CN106114914A - 一种用于太阳翼板吊挂的柔性吊挂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于太阳翼板吊挂的柔性吊挂装置，包括横导轨、弹性挂架、平气浮垫、侧气浮垫、钢丝绳、自适应偏移轮、偏移轮连接架和解拧吊环。本发明通过弹性挂架上的平气浮垫和侧气浮垫对横导轨上端的倒梯形滑轨包覆，实现弹性挂架与倒梯形滑轨之间的无摩擦滑动；在太阳翼板急停的情况下，横导轨直接停下带动弹性挂架停止运动，钢丝绳带动自适应偏移轮在惯性作用下向前运动，自适应偏移轮摆动时偏移轮连接架会跟随自适应偏移轮进行运动，但其在太阳翼板的重力作用下会依旧保持竖直状态，从而实现太阳翼板展开时的柔性吊挂，保证太阳翼板展开完成的瞬间太阳翼板也依旧保持原有姿态，仅钢丝绳和自适应偏移轮来回摆动。

Description

一种用于太阳翼板吊挂的柔性吊挂装置

技术领域

本发明涉及太阳翼板吊挂领域，更具体的说，尤其涉及一种用于太阳翼板吊挂的柔性吊挂装置。

背景技术

太阳翼是卫星的能量来源。即太阳能帆板，是一种收集太阳能的装置，通常应用于卫星、宇宙飞船的供能，也可用于安装在环保型汽车顶部。太阳翼是卫星的能量来源。卫星发射时太阳翼处于折叠状态，星箭分离后打开并在卫星飞行过程中不断调整方向，使太阳电池对准太阳，为整星工作提供能量。太阳翼监视相机可以拍摄太阳翼展开过程及工作状态，判断太阳翼状态是否正常；在姿轨控配合下，还可拍摄地球与月球图像。为使获得的地月图像较好，该相机采用了一款长焦镜头。太阳能帆板有供电和充电两大功能，相当于一个小型发电站。太阳能帆板与太阳帆并不是同一种事物，太阳能帆板是一种收集太阳能的装置，而太阳帆是利用太阳光的光压进行宇宙航行的一种航天器。

太阳翼板在太空中是以失重的环境进行安装的，因此，在地面进行各种模拟展开实验时，我们必须将其进行吊挂，在地面的环境下，不进行吊挂太阳翼板便无法正常的运行和工作；太阳翼板和铰链等连接机构都是按照失重环境下设计的，如果不解决重力的问题太阳翼就无法在地面进行工作，所以在地球上做实验时我们必须将其吊挂起来，并且保证太阳翼处于标准姿态进行质心吊挂，从而抵消重力的影响，模拟太空的失重环境来进行一些列的动作。

在太阳翼板地面展开实验中我们通常采用气浮吊挂的方式，采用气浮吊挂的原因是如果不采用气浮吊挂，而采用传统的轨道吊挂，因为吊挂过程中轨道上会受到的一定的力，而太阳翼板在太空中展开时是没有阻力的，而在地面展开时通过吊挂绳和滑轮进行吊挂，在太阳翼板静止的时候是没有问题的，而在太阳翼板运动的时候会因为吊挂装置与传统的导轨产生阻力，从而导致展开动作无法正常进行，所以我们需要用完全的气浮展开的方式来实现太阳翼板的展开，这样在展开的过程中太阳翼板就不会产生附加的力的作用，不会影响太阳翼板展开的一些性能和特性。太阳翼板在展开时往往需要观察太阳翼板的展开时间如果太阳翼板在展开的过程中有阻力存在则会使展开时间产生变化，另外太阳翼板在展开完毕后还需要观察太阳翼板的姿态，因为太阳翼板展开的过程中侧面是与铰链连接的，在有阻力存在的情况下太阳翼板最终展开的效果可能偏左或者偏右，甚至在某一位置直接卡住，而太空上展开时太阳翼板是处于自由伸展开的状态，所以我们希望在做地面展开实验时太阳翼板的展开与太空中一致，因为一旦存在阻力最终状态就无法实现，所以我们必须消除该阻力的影响。通常太阳翼板展开时我们采用长轴和短轴相配合的方式，长轴与短轴相互垂直，短轴沿长轴运动，太阳翼板的吊挂绳顶部的吊挂装置能够沿短轴运动。因为短轴在长轴上运动是会影响到太阳翼板的展开速度和展开特性的，因此我们需要在长轴上采用气浮的方式来消除摩擦里的影响从而测试太阳翼板的展开速度、展开频率和展开的最终姿态；常规的太阳翼板展开时通过普通的导轨来实现，普通的导轨上存在摩擦力，而且其摩擦力是不稳定和不可控的，无法采用仿真分析将该因素分析出来，因此传统方案在太阳翼地面展开实验中实际上是无法实现的。如果采用全气浮展开的方式，即长轴和短轴均采用气浮导轨，吊挂装置与短轴、短轴与长轴之间都没有额外的摩擦力存在，只存在吊挂装置、吊挂绳以及滑轮的随动质量，因为该随动质量是固定的，因此产生的影响也是固定的，我们可以通过计算将该影响消除，所以全气浮展开的重复性非常好，即使进行多次的展开实验也不会对太阳翼板产生影响。

现有技术中也存在着一些采用气浮的方式来进行太阳翼板展开实验的，但是并不是采用全被动的气浮展开实验，而是采用被动与主动相结合的气浮展开方式，即短轴是被电机带动在长轴上运动的，从理论上来说该模式是可以实现的，但是增加了一个主动的拉力之后，太阳翼板在运动时会产生力的冲击，从而出现电机将太阳翼板拉坏的情况；同时由于吊挂装置本身无法做到高刚度，高刚度意味着高质量，而吊挂装置的质量不能过高，否则会将短轴或者长轴压弯。

同时在地面模拟太阳翼板吊挂展开的实验中，我们通常会采用钢丝绳直接吊挂太阳翼板，或者采用滑轮对太阳翼板进行吊挂，这几种吊挂方式虽然能保证太阳翼板顺利的展开，但在展开结束的瞬间，吊挂装置停止后太阳翼板会因为惯性继续向前移动一端距离，在采用钢丝绳或滑轮直接吊挂的时候太阳翼板因惯性作用直接偏转，太阳翼板本身会发生倾斜，在普通领域可能没有多大影响，但是在高精度的太阳翼板吊挂领域，即使微小的偏转也可能会导致太阳翼板发生损坏或对用于连接太阳翼板的铰链产生额外的扭矩，从而导致铰链等连接机构的损坏。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题而提供一种用于太阳翼板吊挂的柔性吊挂装置，通过一种柔性吊挂的方式，使太阳翼板的吊挂展开过程能够顺利展开，同时在太阳翼板展开完成的瞬间也依旧保持原有姿态进行来回来动，而不会因改变了原有姿态对太阳翼板或连接机构产生损坏。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种用于太阳翼板吊挂的柔性吊挂装置，包括横导轨、弹性挂架、平气浮垫、侧气浮垫、钢丝绳、自适应偏移轮、偏移轮连接架和解拧吊环，所述横导轨的左右两端固定在纵导轨上并能在纵导轨上直线运动，所述横导轨的上端设有倒梯形滑轨，倒梯形滑轨与横导轨一体式成型，倒梯形滑轨的顶面为水平支撑面，倒梯形滑轨上靠近其顶面的两个倾斜面为为斜撑面；弹性挂架包覆所述倒梯形滑轨，弹性挂架内部的顶部固定有平气浮垫，弹性挂架内部左右两个侧面上均设有侧气浮垫，弹性挂架内部顶部通过平气浮垫连接倒梯形滑轨的水平支撑面，弹性挂架的内部两侧面分别通过侧气浮垫连接倒梯形滑轨的两个斜撑面，弹性挂架通过平气浮垫和侧气浮垫实现对倒梯形滑轨的包覆并能沿所述倒梯形滑轨进行滑动；所述弹性挂架内部的下端固定有两个钢丝绳连接件，两个钢丝绳连接件对称设置在横导轨的左右两侧，钢丝绳绕过所述自适应偏移轮，钢丝绳的两端分别连接两个钢丝绳连接件；所述偏移轮连接架固定连接在所述自适应偏移轮上，解拧吊环通过第一轴承固定在所述偏移轮连接架上。

进一步的，所述自适应偏移轮的中部设有通孔，中心轴穿过自适应偏移轮中部的通孔，中心轴与通孔通过第二轴承连接，偏移轮连接架套装在所述中心轴上并通过设置在中心轴左右两端的限位螺栓固定。

进一步的，所述平气浮垫通过两个第一调节螺栓固定在弹性挂架上，所述侧气浮垫通过两个第二调节螺栓固定在弹性挂架上。

本发明的有益效果在于：本发明机构简单紧凑，生产成本低；本发明通过弹性挂架上的平气浮垫和侧气浮垫对横导轨上端的倒梯形滑轨包覆，实现弹性挂架与倒梯形滑轨之间的无摩擦滑动；在太阳翼板急停的情况下，横导轨直接停下带动弹性挂架停止运动，钢丝绳带动自适应偏移轮在惯性作用下向前运动，由于偏移轮连接架和自适应偏移轮之间采用轴承连接，自适应偏移轮摆动时偏移轮连接架会跟随自适应偏移轮进行运动，但其在太阳翼板的重力作用下会依旧保持竖直状态，从而实现太阳翼板展开时的柔性吊挂，保证太阳翼板展开完成的瞬间太阳翼板也依旧保持原有姿态，仅钢丝绳和自适应偏移轮来回摆动。

附图说明

图1是本发明一种用于太阳翼板吊挂的柔性吊挂装置的主视结构示意图。

图2是本发明一种用于太阳翼板吊挂的柔性吊挂装置的左视结构示意图。

图中，1-横导轨、2-弹性挂架、3-平气浮垫、4-侧气浮垫、5-钢丝绳、6-自适应偏移轮、7-偏移轮连接架、8-解拧吊环、10-钢丝绳连接件、11-中心轴、12-限位螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1～2所示，一种用于太阳翼板吊挂的柔性吊挂装置，包括横导轨1、弹性挂架2、平气浮垫3、侧气浮垫4、钢丝绳5、自适应偏移轮6、偏移轮连接架7和解拧吊环8，所述横导轨1的左右两端固定在纵导轨上并能在纵导轨上直线运动，所述横导轨1的上端设有倒梯形滑轨9，倒梯形滑轨9与横导轨1一体式成型，倒梯形滑轨9的顶面为水平支撑面，倒梯形滑轨9上靠近其顶面的两个倾斜面为为斜撑面；弹性挂架2包覆所述倒梯形滑轨9，弹性挂架2内部的顶部固定有平气浮垫3，弹性挂架2内部左右两个侧面上均设有侧气浮垫4，弹性挂架2内部顶部通过平气浮垫3连接倒梯形滑轨9的水平支撑面，弹性挂架2的内部两侧面分别通过侧气浮垫4连接倒梯形滑轨9的两个斜撑面，弹性挂架2通过平气浮垫3和侧气浮垫4实现对倒梯形滑轨9的包覆并能沿所述倒梯形滑轨9进行滑动；所述弹性挂架2内部的下端固定有两个钢丝绳连接件10，两个钢丝绳连接件10对称设置在横导轨1的左右两侧，钢丝绳5绕过所述自适应偏移轮6，钢丝绳5的两端分别连接两个钢丝绳连接件10；所述偏移轮连接架7固定连接在所述自适应偏移轮6上，解拧吊环8通过第一轴承固定在所述偏移轮连接架7上。解拧吊环8通过第一轴承与偏移轮连接架7连接，解拧吊环8在第一轴承的作用下能自由的转动。

所述自适应偏移轮6的中部设有通孔，中心轴11穿过自适应偏移轮6中部的通孔，中心轴11与通孔通过第二轴承连接，偏移轮连接架7套装在所述中心轴11上并通过设置在中心轴11左右两端的限位螺栓12固定。由于偏移轮连接架7与中心轴11通过第二轴承连接，而中心轴的方向垂直于横导轨1的运动方向，因此横导轨急停时，即使自适应偏移轮6在惯性作用下发生摆动，偏移轮连接架7也会在太阳翼板的重力作用下绕中心轴11进行旋转，此时太阳翼板依旧保持原有的姿态。

所述平气浮垫3通过两个第一调节螺栓固定在弹性挂架2上，通过调节第一调节螺栓能够调节平气浮垫3的位置，所述侧气浮垫4通过两个第二调节螺栓固定在弹性挂架2上，通过调节第二调节螺栓能够调节侧气浮垫4的位置。

上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于太阳翼板吊挂的柔性吊挂装置，其特征在于：包括横导轨(1)、弹性挂架(2)、平气浮垫(3)、侧气浮垫(4)、钢丝绳(5)、自适应偏移轮(6)、偏移轮连接架(7)和解拧吊环(8)，所述横导轨(1)的左右两端固定在纵导轨上并能在纵导轨上直线运动，所述横导轨(1)的上端设有倒梯形滑轨(9)，倒梯形滑轨(9)与横导轨(1)一体式成型，倒梯形滑轨(9)的顶面为水平支撑面，倒梯形滑轨(9)上靠近其顶面的两个倾斜面为为斜撑面；弹性挂架(2)包覆所述倒梯形滑轨(9)，弹性挂架(2)内部的顶部固定有平气浮垫(3)，弹性挂架(2)内部左右两个侧面上均设有侧气浮垫(4)，弹性挂架(2)内部顶部通过平气浮垫(3)连接倒梯形滑轨(9)的水平支撑面，弹性挂架(2)的内部两侧面分别通过侧气浮垫(4)连接倒梯形滑轨(9)的两个斜撑面，弹性挂架(2)通过平气浮垫(3)和侧气浮垫(4)实现对倒梯形滑轨(9)的包覆并能沿所述倒梯形滑轨(9)进行滑动；所述弹性挂架(2)内部的下端固定有两个钢丝绳连接件(10)，两个钢丝绳连接件(10)对称设置在横导轨(1)的左右两侧，钢丝绳(5)绕过所述自适应偏移轮(6)，钢丝绳(5)的两端分别连接两个钢丝绳连接件(10)；所述偏移轮连接架(7)固定连接在所述自适应偏移轮(6)上，解拧吊环(8)通过第一轴承固定在所述偏移轮连接架(7)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于太阳翼板吊挂的柔性吊挂装置，其特征在于：所述自适应偏移轮(6)的中部设有通孔，中心轴(11)穿过自适应偏移轮(6)中部的通孔，中心轴(11)与通孔通过第二轴承连接，偏移轮连接架(7)套装在所述中心轴(11)上并通过设置在中心轴(11)左右两端的限位螺栓(12)固定。

3.根据权利要求1所述的一种用于太阳翼板吊挂的柔性吊挂装置，其特征在于：所述平气浮垫(3)通过两个第一调节螺栓固定在弹性挂架(2)上，所述侧气浮垫(4)通过两个第二调节螺栓固定在弹性挂架(2)上。