CN103050556A - 一种太阳翼电池板无摩擦地面展开装置 - Google Patents

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Abstract

一种太阳翼帆板无摩擦地面展开装置，展开支架与太阳电池板底部固定，气浮垫安装在展开支架的底部，无摩擦旋转供气装置通过连接件安装在两块太阳电池板展开时的旋转轴心上；气浮轴通过上连接件固定在一块展开支架的上部，储气套通过下连接件固定在相邻的另一块展开支架的下部，展开支架中心有横向供气通孔，从展开支架底部沿竖直方向打孔与供气通孔相通形成气浮垫进气孔，气浮垫进气孔处有气浮垫安装螺纹孔，供气通孔两头通过气管与安装在展开支架两头上的气浮轴或气浮套连接，储气罐通过气管与最外层的固定不动的太阳电池板底部展开支架的横向供气通孔相通。本发明不受摩擦力影响的、不引人其他外力的、无气管扰动影响的、稳定性良好。

Description

一种太阳翼电池板无摩擦地面展开装置
技术领域
本发明涉及一种太阳翼电池板地面展开装置。
背景技术
太阳翼是由数块太阳电池板侧面通过铰链铰接而成，在地面由贴合状态模拟展开时要求提供与真实展开条件类似的两自由度的、不引人其他约束的运动模拟条件。对于展开后的太阳翼需进行超低模态分析实验。对于水平方向上的模态试验，自由-自由边界条件的主要约束为摩擦力、附加质量的惯性影响。
现有技术中采用的是一种悬挂方案，利用二维直线导轨配合平面运动气浮装置跟随太阳电池板展开运动，每块太阳池板需提供一套悬挂装置，整体装置非常的庞大，而目前还没有成熟的水平模态试验装置。
对于太阳翼地面展开装置和模态试验亦可以通过气浮垫实现，将气浮垫固定在太阳电池板底部并放置在气浮平台上，利用气浮垫和气浮平台之间高刚度的气膜，使得气浮垫可以在重载下以极低摩擦平面运动。但是太阳电池板数量多，每块太阳电池板上至少有两块气浮垫作为支撑，如果每块气浮垫单独供气的话，供气管路数量非常多，且气浮垫随着太阳板运动，这样气管作为空气弹簧，其运动会干扰太阳电池板的展开。
发明内容
为了克服已有太阳翼地面展开装置的容易受到摩擦力影响、气管扰动影响、稳定性较差的不足，本发明提供一种不受摩擦力影响的、不引人其他外力的、无气管扰动影响的、稳定性良好的太阳翼帆板无摩擦地面展开装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 
一种太阳翼帆板无摩擦地面展开装置，包括气浮垫、展开支架、无摩擦旋转供气装置、连接件、气管和储气罐，所述展开支架与太阳电池板底部固定，所述气浮垫安装在展开支架的底部，所述无摩擦旋转供气装置通过连接件安装在两块太阳电池板展开时的旋转轴心上；
所述无摩擦旋转供气装置由气浮轴、端盖、气浮套和储气套，所述气浮轴套装在气浮套内，所述气浮套有两个且上下对称安装，所述气浮套外围与储气套固定，所述储气套与两气浮套、气浮轴之间形成高压腔，所述气浮轴两端通过端盖密封；
所述无摩擦旋转供气装置的气浮轴通过上连接件固定在一块展开支架的上部，所述储气套通过下连接件固定在相邻的另一块展开支架的下部，所述展开支架中心有横向供气通孔，从展开支架底部沿竖直方向打孔与供气通孔相通形成气浮垫进气孔，所述气浮垫进气孔处有气浮垫安装螺纹孔，所述供气通孔两头通过气管与安装在展开支架两头上的气浮轴或气浮套连接，所述储气罐通过气管与最外层的固定不动的太阳电池板底部展开支架的横向供气通孔相通。
进一步，所述相邻两块安装支架上的气浮垫位置相互错开，气浮垫的直径大于太阳电池板宽度的两倍。
更进一步，所述储气套上有进气口且与高压腔连通，所述气浮轴中心有轴向通孔，所述气浮轴上下两端有出气口，所述气浮轴位于高压腔部分均布多个径向通孔。所述气浮套沿圆周方向均布节流孔，所述节流孔在单个气浮套上至少有一组，所述气体套从高压腔一侧端面沿轴向打盲孔形成进气孔，所述进气孔与节流孔相通，所述节流孔两边有密封凹槽，所述密封凹槽内安装O型圈密封，所述气浮套靠近高压腔一测沿圆周上均布卸气孔，所述卸气孔与进气孔之间有夹角且相互隔离，所述泄气孔所在圆周面上开一圈泄气槽，所述储气套上打通孔与泄气槽相通；所述储气套上进气口通过气管与所在的展开支架上的横向供气通孔接通，所述气浮轴上下两端出气口通过气管连通并与所在的另一块展开支架上的横向供气通孔接通。
本发明的技术构思为：每块太阳电池板采用两个或以上气浮垫作为支撑。气浮垫通过气浮支架同太阳电池板固定，相邻的太阳电池板上的气浮垫位置相互错开，避免相互碰撞影响。气浮支架上开有横向供气通孔和气浮垫进气孔，直接为气浮垫供气，避免了气管对气浮垫运动产生影响。
太阳电池板的转动中心轴线方向下方安装无摩擦旋转供气装置。该装置的功能是在气浮的作用下无摩擦旋转并将高压气体从气浮套引入从气浮轴引出供气，避免太阳电池板从贴合状态到展开时会受到关节处气管弯曲、缠绕等扰动影响，干扰铰链的展开。无摩擦旋转供气装置的气浮轴和气浮套分别与相邻两块展开支架固定并与展开支架上的横向供气通过通过气管连接，这样高压气体就从一块展开支架内供气给相邻的展开支架，无气管弯曲扰动影响，太阳电池板展开时不引入其它外力。
无摩擦旋转供气装置是根据气浮轴承原理设计的，储气套上进气口与其所在的展开支架上的横向供气通孔接通，气浮轴上下两端出气口通过气管连通并与所在的另一块展开支架上的横向供气通孔相通。高压气体从储气套进气口进入高压腔，高压腔内的高压气体一部分从气浮轴上的径向通孔进入轴向通孔并从气浮轴两端的出气口流出供气给下一个气浮装置，另一部分从气浮套上进气口进入气浮套内，通过节流孔在气浮轴与气浮套的间隙内形成气膜，还有一小部分直接进入气浮套与气浮轴的间隙内，气浮套上有卸气孔孔，进入间隙的高压气体经过阻尼密封后从卸气孔排出，气浮轴与气浮套间隙的一端与大气相通，另一端有卸气孔，因此间隙内存在压力梯度，通过节流孔进入间隙内的高压气体一部分从间隙一侧流出，另一部分通过卸气孔排出。
无摩擦旋转供气的外直径小于等于两块合页板的厚度，避免贴合状态多个无摩擦旋转供气装置间相互干扰，且直径大小与两块太阳电池板展开时转动轴心相关。
储气罐通过气管与最外层的固定不动的太阳电池板底部展开支架的横向供气通孔连接，通过展开支架和无摩擦旋转供气装置实现连续供气，供气的最末端不与大气相通，保证整个供气管路的气压稳定。
   该气浮平台可以用于展开试验、模态试验，并且低气管扰动力影响。
本发明的有益效果主要表现在：不受摩擦力影响的、不引人其他外力的、无气管扰动影响的、稳定性良好。
附图说明
图1是一种太阳翼电池板无摩擦地面展开装置立体示意图。
图2是展开支架和连接件示意图。
图3是太阳翼电池板贴合状态示意图。
图4是太阳翼电池板展开状态示意图。
图5是无摩擦旋转供气装置示意图。
图6是无摩擦旋转供气装置内部气流流向原理图。
图7是气浮套结构示意图。
图8是图7左视图。
图9是图7的A-A视图。
具体实施方式
     下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1~图9，一种太阳翼帆板无摩擦地面展开装置，包括气浮垫4、展开支架8、无摩擦旋转供气装置6、连接件、气管2和储气罐1，其中，所述无摩擦旋转供气装置6由气浮轴13、端盖12、一对气浮套14、储气套15组成；
所述展开支架8与太阳电池板3底部固定，所述气浮垫4安装在展开支架8的底部，所述太阳电池板3通过气浮垫4放置在气浮平台上，所述无摩擦旋转供气装置6通过连接件安装在两块太阳电池板3展开时的旋转轴心上，其中，所述气浮轴22通过上连接件7固定在一块展开支架8的上部，所述气浮套12及底座20通过下连接件5固定在相邻的另一块展开支架8的下部，所述展开支架8中心有横向供气通孔9，从展开支架底8部沿竖直方向打孔与供气通孔相通形成气浮垫进气孔10，所述气浮垫进气孔10处有气浮垫安装螺纹孔11，所述供气通孔9两头通过气管与安装在展开支架8两头上的气浮轴或气浮套连接，所述储气罐1通过气管2与最外层的固定不动的太阳电池板底部展开支架8的横向供气通孔9相通。
所述相邻两块安装支架8上的气浮垫4位置相互错开，保证太阳电池板3贴合状态时不相互影响，气浮垫4的直径大于太阳电池板3板宽的两倍。
所述气浮轴13套装在气浮套14内，所述气浮套14有两个且上下对称安装，所述气浮套14外围与储气套15固定，所述储气套15与两气浮套14、气浮轴13之间形成高压腔22，所述储气套15上有进气口21且与高压腔22连通，所述气浮轴13中心有轴向通孔，所述气浮轴13两端通过端盖12密封，所述气浮轴13上下两端有上出气口23、下出气口25，所述气浮轴13位于高压腔部分均布多个径向通孔27。所述气浮套14沿圆周方向均布节流孔17，所述节流孔17在单个气浮套上至少有一组，所述气体套14从高压腔一侧端面沿轴向打盲孔形成进气孔19，所述进气孔19与节流孔17相通，所述节流孔17两边有密封凹槽16，所述密封凹槽16内安装O型圈密封，所述气浮套14靠近高压腔22一测沿圆周上均布卸气孔28，所述卸气孔28与进气孔19之间有一定的角度且不相通，所述泄气孔28所在圆周面上开一圈泄气槽18，所述储气套15上打通孔与泄气槽18相通。所述储气套15上进气口21通过气管20与所在的展开支架8上的横向供气通孔9接通，所述上出气口23、下出气口25通过上气管24和下气管26连通并与所在的另一块展开支架上的横向供气通孔接通。

Claims (4)

1.一种太阳翼帆板无摩擦地面展开装置，其特征在于：包括气浮垫、展开支架、无摩擦旋转供气装置、连接件、气管和储气罐，所述展开支架与太阳电池板底部固定，所述气浮垫安装在展开支架的底部，所述无摩擦旋转供气装置通过连接件安装在两块太阳电池板展开时的旋转轴心上；
所述无摩擦旋转供气装置由气浮轴、端盖、气浮套和储气套，所述气浮轴套装在气浮套内，所述气浮套有两个且上下对称安装，所述气浮套外围与储气套固定，所述储气套与两气浮套、气浮轴之间形成高压腔，所述气浮轴两端通过端盖密封；
所述无摩擦旋转供气装置的气浮轴通过上连接件固定在一块展开支架的上部，所述储气套通过下连接件固定在相邻的另一块展开支架的下部，所述展开支架中心有横向供气通孔，从展开支架底部沿竖直方向打孔与供气通孔相通形成气浮垫进气孔，所述气浮垫进气孔处有气浮垫安装螺纹孔，所述供气通孔两头通过气管与安装在展开支架两头上的气浮轴或气浮套连接，所述储气罐通过气管与最外层的固定不动的太阳电池板底部展开支架的横向供气通孔相通。
2.如权利要求1所述的太阳翼帆板无摩擦地面展开装置，其特征在于：
所述相邻两块安装支架上的气浮垫位置相互错开，气浮垫的直径大于太阳电池板宽度的两倍。
3.如权利要求1或2所述的太阳翼帆板无摩擦地面展开装置，其特征在于：所述储气套上有进气口且与高压腔连通，所述气浮轴中心有轴向通孔，所述气浮轴上下两端有出气口，所述气浮轴位于高压腔部分均布多个径向通孔。
4.所述气浮套沿圆周方向均布节流孔，所述节流孔在单个气浮套上至少有一组，所述气体套从高压腔一侧端面沿轴向打盲孔形成进气孔，所述进气孔与节流孔相通，所述节流孔两边有密封凹槽，所述密封凹槽内安装O型圈密封，所述气浮套靠近高压腔一测沿圆周上均布卸气孔，所述卸气孔与进气孔之间有夹角且相互隔离，所述泄气孔所在圆周面上开一圈泄气槽，所述储气套上打通孔与泄气槽相通；所述储气套上进气口通过气管与所在的展开支架上的横向供气通孔接通，所述气浮轴上下两端出气口通过气管连通并与所在的另一块展开支架上的横向供气通孔接通。
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