[发明专利]一种用于空间绳系组合体的大张力长系绳收放装置

说明书

本发明公开了一种用于空间绳系组合体的大张力长系绳收放装置。在外壳内，沿外壳长度方向，依次装有系绳姿态入角测量部件、导绳部件、张力预紧部件、绳长测量部件、张力测量部件、排绳部件和系绳卷绕部件。本发明具有系绳姿态入角可测，系绳长度可测可控，系绳张力可测可控的功能。由于带有排绳部件使得回收到卷筒上的系绳较多时，系绳可在卷筒上均匀排列而避免了因系绳相互挤压造成的塌落现象，为了兼顾张力精度及量程，采用了大、小量程两个张力传感器串联的方式测量系绳张力，是一种大张力（最大可控可测张力200N）、长系绳（最大收绳长度200m）、高精度的系绳收放装置。

技术领域

本发明涉及空间系绳控制装置，尤其涉及一种用于空间绳系组合体的大张力长系绳收放装置。

背景技术

空间绳系系统一般采用易卷取的柔性系绳，在系统的在轨操作过程中，一般需要通过系绳末端连接的系绳卷取机构对系绳实现长度控制或者张力控制。因此，系绳卷取机构的设计以及性能对空间绳系系统能否顺利完成任务起着相当重要的作用，如上述的TSS-1在轨试验，就因系绳释放机构的技术故障使得系绳因张力过大而断裂，导致了任务的失败。对于空间绳系系统而言，系绳控制机构是控制系绳长度、速率及张力的执行机构，在绳系系统方案设计、动力学模型分析、控制系统设计及试验验证等各个环节都必须加以考虑。另外，针对空间特殊要求，装置还需集成度要高、质量轻、体积小、结构简单可靠等特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于空间绳系组合体的大张力长系绳收放装置，该装置同时具备空间系绳摆角可测、系绳长度可测可控、系绳张力可测可控等功能，通过合理设计使得装置能同时具有张力精度高、张力量程大（最大可控可测张力200N）以及系绳尺度大（最大收绳长度200m）等功能特色。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：

本发明在外壳内，沿外壳长度方向，依次装有系绳姿态入角测量部件、导绳部件、张力预紧部件、绳长测量部件、张力测量部件、排绳部件和系绳卷绕部件。

所述系绳姿态入角测量部件，包括：U形角度测量固定架、第一轴承座、第一半环框架、第二轴承座、第二半环框架、第一角度传感器和第二角度传感器；U形角度测量固定架固定在外壳上、下面之间，U形角度测量固定架左侧板外侧装有第二角度传感器，第二角度传感器的转动轴穿过左侧板与第二半环框架一端的孔固接，第二半环框架另一端的轴头与U形角度测量固定架右侧板外侧的第二轴承座转动连接；U形角度测量固定架下板外侧装有第一角度传感器，第一角度传感器的转动轴穿过下板与第一半环框架一端的孔固接，第一半环框架的另一端轴头与安装在U形角度测量固定架中间上板的第一轴承座转动连接，第一半环框架与第二半环框架半径不同，所述二个半环框架中部均开有宽度与系绳直径相同的弧形通槽，且二个半环框架轴线相交处安装开有过绳孔的连接板。

所述导绳部件，包括：第一小导轮、第二小导轮、第一心轴和第二心轴；第一小导轮与第一心轴为转动配合，第二小导轮与第二心轴为转动配合，第一心轴与第二心轴两端通过螺纹分别与U形角度测量固定架的中间上板和底板连接，所述二个小导轮中部均开有U形导绳槽，且位于同一水平位置。

所述张力预紧部件，包括：第一陶瓷片、第二陶瓷片、弹簧、带螺母心轴，带螺母心轴与过绳立板连接，第一陶瓷片、第二陶瓷片及弹簧依次套在带螺母心轴上，通过调解带螺母心轴的螺母调节系绳预紧张力。

所述绳长测量部件，包括：过绳立板、绳长测量导轮、轴承座、联轴器，固定架和旋转编码器；过绳立板垂直安装在外壳上、下面间，过绳立板的板面与外壳的长边平行，过绳立板安装有轴承座，绳长测量导轮的伸出轴穿过轴承座的轴承内圈并插入联轴器的一端内孔中，联轴器的另一端内孔与旋转编码器的伸出轴连接，旋转编码器与固定架连接，固定架安装固定在过绳立板上。