CN101708779A - 太阳翼双级螺旋式重复折展锁解机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳翼双级螺旋式重复折展锁解机构，采用双级螺旋副将动力源输入的转动通过两级螺旋副的传递，驱动太阳翼左右基板转动，实现太阳翼的重复折叠与展开。利用第一级螺旋副的自锁功能实现太阳翼折叠、展开终了位置的锁定，球形锁解定位销确保折叠展开终了位置的冗余可靠定位；本发明有效利用了太阳翼基板间关节空间、结构紧凑、对称，易于实现高精度、高可靠性的运动，可应用到太阳翼、空间可重复折展机构及地面重复展开机构上。

Description

太阳翼双级螺旋式重复折展锁解机构

技术领域

本发明涉及一种太阳翼折展机构，尤其涉及一种用于太阳翼基板关节间活动联接的刚性、半刚性折叠式太阳翼重复折展锁解机构。

背景技术

重复折展锁解机构作为太阳翼折展机构的重要组成部分，对于具有多次折叠展开功能的太阳翼来说必不可少。目前国内绝大多数航天器的太阳翼均属于一次性展开锁定，不具备重复折叠、展开功能，即在发射阶段折叠并收拢于整流罩内，待航天器进入轨道后，靠自带的动力源将其展开至工作状态。当航天器进行轨道机动时，其展开的太阳翼由于承受变轨发动机点火引起的惯性载荷作用，易引起太阳翼根部铰链的变形甚至折断、太阳翼的柔性结构振动，这将对航天器的姿态和轨道运动产生扰动，从而带来一系列的不良后果，轻者降低航天器的定向精度，严重时则影响航天器的姿态稳定性甚至飞行安全性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种太阳翼双级螺旋式重复折展锁解机构；该机构可以防止太阳翼的重复折叠与展开、重复锁定与解锁，可使展开式的太阳翼在太空能够进行多次收拢，待完成轨道机动或变轨后重新展开，以提高航天器的快速机动性、降低调姿过程的能耗，保证运行安全，延长使用寿命，降低变轨时惯性力和柔性结构振动的不良影响。

本发明所采用的技术方案如下：一种太阳翼双级螺旋式重复折展锁解机构，它包括：太阳翼左基板、固定螺杆、联动轮、转动螺杆、第一右旋螺母、第二太阳翼右基板、第一双向推力轴承、第二右旋螺母、第一球形锁解定位销、支承轴承、第二球形锁解定位销、右滑键、第二双向推力轴承、第一左旋螺母、第二左旋螺母、第三球形锁解定位销、第四球形锁解定位销、左滑键。

进一步地，所述联动轮固定于转动螺杆上，第一右旋螺母与转动螺杆下端的右旋螺纹联接；第一左旋螺母与转动螺杆上端的左旋螺纹联接。第一右旋螺母和第一左旋螺母通过固定螺杆上的滑道限位联接。第二右旋螺母通过第一双向推力轴承与第一右旋螺母联接，第二左旋螺母通过第二双向推力轴承与第一左旋螺母联接。第二右旋螺母与固定螺杆下端的右旋螺纹联接，第二左旋螺母与固定螺杆上端的左旋螺纹联接。第一滑键固连于第二右旋螺母上，并与第一太阳翼基板通过上下滑动副联接。第二滑键固连于第二左旋螺母上，并与第二太阳翼基板通过上下滑动副联接。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、双级螺旋副的应用充分利用了太阳翼基板间有限的空间，结构紧凑。

2、重复折展锁解机构的输入、输出同轴，对称性、承载性好；

3、第一级螺旋副具有自锁功能，理论上可实现太阳翼基板任意角度的锁解，有利于提高太阳电池在空间的利用效率；

4、球形锁解定位销确保重复折展锁解机构的冗余可靠度；

5、应用范围广。本发明除了可安装在多级折叠式太阳翼上以外，还可应用到可展开天线、空间伸展臂等空间展开机构和地面机构上。

附图说明

图1是本发明整体结构简图；

图中，1、太阳翼左基板，2、固定螺杆，3、联动轮，4、转动螺杆，5、第一右旋螺母，6、太阳翼右基板，7、第一双向推力轴承，8、第二右旋螺母，9、第一球形锁解定位销，10、支承轴承，11、第二球形锁解定位销，12、左滑键，13、第二双向推力轴承，14、第一左旋螺母，15、第二左旋螺母，16、第三球形锁解定位销，17、第四球形锁解定位销，18、右滑键。

具体实施方式

为减少太阳翼各基板间的空间占用，本发明采用双级螺旋式重复折展锁解机构，该机构适用于多级太阳翼的折展锁解。动力通过联动轮驱动第一级螺旋副动作，该级螺旋副的运动特征为：螺杆转动，螺母移动，第一级螺旋副具有自锁功能。其中的螺杆两端具有左旋和右旋螺纹，分别配合左旋、右旋螺母。螺母将移动传递给双向推力轴承，驱动第二级螺旋副动作，该级螺旋副的运动特征为：螺杆固定，螺母转动且移动(双运动螺母)，无自锁功能。固定螺杆两端具有左旋和右旋螺纹，分别配合左旋、右旋螺母。两端的双运动螺母分别与左、右太阳翼基板通过滑键连接，太阳翼基板的折叠、展开通过双运动螺母的旋转运动完成。第一级螺旋副具有自锁功能，因此可通过联动轮的有、无动力输入实现太阳翼基板的解锁与锁定。为安全、可靠起见，在固定螺杆周向的适合位置布置球形锁解定位销，以保证太阳翼在折叠、展开终了位置的准确定位。

本发明的工作原理是：具有重复折展锁解功能的两级螺旋副、球形锁解定位销、滑键和左右太阳翼基板共同组成双级螺旋式重复折展锁解机构。第一级螺旋副将输入的转动转化为移动进而实现第二级螺旋副螺母的双运动：转动和移动。通过滑键的联接使左右太阳翼转动，即实现了太阳翼的折叠与展开。球形锁解定位销确保太阳翼折叠、展开极限位置的安全、可靠、冗余定位。这样，重复折展锁解机构结构简单、紧凑、输入输出同轴，折叠展开更加平稳，锁定解锁更加安全。

下面结合附图详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明显。

如图1所示，本发明的太阳翼双级螺旋式重复折展锁解机构，包括：图中，太阳翼左基板1、固定螺杆2、联动轮3、转动螺杆4、第一右旋螺母5、第二太阳翼右基板6、第一双向推力轴承7、第二右旋螺母8、第一球形锁解定位销9、支承轴承10、第二球形锁解定位销11、右滑键12、第二双向推力轴承13、第一左旋螺母14、第二左旋螺母15、第三球形锁解定位销16、第四球形锁解定位销17、左滑键18。

其中，联动轮3固定于转动螺杆4上，第一右旋螺母5与转动螺杆4下端的右旋螺纹联接；第一左旋螺母14与转动螺杆4上端的左旋螺纹联接；同时，第一右旋螺母5和第一左旋螺母14通过固定螺杆2上的滑道限位联接，转动螺杆4转动时，第一右旋螺母5和第一左旋螺母14只能沿滑道移动而无法转动。第二右旋螺母8通过第一双向推力轴承7与第一右旋螺母5联接，第二左旋螺母15通过第二双向推力轴承13与第一左旋螺母14联接。第二右旋螺母8与固定螺杆2下端的右旋螺纹联接，第二左旋螺母15与固定螺杆2上端的左旋螺纹联接。固定螺杆2始终固定不动，故第一右旋螺母5移动，促使第二右旋螺母8绕固定螺杆2既转动又移动。第一滑键18固连于第二右旋螺母8上，并与第一太阳翼基板1通过上下滑动副联接，第二右旋螺母8的转动，带动第一太阳翼基板1的转动。同理，第二滑键12固连于第二左旋螺母15上，并与第二太阳翼基板6通过上下滑动副联接，第二左旋螺母15的转动，带动第二太阳翼基板6的转动。

联动轮3为太阳翼机构提供的动力源；第一级螺旋副4、5(下端右旋)、4、14(上端左旋)；第二级螺旋副2、8(下端右旋)、2、15(上端左旋)；第一、二双向推力轴承7、13；第一、二球形锁解定位销9、11(太阳翼右基板6展开终了位置的定位、锁定)；第三、四球形锁解定位销16、17(太阳翼基板1展开终了位置的定位、锁定)；右、左滑键18、12组成。所述的联动轮3逆时针转动，带动下端具有右旋螺纹、上端具有左旋螺纹的转动螺杆4同向转动，与之配合的第一右旋螺母5向上移动、第一左旋螺母14向下移动；即第一级螺旋副完成动作，可自锁；第一右旋螺母5、第一左旋螺母14将移动传递给第一、第二双向推力轴承7、13，进而驱动第二右旋螺母8、第二左旋螺母15移动且转动，与之配合的下端具有右旋螺纹、上端具有左旋螺纹的固定螺杆2固定不动，即第二级螺旋副完成动作，不自锁；第二右旋螺母8与太阳翼左基板1用左滑键18联接、第二左旋螺母15与太阳翼右基板6用右滑键12联接，通过第二右旋螺母副8的逆时针转动、第二左旋螺母副15的顺时针转动实现太阳翼左右基板1、6的转动，即太阳翼基板折叠动作；反之，联动轮顺时针运动即实现太阳翼左右基板1、6的展开动作；联动轮停转，因第一级螺旋副具有自锁功能，则实现太阳翼基板的锁定。固定螺杆2上周向布置的球形锁解定位销保证太阳翼基板折叠、展开终了位置的锁定更加安全可靠。

Claims (2)

1.一种太阳翼双级螺旋式重复折展锁解机构，其特征在于，它包括：太阳翼左基板(1)、固定螺杆(2)、联动轮(3)、转动螺杆(4)、第一右旋螺母(5)、第二太阳翼右基板(6)、第一双向推力轴承(7)、第二右旋螺母(8)、第一球形锁解定位销(9)、支承轴承(10)、第二球形锁解定位销(11)、右滑键(12)、第二双向推力轴承(13)、第一左旋螺母(14)、第二左旋螺母(15)、第三球形锁解定位销(16)、第四球形锁解定位销(17)、左滑键(18)。

2.根据权利要求1所述太阳翼双级螺旋式重复折展锁解机构，其特征在于，所述联动轮(3)固定于转动螺杆(4)上，第一右旋螺母(5)与转动螺杆(4)下端的右旋螺纹联接；第一左旋螺母(14)与转动螺杆(4)上端的左旋螺纹联接。第一右旋螺母(5)和第一左旋螺母(14)通过固定螺杆(2)上的滑道限位联接。第二右旋螺母(8)通过第一双向推力轴承(7)与第一右旋螺母(5)联接，第二左旋螺母(15)通过第二双向推力轴承(13)与第一左旋螺母(14)联接。第二右旋螺母(8)与固定螺杆(2)下端的右旋螺纹联接，第二左旋螺母(15)与固定螺杆(2)上端的左旋螺纹联接。第一滑键(18)固连于第二右旋螺母(8)上，并与第一太阳翼基板(1)通过上下滑动副联接。第二滑键(12)固连于第二左旋螺母(15)上，并与第二太阳翼基板(6)通过上下滑动副联接。

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