固定连接；减速器通过减速器键槽和齿轮键a与锥齿轮a固定连接；安装耳朵a和安装耳朵b为一对耳朵；安装耳朵a固定在底板上，轴承a的外圈固定在安装耳朵a上，安装耳朵a起到支撑并固定轴承a的作用；轴承a的内圈固定在卷筒轴上；卷筒轴穿过轴承a和安装耳朵a后通过卷筒轴齿轮键槽和齿轮键b与锥齿轮b固定连接；锥齿轮a和锥齿轮b相互啮合；卷线筒通过卷筒轴键槽和卷筒键与卷筒轴固定连接；安装耳朵b固定在底板上，轴承b的外圈固定在安装耳朵b上，，轴承b的内圈与卷筒轴固定连接；伺电机驱动器固定在底板上，伺服电机通过伺电机驱动器进行驱动；压力可调装置上板的顶端为一上平板、底端带有圆板、中间为螺纹柱，螺纹柱上套装有弹簧；圆板下面还有一部分圆柱，与中间的螺纹柱一体成型但不带有螺纹；圆板在螺纹柱和圆柱之间可以上下移动；导轮竖板固定在底板上，计米器通过端面安装法兰固定在导轮竖板上，计米器导轮固定在计米器的轴上，压力可调装置上板固定在导轮竖板上，压力可调装置螺母套装在压力可调装置上板的螺纹柱上；上压轮为带有U形支架的压轮，压轮通过轴固定在U形支架上；U形支架与压力可调装置上板上的圆柱为活动连接，上压轮在压力可调装置上板的弹簧的作用下，可以沿圆柱上下移动；上压轮和计米器导轮之间压系绳通过摩擦力进行啮合，摩擦力可由压力可调装置弹簧的压紧力调节；张力传感器固定在底板上，张力传感器导轮固定在张力传感器上；系绳导轮a通过轴承固定在导轮竖板上；系绳导轮b通过轴承固定在导轮竖板上；张力调节器固定在导轮竖板上；系绳依次通过计米器导轮、张力传感器导轮、系绳导轮b、系绳导轮a和张力调节器；计米器导轮、张力传感器导轮、系绳导轮b、系绳导轮a和张力调节器在一个竖直面上；角度测量固定架为一体成型，上端带有顶板、中间带有横板、两侧带有侧板；角度测量固定架固定在底板上；角位移传感器a的外壳固定在角度测量固定架的顶板上；角位移传感器a的轴穿过角度测量固定架的顶板；角位移器b的外壳固定在角度测量固定架的一个侧板上；角位移器b的轴穿过角度测量固定架的侧板；小轴承b的外圈固定在角度测量固定架的横板上；弧形悬臂b的一端固定在小轴承b的内圈上，其另一端固定在角位移传感器a的轴上；小轴承a的外圈固定在角度测量固定架的另一个侧板上；弧形悬臂a的一端固定在小轴承a的内圈上，其另一端固定在角位移器b的轴上。有益效果本专利技术实现了空间绳系的系绳张力和系绳偏摆两自由度空间角度的精确测量，同时能够对系绳收放速度、长度及方向进行检测，而通过伺服电机能够实现对张力的模拟跟踪控制，该装置结构紧凑、体积小、重量轻，有利于绳系组合体系统的机动稳定，亦可用于地面系统。【附图说明】图1是本专利技术的装置的组成示意图；图2是本专利技术的装置的分解示意图；图3角度测量固定架的结构示意图；图4是导轮竖板上各过线装置布置示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例如图1和图2所示，一种张力和收放长度可控的系绳收放装置，该装置包括伺服电机1、卷线筒2、伺电机驱动器3、导轮竖板4、计米器5、张力传感器6、张力调节器7、角度测量固定架8、底板9、电机编码器10、电磁制动器11、减速器12、电机固定架13、齿轮键al5、锥齿轮al6、锥齿轮bl7、安装耳朵al8、轴承al9、齿轮键b21、卷筒轴22、卷筒键24、轴承b25、安装耳朵b26、压力可调装置上板27、压力可调装置螺母28、上压轮29、计米器导轮30、系绳导轮a31、系绳导轮b32、角位移传感器a33、张力传感器导轮34、小轴承a35、弧形悬臂a36、弧形悬臂b37、小轴承b38和角位移器b39 ;其中，减速器12上带有减速器键槽14 ;卷筒轴22上带有卷筒轴齿轮键槽20和卷筒轴键槽23 ；电机固定架13通过螺钉固定在底板9上，减速器12的法兰盘固定安装在电机固定架13上，伺服电机I的轴与减速器12的轴通过行星齿轮连接；伺服电机I的外壳与减速器12的外壳固定连接；电磁制动器11与伺服电机I固定连接；电机编码器10与电磁制动器11固定连接；减速器12通过减速器键槽14和齿轮键al5与锥齿轮al6固定连接；安装耳朵al8和安装耳朵b26为一对耳朵；安装耳朵al8固定在底板9上，轴承al9的外圈固定在安装耳朵al8上，安装耳朵al8起到支撑并固定轴承al9的作用；轴承al9的内圈固定在卷筒轴22上；卷筒轴22穿过轴承al9和安装耳朵al8后通过卷筒轴齿轮键槽20和齿轮键b21与锥齿轮bl7固定连接；锥齿轮al6和锥齿轮bl7相互啮合；卷线筒2通过卷筒轴键槽23和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种张力和收放长度可控的系绳收放装置，其特征在于：该装置包括伺服电机（1）、卷线筒（2）、伺电机驱动器（3）、导轮竖板（4）、计米器（5）、张力传感器（6）、张力调节器（7）、角度测量固定架（8）、底板（9）、电机编码器（10）、电磁制动器（11）、减速器（12）、电机固定架（13）、齿轮键a（15）、锥齿轮a（16）、锥齿轮b（17）、安装耳朵a（18）、轴承a（19）、齿轮键b（21）、卷筒轴（22）、卷筒键（24）、轴承b（25）、安装耳朵b（26）、压力可调装置上板（27）、压力可调装置螺母（28）、上压轮（29）、计米器导轮（30）、系绳导轮a（31）、系绳导轮b（32）、角位移传感器a（33）、张力传感器导轮（34）、小轴承a（35）、弧形悬臂a（36）、弧形悬臂b（37）、小轴承b（38）和角位移器b（39）；其中，减速器（12上带有减速器键槽（14）；卷筒轴（22）上带有卷筒轴齿轮键槽（20和卷筒轴键槽（23）；电机固定架（13）通过螺钉固定在底板（9）上，减速器（12）的法兰盘固定安装在电机固定架（13）上，伺服电机（1）的轴与减速器（12）的轴通过行星齿轮连接；伺服电机（1）的外壳与减速器（12）的外壳固定连接；电磁制动器（11）与伺服电机（1）固定连接；电机编码器（10）与电磁制动器（11）固定连接；减速器（12）通过减速器键槽（14）和齿轮键a（15）与锥齿轮a（16）固定连接；安装耳朵a（18）和安装耳朵b（26）为一对耳朵；安装耳朵a（18）固定在底板（9）上，轴承a（19）的外圈固定在安装耳朵a（18）上，安装耳朵a（18）起到支撑并固定轴承a（19）的作用；轴承a（19）的内圈固定在卷筒轴（22）上；卷筒轴（22）穿过轴承a（19）和安装耳朵a（18） 后通过卷筒轴齿轮键槽（20）和齿轮键b（21）与锥齿轮b（17）固定连接；锥齿轮a（16）和锥齿轮b（17）相互啮合；卷线筒（2）通过卷筒轴键槽（23）和卷筒键（24）与卷筒轴（22）固定连接；安装耳朵b（26）固定在底板（9）上，轴承b（25）的外圈固定在安装耳朵b（26）上，轴承b（25）的内圈与卷筒轴（22）固定连接；伺电机驱动器（3）固定在底板（9）上，伺服电机（1）通过伺电机驱动器（3）进行驱动；压力可调装置上板（27）的顶端为一上平板、底端带有圆板、中间为螺纹柱，螺纹柱上套装有弹簧；圆板下面还有一部分圆柱，与中间的螺纹柱一体成型但不带有螺纹；圆板在螺纹柱和圆柱之间可以上下移动；导轮竖板（4）固定在底板（9）上，计米器（5）通过端面安装法兰固定在导轮竖板（4）上，计米器导轮（30）固定在计米器（5）的轴上，压力可调装置上板（27）固定在导轮竖板（4）上，压力可调装置螺母（28）套装在压力可调装置上板（27）的螺纹柱上；上压轮（29）为带有U形支架的压轮，压轮通过轴固定在U形支架上；U形支架与压力可调装置上板（27）上的圆柱为活动连接，上压轮（29）在压力可调装置上板（27）的弹簧的作用下，可以沿圆柱上下移动；上压轮（29）和计米器导轮（30）之间压系绳通过摩擦力进行啮合，摩擦力可由压力可调装置弹簧的压紧力调节；张力传感器（6）固定在底板（9）上，张力传感器导轮（34）固定在张力传感器（6）上；系绳导轮a（31）通过轴承固定在导轮竖板（4）上；系绳导轮b（32）通过轴承固定在导轮竖板（4）上；张力调节器（7）固定在导轮竖板（4））上；系绳依次通过计米器导轮（30）、张力传感器导轮（34）、系绳导轮b（32）、系绳导轮a（31）和张力调节器（7）；计米器导轮（30）、张力传感器导轮（34）、系绳导轮b（32）、系绳导轮a（31）和张力调节器（7）在一个竖直面上；角度测量固定架（8）为一体成型，上端带有顶板、中间带有横板、两侧带有侧板；角度测量固定架（8）固定在底板（9））上；角位移传感器a（33）的外壳固定在角度测量固定架（8）的顶板上；角位移传感器a（33）的轴穿过角度测量固定架（8）的顶板；角位移器b（39）的外壳固定在角度测量固定架（8）的一个侧板上；角位移器b（39）的轴穿过角度测量固定架（8）的侧板；小轴承b（38）的外圈固定在角度测量固定架（8）的横板上；弧形悬臂b（37）的一端固定在小轴承b（38）的内圈上，其另一端固定在角位移传感器a（33）的轴上；小轴承a（35）的外圈固定在角度测量固定架（8）的另一个侧板上；弧形悬臂a（36）的一端固定在小轴承a（35）的内圈上，其另一端固定在角位移器b（39）的轴上。...

【技术特征摘要】
1.一种张力和收放长度可控的系绳收放装置，其特征在于:该装置包括伺服电机(I)、卷线筒(2)、伺电机驱动器(3)、导轮竖板(4)、计米器(5)、张力传感器(6)、张力调节器(7)、角度测量固定架(8)、底板(9)、电机编码器(10)、电磁制动器(11)、减速器(12)、电机固定架(13)、齿轮键a (15)、锥齿轮a (16)、锥齿轮b (17)、安装耳朵a (18)、轴承a (19)、齿轮键b (21)、卷筒轴(22)、卷筒键(24)、轴承b (25)、安装耳朵b (26)、压力可调装置上板(27)、压力可调装置螺母(28)、上压轮(29)、计米器导轮(30)、系绳导轮a (31)、系绳导轮b (32)、角位移传感器a (33)、张力传感器导轮(34)、小轴承a (35)、弧形悬臂a (36)、弧形悬臂b (37)、小轴承b (38)和角位移器b (39)； 其中，减速器(12上带有减速器键槽(14);卷筒轴(22)上带有卷筒轴齿轮键槽(20和卷筒轴键槽(23)； 电机固定架(13)通过螺钉固定在底板(9)上，减速器(12)的法兰盘固定安装在电机固定架(13)上，伺服电机(I)的轴与减速器(12)的轴通过行星齿轮连接；伺服电机(I)的外壳与减速器(12)的外壳固定连接；电磁制动器(11)与伺服电机(I)固定连接；电机编码器(10)与电磁制动器(11)固定连接； 减速器(12)通过减速器键槽(14)和齿轮键a (15)与锥齿轮a (16)固定连接； 安装耳朵a (18)和安装耳朵b (26)为一对耳朵； 安装耳朵a (18)固定在底板(9)上，轴承a (19)的外圈固定在安装耳朵a (18)上，安装耳朵a (18)起到支撑并固定轴承a (19)的作用；轴承a (19)的内圈固定在卷筒轴(22)上；卷筒轴(22)穿过轴承a (19)和安装耳朵a (18)后通过卷筒轴齿轮键槽(20)和齿轮键b (21)与锥齿轮b (17)固定连接；锥齿轮a (16)和锥齿轮b (17)相互啮合；卷线筒(2)通过卷筒轴键槽(23)和卷筒键(24)与卷筒轴(22)固定连接； 安装耳朵b (26)固定在底板(9)上，轴承b (25)的外圈固定在安装耳朵b (26)上，轴承b (25)的内圈与卷筒轴(22)固定连接； 伺电机驱动器(3 )固定在底板(9 )上，伺...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭吉丰，谭春林，刘永健，王班，易琳，
申请(专利权)人：浙江大学，北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：