[发明专利]一种球铰链以及航天器指向机构

说明书

一种航天器指向机构，包括：底座，若干个球铰链，第一驱动杆，所述第一驱动杆的一端通过球铰链与底座连接，至少两个第二驱动杆，所述第二驱动杆的一端通过球铰链与底座连接、另一端通过球铰链连接至所述第一驱动杆的另一端；所述球铰链包括：第一球铰片，至少一个第二球铰片，固定装置，用于在所述球铰链的某一固定轴方向固定连接所述第一球铰片和第二球铰片，其中，所述第一球铰片和第二球铰片可沿所述球铰链的所述固定轴方向旋转，连接口，设置于所述第一球铰片上。本发明的指向机构刚度高、精度高，适用于卫星微波通信的中继、数传指向机构产品，也适用于各类卫星光学相机，激光通信等领域。

技术领域

本发明涉及空间指向装置技术领域，尤其涉及一种球铰链以及航天器指向机构。

背景技术

指向机构是用来确定执行构件空间姿态的机构，其在航天工程应用领域的用途广泛。现阶段卫星上通信，拍照相机等载荷应用越来越广泛，发展潜力巨大，满足这类载荷精确指向功能的高精度指向机构发展前景巨大。

如图8所示，为现有国内外常用的指向机构的构型，采用串联机构的方案，例如，俯仰-方位型和X-Y型。俯仰-方位型只能跟踪某一仰角以下的目标，X-Y型的两轴间距大，结构不紧凑，体积重量较大。因此，这种传统的指向机构存在如下缺陷：一是串联机构的刚度较低；二是转轴转动的执行分辨率较难做的很高，一般是0.005°-0.02°，机构很难做到很高的指向精度。

因此，确有必要设计一款指向机构以解决上述技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种球铰链以及应用所述球铰链的航天器指向机构，以解决现有技术的指向机构的串联机构刚度较低，转轴转动的执行分辨率不高，指向精度不高的缺陷。

本申请的一方面提出一种航天器指向机构，包括：底座；若干个球铰链；第一驱动杆，所述第一驱动杆的一端通过球铰链与底座连接；至少两个第二驱动杆，所述第二驱动杆的一端通过球铰链与底座连接、另一端通过球铰链连接至所述第一驱动杆的另一端。

其中，所述第一驱动杆和第二驱动杆上分别设置有驱动组件，用于驱动所述第一驱动杆和第二驱动杆转动或者伸缩。

其中，所述第一驱动杆和第二驱动杆均为可伸缩的，所述第一驱动杆上的驱动组件驱动第一驱动杆的伸缩和其一端在球铰链内转动，所述第二驱动杆上的驱动组件驱动第二驱动杆的伸缩和其两端在球铰链内转动。

其中，所述球铰链包括第一球铰片；至少一个第二球铰片；固定装置，用于在所述球铰链的某一固定轴方向固定连接所述第一球铰片和第二球铰片，其中，所述第一球铰片和第二球铰片可沿所述球铰链的所述固定轴方向旋转；连接口，设置于所述第一球铰片上。

其中，所述底座和第一驱动杆上分别设有若干个连接头，所述球铰链通过其连接口与所述连接头连接。

其中，所述第一驱动杆的另一端上安装有载荷安装连接口，用于安装载荷。

其中，所述第一驱动杆包括杆部和位于杆部一端的杆头，所述第一驱动杆的杆头设置于球铰链内；所述第二驱动杆包括杆部和位于杆部两端的两个杆头，所述第二驱动杆的两个杆头分别设置于两个球铰链内。

本申请的另一方面提出一种球铰链，包括：第一球铰片；至少一个第二球铰片；固定装置，用于在所述球铰链的某一固定轴方向固定连接所述第一球铰片和第二球铰片，其中，所述第一球铰片和第二球铰片可沿所述球铰链的所述固定轴方向旋转；连接口，设置于所述第一球铰片上。

其中，所述第一球铰片和第二球铰片上分别设有通孔。

其中，所述固定装置包括转轴和紧固圈，所述转轴分别穿过第一球铰片和第二球铰片上的通孔，所述紧固圈紧固穿过通孔后的转轴。

其中，所述第一球铰片和第二球铰片均为圆弧面。