[发明专利]一种软线缆伸杆装置

说明书

技术领域

本发明涉及卫星上装载试验仪器的伸杆装置，具体地说，本发明涉及一种软线缆伸杆。

背景技术

航天设备级别的软线缆伸杆常用于自旋卫星上，这种软伸杆是以卫星自旋轴为中心成对称布置方式装在环绕载荷仓上，一般由两套以上结构相同并严格同步释放的软线缆构成，用作星体外伸设备例如电磁探测仪器传感器的延长支撑杆装置，对于运行在外磁层顶的卫星，其星体常常处于厚度可达十米以上的大尺度磁鞘层的包裹之中，而电场仪电位传感器必须位于磁鞘层的包裹之外的才能进行正常的测量工作，因此这类卫星仪器必需有加长的伸杆装置来穿过厚厚的磁鞘层。但是在卫星上安装几十米长的硬伸杆装置极其困难，因而易于缠绕的软线缆型伸杆装置可能是唯一的较好选择。缠绕型软线缆伸杆可以仅靠以一定速率作自旋运动的卫星所产生的离心力就可将设置于星体上并距自旋轴有一定距离的线缆端部物体沿径向甩出，从而带动一端连结其上的缠绕线缆向外拉出展开，形成垂直于卫星自旋轴的软线缆伸杆装置。但是这类几十米长的线缆装置具有很大的转动惯量，再加上作周期性旋转运动既切割磁力线的运动，因此，对卫星的旋转力矩、自旋状态等力学、电磁及星体设备均衡分布等设计或工作状态可能有一定的影响，因此不仅需要长尺度伸杆还要求在正常情况下伸杆体系不会产生可能改变卫星自旋状态的附加力矩和次生电磁干扰等。这就要求至少所有伸杆不仅时刻处于等长状态而且在距离卫星自旋中心的同一半径范围内的每单位长度伸杆的物理质量也要相同。同时，线缆不仅十分柔软适合弯曲还要有极小的伸长变形率，即拉伸变形率较低或抗拉强度较高，以保证几十米长的软线缆展开后的总长度在长度上变化是处在分米的量级上；再有，几十米长软线缆伸杆的总质量也要远小于星体总质量在10^-2量级以下，即软线缆伸杆本体的质量只占卫星总质量1%以下是最好的设计方案之一。因此需要设计一种可以搭载相关的卫星仪器的质量等参量均适合的长伸杆设备。

此外，目前卫星上搭载的软伸杆是由一套电脑系统、多套既多个不同种类的控制传感器及多套电机等组成的感应系统及控制系统来操控相互完全独立的多个子伸杆系统以实现在同一个环绕载荷仓上由一套结构相同的软线缆伸杆的多个子软线缆伸杆来进行严格同步释放，因此其不仅在软线缆伸杆构成机械方面还是在电控及电磁设计等方面均较为复杂，与卫星设计的技术原则有一定的偏离，因而在这些方面具备一定的改进与简化余地。

发明内容

本发明的目的在于为了克服上述问题，提供了一种软线缆伸杆装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种软线缆伸杆装置，其特征在于，所述装置包含：载荷舱地板3、若干子软线缆伸杆2和同步释放及缠绕单元1；

所述同步释放及缠绕单元1位于载荷舱地板3的中部，且所有子软线缆伸杆2围绕同步释放及缠绕单元1沿载荷舱地板3的径向伸展；

所述同步释放及缠绕单元1进一步包含：线缆同步部分32和软线缆缠绕部分9；所述软线缆缠绕部分9包含若干缠绕单元，且缠绕单元的数量与子软线缆伸杆2的数目相等，所述缠绕单元用于缠绕等待子软线缆伸杆2释放的软线缆；所述线缆同步部分32，用于控制各个子软线缆伸杆2同步及等长释放缠绕在软线缆缠绕部分9上的软线缆；

所述软线缆缠绕部分9进一步包含：缠绕轴支架10、线缆缠绕轴23及线缆卷中心轴33；

所述缠绕轴支架10用于固定线缆缠绕轴23的两端，所述线缆卷中心轴33是所有线缆缠绕轴23的中心轴；所述线缆卷中心轴33固定不转动；所述线缆缠绕轴23是由若干个独立的缠绕线轴或缠绕单元组成，且每个缠绕单元与一个子软线缆伸杆2对应，即每个子软线缆伸杆2上的待伸展的软线缆缠绕于一个缠绕单元上；

所述线缆同步部分32进一步包含：若干线缆压线轮对20、控制电机18、减速箱12、一对压线轮对同步啮合齿轮39；

所述线缆压线轮对20为两个相邻的压线滚轮，该相邻的两个压线滚轮分别套设在第一中心轴37、和第二中心轴38的中段部位上，第一中心轴37和第二中心轴38平行固定于两个左右放置的安装支架21之间；每根软线缆穿过两个相邻压线滚轮的相对轮缘凹槽之间形成的孔形缝隙；

所述控制电机18、减速箱12及第一中心轴37均是靠直接机械联接传递动力的，与控制电机18固定为一体的减速箱12的输出轴与第一中心轴37端部直接同轴线联接；