CN107933960B - 一种小型太阳帆板展开与限位锁紧机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种小型太阳帆板展开与限位锁紧机构包括基于扭簧与尼龙扎带的展开机构以及簧片刚度锁定机构；其中，基于扭簧与尼龙扎带的展开机构包括定制扭簧、扭簧保持座、扭簧保持盖、尼龙扎紧带以及扎紧座；扭簧保持座和扭簧保持盖安装在同一侧太阳帆板上；尼龙扎紧带穿过扎紧座与太阳帆板，共4组尼龙扎紧带，8对孔，绑扎的方向取决于太阳帆板收拢时的旋转轴位置，扎紧带仅用于连接两个太阳帆板；簧片刚度锁定机构包括特殊簧片以及簧片压紧座；所述特殊簧片是一端部带有一定角度弯边的钣金折弯件，太阳帆板展开到位后依靠特殊簧片沿太阳帆板的厚度方向挡住限位。本发明形式紧凑、简单，能够为电池片的粘贴提供更多的空间，为纯机械驱动方式，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及航天器技术领域，尤其涉及一种航天用小型太阳帆板展开与限位锁紧机构。
背景技术
太阳帆板在航天领域应用广泛，是航天器电源系统的能量来源载体。目前多数卫星均采用展开式太阳帆板。对于卫星，特别是小卫星或微小卫星，其太阳帆板除了可靠展开外，还要通过结构、机构设计给电池片尽可能更多的空间，同时减小折叠后太阳翼占整星体积比。现有的展开机构总体分为两类：机械驱动与电机驱动。电机驱动结构较为复杂，同时占用电源资源，可靠性总体低于纯机械驱动。机械驱动主要基于扭簧、带状铰链等，太阳帆板收拢时扭簧或铰链具有一定的势能，展开时，通过电阻丝熔断、爆炸螺栓、记忆合金等解锁，预紧力释放驱动太阳帆板展开。目前，铰链处安装扭簧多采用合页式结构，通过固定轴座式结构，将扭簧安装在固定轴，然而，上下合页式安装方式必然带来同轴问题，已有部分在轨展开故障是因为同轴不满足要求卡死，同时该种轴与轴套若出现润滑失效，亦不能顺利展开。
太阳帆板展开另一棘手问题是到位后帆板如何锁紧。检索到的多为滑动锁紧或者齿轮锁紧等，形式复杂，占空间较大。而太阳翼的可靠展开锁定是保证航天器正常在轨工作及准确对日定向的关键，因此，设计一种简单、可靠、紧凑的展开、锁紧方式显得非常重要。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提出了一种小型太阳帆板展开与限位锁定机构。本发明采用如下技术方案：
一种小型太阳帆板展开与限位锁定机构，包括基于扭簧与尼龙扎带的展开机构以及簧片刚度锁定机构；其中所述基于扭簧与尼龙扎带的展开机构包括：定制扭簧、扭簧保持座、扭簧保持盖、尼龙扎紧带以及扎紧座；其中，扭簧保持座和扭簧保持盖安装在同一侧太阳帆板上；所述定制扭簧安装在由扭簧保持座和扭簧保持盖组成的转轴上，所述定制扭簧的两个驱动臂分别位于两个太阳帆板上，接触点即驱动力臂；尼龙扎紧带穿过扎紧座与太阳帆板，共4组尼龙扎紧带，8对孔，绑扎的方向取决于太阳帆板收拢时的旋转轴位置，扎紧带仅用于连接两个太阳帆板；所述簧片刚度锁定机构包括特殊簧片以及簧片压紧座；所述特殊簧片是一端部带有一定角度弯边的钣金折弯件，太阳帆板打开时，依靠定制扭簧的势能顶开弯边部位，划过特殊簧片弯曲部分，直到展开到位后依靠特殊簧片沿太阳帆板的厚度方向挡住限位。
进一步地，增加定制扭簧的驱动臂长度，增大力臂，以减少弹簧受力。
进一步地，所述扎紧座固定在太阳帆板上。
进一步地，所述特殊簧片的另一端部为方形，在另一端部开孔，便于特殊簧片安装在太阳帆板的侧边的簧片压紧座上；特殊簧片在太阳帆板的上下两侧边各安装一个。
进一步地，太阳帆板收拢前，手动抬起特殊簧片的弯边部位。
进一步地，当旋转轴位于背面，则正面采用竖线，背面采用横线，绑扎时，分别位于两个帆板的每四个孔为一组，采用同一根绑扎绳固定。
本发明的有益效果是：本发明的小型整体太阳帆板展开与限位锁紧机构形式紧凑、简单，能够为电池片的粘贴提供更多的空间，为纯机械驱动方式，可靠性高。对机构的安装精度要求低，无需刻意保证扭簧的同轴，不存在锁死现象。
附图说明
图1是采用本发明锁紧机构的太阳帆板展平后电池片一面结构示意图；
图2是采用本发明锁紧机构的太阳帆板展平后内侧结构示意图；
图3是图2的A向视图；
图4是图2的B向视图；
图5是图2的C-C剖视图；
图6是特殊簧片示意图；
图7是采用本发明锁紧机构的太阳帆板收拢夹角90°内侧示意图；
图8是采用本发明锁紧机构的太阳帆板收拢夹角90°外侧示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明的小型太阳帆板展开与限位锁定机构包含基于扭簧与尼龙扎带的展开机构以及简单的簧片刚度锁定机构。
图1与图2为太阳帆板展开到位后正面与背面结构示意。如图1、2、5所示，定制扭簧203安装在由扭簧保持座501和扭簧保持盖502组成的转轴上，定制扭簧203安装在由扭簧保持座501和扭簧保持盖502构成的空间内。太阳帆板展开时扭簧上下两侧的展开臂顶住太阳帆板如图3所示，具有一定程度的限位。太阳帆板上有若干电池片101。
此时，帆板之间(如太阳帆板A201和太阳帆板B 202)的连接通过尼龙扎紧带206在正反面采用不同的绑扎形式完成，该种绑扎形式既可提供帆板间连接刚度，又可在太阳帆板展开或压紧绕旋转轴旋转时保持帆板位置。以图1和图2的绑扎为例，因旋转轴位于背面，故正面采用竖线，背面采用横线，绑扎时，每四个孔为一组(分别位于两个帆板)，即采用同一根绑扎绳固定，图1虚线中为一组，虚线框D外侧四个孔为一组，其他两组与该两组类似。图1、图2中的扎紧座207具有两个作用，其一是保证两个扎紧座接触上表面边与扭簧中心轴同轴，将太阳帆板翼展开时的旋转轴实体化；其二是增加两个帆板展开接触面积，提高展开稳定度，防止两个帆板展开后相互错开。
展开后，扭簧伸出臂具有一定的弹簧势能保证太阳帆板的相对位置，但不能完全锁紧太阳帆板。
图4为太阳帆板展开后侧面视图，如图2、4所示，旋转轴线401为扭簧中心线，扎紧座207的高度与扭簧中心线齐平，且两个扎紧座上接缝与扭簧中心线同轴。图5中扭簧保持盖502与扭簧保持座501安装在同一侧太阳帆板上，避免安装时同轴问题。扭簧保持盖502与扭簧保持座501为间隙配合，仅防止扭簧晃动与滑落。
图6为特殊簧片205，是太阳帆板展开后锁紧的重要零件，是一端部带有一定角度弯边的钣金折弯件。优选地，另一端部为方形，在另一端部开孔，便于特殊簧片安装在太阳帆板的侧边的簧片压紧座204上。特殊簧片在太阳帆板的上下两侧边各安装一个。通过机械限位完成太阳帆板展开后的锁紧。太阳帆板打开时，依靠定制扭簧203的势能顶开弯边部位，划过特殊簧片弯曲部分，直到展开到位后依靠特殊簧片205沿太阳帆板的厚度方向挡住限位。太阳帆板收拢前，手动抬起特殊簧片205的弯边部位。
图7、图8为太阳帆板压紧状态示意，此处为90°压紧，帆板与本体的固定以及解锁方式本处不做赘述。太阳帆板压紧过程中，需手动拨开上下特殊簧片，使得太阳帆板绕过簧片至压紧位置(太阳帆板折叠后的位置)。旋转轴线如图7点划线所示。
本发明的小型整体太阳帆板展开与限位锁紧机构形式紧凑，简单，能够为电池片的粘贴提供更多的空间，为纯机械驱动方式，可靠性高。对机构的安装精度要求低，无需刻意保证扭簧的同轴，不存在锁死现象。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种小型太阳帆板展开与限位锁紧机构，其特征在于：所述太阳帆板展开与限位锁紧机构包括基于扭簧与尼龙扎带的展开机构以及簧片刚度锁定机构；其中，所述基于扭簧与尼龙扎带的展开机构包括：定制扭簧、扭簧保持座、扭簧保持盖、尼龙扎紧带以及扎紧座；其中，扭簧保持座和扭簧保持盖安装在同一侧太阳帆板上；所述定制扭簧安装在由扭簧保持座和扭簧保持盖组成的转轴上，所述定制扭簧的两个驱动臂分别位于两个太阳帆板上，接触点即驱动力臂；尼龙扎紧带穿过扎紧座与太阳帆板，共4组尼龙扎紧带，8对孔，绑扎的方向取决于太阳帆板收拢时的旋转轴位置，扎紧带仅用于连接两个太阳帆板；所述簧片刚度锁定机构包括特殊簧片以及簧片压紧座；所述特殊簧片是一端部带有一定角度弯边的钣金折弯件，太阳帆板打开时，依靠定制扭簧的势能顶开弯边部位，划过特殊簧片弯曲部分，直到展开到位后依靠特殊簧片沿太阳帆板的厚度方向挡住限位。
2.根据权利要求1所述的太阳帆板展开与限位锁紧机构，其特征在于：增加定制扭簧的驱动臂长度，增大力臂，以减少弹簧受力。
3.根据权利要求1所述的太阳帆板展开与限位锁紧机构，其特征在于：所述扎紧座固定在太阳帆板上。
4.根据权利要求1所述的太阳帆板展开与限位锁紧机构，其特征在于：所述特殊簧片的另一端部为方形，在另一端部开孔，便于特殊簧片安装在太阳帆板的侧边的簧片压紧座上；特殊簧片在太阳帆板的上下两侧边各安装一个。
5.根据权利要求1所述的太阳帆板展开与限位锁紧机构，其特征在于：太阳帆板收拢前，手动抬起特殊簧片的弯边部位。
6.根据权利要求1所述的太阳帆板展开与限位锁紧机构，其特征在于：当旋转轴位于背面，则正面采用竖线，背面采用横线，绑扎时，分别位于两个帆板的每四个孔为一组，采用同一根绑扎绳固定。
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Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
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| CN114408218B (zh) * | 2022-02-15 | 2024-05-28 | 长沙天仪空间科技研究院有限公司 | 一种空间可展开机构的控制系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4155524A (en) * | 1976-11-17 | 1979-05-22 | Societe Nationale Industrielle Aerospatiale | Device for the synchronized unfolding of articulated elements carrying solar cells in a panel formed by a series of articulated elements |
| US6158088A (en) * | 1999-04-05 | 2000-12-12 | Lockheed Martin Corporation | Deployable hinge assembly providing end of travel damping |
| CN1696012A (zh) * | 2005-05-31 | 2005-11-16 | 重庆大学 | 太阳能电池帆板展开机构 |
| TW201235578A (en) * | 2011-02-23 | 2012-09-01 | Formosa Seiko Electronic Co Ltd | Easy assembly connector |
| CN105673677A (zh) * | 2014-11-18 | 2016-06-15 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种太阳能电池帆板展开锁定机构 |
| CN106763131A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 上海卫星工程研究所 | 一种应用于小卫星展开机构的轻型小铰链 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4155524A (en) * | 1976-11-17 | 1979-05-22 | Societe Nationale Industrielle Aerospatiale | Device for the synchronized unfolding of articulated elements carrying solar cells in a panel formed by a series of articulated elements |
| US6158088A (en) * | 1999-04-05 | 2000-12-12 | Lockheed Martin Corporation | Deployable hinge assembly providing end of travel damping |
| CN1696012A (zh) * | 2005-05-31 | 2005-11-16 | 重庆大学 | 太阳能电池帆板展开机构 |
| TW201235578A (en) * | 2011-02-23 | 2012-09-01 | Formosa Seiko Electronic Co Ltd | Easy assembly connector |
| CN105673677A (zh) * | 2014-11-18 | 2016-06-15 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种太阳能电池帆板展开锁定机构 |
| CN106763131A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-31 | 上海卫星工程研究所 | 一种应用于小卫星展开机构的轻型小铰链 |
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