详情

原文传递一种柔性结构的主动振动抑制执行机构

专利名称：	一种柔性结构的主动振动抑制执行机构
摘要：	本发明提出了一种大型柔性结构的主动振动抑制执行机构方案，该执行机构主要由上平台、下平台、直线式驱动器、万向节、楔形滑块、换向支撑块以及配套导轨等部件构成，利用楔形机构传动原理，将楔形滑块的直线运动转换为换向支撑块的垂直方向运动，带动上下平台实现二自由度的相对转动和力矩输出。该执行机构通过上下平台与柔性结构相连，在结构连接方向上所占空间小，适用于安装空间有限的大型可展开柔性结构的子结构连接处，通过调节直线式驱动器的控制指令进行结构的主动振动控制，并且能够在外载荷作用下实现自锁以保持执行机构的稳定，具有原理简单，力矩输出能力大，易于实现等优点。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海航天控制技术研究所
发明人：	刘付成;黄庭轩;孙禄君;朱东方;黄静
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201811514154.7
公开号：	CN109760859A
代理机构：	上海航天局专利中心
代理人：	圣冬冬
分类号：	B64G4/00(2006.01);B;B64;B64G;B64G4
申请人地址：	201109 上海市闵行区中春路1555号
主权项：	1.一种柔性结构的主动振动抑制执行机构，用于大型柔性结构子结构之间的连接，可依据指令输出控制力矩，实现柔性结构的主动振动抑制，其特征在于，包括：上平台、下平台、直线式驱动器、万向节、楔形滑块、换向支撑块及配套导轨，利用楔形机构的传动原理，将楔形滑块的直线运动转换为换向支撑块的垂直方向运动，带动上下平台实现二自由度的相对转动和力矩输出；上平台、下平台分别与柔性结构的两个子结构相连接，上平台、下平台之间通过万向节相连接，可实现一定范围内的两自由度相对转动；直线式驱动器安装于下平台，输出端连接有楔形滑块，用于驱动楔形滑块实现其在下平台平面内的直线运动；换向支撑块在楔形滑块的驱动下沿垂直于下平台平面的导轨滑动，实现运动换向，同时换向支撑块顶端与上平台相接触，驱动上平台实现绕万向节的转动。 2.如权利要求1所述的一种柔性结构的主动振动抑制执行机构，其特征在于，所述楔形滑块分为左、右两个，分别与左、右两个直线式驱动器相连；其中左楔形滑块为单叉形对称结构，每根叉齿的底面上有凸块，可令楔形滑块沿下平台上的x方向导槽滑动，每根叉齿上有两个斜面，两根叉齿上同一位置的斜面构成一组，两组斜面的倾斜方向相反，每组斜面与一个换向支撑块相匹配；左楔形滑块的x方向运动，可令沿x方向分布的两个换向支撑块产生z方向上的反向运动，带动上平台绕y轴方向的转动。 3.如权利要求1所述的一种柔性结构的主动振动抑制执行机构，其特征在于，所述右楔形滑块为双叉形对称结构，每个叉形结构底面有凸块，可令楔形滑块沿下平台上的x方向导槽滑动；每个叉形结构的两根叉齿的同一位置上有相同的斜面，构成一组斜面，与一个换向支撑块相匹配，两组斜面的倾斜方向相反；右楔形滑块的x方向运动，可令沿y方向分布的两个换向支撑块产生z方向上的反向运动，带动上平台绕x轴方向的转动。 4.如权利要求1所述的一种柔性结构的主动振动抑制执行机构，其特征在于，所述换向支撑块的主体为圆柱形结构，底部钻有盲孔，与导轨相配合，使其能沿导轨上下滑动；顶部为球冠面，用于支撑上平台，支撑块顶部与上平台之间为接触连接，非固定连接；支撑块两侧中间至底面的部分被削去，形成两个斜截面，与楔形滑块的一组斜面相匹配；执行机构中共有4个换向支撑块，沿x方向的两个构成一组，沿y方向的两个构成一组，分别用于使上平台产生绕y轴和绕x轴的转动；4根换向支撑块导轨垂直固定于下平台台面，为换向支撑块提供z方向运动的导引；下平台台面上有4条导槽，为楔形滑块提供x方向运动的导引。 5.如权利要求1所述的一种柔性结构的主动振动抑制执行机构，其特征在于，利用楔形传动原理实现运动换向，可通过楔形滑块与换向支撑块的斜面角度设计有效压缩执行机构在结构连接方向z方向上的尺寸，满足紧凑空间的安装要求。 6.如权利要求1所述的一种柔性结构的主动振动抑制执行机构，其特征在于，所述通过设计楔形滑块与换向支撑块的斜面倾斜角度，以及选择材料参数，可有效放大直线驱动器的输出推力，从而实现执行机构的大力矩输出或在同等力矩输出下降低对驱动器的输出要求。 7.如权利要求1所述的一种柔性结构的主动振动抑制执行机构，其特征在于，所述通过设计楔形滑块与换向支撑块的斜面倾斜角度，以及合理选择材料参数，可实现执行机构在驱动方向x方向的自由驱动，以及外力方向z方向的运动自锁，即执行机构在直线驱动器的驱动作用下可自由运动，在来自柔性结构的外载荷作用下不会发生运动。
所属类别：	发明专利