CN105978457A - 一种空间太阳电池阵重复锁紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间太阳电池阵重复锁紧装置，包括驱动曲柄机构、拉杆机构、滑动锁紧机构和板间铰链；所述滑动锁紧机构主要由锁紧支座、摆杆、锁钩、滑动销轴、第四销轴和第五销轴构成，其中锁紧支座的底端通过铆钉固定连接在底座上，而摆杆的中部通过第四销轴活动连接在锁紧支座上，所述摆杆的一端通过第五销轴连接锁钩的底部，锁钩的中部活动连接滑动销轴，滑动销轴的两端滑动连接在锁紧支座上的滑槽内，而锁钩的顶部勾住板间铰链的转轴。本发明将纵向压力转换为横向拉力，可以通过很小的驱动力矩实现较大锁紧载荷的需求，并且锁紧释放过程中产生的冲击力极小，对其他空间系统和飞行器的姿态产生的影响可忽略。

Description

一种空间太阳电池阵重复锁紧装置

技术领域

本发明涉及一种锁紧装置，具体是一种空间太阳电池阵重复锁紧装置。

背景技术

太阳能电池阵作为空间飞行器上获取能量来源的重要组成部分，越来越影响到飞行器的整体工作性能。一般太阳能电池阵收拢时是固定在飞行器有效载荷舱内的；当需要展开时，电池阵根据设定的程序进行展开动作。无论是收拢还是展开，都需要锁紧装置对电池阵进行固定锁紧和释放。

传统的太阳电池阵一般通过一次性锁紧装置进行固定，如火工切割或爆炸螺栓等火攻品装置，显然这种方式不能实现重复锁紧释放。随着航天工程的发展和空间探索的深入，越来越多空间飞行器需要具备天地往返功能，相应的电池阵也需要重复收拢展开，因此需要配备可以重复锁紧释放的装置对电池阵进行固定和解锁。另外，在飞行器发射和再入返回过程中，因受到惯性过载和气流等载荷的影响，整机会产生强烈的振动，而振动效应会传递到太阳能电池阵上，可能会使电池阵发生破坏。为保证电池阵不被破坏，需要设计相应的锁紧装置，将电池阵压紧固定在有效载荷舱内。考虑到电池阵的可重复折展性，不能采用常规的火工品分离装置作为锁紧装置，而应设计可重复锁紧的机构，使电池阵在重复折展后，依然能可靠地在舱内锁紧固定。

目前，国外对空间机构开展了可重复锁紧装置的设计与研究，并经过了航天飞机和运载火箭的飞行验证，证实其设计的有效性和可靠性。在国内，各科研单位及研究机构对也针对空间锁紧装置进行了研究与试制，但可重复展收太阳能电池阵锁紧释放装置的研制依然较为薄弱，尤其在重复锁紧装置，开展更为缓慢。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种空间太阳电池阵重复锁紧装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种空间太阳电池阵重复锁紧装置，包括驱动曲柄机构、拉杆机构、滑动锁紧机构和板间铰链；

所述板间铰链主要由外铰链、内铰链和转轴构成，外铰链和内铰链底部的轴孔均配合连接转轴，而外铰链和内铰链的顶部分别通过螺栓固定安装在对应的太阳能外帆板和太阳能内帆板的底部；

所述拉杆机构主要由连杆、拉杆和第二销轴构成，连杆的一端与拉杆的一端通过第二销轴进行铰接，拉杆滑动连接在底座上的滑槽内；

所述滑动锁紧机构主要由锁紧支座、摆杆、锁钩、滑动销轴、第四销轴和第五销轴构成，其中锁紧支座的底端通过铆钉固定连接在底座上，而摆杆的中部通过第四销轴活动连接在锁紧支座上，所述摆杆的一端通过第五销轴连接锁钩的底部，锁钩的中部活动连接滑动销轴，滑动销轴的两端滑动连接在锁紧支座上的滑槽内，而锁钩的顶部勾住板间铰链的转轴，所述摆杆的另一端通第三销轴连接拉杆机构中的拉杆；

所述驱动曲柄机构主要由驱动电机和曲柄构成，驱动电机的输出轴通过减速机与曲柄的中心固定连接，且驱动电机固定连接在底座上，所述曲柄的端部连接连杆的另一端。

作为本发明进一步的方案：所述驱动曲柄机构中的曲柄上中心对称连接两组拉杆机构。

作为本发明进一步的方案：所述太阳能外帆板和太阳能内帆板的底部安装有多个板间铰链。

作为本发明进一步的方案：所述板间铰链均通过滑动锁紧机构连接拉杆机构上的拉杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明的驱动曲柄机构、拉杆机构、滑动锁紧机构、板间铰链纵向布置，横向安装空间小，纵深可调，可以通过改变拉杆的长度适应不同长度电池板的锁紧要求。

（2）本发明通过改变拉杆机械接口的数量，增加或者减少滑动锁紧机构的安装数量，灵活性和通用性较高。

（3）本发明可以实现重复锁紧与释放，操控简单，可靠性高，能够满足对太阳电池阵重复锁紧的功能要求。

（4）本发明将纵向压力转换为横向拉力，可以通过很小的驱动力矩实现较大锁紧载荷的需求，并且锁紧释放过程中产生的冲击力极小，对其他空间系统和飞行器的姿态产生的影响可忽略。

附图说明

图1为本发明的锁紧状态时主视图。

图2为本发明的驱动曲柄机构局部剖视图。

图3为本发明的滑动锁紧机构局部主视图。

图4为本发明的滑动锁紧机构左剖视图。

图中：驱动电机1、曲柄2、连杆3、拉杆4、底座5、锁紧支座6、铆钉7、摆杆8、锁钩9、滑动销轴10、外铰链11、转轴12、内铰链13、螺栓14、太阳能外帆板15、第五销轴16、第四销轴17、第三销轴18、第一销轴19、第二销轴20、太阳能内帆板21。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种空间太阳电池阵重复锁紧装置，包括驱动曲柄机构、拉杆机构、滑动锁紧机构和板间铰链，所述板间铰链主要由外铰链11、内铰链13和转轴12构成，外铰链11和内铰链13底部的轴孔均配合连接转轴12，而外铰链11和内铰链13的顶部分别通过螺栓14固定安装在对应的太阳能外帆板15和太阳能内帆板21的底部。

所述拉杆机构主要由连杆3、拉杆4和第二销轴20构成，连杆3的一端与拉杆4的一端通过第二销轴20进行铰接，拉杆4滑动连接在底座7上的滑槽内。

所述滑动锁紧机构主要由锁紧支座6、摆杆8、锁钩9、滑动销轴10、第四销轴17和第五销轴16构成，其中锁紧支座6的底端通过铆钉7固定连接在底座5上，而摆杆8的中部通过第四销轴17活动连接在锁紧支座6上，所述摆杆8的一端通过第五销轴16连接锁钩9的底部，锁钩9的中部活动连接滑动销轴10，滑动销轴10的两端滑动连接在锁紧支座6上的滑槽内，而锁钩9的顶部勾住板间铰链的转轴12，所述摆杆8的另一端通第三销轴18连接拉杆机构中的拉杆4。

所述驱动曲柄机构主要由驱动电机1和曲柄2构成，驱动电机1的输出轴通过减速机与曲柄2的中心固定连接，且驱动电机1固定连接在底座5上，所述曲柄2的端部连接连杆3的另一端，通过驱动电机1驱动拉杆4在底座上滑动，从而带动摆杆8摆动，进而拉动锁钩9上下运动。

所述驱动曲柄机构中的曲柄2上中心对称连接两组拉杆机构。

所述太阳能外帆板15和太阳能内帆板21的底部安装有多个板间铰链，且板间铰链均通过滑动锁紧机构连接拉杆机构上的拉杆4，从而保证工作的稳定性。

本发明的工作原理是：

本发明中的外铰链11、内铰链13和转轴12为统一安装组件，锁钩9转动将转动销轴包含其运动包络面内。当驱动电机带动曲柄2顺时针转动时，拉杆向右进行滑移，此时通过摆杆的作用，带动锁钩同时做向上的滑动和绕滑动销轴的顺时针旋转，从而实现锁钩与转动销轴的分离释放动作。当驱动电机带动曲柄进行逆时针转动时，为锁紧装置的逆运动，实现锁钩的锁紧动作。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种空间太阳电池阵重复锁紧装置，包括驱动曲柄机构、拉杆机构、滑动锁紧机构和板间铰链，其特征在于：所述板间铰链主要由外铰链、内铰链和转轴构成，外铰链和内铰链底部的轴孔均配合连接转轴，而外铰链和内铰链的顶部分别通过螺栓固定安装在对应的太阳能外帆板和太阳能内帆板的底部；所述拉杆机构主要由连杆、拉杆和第二销轴构成，连杆的一端与拉杆的一端通过第二销轴进行铰接，拉杆滑动连接在底座上的滑槽内；所述滑动锁紧机构主要由锁紧支座、摆杆、锁钩、滑动销轴、第四销轴和第五销轴构成，其中锁紧支座的底端通过铆钉固定连接在底座上，而摆杆的中部通过第四销轴活动连接在锁紧支座上，所述摆杆的一端通过第五销轴连接锁钩的底部，锁钩的中部活动连接滑动销轴，滑动销轴的两端滑动连接在锁紧支座上的滑槽内，而锁钩的顶部勾住板间铰链的转轴，所述摆杆的另一端通第三销轴连接拉杆机构中的拉杆；所述驱动曲柄机构主要由驱动电机和曲柄构成，驱动电机的输出轴通过减速机与曲柄的中心固定连接，且驱动电机固定连接在底座上，所述曲柄的端部连接连杆的另一端。

2.根据权利要求1所述的一种空间太阳电池阵重复锁紧装置，其特征在于，所述驱动曲柄机构中的曲柄上中心对称连接两组拉杆机构。

3.根据权利要求1所述的一种空间太阳电池阵重复锁紧装置，其特征在于，所述太阳能外帆板和太阳能内帆板的底部安装有多个板间铰链。

4.根据权利要求1或3所述的一种空间太阳电池阵重复锁紧装置，其特征在于，所述板间铰链均通过滑动锁紧机构连接拉杆机构上的拉杆。