CN106915479A - 一种立方体可展开太阳翼 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳翼，具体地说是一种立方体可展开太阳翼，左、右护板的一端分别通过锁紧装置与底座的两侧相连，另一端分别通过铰链与上盖的两侧连接；剪叉式可展开太阳能电池安装板阵包括多个结构相同的单元，每个单元均包括太阳能电池安装板、支撑连杆及太阳能电池，太阳能电池安装在太阳能电池安装板上，每个太阳能电池安装板的两端分别通过铰链与相邻的太阳能电池安装板铰接，每个太阳能电池安装板的同侧均铰接有支撑连杆，每个支撑连杆的两端分别与相邻的支撑连杆铰接；剪叉式可展开太阳能电池安装板阵的上部和下部通过铰链分别与上盖和底座相连，本发明体积小，折展比大，结构新颖，控制灵活，可靠性高，携带的太阳能电池多。

Description

一种立方体可展开太阳翼

技术领域

本发明涉及太阳翼，具体地说是一种立方体可展开太阳翼。

背景技术

近年来，小卫星在农业监测、土地利用、城市规划、水资源管理、地质勘探等领域发展非常迅猛，因其具有成本低，开发周期短的优点，所以成为世界各国的研究热点。

小卫星由太阳能电池提供电能，用于完成各项任务，因此只有在单位体积内携带足够多的太阳能电池才可以获得用于支撑完成各项任务的能量。传统的太阳能电池直接安装在小卫星外表面上，由于小卫星本身尺寸小，所以安装的太阳能电池也少，因此有太阳能电池产生的电能总量是非常有限的。

发明内容

为了解决因太阳能电池受小卫星自身尺寸限制无法安装太多而导致产生电能总量有限的问题，本发明的目的在于提供一种立方体可展开太阳翼。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括底座、剪叉式可展开太阳能电池安装板阵、左护板、上盖及右护板，其中左护板及右护板的一端在所述太阳翼折叠状态分别通过锁紧装置与底座的两侧相连，所述左护板及右护板的另一端分别通过具有扭簧的铰链与上盖的两侧连接；所述剪叉式可展开太阳能电池安装板阵容置于底座、左护板、上盖及右护板围成的空间内，包括多个结构相同的单元，每个所述单元均包括太阳能电池安装板、支撑连杆及太阳能电池，该太阳能电池安装在所述太阳能电池安装板上，每个所述太阳能电池安装板的两端分别通过具有扭簧的铰链与相邻的太阳能电池安装板铰接，每个所述太阳能电池安装板的同侧均铰接有支撑连杆，每个所述支撑连杆的两端分别与相邻的支撑连杆铰接；位于最上端的太阳能电池安装板的上端及位于最下端的太阳能电池安装板的下端分别通过具有扭簧的铰链与所述上盖及底座连接，铰接于最上端的太阳能电池安装板上的支撑连杆的上端及铰接于最下端的太阳能电池安装板上的支撑连杆的下端分别连接于铰链的铰轴上；所述左、右护板在所述锁紧装置打开后通过铰链的扭簧弹力作用打开，各所述太阳能电池安装板及支撑连杆通过铰链的扭簧弹力作用展开。

其中：位于最上端的所述太阳能电池安装板及支撑连杆和位于最下端的太阳能电池安装板及支撑连杆上分别通过导向连杆与上盖及底座相连，所述上盖及底座上分别开有导向槽，所述导向连杆的一端与太阳能电池安装板或支撑连杆铰接，另一端通过轴位螺钉与所述导向槽连接，所述轴位螺钉在太阳能电池安装板及支撑连杆展开的过程中在导向槽内滑动；

所述铰链包括左半铰链、右半铰链、扭簧、连接螺套、铰轴及定位弹片，该左半铰链及右半铰链分别通过连接螺套与铰轴相连，所述铰轴上设有扭簧，该扭簧的两端分别抵接于所述左半铰链及右半铰链的一面；所述左半铰链或右半铰链的另一面上安装有定位弹片，该定位弹片上设有凸起，所述右半铰链或左半铰链上开有定位槽，所述太阳能电池安装板及支撑连杆通过凸起嵌入到定位槽内锁定展开角度；所述定位弹片靠近铰轴的一侧开有豁口，该豁口的底边向所述铰轴方向延伸、形成延伸板，所述延伸板的端部向所述铰轴方向弯折、形成所述凸起；

所述锁紧装置为在底座与左、右护板连接的两侧开有锁紧孔，所述左、右护板上分别开有锁紧孔，所述底座上的锁紧孔与左、右护板上的锁紧孔通过绳索串联锁紧；所述底座与左、右护板连接的两侧分别设有护板挡块，与所述底座锁紧的左护板及右护板分别抵接于底座两侧的护板挡块上；

所述太阳能电池安装板上安装有T形块，所述支撑连杆与该T形块之间设有隔套，该隔套为中空的阶梯轴状，小直径段装入所述支撑连杆，并通过螺钉与所述T形块相连；所述隔套的小直径段的轴向长度长于所述支撑连杆的厚度；相邻所述支撑连杆之间通过轴位螺钉铰接，该轴位螺钉的光轴段长度长于两个所述支撑连杆的厚度之和；每个所述单元中的太阳能电池安装板两端的所述铰链分别安装于太阳能电池安装板的两面。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明折展比大，能在单位体积内携带更多的太阳能电池，可以为小卫星提供更多的能量,大大提高小卫星的持续工作时间。

2.本发明采用机械式的展开和锁紧，抗干扰能力高，可靠性好。

3.本发明结构新颖，控制灵活。

附图说明

图1为本发明折叠状态的立体结构示意图；

图2为本发明在展开过程中的结构示意图；

图3为本发明完全展开状态的结构示意图

图4为本发明剪叉式可展开太阳能电池安装板阵中一个组成单元的示意图；

图5为本发明太阳能电池安装板的结构示意图

图6为本发明铰链的结构示意图之一；

图7为本发明铰链的结构示意图之二；

图8为本发明连杆装配的局部剖视图；

其中：1为底座，2为剪叉式可展开太阳能电池安装板阵，3为左护板，4为上盖，5为右护板，6为锁紧孔，7为导向槽，8为支撑连杆，9为隔套，10为T形块，11为铰链，12为护板挡块，13为太阳能电池安装板，14为导向连杆，15为轴位螺钉，16为左半铰链，17为右半铰链，18为扭簧，19为连接螺套，20为连接螺钉，21为定位弹片，22为定位槽，23为太阳能电池，24为凸起，25为豁口，26为延伸板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明包括底座1、剪叉式可展开太阳能电池安装板阵2、左护板3、上盖4及右护板5，其中左护板3及右护板5的一端在太阳翼处于折叠状态时分别通过锁紧装置与底座1的两侧相连，左护板3及右护板5的另一端分别通过具有扭簧18的铰链11与上盖4的两侧连接；剪叉式可展开太阳能电池安装板阵2容置于底座1、左护板3、上盖4及右护板5围成的空间内，本发明的太阳翼在处于折叠状态时为立方体形状，可以方便地安装在小卫星上。本发明的锁紧装置为在底座1与左、右护板3、5连接的左右两侧面各开有一个锁紧孔6，左、右护板3、5上也分别开有锁紧孔6，底座1上的锁紧孔6与左、右护板3、5上的锁紧孔6通过绳索串联锁紧；即，在太阳翼处于折叠状态时，用一根绳索从左护板3上的锁紧孔6穿入，依次通过底座1左侧的锁紧孔6、底座1右侧的锁紧孔6，最后从右护板5上的锁紧孔6穿出，最后把绳索勒紧并在两端点打结进行锁紧。底座1与左、右护板3、5连接的左右两侧而分别设有护板挡块12，与底座1锁紧的左护板3及右护板5分别抵接于底座1两侧的护板挡块12上，由护板挡块12进行支撑。

如图1、图2及图3所示，剪叉式可展开太阳能电池安装板阵2包括多个结构相同的单元，每个单元均包括太阳能电池安装板13、支撑连杆8、隔套9、T形块10及太阳能电池23，每个单元中的太阳能电池23均安装在太阳能电池安装板13上，每个太阳能电池安装板13的两端分别通过具有扭簧18的铰链11与相邻的太阳能电池安装板13铰接，每个太阳能电池安装板13两端的铰链11分别安装于太阳能电池安装板13的两面。如图4、图5所示，每个太阳能电池安装板13的同侧均铰接有支撑连杆8，每个支撑连杆8的两端分别与相邻的支撑连杆8铰接；每个太阳能电池安装板13与支撑连杆8的一侧均固接有T形块10，支撑连杆8的中部与该T形块10之间设有隔套9，隔套9为中空的阶梯轴状，小直径段装入支撑连杆8，并通过螺钉与T形块10相连；隔套9的小直径段的轴向长度长于支撑连杆8的厚度，以保证支撑连杆8与太阳能电池安装板13之间转动灵活。如图8所示，相邻支撑连杆8之间通过轴位螺钉15铰接，即每个支撑连杆8的两端分别通过轴位螺钉15与相邻的支撑连杆8铰接；轴位螺钉15的光轴段长度长于两个支撑连杆8的厚度之和。

位于最上端的太阳能电池安装板13的上端通过具有扭簧18的铰链11与上盖4连接、下端通过铰链11与相邻的太阳能电池安装板13铰接，位于最下端的太阳能电池安装板13的下端通过具有扭簧18的铰链11与底座1连接、上端通过铰链11与相邻的太阳能电池安装板13铰接，铰接于最上端的太阳能电池安装板13上的支撑连杆8的上端连接于铰链11的铰轴上、下端通过轴位螺钉15与相邻的支撑连杆8铰接，铰接于最下端的太阳能电池安装板13上的支撑连杆8的下端连接于铰链11的铰轴上、上端通过轴位螺钉15与相邻的支撑连杆8铰接。在上盖4及底座1上分别开有导向槽7，位于最上端的太阳能电池安装板13及支撑连杆8和位于最下端的太阳能电池安装板13及支撑连杆8上分别通过导向连杆14与上盖4及底座1相连；与位于最上端的太阳能电池安装板13连接的导向连杆14的一端铰接于位于最上端的太阳能电池安装板13上，另一端通过轴位螺钉15与上盖4上的导向槽7连接，与位于最上端的支撑连杆8连接的导向连杆14的一端通过轴位螺钉15与位于最上端的支撑连杆8铰接，另一端通过轴位螺钉15与上盖4上的导向槽7连接；与位于最下端的太阳能电池安装板13连接的导向连杆14的一端铰接于位于最下端的太阳能电池安装板13上，另一端通过轴位螺钉15与底座1上的导向槽7连接，与位于最下端的支撑连杆8连接的导向连杆14的一端通过轴位螺钉15与位于最下端的支撑连杆8铰接，另一端通过轴位螺钉15与底座1上的导向槽7连接。轴位螺钉15穿过导向连杆14上的孔与导向槽7，在太阳能电池安装板13及支撑连杆8展开的过程中在导向槽7内滑动，以保证太阳翼在展开过程中不偏向。与位于最上端的太阳能电池安装板13及支撑连杆8连接的两个导向连杆14位于上盖4上导向槽7的内外两侧(与太阳能电池安装板13连接的导向连杆14在内、与支撑连杆8连接的导向连杆14在外)，与位于最下端的太阳能电池安装板13及支撑连杆8连接的两个导向连杆14均位于底座1上导向槽7的内侧。每个单元中的太阳能电池安装板13与其上的支撑连杆8在展开后呈“X”型，多个单元的太阳能电池安装板13及支撑连杆8即形成剪叉式。

如图6、图7所示，铰链11包括左半铰链16、右半铰链17、扭簧18、连接螺套19、铰轴及定位弹片21，该左半铰链16及右半铰链17分别通过连接螺套19与铰轴相连，并通过铰轴两端的连接螺钉20固定；铰轴上设有扭簧18，该扭簧18的两端分别抵接于左半铰链16及右半铰链17的一面；左半铰链16(或右半铰链17)的另一面上固定有定位弹片21，该定位弹片21靠近铰轴的一侧开有豁口25，豁口25的底边向铰轴方向延伸、形成两个延伸板26，每个延伸板26的端部均向铰轴方向弯折、形成两个凸起24。右半铰链17(或左半铰链16)上开有两个与凸起24相对应的定位槽22，当太阳能电池安装板13及支撑连杆8展开到预定角度时，凸起24会嵌入到定位槽22中，这样就可以锁定展开角度。

本发明的工作原理为：

锁紧孔6上的绳索被刀具割断后，各处的铰链11在扭簧18的作用下弹开，随之带动太阳能电池安装板13和支撑连杆8展开，左护板3及右护板5也会在扭簧18的作用下弹开；同时导向连杆14上的轴位螺钉15在导向槽7里滑动，使剪叉式太阳能电池安装板阵2向正确的方向展开。当剪叉式太阳能电池安装板阵2展开到设定角度后，铰链11中定位弹片21上的凸起24会嵌入到定位槽22中，这样可以锁定展开角度。因展开后的每个太阳能电池安装板13上均安装有太阳能电池，因此本发明可以携带尽可能多的太阳能电池，为小卫星提供更多的能量，大大提高小卫星的持续工作时间。

Claims (9)

1.一种立方体可展开太阳翼，其特征在于：包括底座(1)、剪叉式可展开太阳能电池安装板阵(2)、左护板(3)、上盖(4)及右护板(5)，其中左护板(3)及右护板(5)的一端在所述太阳翼折叠状态分别通过锁紧装置与底座(1)的两侧相连，所述左护板(3)及右护板(5)的另一端分别通过具有扭簧(18)的铰链(11)与上盖(4)的两侧连接；所述剪叉式可展开太阳能电池安装板阵(2)容置于底座(1)、左护板(3)、上盖(4)及右护板(5)围成的空间内，包括多个结构相同的单元，每个所述单元均包括太阳能电池安装板(13)、支撑连杆(8)及太阳能电池(23)，该太阳能电池(23)安装在所述太阳能电池安装板(13)上，每个所述太阳能电池安装板(13)的两端分别通过具有扭簧(18)的铰链(11)与相邻的太阳能电池安装板(13)铰接，每个所述太阳能电池安装板(13)的同侧均铰接有支撑连杆(8)，每个所述支撑连杆(8)的两端分别与相邻的支撑连杆(8)铰接；位于最上端的太阳能电池安装板(13)的上端及位于最下端的太阳能电池安装板(13)的下端分别通过具有扭簧(18)的铰链(11)与所述上盖(4)及底座(1)连接，铰接于最上端的太阳能电池安装板(13)上的支撑连杆(8)的上端及铰接于最下端的太阳能电池安装板(13)上的支撑连杆(8)的下端分别连接于铰链(11)的铰轴上；所述左、右护板(3、5)在所述锁紧装置打开后通过铰链(11)的扭簧(18)弹力作用打开，各所述太阳能电池安装板(13)及支撑连杆(8)通过铰链(11)的扭簧(18)弹力作用展开。

2.按权利要求1所述的立方体可展开太阳翼，其特征在于：位于最上端的所述太阳能电池安装板(13)及支撑连杆(8)和位于最下端的太阳能电池安装板(13)及支撑连杆(8)上分别通过导向连杆(14)与上盖(4)及底座(1)相连，所述上盖(4)及底座(1)上分别开有导向槽(7)，所述导向连杆(14)的一端与太阳能电池安装板(13)或支撑连杆(8)铰接，另一端通过轴位螺钉(15)与所述导向槽(7)连接，所述轴位螺钉(15)在太阳能电池安装板(13)及支撑连杆(8)展开的过程中在导向槽(7)内滑动。

3.按权利要求1所述的立方体可展开太阳翼，其特征在于：所述铰链(11)包括左半铰链(16)、右半铰链(17)、扭簧(18)、连接螺套(19)、铰轴及定位弹片(21)，该左半铰链(16)及右半铰链(17)分别通过连接螺套(19)与铰轴相连，所述铰轴上设有扭簧(18)，该扭簧(18)的两端分别抵接于所述左半铰链(16)及右半铰链(17)的一面；所述左半铰链(16)或右半铰链(17)的另一面上安装有定位弹片(21)，该定位弹片(21)上设有凸起(24)，所述右半铰链(17)或左半铰链(16)上开有定位槽(22)，所述太阳能电池安装板(13)及支撑连杆(8)通过凸起(24)嵌入到定位槽(22)内锁定展开角度。

4.按权利要求3所述的立方体可展开太阳翼，其特征在于：所述定位弹片(21)靠近铰轴的一侧开有豁口(25)，该豁口(25)的底边向所述铰轴方向延伸、形成延伸板(26)，所述延伸板(26)的端部向所述铰轴方向弯折、形成所述凸起(24)。

5.按权利要求1所述的立方体可展开太阳翼，其特征在于：所述锁紧装置为在底座(1)与左、右护板(3、5)连接的两侧开有锁紧孔(6)，所述左、右护板(3、5)上分别开有锁紧孔(6)，所述底座(1)上的锁紧孔(6)与左、右护板(3、5)上的锁紧孔(6)通过绳索串联锁紧。

6.按权利要求5所述的立方体可展开太阳翼，其特征在于：所述底座(1)与左、右护板(3、5)连接的两侧分别设有护板挡块(12)，与所述底座(1)锁紧的左护板(3)及右护板(5)分别抵接于底座(1)两侧的护板挡块(12)上。

7.按权利要求1所述的立方体可展开太阳翼，其特征在于：所述太阳能电池安装板(13)上安装有T形块(10)，所述支撑连杆(8)与该T形块(10)之间设有隔套(9)，该隔套(9)为中空的阶梯轴状，小直径段装入所述支撑连杆(8)，并通过螺钉与所述T形块(10)相连；所述隔套(9)的小直径段的轴向长度长于所述支撑连杆(8)的厚度。

8.按权利要求1所述的立方体可展开太阳翼，其特征在于：相邻所述支撑连杆(8)之间通过轴位螺钉(15)铰接，该轴位螺钉(15)的光轴段长度长于两个所述支撑连杆(8)的厚度之和。

9.按权利要求1所述的立方体可展开太阳翼，其特征在于：每个所述单元中的太阳能电池安装板(13)两端的所述铰链(11)分别安装于太阳能电池安装板(13)的两面。