[发明专利]一种具有指向自感知能力的星载设备支架

说明书

本发明涉及一种具有指向自感知能力的星载设备支架，包括支撑杆、单轴自由度释放关节、双轴自由度释放关节、设备支撑座及应变传感器，支撑杆底部连接单轴自由度释放关节，支撑杆顶部连接双轴自由度释放关节，形成支撑杆组件；单轴自由度释放关节为单轴铰链或单方向开槽弹簧；双轴自由度释放关节为球铰链或双方向开槽弹簧；每根支撑杆上布置不小于1组应变传感器，用于支撑杆应变信息的实时测量。本发明支撑杆上传感器的应变测量，支架简化数学模型的推导，可实时得到设备支撑座的空间指向数据，从而为星载设备提供空间指向信息，提高星载设备的测量精度。

技术领域

本发明涉及一种具有指向自感知能力的星载设备支架，属于星载设备技术领域。

背景技术

航天器上安装的具有空间指向要求的姿态敏感器、执行机构、相机、天线等设备，一般通过支架实现其要求的安装角度，在地面通过经纬仪、激光跟踪仪等设备测量并调整安装角度；卫星进入轨道后，设备与航天器之间的角度关系无法知晓。当航天器在轨道上运行，外界外热流不断发生变化；而热环境发生变化会导致支架变形，设备与航天器之间的角度关系将发生变化，进而影响设备的测量精度、执行精度或指向精度，严重时会影响航天器的性能。

若能够在轨感知支架的变形，从而得到设备的空间指向关系，可为设备或航天器的数据补偿修正提供数据支撑，是非常有益的。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种具有指向自感知能力的星载设备支架，通过测量支架上的应变信息，实时计算得到设备安装面的空间指向信息，从而为安装在上面的有指向要求的设备提供实时的空间指向信息。

本发明解决技术的方案是：

一种具有指向自感知能力的星载设备支架，包括支撑杆、单轴自由度释放关节、双轴自由度释放关节、设备支撑座及应变传感器，

支撑杆底部连接单轴自由度释放关节，支撑杆顶部连接双轴自由度释放关节，形成支撑杆组件；

单轴自由度释放关节为单轴铰链或单方向开槽弹簧；

双轴自由度释放关节为球铰链或双方向开槽弹簧；

3个支撑杆的底部单轴自由度释放关节连接在航天器结构上；

3个支撑杆的顶部双轴自由度释放关节连接在设备支撑座上；

每根支撑杆上布置不小于1组应变传感器，用于支撑杆应变信息的实时测量；

支撑杆因温度变化发生变形，设备支承座在X、Y、Z方向上受力及力矩保持平衡；

通过确定支撑杆与设备支撑座连接点处的位置变化，获取设备支撑座的倾斜角度。

进一步的，3个支撑杆的底部单轴自由度释放关节通过支架底座连接在航天器结构上。

进一步的，3个支撑杆中心线与支架底座的3个交点确定一个圆A，3个交点均布在圆A上；3个支撑杆中心线与与设备支撑座的3个交点确定一个圆B，3个交点均布在圆B上；圆A、圆B是同心圆。

进一步的，单轴自由度释放关节、双轴自由度释放关节与支架底座、设备支撑座的连接方式为螺钉连接或胶粘连接。

进一步的，单轴自由度释放关节可绕圆A切线方向转动，即单轴自由度释放关节绕圆A切线的转动自由度被释放。

进一步的，双轴自由度释放关节可绕圆B切线方向和径向方向转动，即双轴自由度释放关节切线和直径方向的转动自由度被释放。

进一步的，若每根支撑杆上的应变传感器大于1组，则支撑杆的应变信息为多组传感器的平均值。

进一步的，设备支撑座形成的平面与X轴形成的夹角为α，与Y轴形成的夹角为β，与Z轴形成的夹角为γ，则