[发明专利]一种星载新型高精度高稳定度二维指向机构

摘要

本发明涉及一种星载新型高精度高稳定度二维指向机构，包含方位向运动机构和俯仰向运动机构。方位向运动机构包含指向镜、指向镜框、压板、挠性枢轴组件、支撑框及曲柄滑块机构；俯仰向运动机构包含枢轴组件、固定座机曲柄滑块机构。方位向运动机构和俯仰向运动机构中指向镜绕转轴的转动即为曲柄滑块机构中曲柄的摆动。方位向运动机构和俯仰向运动机构中的转轴互为正交转轴且两转轴轴线在指向镜镜面上。本发明中二维指向机构具有指向精度高、系统稳定性高的特点，解决了以往航天光学遥感器中二维指向机构不能同时兼顾指向精度和系统稳定性的不足，有利于提升星载光学遥感器指向跟踪精度。

主权项

1.一种星载新型高精度高稳定度二维指向机构，其特征在于：包括方位向运动机构和俯仰向运动机构，方位向运动机构和俯仰向运动机构均包含共用的指向镜(1)、指向镜框(2)、第一挠性枢轴组件(3)、支撑框(4)和基座(12)；方位向运动机构还包括第一枢轴安装座(5)、第二挠性枢轴组件(6)、第一连杆(7)、第三挠性枢轴组件(8)、第一滑块(9)、第一直线运动导轨(10)、第一一体化电机组件(11)和第四挠性枢轴组件(13)；俯仰向运动机构还包括第二枢轴安装座(20)、第五挠性枢轴组件(19)、第二连杆(18)、第六挠性枢轴组件(17)、第二滑块(16)、第二直线运动导轨(15)和第二一体化电机组件(14)；方位向运动机构中指向镜(1)固定安装在指向镜框(2)内，指向镜框(2)通过第一挠性枢轴组件(3)安装在支撑框(4)上，指向镜(1)、指向镜框(2)、第一挠性枢轴组件(3)和支撑框(4)都安装在基座(12)上；第一枢轴安装座(5)固定安装在支撑框(4)上，第一枢轴安装座(5)与第一连杆(7)通过第二挠性枢轴组件(6)挠性连接，第一连杆(7)与第一滑块(9)通过第三挠性枢轴组件(8)挠性连接，第一滑块(9)与第一直线运动导轨(10)固定安装，第一直线运动导轨(10)与第一一体化电机组件(11)连接；俯仰向运动机构中第二枢轴安装座(20)固定安装在指向镜框(2)上，第二枢轴安装座(20)与第二连杆(18)通过第五挠性枢轴组件(19)挠性连接，第二连杆(18)与第二滑块(16)通过第六挠性枢轴组件(17)挠性连接，第二滑块(16)与第二直线运动导轨(15)固定连接，第二一体化电机组件(14)与第二直线运动导轨(15)连接；/n方位向运动机构和俯仰向运动机构均采用闭环控制，二维指向机构装调测试时标定好指向镜(1)零位时电机轴的角位置，并标定指向镜(1)处于各指向位置时电机轴相对于零位的转动角度及方向；二维指向机构正常工作时根据需求的指向位置计算电机所需的运动角度和方向，控制系统输出电机运动指令使电机开始运动，通过旋变测量电机实际转角及方向并反馈给控制系统，当控制系统接受到电机到位信号时输出电机断电指令，使电机停止运动；指向镜(1)稳定的停止在预先制定的位置；/n所述第一直线运动导轨(10)包括第一底座(21)、第一螺母(22)、第一滚动体(23)和第一丝杠轴(24)；其中第一一体化电机组件(11)的转轴与第一底座(21)固定安装，第一底座(21)和第一螺母(22)上分别有圆弧形螺旋槽，第一底座(21)和第一螺母(22)固定配合形成螺旋滚道，第一滚动体(23)位于螺旋滚道内，第一底座(21)轴向固定安装在第一丝杠轴(24)上，第一丝杠轴(24)安装在基座(12)上，第一一体化电机组件(11)带动第一底座(21)旋转运动，使第一滑块(9)沿垂直方向上做直线运动，实现了指向镜(1)、指向镜框(2)、第一挠性枢轴组件(3)、支撑框(4)以第四挠性枢轴组件(13)轴向为轴心的方位向转动；/n方位向运动机构的方位向转动范围为-1.5°至1.5°；/n第二直线运动导轨(15)包括第二底座(25)、第二螺母(26)、第二滚动体(27)和第二丝杠轴(28)；其中第二一体化电机组件(14)与第二底座(25)固定安装，第二底座(25)和第二螺母(26)上分别有圆弧形螺旋槽，第二底座(25)和第二螺母(26)固定配合形成螺旋滚道，第二滚动体(27)位于螺旋滚道内，第二底座(25)轴向固定安装在第二丝杠轴(28)上，第二一体化电机组件(14)带动第二底座(25)旋转运动，使第二滑块(16)沿垂直方向上做直线运动，实现了指向镜(1)、指向镜框(2)、第一挠性枢轴组件(3)、支撑框(4)以第一挠性枢轴组件(3)轴向为轴心的俯仰向转动；/n俯仰向运动机构的俯仰向转动范围为-1.5°至1.5°；/n电机驱动器步距角为0.225°/步，二维指向机构实现方位向和俯仰向在-1.5°至1.5°范围内的摆动，稳定度≤0.2μrad/40ms。/n