Электромеханический исполнительный орган

 

Изобретение относится к области космической техники. Исполнительный орган содержит двухстепенный гироскоп с датчиком угла и моментным устройством, состоящим из электродвигателя с редуктором и демпфера. Между редуктором и демпфером введена переключающая муфта с упругим элементом на выходе. Технический результат - возможность раздельного активного и пассивного управления и арретирования гироскопа в любом из положений. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к усовершенствованию электромеханических исполнительных органов на базе гироскопических устройств систем ориентации космических аппаратов.

Известно, что для изменения углового положения космического аппарата на борту его должна быть система ориентации и стабилизации, содержащая исполнительные органы, с помощью которых генерируются управляющие моменты относительно осей выбранной системы координат.

Известные в настоящее время исполнительные органы на базе двухстепенных гироскопов выполняются по классической кинематической схеме гироскопических устройств (см.фиг.1): на оси подвеса гироскопа устанавливаются датчик угла, датчик момента и при необходимости демпфер (см. Раушенбах Б.В., Токарь Е.Н. Управление ориентацией космических аппаратов, М.: Наука, 1974, Разыграев А.П. Основы управления космическими аппаратами и кораблями, М.: Машиностроение, 1977).

С помощью такой кинематической схемы управление угловым положением космического аппарата возможно проводить как в активном режиме, когда подается питание на управляющую обмотку датчика момента и последний создает момент по оси подвеса, так и в пассивном - за счет демпфера.

Для осуществления достаточно линейной характеристики управления момент сухого трения в оси подвеса двигателя-маховика должен быть минимальным.

Кроме этого к недостаткам этой схемы следует отнести:

- необходимость отсутствия в датчике момента остаточных моментов при снятии питания;

- достаточно большое потребление, габариты и масса датчика при обеспечении большого (более 0,1 кгм) момента от датчика;

- наличие реактивного момента при включении датчика момента.

Целью предлагаемого изобретения является устранение вышеприведенных недостатков и улучшение технических характеристик исполнительного органа: повышение линейности управления, снижение потребляемой мощности, обеспечение стабильности положения вектора Н и улучшение габаритно-массовых характеристик исполнительного органа в целом.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема известного электромеханического исполнительного органа, а на фиг.2 - схема предлагаемого электромеханического исполнительного органа.

Электромеханический исполнительный орган имеет датчик угла (1), связанный с электродвигателем-маховиком (2), и датчик момента (4), связанный с электродвигателем-маховиком через демпфер (3).

Предлагаемый электромеханический орган имеет датчик угла (1), связанный с рамкой карданова подвеса электродвигателя-маховика (2), вязкий демпфер (3), привод вращения рамки (4), включающий электродвигатель (5), редуктор (8), упругий элемент (6), связанный через переключающий элемент (7) с осью подвеса.

Величина передаваемого момента от привода на рамку будет определяться характеристикой упругого элемента (при его закручивании).

Включение переключающего элемента (муфты) производится одновременно с подачей питания на электродвигатель привода. В зависимости от режима управления возможно и раздельное с электродвигателем управление муфтой. Переключающий элемент позволяет при снятии питания разрывать кинематическую цепь ось подвеса - привод вращения рамки, что позволяет в определенных режимах управления (без привода) уменьшить момент сопротивления по оси подвеса до величины момента трения в опорах рамки подвеса.

Кроме этого предлагаемый электромеханический исполнительный орган в сравнении с уже известными обладает следующими достоинствами:

1) может быть использован в нескольких режимах управления КА,

а) при включенной муфте (переключающем элементе)

- в активном режиме (управление от привода);

- в режиме, где необходимо наличие фиксации вектора Н;

б) при выключенной муфте (элементе) - в пассивном режиме;

2) потребляемая мощность питания привода при одинаковой величине управляющего момента (более 0,1 кгм) меньше, чем у датчика момента;

3) наличие определенной фиксации вектора Н при включенной муфте (элементе) и снятом питании привода;

4) привод при вышеуказанных условиях обладает лучшими габаритно-массовыми характеристиками в сравнении с индукционными датчиками момента;

5) широкий диапазон передаваемого момента от привода на рамку, практически от сотых долой до десятков килограммометров;

6) отсутствие на оси подвеса гироскопа остаточных моментов после снятия управляющего момента и отключение муфты.

Формула изобретения

Электромеханический исполнительный орган, содержащий двухстепенный гироскоп с датчиком угла и моментным устройством в виде электродвигателя с редуктором и демпфера, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности раздельного активного и пассивного управлений и арретирования гироскопа в любом из положений, между редуктором и демпфером введена переключающая муфта с упругим элементом на выходе.

РИСУНКИ