Привод наведения рефлектора

 

Использование: поворотные устройства зеркальных антенн с СВЧ-элементами преимущественно для Систем космического телевидения и межспутниковой связи, Сущность изобретения: между рефлектором и основанием установлен металлический сильфом с образованием герметичной полости внутри сильфона. Внутри герметичной полости на тыльной стороне рефлектора установлен сферический шарнир с арретирующим устройством, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 01 0 1/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4827271/09 (22) 18.05.90 (46) 23.09.92. Бюл. N. 35 (71) Чистопольское конструкторско-технологическое бюро "Вектор" (72) А.Г. Волков и В.А. Руппель (56) Заявка Японии

М 60-39903, кл, Н 01 0 3/08, публикация

1985.

Авторское свидетельство СССР

N. 276178, кл. Н 01 0 3/34, 1970 (прототип).

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для создания точных поворотных устройств зеркальных антенн с СВЧ-элементами преимущественно для систем космического телевидения и межспутниковой связи.

Известно поворотное устройство наведения антенны для искусственного спутника (см. патент Японии N 58 — 147628 от

02.03.85). В данном электромеханическом приводе зеркальная антенна крепится на эластичном основании, что позволяет при его деформациях вращать антенну вокруг осей Х и У, перпендикулярных оси зеркала.

Поворот зеркала осуществляется силовыми электромагнитами, управление которыми производится от усилителей мощности по сигналам с датчиков углов поворота и Суммарно-разностных схем. Данное устройство обеспечивает практически без трения высокую точность наведения антенны. Недостатком данной конструкции является сложная электрическая схема управления, предполагающая наличие датчиков положения антейны. Кроме того, удержание антенны в

„„Я „„1 764109 À1 (54) ПРИВОД НАВЕДЕНИЯ РЕФЛЕКТОРА (57) Использование . поворотные устройства зеркальных антенн с СВЧ-элементами преимущественно для систем космического телевидения и межспутниковой связи, Сущность изобретения: между рефлектором и основанием установлен металлический сильфон с образованием герметичной полости внутри сильфона. Внутри герметичной полости на тыльной стороне рефлектора установлен сферический шарнир с арретирующим устройством, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. г заданном положении требует нейрерывной подачи на силовые электромагниты напряжений, вырабатываемых суммарно-разностной схемой и усилителями мощности, что энергетически невыгодйо; В устройстве не предусмотрена защита элементов привода от воздействия внешних факторов. Извест-" на конструкция приводного мехавйзма радиолокационной антенны (см. патент США

N. 3202015 от 24.08,65), которая позволяет исключить повышенйые энергетические затраты. Благодаря большому коэффициенту передачи (340:1) от вала электродвигателя к приводному элементу устройство обеспечивает возможность плавного и прецизионного наведения антенны по азимуту и углу места и исключает мертвый ход вала каждого электродвигателя. Однако в данной конструкции и ей аналогичной (а.с. СССР N.

244423 от 28.05.69) реализуется жесткая связь приводов с антенной, которая состоит из габаритных массивных элементов протяженных червячных валовс шестернями, чтб ухудшает массогабаритные характеристики устройства и не позволяет достичь их требуФ

eMblx, HanpMMep, для космических конструк- фиксатор а виде стержня с резьбовыми конций значений. цами, один резьбовой конец постоянно соНаиболее близкой по технической сущ- пряжен с гайкой, жестко сопряженной на ности и достигаемому результату является раме, а другой реэьбовой конец в рабочем конструкция поворотного устройства для 5 положении сопряжен с осевым отверстием антенн СВЧ (а.с. СССР Я 276178 от вкорпусесферическогошарнира,в котором

14.07.70), выбранная в качестве прототипа. выполнена резьба, причем на средней части

В данном устройстве антенна соединяется фиксатора установлено с возможностью пес неподвижным оснОаанием переходником ремещения зубчатое колесо, которое кинев аиде цилиндрической спиральной пружи- 10 матически соединено с двигателем;: ны. Поворот антенны осуществляется изги- Исполнительные механизмы выполнебом пружины посредством гибких ны типа винт-гайка, причем ведущее звено йерастя>кимых тяг, расположенйых в орто- — винт, установленный на неподвижном осгональныхплоскостяхиукрепленныходним новании, а ведомое — гайка, с которой соеконцом к антенне, а Другим концом соответ- 15 динен трос. ственно к исполнительным механизмам. На чертеже изображены общий аид приГибкие тяги пропущенй через кольца, ук- вода и отдельно узел со сферическим шаррепленные на каждом витке пружины. Не- ниром и фиксатором. Новыми, достатком"устройства является нарушение существенными признаками, отличающими точности наведения при воздействии внеш- 20 изобретение от прототипа, являются аыпол- них механических возмущений, например, нение цилиндрического упругого элемента при разворотах космического аппарата. В в виде сильфона, концы которого соединены этомслучаепружинаиэгибаетсяпо.вогнуто- с рефлектором и основанием герметично; выпуклым траекториям, ослабевает натяже- соединение рефлектора с основанием внутние тросов управления и происходят 25" ри сильфона сферическим шарниром, корйесанкционированные повороты антенны. пус которого укреплен на рефлекторе, а шар

Необходимость размещения шкивов испол- снабжен трубчатый хвостоаиком, помещеннительных механизмов вне пружины увели- ным с возможностью перемещения а цилинчивает габарит и массу устройства. В у(ре, укрепленном посредством рамы на устройстве отсутствует защита его элемен- 30 неподвижном основании; размещение а отTQB от воздействия других внешних факто- верстии сферйческого шарнира фиксатора:с ров, в частности факторов космического резьбовыми концами, один из которых по-. . пространства. стоянно сопряжен с неподвижной гайкой на

Целью изобретения является повыше- раме, а другой а зафиксированном положение точйости наведения путем увеличения 35 нии антенны входит а резьбовое отверстие. жесткости и защиты от воздействия внеш- корпуса сферического шарнира; примене- нйх факторов космического пространства и ние в качестве исйолнительных механизмов-" уменьшение энергозатрат.: -.::......: передачи типа винт-гайкх

Указанная цель достигается тем, что в Анализ известных технических решеизвестном приводе наведения рефлектора, 40 ний в данной области техники показывает, . содержащем цилиндрическйй уйругий эле- что предложейное техническое решение со- . мент> один конец KQTopolo скреплен с тыль- ответствует критерию "существенные отлиной стороной рефлектора, а другой — с чия". неподвижным основанием, две трособлоч- Устройство содержит рефлектор 1 и осные системы, размещенные в ортогональ- 45 ноаание 2, соединенные сильфоном 3, котоных плоскостях и соединяющие рефлектор рый является упругим несущимэлементоми с исполнительными механизмами, цилинд- одновременно Служит для создания экранирический упругий"элемент выполнен в виде рованного герметичного отсека. Выполнесильфона, концы которого соединены с ре- ниесильфономодновременнодвухфункций флектороминеподаижнымоснованиемгер- 50 упрощаетконструкцию. Сильфон предвариметично. Внутри сильфона рефлектор тельно стянутдвумя тросами 4 и 5, располосоединен с неподвижным основанием по- женными во взаимно ортогональных средством введенного сферического шар- плоскостях и пропущенными через ролики нира с осевым отверстием, корпус которого 6, укрепленные кронштеййами 7 на неподустаноален на рефлекторе, а шар снабжен 55 аижном основании. Ктросзм присоединены трубчатым хвостовиком., Хвостовик поме- механизм приводов 8 и 9, которые могут щенсвозможностьюперемещенйя вцилин- быть выйолнейы в виде передачи винт-гайдре, укрепленном- посредством рамы на ка. Винты механизмов соединены с шаговынеподвижном основании. В осевом отвер- ми двигателями 10 и 11 . Внутри сильфона стии сферйческого шарнира расположен установлен сферический шарнир с корпу1764109 сом 12, укрепленным на рефлекторе. Шар 13 с трубчатым хвостовиком, помещенным с возможностью перемещения в цилиндр 14, укрепленный посредством рамы 15 на неподвижном основании, имеет осевое отверстие, в котором расположен фиксатор 16.

Фиксатор имеет два резьбовых конца, один из которых находится в постоянном сопряжении с гайкой, жестко укрепленной на раме 15. Второй резьбовой конец в рабочем состоянии сопрягается с резьбовым отверстием корпуса 12 шарнира. На средней части фиксатора установлено зубчатое колесо

17 с воэможностью продольного перемещения, например, на шлицах. Колесо кинематически соединено с двигателем 18.

Устройство работает следующим образом.

Предварительное натяжение:тросов 4, 5, вызванное поджатием сильфона 3, позволяет выбрать имеющиеся зазоры и неточности, и люфт возможен только в исполнительном механизме. При работе механизмов привОдов 8 или 9 происходит перемещение соответствующего троса 4 или 5 и поворот рефлектора 1 вокруг сферического шарнира в соответствующем направлении.

При воздействии на рефлектор возмущающих моментов происходит изменение натяжений тросов. Жесткость сильфона и . величина его предварительного обжатия выбираются такими, чтобы при воздействии максимально возможного возмущающего момента усилие в тросах было положительным, т.е. не происходило несанкционированных поворотов рефлектора. Величина предварительного обжатия сильфона ограничивается возможностью соприкосновения .его гофров при максимальном угле поворота рефлектора. Боковые силы, действующие на антенну, воспринимаются шаром 13 с хвостовиком и передаются цилиндром 14 с рамой 15 на основание 2.

Фиксатор.16, служит для арретирования рефлектора в нерабочем (транспортном) положении. Для этого рефлектор приводится в угловое положение, при котором его ось совпадает с осью цилиндра 14. При включении двигателя 18 фиксатор, вращаясь, перемещается в сторону рефлектора и ввинчивается в резьбовое отверстие корпуса 12 сферического шарнира, В заарретированном состоянии фиксатор препятствует смещению антенны вдоль устройства и поворотам вокруг шарнира.

Применений передачи винт-гайка, являющейся самотормозящейся, позволяет упростить устройство, так как при этом не требуется дополнительных элементов для фиксации углового положения рефлектора, 10

Применение шагового двигателя позволяет упростить систему управления и соответственно снизить энергозатраты. Целеуказание по углу поворота относительно осей Х и

У, перпендикулярных оси рефлектора, поступает в виде кода отдельно для каждой оси. Система управления формирует управляющие импульсы и сравнивает число импульсов, требующееся для поворота, с числом импульсов, соответствующим текущему положению антенны и хранящимся в памяти.

Передаточное отношенйе от вала двигателя до оси поворота антенны определяется по формуле л2

1 где D — расстояние между ветвями троса;

t — шаг резьбы передачи винт-гайка;

20 Для конкретного исполнения D=640 мм, t=2 мм получим! и10 . з

Точность наведения определяется по формуле

25 пш f

h,ð=— где nm — число шагов шагового двигателя в одном его обороте.

Для конкретного исполнения пш--100, i=10 получим Ар43 угловых секунд.

30 Формула изобретения

1, Привод наведения рефлектора, содержащий цилиндрический упругий элемент, один конец которого скреплен с тыльной стороной рефлектора, а другой с

35 неподвижным основанием; двв трособлочные системы, размещенные в ортогональных плоскостях и соединяющие рефлектор с исполнительными механизмами, о т л и ча ю шийся тем, что, с целью повышения

40 точности наведения путем увеличения жесткости и защиты от воздействия внешних факторов космического пространства, цилиндрический упругий элемент выполнен в виде сильфона, концы которого соединены

45 с рефлектором и с неподвижным основанием герметично, а внутри сильфона рефлектор соединен с неподвижным основанием посредством введенного сферического шарнира с осевым отверстием, корпус кото50 рого установлен на рефлекторе, а шар снабжен трубчатыМ хвостовиком, расположенным с возможностью перемещения во введенном цилиндре, укрепленном посредством рамы на неподвижном

55 основании, причем в осевом отверстии сферического шарнира расположен фиксатор в виде стержня с резьбовыми концами, один резьбовой конец которого постоянно сопряжен с гайкой, жестко закрепленной на раме, 1764109

Составитель А.Волков

Техред М,Моргентал

Корректор H.Òóïèöà

Редактор О.Стенина

Заказ 3460 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 а другой резьбовой конец в рабочем положении сопряжен с осевым отверстием сферического шарйира, в- кбтором выйолйена резьба, причем на средней части фиксатора установлено с возможностью перемещения зубчатое колесо, которое кинематически соединено с двигателем.

2. Приводпоп1,отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат, исполнительные механизмы выполнены типа винт-гайка, причем ведущее звено-винт, 5 установленный на неподвижном основании, а ведомое — гайка, с которой соединен трос.