本發(fā)明涉及一種空間六自由度剛?cè)釀恿W(xué)去耦合裝置，屬于動力學(xué)去耦合裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前國內(nèi)外提出的空間飛行器剛?cè)岵考B接關(guān)節(jié)主要為直接固連或三自由度連接。其中三自由度連接這種方式可以提供三個轉(zhuǎn)動自由度，其缺點(diǎn)有二：一是在三個平動自由度上依然屬于固定連接的方式，因此在空間飛行器剛?cè)岵考g的平動控制上，依然存在耦合現(xiàn)象；二是用三軸相交于一點(diǎn)的方式，因此在三維轉(zhuǎn)動過程中，機(jī)械上會有一定的干涉，影響了運(yùn)動的范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，即在空間飛行器剛?cè)岵考g的平動控制上，依然存在耦合現(xiàn)象，并且存在轉(zhuǎn)動上的干涉。進(jìn)而提供一種空間六自由度剛?cè)釀恿W(xué)去耦合裝置。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種空間六自由度剛?cè)釀恿W(xué)去耦合裝置，包括：轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)一、法蘭盤一、直線音圈電機(jī)一、法蘭盤二、轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)二、法蘭盤三、直線音圈電機(jī)二、法蘭盤四、轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)三、法蘭盤五、直線音圈電機(jī)三、法蘭盤六、平移位置測量傳感器和轉(zhuǎn)動角度測量傳感器，所述直線音圈電機(jī)一直線自由度方向動子的一端與轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)一的定子之間由法蘭盤一固定連接，直線音圈電機(jī)一直線自由度方向定子的一端與轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)二的轉(zhuǎn)子之間由法蘭盤二固定連接，直線音圈電機(jī)二直線自由度方向動子的一端與轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)二的定子之間由法蘭盤三固定連接，直線音圈電機(jī)二直線自由度方向定子的一端與轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)三的轉(zhuǎn)子之間由法蘭盤四固定連接，直線音圈電機(jī)三直線自由度方向動子的一端與轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)三的定子之間由法蘭盤五固定連接，直線音圈電機(jī)三直線自由度方向定子的一端固定有法蘭盤六，直線音圈電機(jī)一上的動子和定子之間、直線音圈電機(jī)二上的動子和定子之間、直線音圈電機(jī)三上的動子和定子之間均設(shè)有平移位置測量傳感器，轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)一的定子與法蘭盤一之間、轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)二的定子與法蘭盤三之間、轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)三的定子與法蘭盤五之間均設(shè)有轉(zhuǎn)動角度測量傳感器。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)來說，可以提供六個完整的自由度(現(xiàn)有技術(shù)在轉(zhuǎn)動方向上有限制)，從而完成空間飛行器上的剛?cè)岵考g的動力學(xué)耦合的解耦工作，大大提高了空間飛行器姿態(tài)和軌道控制的靈活性。本發(fā)明的去耦合裝置利于小型化設(shè)計。

本發(fā)明可以應(yīng)用于空間飛行器剛?cè)岵考倪B接結(jié)構(gòu)，例如：衛(wèi)星太陽能帆板與衛(wèi)星本體之間的連接、空間站大型可展開天線與空間站之間的連接。

附圖說明

圖1為本發(fā)明空間六自由度剛?cè)釀恿W(xué)去耦合裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為直線音圈電機(jī)和法蘭盤的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)和直線音圈電機(jī)的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中的附圖標(biāo)記，1為轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)一，2為法蘭盤一，3為直線音圈電機(jī)一，4為法蘭盤二，5為轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)二，6為法蘭盤三，7為直線音圈電機(jī)二，8為法蘭盤四，9為轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)三，10為法蘭盤五，11為直線音圈電機(jī)三，12為法蘭盤六，13為平移位置測量傳感器，14為轉(zhuǎn)動角度測量傳感器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。

如圖1～圖3所示，本實(shí)施例所涉及的一種空間六自由度剛?cè)釀恿W(xué)去耦合裝置，包括：轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)一1、法蘭盤一2、直線音圈電機(jī)一3、法蘭盤二4、轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)二5、法蘭盤三6、直線音圈電機(jī)二7、法蘭盤四8、轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)三9、法蘭盤五10、直線音圈電機(jī)三11、法蘭盤六12、平移位置測量傳感器13和轉(zhuǎn)動角度測量傳感器14，所述直線音圈電機(jī)一3直線自由度方向動子的一端與轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)一1的定子之間由法蘭盤一2固定連接，直線音圈電機(jī)一3直線自由度方向定子的一端與轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)二5的轉(zhuǎn)子之間由法蘭盤二4固定連接，直線音圈電機(jī)二7直線自由度方向動子的一端與轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)二5的定子之間由法蘭盤三6固定連接，直線音圈電機(jī)二7直線自由度方向定子的一端與轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)三9的轉(zhuǎn)子之間由法蘭盤四8固定連接，直線音圈電機(jī)三11直線自由度方向動子的一端與轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)三9的定子之間由法蘭盤五10固定連接，直線音圈電機(jī)三直線自由度方向11定子的一端固定有法蘭盤六12，直線音圈電機(jī)一3上的動子和定子之間、直線音圈電機(jī)二7上的動子和定子之間、直線音圈電機(jī)三11上的動子和定子之間均設(shè)有平移位置測量傳感器13，轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)一1的定子與法蘭盤一2之間、轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)二5的定子與法蘭盤三6之間、轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)三9的定子與法蘭盤五10之間均設(shè)有轉(zhuǎn)動角度測量傳感器14。

所述直線音圈電機(jī)一3和直線音圈電機(jī)二7之間的角度為90度。

所述直線音圈電機(jī)二7和直線音圈電機(jī)三11之間的角度為90度。

為了解除空間飛行器上的剛?cè)岵考g的動力學(xué)耦合現(xiàn)象，在剛?cè)岵考g增加了一個本實(shí)施例的六自由度裝置。

如圖1所示，第一，本實(shí)施例提供了三個轉(zhuǎn)動自由度和三個平動自由度，三個轉(zhuǎn)動自由度由轉(zhuǎn)動音圈電機(jī)直接驅(qū)動并配合轉(zhuǎn)動軸系提供，三個平動自由度由直線音圈電機(jī)直接驅(qū)動并配合滑動軸承提供，六個自由度上的電機(jī)用于控制系統(tǒng)輸出力；第二，本實(shí)施例采用三部分串聯(lián)結(jié)構(gòu)，三個部分原理接近相同，可以根據(jù)不同負(fù)載采用不同參數(shù)的電機(jī)和軸系，三部分串聯(lián)起來后可以提供的轉(zhuǎn)動自由度均為360°，串聯(lián)結(jié)構(gòu)便于小型化設(shè)計，應(yīng)用范圍廣泛；第三，音圈電機(jī)輸出力(或力矩)平穩(wěn)，不會引入額外干擾；第四、在每個平動自由度方向上均安裝有平移位置測量傳感器用于測量平動的位移(如圖2所示)，在每個轉(zhuǎn)動自由度方向上均安裝有轉(zhuǎn)動角度測量傳感器用于測量轉(zhuǎn)動的角度(如圖3所示)，六個自由度的測量信號用于控制系統(tǒng)輸入信號。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，這些具體實(shí)施方式都是基于本發(fā)明整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。