一体化双轴驱动机构查看源代码讨论查看历史

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一体化双轴驱动机构中国空间技术研究院（航天五院）隶属于中国航天科技集团有限公司，成立于1968年2月20日。自1970年4月24日成功发射我国第一颗人造地球卫星以来，研究院已抓总研制并成功发射了300余颗航天器，实现200余颗航天器在轨运行，研制的航天器覆盖载人航天、月球与深空探测、导航定位、对地观测、通信广播、空间科学与技术试验六大系列航天器，实现了大、中、小、微型航天器的系列化、平台化发展。研究院圆满完成载人航天工程、探月工程、北斗工程、高分工程为代表的重大航天任务，为实现我国航天三大里程碑跨越发展做出了突出贡献。研究院充分发挥航天技术的优势和辐射带动作用，不断将航天新技术成果推广到国民经济多个领域。聚焦卫星应用、智能装备、空间生物三大优势业务板块，打造了中国卫星、康拓红外、航天生物三大业务发展主体平台，形成了以京津冀、长三角和粤港澳大湾区三大重点区域为主的区域布局。

简介

研究院坚持国际化发展战略，积极践行“一带一路”倡议，推动构建人类命运共同体，先后与俄罗斯、法国、巴西等100多个国家和地区的宇航公司及空间研究机构建立了良好的合作关系。2004年实现了首颗商业卫星出口合同签署。截至2020年底，已向国际用户交付了20颗商业卫星，出口产品覆盖通信卫星、遥感卫星、卫星应用、航天器研制基础设施、宇航单机部组件和宇航元器件等。

研究院打造了北京、天津、怀来、西安、兰州、烟台、深圳、内蒙古、杭州等产业基地，拥有空间飞行器总体设计、分系统研制生产、系统集成、总装测试、环境试验、地面设备制造及卫星应用、服务保障等配套完整的研制生产体系。研究院现有中国科学院和中国工程院院士9人，国际宇航科学院院士11人，俄罗斯宇航科学院院士9人，国家级突出贡献专家15人，全国技术能手40人，高级以上职称人员7200余人。研究院获得国家科学技术奖84项，其中特等奖9项；授权专利7700余件，荣获中国专利金奖3项；省部级奖3000余项。研究院先后荣获全国文明单位、全国创先争优先进基层党组织、全国模范职工之家等荣誉称号。

二、技术要点

（解决的技术难题、技术指标等）

随着可运动有效载荷、多自由度定向天线以及空间机械臂的空间应用日趋广泛，迫切需求具有多自由度，特别是两自由度的驱动机构，并在结构重量、动态性能、集成性等方面提出了更高的要求。传统双轴驱动机构设计方案中，由于受到双轴驱动机构的包络尺寸限制，采用 L 型轴间支架的连接形式很难实现 A 轴和 B 轴在同一平面内且相互垂直。这种连接方式的结构刚度往往受轴间支架的刚度所限，且重量较大。此外，受负载和加工精度的影响，轴间支架很难保证两轴驱动机构有良好的正交性，从而影响控制精度。

本发明的技术解决问题是 ：克服现有双轴驱动机构各轴单独设计所造成的结构不紧凑，重量大，刚度低，轴线不相交，布线、装调困难的不足，提供了一种结构紧凑，重量轻，体积小，刚度大，轴线相交，布线、装调方便，动态特性更好的双轴驱动机构。系统一体化双轴驱动机构采用系统一体化协同与集成设计，两个驱动组件共用壳体，有效减小了体积、重量。由于取消了轴间支架，系统装调精度主要依赖结构件的加工精度保证，使得装调简单、两轴垂直度便于实现，提高了整体刚度和驱动机构的动态特性。两轴线正交且相交，便于控制律设计，且减小了输出惯量。本机构可作为航天器机构通用的两自由度驱动装置。

三、成果形式

（专利、著作权、新产品、新技术等）

本项目是专利技术

四、应用领域及应用场景

航空航天

五、当前应用成效

与现有技术相比的优点在于 ：打破了传统双轴驱动机构各轴单独设计的思路，从系统层面（结构、传动及控制等方面）进行双轴的协同与集成设计，两个驱动组件共用壳体，有效减小了体积、重量 ；由于取消了轴间支架，系统装调精度主要依赖结构件的加工精度保证，使得装调简单、两轴垂直度便于实现 ；两轴线正交且相交，便于控制律设计，且减小了输出惯量 ；两轴驱动组件布置紧凑且无轴间支架，从而提高了整体刚度和驱动机构的动态特性 ；两电机同轴安装，且与固定端均无相对运动，方便布线。此外，驱动机构采用模块化产品和通用接口设计，可作为航天器机构通用的两自由度驱动装置，如定向天线双轴驱动机构、小型空间机械臂两自由度关节、云台、相机指向机构、矢量推进器驱动机构等。