CN106364703A - 一种在轨太阳帆板展开系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在轨太阳帆板展开系统，包括飞行器主系统和飞行器子系统，其中所述飞行器主系统包括第一主体、太阳帆板展开机构，所述太阳帆板展开机构压紧折叠在所述第一主体上，当所述太阳帆板展开机构展开出现故障时，所述飞行器子系统对所述太阳帆板展开机构进行激光切割，用以辅助所述太阳帆板展开机构展开。本发明通过机械臂携带切割头进入第一主体与连接架之间狭缝，光纤激光器机构发射激光熔断飞行器主系统的压紧杆，实现辅助太阳帆板展开功能，从而解决太阳帆板因切割器失效导致无法展开，无法实现整星能源供给的在轨故障，保证了飞行器在轨精细维修需求。

Description

一种在轨太阳帆板展开系统

技术领域

本发明涉及航空太阳帆板领域，尤其涉及一种需要实现在轨切割铝合金、钛合金和复合材料等杆件的太阳帆板展开系统。

背景技术

目前，卫星或空间站等飞行器通常采用太阳帆板进行能源供给，为满足运载火箭发射时收拢包络要求，一般发射前采用几套释放机构将太阳帆板折叠压紧在卫星本体上，但是存在以下缺陷：

压紧释放机构可靠性要求很高，一旦切割器故障或火工品线路故障导致切割器未起爆，太阳帆板无法正常展开，无法给星内设备供电，最终导致整颗卫星报废。

而目前常规卫星没有在轨精细维修功能，无法实现铝合金、钛合金和复合材料杆件的切割动作，一旦太阳帆板展开故障，无法进行辅助展开，卫星智能报废处理。

发明内容

本发明目的在于提供一种在轨太阳帆板展开系统，以解决现有技术中的无法实现在轨切割、辅助帆板在轨展开等技术性问题。

本发明采用的技术方案是：

一种在轨太阳帆板展开系统，包括飞行器主系统和飞行器子系统，其中所述飞行器主系统包括第一主体、太阳帆板展开机构，所述太阳帆板展开机构压紧折叠在所述第一主体上，所述飞行器子系统用以对出现展开故障的太阳帆板展开机构进行激光切割，从而展开所述太阳帆板展开机构。

优选地，所述太阳帆板展开机构包括外板、中外板、中内板、内板、连接架、切割器、压紧杆、压紧底座、头套，所述压紧底座与所述第一主体固定连接，所述切割器与所述压紧底座固定连接，所述压紧杆的底端与所述压紧底座固定连接，所述压紧杆的顶端通过螺母和锁紧螺母固定连接，所述外板、中外板、内板、中内板、内板、连接架通过所述压紧杆压紧折叠到所述第一主体侧面，所述压紧套筒分别与所述外板、中外板、中内板、内板、连接架胶接在一起，所述头套与所述外板固定连接。

优选地，所述飞行器子系统包括第二主体、光纤激光器机构、气瓶、机械臂、切割头，所述光纤激光器机构位于所述第二主体内，所述光纤激光器机构输出激光经过所述机械臂至所述切割头输出，所述光纤激光器控制所述气瓶输出气体，所述气瓶输出气体经过所述机械臂至所述切割头输出。

优选地，所述飞行器子系统包括天线、太阳帆板，所述天线安装在所述第二主体的端面，为所述第二主体提供指令和数据传输；所述太阳帆板通过驱动机构安装在所述第二主体的侧面，为所述第二主体提供电能。

优选地，所述机械臂包括传能光纤、气管，所述传能光纤用以传输所述光纤激光器机构输出的激光至所述切割头的中心轴输出，所述气管用以传输所述气瓶输出的气体至所述切割头输出。

优选地，所述气体为氮气。

优选地，所述压紧底座与所述第一主体螺纹连接，所述切割器与所述压紧底座螺纹连接，所述压紧杆的底端与所述压紧底座螺纹连接，所述头套与所述外板螺纹连接。

与现有技术相比，本发明有以下有益技术效果：

本发明产品简单，可靠、重量轻、外形包络小；

本发明可应用于在轨切割铝合金、钛合金和复合材料等杆件场合，保证了在轨精细维修需求。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1是本发明一实施例的一种在轨太阳帆板展开系统的结构示意图。

图中，1-外板；2-中外板；3-中内板；4-内板；5-连接架；6-切割器；7-压紧底座；8-压紧套筒；9-压紧杆；10-螺母；11-锁紧螺母；12-头套；13-切割头；14-机械臂；15-第一主体；16-光纤激光器机构；17-第二主体；18-气瓶；19-天线；20-太阳帆板。

具体实施方式

以下结合附图，详细说明本发明。

参见图1，所述太阳帆板展开机构压紧折叠在所述第一主体15上，当所述太阳帆板展开机构展开出现故障时，所述飞行器子系统对所述太阳帆板展开机构进行激光切割，用以展开所述太阳帆板展开机构。

所述压紧底座7与所述第一主体15螺纹连接，所述切割器6与所述压紧底座7螺纹连接，所述压紧杆9的底端与所述压紧底座7螺纹连接，所述外板1、中外板21、内板4、中内板43、内板4、连接架5通过所述压紧杆9、螺母10、锁紧螺母11、压紧底座7压紧折叠到所述第一主体15侧面，所述压紧套筒8分别与所述外板1、中外板21、中内板43、内板4、连接架5胶接在一起，所述头套12与所述外板1螺纹连接，在飞行器入轨后接收到太阳帆板指令后切割器6可切断压紧杆9实现太阳帆板展开，为整星提供能源供给。

在本实施例中，天线19安装在第二主体17的端面，为飞行器子系统提供指令和数据传输，太阳帆板20通过驱动机构安装在第二主体17的侧面，为飞行器子系统提供电能，机械臂14的一端通过螺钉安装在第二主体17的侧壁，机械臂14的另一端通过螺钉与切割头13螺纹连接，光纤激光器机构16和气瓶18通过螺钉螺纹连接在第二主体17的内部。

本发明通过在飞行器子系统上设置光纤激光器机构16、气瓶18和切割头13，保证了在轨维修切割的工作需求，且产品简单、可靠、重量轻、外形包络小。

当在轨飞行器主系统因切割器6故障或者火工品供电线路故障导致太阳帆板无法展开时，飞行器主系统的外板1、中外板21、中内板43、内板4、连接架5在压紧杆9作用下压紧在第一主体15侧壁，处于收拢状态，如图1所示。当要进行故障排除维修工作时，飞行器子系统上的机械臂14携带切割头13进入飞行器主系统的第一主体15与连接架5之间的狭缝，光纤激光器机构16产生的高功率激光通过传能光纤经机械臂14内部输送到切割头13上，实现激光聚焦并对压紧套筒8和压紧杆9实施激光切割，同时气瓶18为激光切割提供气源，在进行切割时吹入辅助气流至材料表面，去除熔渣。激光切断压紧杆9后帆板在铰链弹性能量作用下展开，从而排除了帆板因切割器6失效无法展开，无法实现整星能源供给的在轨故障。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种在轨太阳帆板展开系统，其特征在于：包括飞行器主系统和飞行器子系统，其中所述飞行器主系统包括第一主体、太阳帆板展开机构，所述太阳帆板展开机构压紧折叠在所述第一主体上，所述飞行器子系统用以对出现展开故障的太阳帆板展开机构进行激光切割，从而展开所述太阳帆板展开机构。

2.如权利要求1所述的在轨太阳帆板展开系统，其特征在于：所述太阳帆板展开机构包括外板、中外板、中内板、内板、连接架、切割器、压紧杆、压紧底座、头套，所述压紧底座与所述第一主体固定连接，所述切割器与所述压紧底座固定连接，所述压紧杆的底端与所述压紧底座固定连接，所述压紧杆的顶端通过螺母和锁紧螺母固定连接，所述外板、中外板、内板、中内板、内板、连接架通过所述压紧杆压紧折叠到所述第一主体侧面，所述压紧套筒分别与所述外板、中外板、中内板、内板、连接架胶接在一起，所述头套与所述外板固定连接。

3.如权利要求2所述的在轨太阳帆板展开系统，其系统在于：所述飞行器子系统包括第二主体、光纤激光器机构、气瓶、机械臂、切割头，所述光纤激光器机构位于所述第二主体内，所述光纤激光器机构输出激光经过所述机械臂至所述切割头输出，所述光纤激光器控制所述气瓶输出气体，所述气瓶输出气体经过所述机械臂至所述切割头输出。

4.如权利要求3所述的在轨太阳帆板展开系统，其系统在于：所述飞行器子系统包括天线、太阳帆板，所述天线安装在所述第二主体的端面，为所述第二主体提供指令和数据传输；所述太阳帆板通过驱动机构安装在所述第二主体的侧面，为所述第二主体提供电能。

5.如权利要求3所述的在轨太阳帆板展开系统，其系统在于：所述机械臂包括传能光纤、气管，所述传能光纤用以传输所述光纤激光器机构输出的激光至所述切割头的中心轴输出，所述气管用以传输所述气瓶输出的气体至所述切割头输出。

6.如权利要求3所述的在轨太阳帆板展开系统，其特征在于：所述气体为氮气。

7.如权利要求2所述的在轨太阳帆板展开系统，其特征在于：所述压紧底座与所述第一主体螺纹连接，所述切割器与所述压紧底座螺纹连接，所述压紧杆的底端与所述压紧底座螺纹连接，所述头套与所述外板螺纹连接。