電控隔熱屏在軌控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電控隔熱屏，包括位置傳感器、電機、絲杠、多層固定桿、導軌、驅(qū)動螺母以及信號感應裝置；其中，多層固定桿的兩端連接所述導軌；所述絲杠通過驅(qū)動螺母連接所述多層固定桿；所述電機驅(qū)動所述絲杠轉(zhuǎn)動進而驅(qū)動所述多層固定桿沿所述導軌移動；多個所述位置傳感器設置在所述導軌上；所述信號感應裝置設置在所述多層固定桿的兩端，用于感應位置傳感器的信號。本發(fā)明利用位置傳感器信號控制隔熱屏的開合面積，開合面積易于控制；本發(fā)明能夠通過數(shù)控計算機在地面控制電機轉(zhuǎn)向和步數(shù)實現(xiàn)隔熱屏開合工作，提高了隔熱屏在軌控制的可靠性。
【專利說明】電控隔熱屏在軌控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電控隔熱屏，具體地，涉及一種電控隔熱屏在軌控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電控隔熱屏是一種新型航天器主動熱控裝置，一般由驅(qū)動組件(步進電機和減速器)、傳動組件(螺母和絲桿等)、保護罩、多層隔熱組件(隔熱屏可折疊多層、環(huán)扣等)、位置傳感器、結(jié)構(gòu)件等部件組成。電控隔熱屏可根據(jù)要求，步進電機和減速器并帶動絲桿轉(zhuǎn)動，絲桿通過螺母轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)化為平動，推動多層固定桿和隔熱屏多層開合運動，遮擋或暴露星體散熱面，從而實現(xiàn)航天器散熱面面積的改變。
[0003]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索，發(fā)現(xiàn)申請?zhí)枮?01310066319X，發(fā)明名稱為用于飛行器的電控隔熱屏控制器公開了了一種用于飛行器的電控隔熱屏控制器，包括中央處理模塊、繞組驅(qū)動模塊、遙控切換模塊、遙測采樣模塊、系統(tǒng)狀態(tài)遙測模塊以及電源處理模塊。其中，中央處理模塊分別向繞組驅(qū)動模塊、遙控切換模塊發(fā)出控制信號，并從遙測采樣模塊接收采集自電控隔熱屏的位置信息；遙控切換模塊用來控制繞組驅(qū)動模塊的通電與斷電；系統(tǒng)狀態(tài)遙測模塊用于對系統(tǒng)當前狀態(tài)進行采集；電源處理模塊用來向上述模塊提供電能。本發(fā)明集遙測、遙控、電機驅(qū)動多種功能于一身。在能夠與星載計算機進行通信的前提下，自行采集電控隔熱屏的位置信息，自行控制與切換電控隔熱屏的通電及斷電，并采用了簡單卻又可靠的電機驅(qū)動方式，具有閉環(huán)、智能等功效。但是該發(fā)明并沒有給出具體的在軌控制方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種電控隔熱屏在軌控制方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面提供的電控隔熱屏，包括位置傳感器、電機、絲杠、多層固定桿、導軌、驅(qū)動螺母以及信號感應裝置；
[0006]其中，多層固定桿的兩端連接所述導軌；所述絲杠通過驅(qū)動螺母連接所述多層固定桿；所述電機驅(qū)動所述絲杠轉(zhuǎn)動進而驅(qū)動所述多層固定桿沿所述導軌移動；多個所述位置傳感器設置在所述導軌上；所述信號感應裝置設置在所述多層固定桿的兩端，用于感應位置傳感器的信號。
[0007]優(yōu)選地，多層固定桿包括第一多層固定桿和第二多層固定桿，第一多層固定桿和第二多層固定桿分別連接所述絲杠的兩端，所述電機正轉(zhuǎn)驅(qū)動所述第一多層固定桿和所述第二多層固定桿相向運動，所述電機反轉(zhuǎn)驅(qū)動所述第一多層固定桿和所述第二多層固定桿相背運動。
[0008]優(yōu)選地，多個所述位置傳感器均勻設置在所述導軌的兩側(cè)，設置所述導軌一側(cè)的位置傳感器與設置所述導軌另一側(cè)的位置傳感器一一對應。
[0009]優(yōu)選地，所述信號感應裝置采用磁鋼。
[0010]優(yōu)選地，還包括全關(guān)限位開關(guān)和全開限位開關(guān)，所述全關(guān)限位開關(guān)和所述全開限位開關(guān)設置在所述絲杠上，分別設置在兩端的位置傳感器的外側(cè)。
[0011]優(yōu)選地，還包括數(shù)管計算機和電控隔熱屏控制器；
[0012]所述數(shù)管計算機用于接受和轉(zhuǎn)發(fā)隔熱屏控制指令；
[0013]所述電控隔熱屏控制器用于接收和判斷數(shù)管計算機遙控指令，控制和驅(qū)動電機，位置傳感器的信號采集和處理，根據(jù)位置傳感器信號選擇工作模式。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面提供的所述電控隔熱屏的在軌控制方法，如下任一種或任多種模式:
[0015]正常工作模式:多層固定桿從檢測到位置傳感器的位置信號的初始位置運動到任意目標位置傳感器位置的模式；
[0016]模糊工作模式:多層固定桿從無位置信號的初始位置運動到最近任意位置傳感器位置的模式；
[0017]位置保持模式:多層固定桿停止在任意位置的待機模式；
[0018]故障模式:多層固定桿到達極限位置時的急停模式，所述極限位置為全關(guān)限位開關(guān)和全開限位開關(guān)的安裝位置。
[0019]優(yōu)選地，還包括開環(huán)工作模式，開環(huán)工作模式為通過發(fā)送包含電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)以及指定步數(shù)的控制指令，驅(qū)動多層固定桿運動到指定位置的模式。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0021]1、本發(fā)明利用位置傳感器信號控制隔熱屏的開合面積，開合面積易于控制；
[0022]2、本發(fā)明能夠通過數(shù)控計算機在地面控制電機轉(zhuǎn)向和步數(shù)實現(xiàn)隔熱屏開合工作，提高了隔熱屏在軌控制的可靠性；
[0023]3、本發(fā)明通過多種控制模式提高了隔熱屏控制效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0025]圖1是本發(fā)明中電控隔熱屏的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明中電控隔熱屏工作及閉環(huán)控制原理圖。
[0027]I為電機；
[0028]2為全開限位開關(guān)；
[0029]3為全關(guān)限位開關(guān)；
[0030]4為絲杠；
[0031]5為多層固定桿；
[0032]11為第一位置傳感器；
[0033]12為第二位置傳感器；
[0034]21為第三位置傳感器；
[0035]22為第四位置傳感器；
[0036]31為第五位置傳感器；
[0037]32為第六位置傳感器；
[0038]41為第七位置傳感器；
[0039]42為第八位置傳感器；
[0040]51為第九位置傳感器；
[0041]52為第十位置傳感器。

【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0043]在本實施例中，如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供的電控隔熱屏，包括位置傳感器、電機、絲杠、多層固定桿、導軌、驅(qū)動螺母以及信號感應裝置；
[0044]其中，多層固定桿的兩端連接所述導軌；所述絲杠通過驅(qū)動螺母連接所述多層固定桿；所述電機驅(qū)動所述絲杠轉(zhuǎn)動進而驅(qū)動所述多層固定桿沿所述導軌移動；多個所述位置傳感器設置在所述導軌上；所述信號感應裝置設置在所述多層固定桿的兩端，用于感應位置傳感器的信號。
[0045]多層固定桿包括第一多層固定桿和第二多層固定桿，第一多層固定桿和第二多層固定桿分別連接所述絲杠的兩端，所述電機正轉(zhuǎn)驅(qū)動所述第一多層固定桿和所述第二多層固定桿相向運動，所述電機反轉(zhuǎn)驅(qū)動所述第一多層固定桿和所述第二多層固定桿相背運動。
[0046]多個所述位置傳感器均勻設置在所述導軌的外側(cè)，設置所述導軌一側(cè)的位置傳感器與設置所述導軌另一側(cè)的位置傳感器一一對應。所述信號感應裝置采用磁鋼。本發(fā)明提供的電控隔熱屏還包括全關(guān)限位開關(guān)和全開限位開關(guān)，所述全關(guān)限位開關(guān)和所述全開限位開關(guān)設置在所述絲杠上，分別設置在兩端的位置傳感器的兩側(cè)。本發(fā)明提供的電控隔熱屏還包括數(shù)管計算機和電控隔熱屏控制器；所述數(shù)管計算機用于接受和轉(zhuǎn)發(fā)隔熱屏控制指令；所述電控隔熱屏控制器用于接收和判斷數(shù)管計算機遙控指令，控制和驅(qū)動電機，位置傳感器的信號采集和處理，根據(jù)位置傳感器信號，選擇工作模式。
[0047]本發(fā)明提供的電控隔熱屏的在軌控制方法，如下任一種或任多種閉環(huán)控制模式:
[0048]正常工作模式:多層固定桿從檢測到位置傳感器的位置信號的初始位置運動到任意目標傳感器位置的模式；
[0049]模糊工作模式:多層固定桿從無位置信號的初始位置運動到最近任意位置傳感器位置的模式；
[0050]位置保持模式:多層固定桿停止在任意位置的待機模式；
[0051]故障模式:多層固定桿到達極限位置時的急停模式。
[0052]還包括開環(huán)工作模式，開環(huán)工作模式為通過發(fā)送包含電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)以及指定步數(shù)的控制指令，驅(qū)動多層固定桿運動到指定位置的模式。
[0053]具體為，工作模式:當控制器和隔熱屏機構(gòu)上電后，控制器能夠檢測到位置傳感器的任意位置信號，則可采取該工作模式。通過發(fā)送包含目標位置的控制指令，控制器計算驅(qū)動步進電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)一定步數(shù)，驅(qū)動機構(gòu)向目標位置運動直至檢測到目標位置傳感器停止或轉(zhuǎn)動到指定步數(shù)停止(傳感器到位優(yōu)先)。該工作模式是在軌正常狀態(tài)下使用的模式。
[0054]模糊工作模式:當控制器和隔熱屏機構(gòu)上電后，控制器檢測不到位置傳感器的任意位置信號，則可采取該工作模式。通過發(fā)送電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的控制指令，驅(qū)動機構(gòu)向前或向后運動，直至檢測到位置傳感器(含全開或全關(guān)限位開關(guān))停止。此后隔熱屏可按正常模式繼續(xù)工作。該工作模式是一種在軌非正常狀態(tài)下使用的模式，作用是當隔熱屏初始位置傳感器故障或當隔熱屏機構(gòu)卡滯停止在中間位置時，用以恢復正常模式。
[0055]保持模式:該模式是控制器和隔熱屏機構(gòu)上電后，隔熱屏停止在任意位置傳感器位置的待機模式。該模式是用以檢測控制器和隔熱屏的加電狀態(tài)正確性，以便此后進行閉環(huán)正?；蚰：ぷ髂Ｊ?。
[0056]故障模式:隔熱屏在運動過程中，當?shù)谝晃恢脗鞲衅?、第二位置傳感?全開)或第九位置傳感器、第十位置傳感器(全關(guān))位置傳感器發(fā)生故障，導致多層固定桿5運動超出正常范圍，到達全開或全關(guān)極限位置時，控制器檢測到全開或全關(guān)限位開關(guān)信號的急停模式。該模式是一種在軌非正常狀態(tài)下使用的模式，是用以保護隔熱屏機構(gòu)和結(jié)構(gòu)不受損傷，此后可按模糊模式進行工作并恢復正常模式。該模式在軌正常一般不會使用。
[0057]開環(huán)工作模式:該模式是控制器和隔熱屏機構(gòu)上電后，通過發(fā)送包含電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)以及指定步數(shù)(共分8檔)的控制指令，驅(qū)動機構(gòu)運動到指定位置(I?5位置或中間位置)。在該模式下位置傳感器及限位開關(guān)信號只用于地面監(jiān)測，不能用以隔熱屏驅(qū)動控制。該模式在軌正常工作時一般不會使用，但可以在機構(gòu)功能正常情況下避免多個位置傳感器同時發(fā)生故障而導致隔熱屏不能工作的一類故障。
[0058]為提高隔熱屏在軌控制可靠性，采取了以下措施:
[0059]1、開環(huán)工作模式為閉環(huán)工作模式的補充；
[0060]2、閉環(huán)正常工作模式下，檢測到目標位置傳感器停止或轉(zhuǎn)動到指定步數(shù)停止互為備份；
[0061]3、全開和全關(guān)限位開關(guān)作為極限位置的備份。當觸發(fā)全開限位開關(guān)，電機只能正轉(zhuǎn)，單向運動關(guān)閉隔熱屏；當觸發(fā)全關(guān)限位開關(guān)，電機只能反轉(zhuǎn)，單向運動打開隔熱屏，防止隔熱屏機構(gòu)和機構(gòu)損傷；
[0062]4、同一位置兩側(cè)均安裝熱備份位置傳感器(同時加電工作)，只要檢查到其中一個傳感器信號即可判斷到位；
[0063]為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所使用的設備包括:數(shù)管計算機、電控隔熱屏控制器、電控隔熱屏位置傳感器。
[0064]其中數(shù)管計算機是航天器中心控制計算機，接受和轉(zhuǎn)發(fā)地面發(fā)送所有隔熱屏控制指令。
[0065]電控隔熱屏控制器是隔熱屏驅(qū)動控制的機器，功能有:給隔熱屏電機和傳感器供電；接收和判斷數(shù)管計算機遙控指令；隔熱屏電機、傳感器以及自身遙測信號采集和處理；判讀傳感器信號，選擇工作模式；隔熱屏電機驅(qū)動和控制。
[0066]電控隔熱屏上共設計有I?5個正常位置，每個位置均有2個磁感應傳感器，分別安裝在導軌上下兩側(cè)。隔熱屏多層固定桿上下兩端分別安裝2個磁鋼。當磁鋼處于位置傳感器附近產(chǎn)生磁感應信號?？刂破饕坏z查到2個磁感應傳感器任意一個信號時即判斷隔熱屏到位。隔熱屏上電后，若檢測到初始位置信號時，可按正常模式進行控制工作。當正常模式下檢測到目標位置信號時，機構(gòu)斷電停止運動；當模糊模式下檢測到最近一個位置信號時，機構(gòu)斷電停止運動。
[0067]電控隔熱屏上還設計有全關(guān)限位開關(guān)和全開限位開關(guān)，安裝在絲杠上，距離第一位置傳感器和第九位置傳感器以外約2_。當?shù)谝晃恢脗鞲衅?、第二位置傳感器、第九位置傳感器和第十位置傳感器均發(fā)生故障，多層固定桿運行到全關(guān)限位開關(guān)或全開限位開關(guān)位置，驅(qū)動螺母與全關(guān)限位開關(guān)或全開限位開關(guān)接觸時產(chǎn)生信號。當模糊模式或故障模式下控制器一旦檢查到全關(guān)限位開關(guān)或全開限位開關(guān)的信號時即使隔熱屏斷電。
[0068]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種電控隔熱屏，其特征在于，包括位置傳感器、電機、絲杠、多層固定桿、導軌、驅(qū)動螺母以及信號感應裝置； 其中，多層固定桿的兩端連接所述導軌；所述絲杠通過驅(qū)動螺母連接所述多層固定桿；所述電機驅(qū)動所述絲杠轉(zhuǎn)動進而驅(qū)動所述多層固定桿沿所述導軌移動；多個所述位置傳感器設置在所述導軌上；所述信號感應裝置設置在所述多層固定桿的兩端，用于感應位置傳感器的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控隔熱屏，其特征在于，多層固定桿包括第一多層固定桿和第二多層固定桿，第一多層固定桿和第二多層固定桿分別連接所述絲杠的兩端，所述電機正轉(zhuǎn)驅(qū)動所述第一多層固定桿和所述第二多層固定桿相向運動，所述電機反轉(zhuǎn)驅(qū)動所述第一多層固定桿和所述第二多層固定桿相背運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電控隔熱屏，其特征在于，多個所述位置傳感器均勻設置在所述導軌的兩側(cè)，設置所述導軌一側(cè)的位置傳感器與設置所述導軌另一側(cè)的位置傳感器——對應。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電控隔熱屏，其特征在于，所述信號感應裝置采用磁鋼。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電控隔熱屏，其特征在于，還包括全關(guān)限位開關(guān)和全開限位開關(guān)，所述全關(guān)限位開關(guān)和所述全開限位開關(guān)設置在所述絲杠上，分別設置在兩端的位置傳感器的外側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電控隔熱屏，其特征在于，還包括數(shù)管計算機和電控隔熱屏控制器； 所述數(shù)管計算機用于接受和轉(zhuǎn)發(fā)隔熱屏控制指令； 所述電控隔熱屏控制器用于接收和判斷數(shù)管計算機遙控指令，控制和驅(qū)動電機，位置傳感器的信號采集和處理，根據(jù)位置傳感器信號選擇工作模式。
7.—種權(quán)利要求1至6任一項所述電控隔熱屏的在軌控制方法，其特征在于，如下任一種或任多種模式: 正常工作模式:多層固定桿從檢測到位置傳感器的位置信號的初始位置運動到任意目標位置傳感器位置的模式； 模糊工作模式:多層固定桿從無位置信號的初始位置運動到最近任意位置傳感器位置的模式； 位置保持模式:多層固定桿停止在任意位置的待機模式； 故障模式:多層固定桿到達極限位置時的急停模式，所述極限位置為全關(guān)限位開關(guān)和全開限位開關(guān)的安裝位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的在軌控制方法，其特征在于，還包括開環(huán)工作模式，開環(huán)工作模式為通過發(fā)送包含電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)以及指定步數(shù)的控制指令，驅(qū)動多層固定桿運動到指定位置的模式。
【文檔編號】B64G1/22GK104477412SQ201410674718
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】陳菡, 翟載騰, 胡明亮, 李娜, 王智磊, 臘棟 申請人:上海衛(wèi)星工程研究所