CN108506287A - 一种电磁式太阳能极板锁定设备 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种电磁式太阳能极板锁定设备，该锁定设备包括太阳能极板、锁定器、第一电磁铁对和第二电磁铁对，所述第一电磁铁对设置在太阳能极板上，第二电磁铁对设置在太阳能极板与锁定器之间，所述锁定器下方延伸设置有与航天器接触的接触电极，所述接触电极与供电电路电性连接，并通过该供电电路对第二电磁铁对进行供电，第一电磁铁对和第二电磁铁对均由线圈和铁芯构成。该技术方案依靠电磁铁之间的相互作用力实现太阳能帆板的锁定与解锁定，该电磁式太阳能帆板锁定设备与传统的火工品锁定设备相比，具有更高的安全性，更高的展开成功率，以及可在地面进行重复测试等一系列优点。

Description

一种电磁式太阳能极板锁定设备
技术领域
本发明涉及一种电磁式太阳能极板锁定设备，可用于航空航天领域。
背景技术
随着航空航天技术的高速发展，作为在人造卫星等航天器中将太阳能转化为电能的太阳能电池阵列，太阳能极板现已成为人造卫星电能最主要的来源。由于航天器越大，需要的能量越多，太阳能极板的面积也就越大，而运载火箭的整流罩空间有限，因此，太阳能极板在航天器入轨前只能折叠收拢放置，在航天器入轨后展开。
目前，应用较为广泛的大型太阳能板展开前锁定结构为基于火工品爆炸螺栓的机械式锁定机构。但是，该锁定机构具有如下缺陷：
1、由爆炸螺栓产生的冲击易对太阳能极板造成不可逆的损坏；
2、爆炸螺栓爆炸产生的碎屑对航天器的空间安全产生威胁；
3、若爆炸螺栓无法按时完成引爆，将导致大型太阳能极板无法正常开启，即成为昂贵的太空垃圾；
4、对于爆炸螺栓的测试只能在地面对同一批样品进行抽样爆炸测试，无法彻底消除爆炸螺栓质量不过关的隐患，而且爆炸螺栓不能与航天器进行多次地面联合测试。
因此，开发一种安全可靠，简单有效的太阳能极板锁定设备是十分必要的。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种电磁式太阳能极板锁定设备。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：一种电磁式太阳能极板锁定设备，包括太阳能极板、锁定器、第一电磁铁对和第二电磁铁对，所述第一电磁铁对设置在太阳能极板上，第二电磁铁对设置在太阳能极板与锁定器之间，所述锁定器下方延伸设置有与航天器接触的接触电极，所述接触电极与供电电路电性连接，并通过该供电电路对第二电磁铁对进行供电。
优选地，所述第一电磁铁对和第二电磁铁对均由线圈和铁芯构成。
优选地，在太阳能极板锁定阶段，第一电磁铁对不接电，第一电磁铁对为松开状态，所述太阳能极板与锁定器相接触，第二电磁铁对接通同向电流，两块电磁铁之间产生相互吸引的作用力，使得第二电磁铁对保持闭合状态。
优选地，在太阳能极板解锁定阶段，首先第一电磁铁对相吸，然后第二电磁铁对相斥，抛离锁定器，最后第一电磁铁对相斥，完成太阳能极板的解锁定。
优选地，所述第一电磁铁对接通同向电流，两块电磁铁之间产生相互吸引的作用力，该作用力使得太阳能极板横向收缩；第二电磁铁对接反向电流，两块电磁铁之间产生相互排斥的作用力，该作用力使得锁定器被纵向推开；第一电磁铁对接反向电流，两块电磁铁之间产生相互排斥的作用力，太阳能板的锁定状态解除，在展开机构的牵引下太阳能极板顺利展开。
本发明技术方案的优点主要体现在：较传统的太阳能帆板锁定设备而言，该太阳能帆板锁定设备采用非火工品电磁铁作为锁定开关，不会因爆炸对航天器造成伤害；改太阳能板所听设备通用性高，可代替火工品用于折叠式、套筒式等多种太阳能极板展开前的锁定；该太阳能帆板锁定设备在解锁定的过程中产生的副产品非常有限，不容易产生太空垃圾，有效地减少了对于航天器的安全威胁，具有较高的安全性；该太阳能帆板锁定设备依靠电磁铁对之间的相互作用力工作，具有较高地可靠性；对于该太阳能帆板锁定设备的测试，可在地面对每一个锁定/释放结构进行多次测试，克服了火工品一次性测试的缺点，很大程度地保证了设备质量。
除此之外，电磁式太阳能板锁定机构还能代替火工品用于其他卫星设备的锁定，比如大型天线，散热器等的展开前锁定。这一系列优势是传统的太阳能帆板锁定设备所无法比拟的，因此具有很好的研究和应用价值。
附图说明
图1为本发明的一种电磁式太阳能极板锁定设备的结构示意图。
图2为本发明的一种电磁式太阳能极板锁定设备的电磁铁供电电路结构示意图。
图3为本发明的一种电磁式太阳能极板锁定设备的锁定结构图。
图4为本发明的一种电磁式太阳能极板锁定设备的解锁定示意图。
图5为本发明的一种电磁式太阳能极板锁定设备的解锁定示意图。
图6为本发明的一种电磁式太阳能极板锁定设备的解锁定示意图。
具体实施方式
本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
本发明揭示了一种电磁式太阳能极板锁定设备，该设备依靠电磁铁之间的相互作用力实现太阳能极板的锁定，在提高锁定设备的安全性、可靠性的同时，具有地面可多次重复测试、结构简单的优点。
如图1和图2所示，该锁定设备包括太阳能极板1、锁定器2、第一电磁铁对3和第二电磁铁对4。所述第一电磁铁对3设置在太阳能极板1上，第二电磁铁对4设置在太阳能极板1与锁定器2之间，所述锁定器2下方延伸设置有与航天器接触的接触电极5，所述接触电极5与供电电路电性连接，并通过该供电电路对第二电磁铁对4进行供电。
所述第一电磁铁对3和第二电磁铁对4均由线圈6和铁芯7构成，具体地，所述第一电磁铁对3包括第一电磁铁3a和第一电磁铁3b，所述第二电磁铁对4包括第二电磁铁4a和第二电磁铁4b。所述第一电磁铁对和第二电磁铁对均为非火工品电磁铁，采用非火工品电磁铁作为锁定开关，不会因爆炸对航天器造成伤害。
电磁式太阳能极板锁定结构如图3所示，在太阳能极板1锁定阶段，第一电磁铁对3不接电，第一电磁铁对3为松开状态，所述太阳能极板与锁定器相接触，第二电磁铁对4接通同向电流，两块电磁铁之间产生相互吸引的作用力，使得第二电磁铁对4保持闭合状态。具体地，在太阳能极板1锁定阶段，第一电磁铁3a和第一电磁铁3b不接电，使第一电磁铁3a和第一电磁铁3b保持松开状态，太阳能极板展开机构的向外运动趋势使得太阳能极板与锁定器接触。第二电磁铁4a和第二电磁铁4b接通同向电流，两块电磁铁之间产生相互吸引的作用力，该作用力使第二电磁铁4a和第二电磁铁4b保持闭合状态，第二电磁铁4a和第二电磁铁4b的吸力可以通过火箭发射过程中的振动调节，确保锁定设备将太阳能极板锁死即可，同时还能节省电能。通过太阳能极板与锁定器之间不同极性的电磁铁的相互作用力，使得太阳能极板被锁定器牢牢锁死，形成了电磁式太阳能帆板锁定结构。
该设备可用于卫星太阳能极板的一次或多次展开前的锁定，该设备配套设置有展开机构，电磁式太阳能板锁定设备配套的展开机构可以为弹簧驱动式、微电机驱动式、液压驱动式、气压驱动式或自伸展驱动式中的任意一种，展开机构的安装为本领域公知常识，在此不再赘述。
电磁式太阳能极板的解锁定过程如图4和图5和图6所示，在太阳能极板解锁定阶段，首先第一电磁铁对3相吸，然后第二电磁铁对4相斥，抛离锁定器，最后第一电磁铁对3相斥，完成太阳能极板的解锁定。所述第一电磁铁对3接通同向电流，两块电磁铁之间产生相互吸引的作用力，该作用力使得太阳能极板横向收缩；第二电磁铁对4接反向电流，两块电磁铁之间产生相互排斥的作用力，该作用力使得锁定器被纵向推开；第一电磁铁对3接反向电流，两块电磁铁之间产生相互排斥的作用力，太阳能板的锁定状态解除，在展开机构的牵引下太阳能极板顺利展开。
具体地，如图4所示，第一电磁铁3a和第一电磁铁3b接同向电流，两块电磁铁之间产生相互吸引的作用力，该作用力使得大型太阳能极板横向收缩。如图5所示，第二电磁铁4a和第二电磁铁4b接反向电流，两块电磁铁之间产生相互排斥的作用力，该作用力使得本来与太阳能极板紧密接触的锁定器被纵向推开。如图6所示，第一电磁铁3a和第一电磁铁3b接反向电流，两块电磁铁之间产生相互排斥的作用力，太阳能板的锁定状态解除，在展开机构的牵引下太阳能板顺利展开。该太阳能极板锁定设备在解锁定的过程中解锁成功率高，不易产生太空垃圾，且能够在发射前进行多次重复实验。
该技术方案依靠电磁铁之间的相互作用力实现太阳能帆板的锁定与解锁定，在锁定阶段，第一电磁铁对和第二电磁铁对分别呈现松开与相吸状态；在解锁定阶段，第一电磁铁对经历相吸、相斥的动态变化，第二电磁铁对经历相吸、相斥的变化，实现太阳能帆板的展开。该电磁式太阳能帆板锁定设备与传统的火工品锁定设备相比，具有更高的安全性，更高的展开成功率，以及可在地面进行重复测试等一系列优点。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电磁式太阳能极板锁定设备，其特征在于：包括太阳能极板（1）、锁定器（2）、第一电磁铁对（3）和第二电磁铁对（4），所述第一电磁铁对（3）设置在太阳能极板（1）上，第二电磁铁对（4）设置在太阳能极板（1）与锁定器（2）之间，所述锁定器（2）下方延伸设置有与航天器接触的接触电极（5），所述接触电极（5）与供电电路电性连接，并通过该供电电路对第二电磁铁对进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种电磁式太阳能极板锁定设备，其特征在于：所述第一电磁铁对（3）和第二电磁铁对（4）均由线圈（6）和铁芯（7）构成。
3.根据权利要求1所述的一种电磁式太阳能极板锁定设备，其特征在于：在太阳能极板（1）锁定阶段，第一电磁铁对（3）不接电，第一电磁铁对（3）为松开状态，所述太阳能极板与锁定器相接触，第二电磁铁对（4）接通同向电流，两块电磁铁之间产生相互吸引的作用力，使得第二电磁铁对（4）保持闭合状态。
4.根据权利要求1所述的一种电磁式太阳能极板锁定设备，其特征在于：在太阳能极板解锁定阶段，首先第一电磁铁对（3）相吸，然后第二电磁铁对（4）相斥，抛离锁定器，最后第一电磁铁对（3）相斥，完成太阳能极板的解锁定。
5.根据权利要求4所述的一种电磁式太阳能极板锁定设备，其特征在于：所述第一电磁铁对（3）接通同向电流，两块电磁铁之间产生相互吸引的作用力，该作用力使得太阳能极板横向收缩；第二电磁铁对（4）接反向电流，两块电磁铁之间产生相互排斥的作用力，该作用力使得锁定器被纵向推开；第一电磁铁对（3）接反向电流，两块电磁铁之间产生相互排斥的作用力，太阳能板的锁定状态解除，在展开机构的牵引下太阳能极板顺利展开。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111330262A (zh) * 2020-02-27 2020-06-26 歌尔科技有限公司 一种扳机装置及具有该扳机装置的交互终端

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2763747A1 (fr) * 1997-05-16 1998-11-27 Lockheed Corp Satellite protege contre les temperatures extremes et son procede de lancement
JP2004196051A (ja) * 2002-12-17 2004-07-15 Kawasaki Heavy Ind Ltd 太陽電池パドルの展開構造及び人工衛星
CN101823566A (zh) * 2010-03-30 2010-09-08 哈尔滨工业大学 太阳帆板的锁定与解锁装置
CN204334449U (zh) * 2014-06-20 2015-05-13 北京石油化工学院 空间太阳能电池帆板展开机构
CN105569429A (zh) * 2015-12-12 2016-05-11 重庆山岱科技有限责任公司 可自动开合的车载帐篷
CN106628256A (zh) * 2017-01-20 2017-05-10 银河航天（北京）科技有限公司 太阳翼装置
CN208169256U (zh) * 2018-04-19 2018-11-30 南京邮电大学 一种电磁式太阳能极板锁定设备

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2763747A1 (fr) * 1997-05-16 1998-11-27 Lockheed Corp Satellite protege contre les temperatures extremes et son procede de lancement
JP2004196051A (ja) * 2002-12-17 2004-07-15 Kawasaki Heavy Ind Ltd 太陽電池パドルの展開構造及び人工衛星
CN101823566A (zh) * 2010-03-30 2010-09-08 哈尔滨工业大学 太阳帆板的锁定与解锁装置
CN204334449U (zh) * 2014-06-20 2015-05-13 北京石油化工学院 空间太阳能电池帆板展开机构
CN105569429A (zh) * 2015-12-12 2016-05-11 重庆山岱科技有限责任公司 可自动开合的车载帐篷
CN106628256A (zh) * 2017-01-20 2017-05-10 银河航天（北京）科技有限公司 太阳翼装置
CN208169256U (zh) * 2018-04-19 2018-11-30 南京邮电大学 一种电磁式太阳能极板锁定设备

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111330262A (zh) * 2020-02-27 2020-06-26 歌尔科技有限公司 一种扳机装置及具有该扳机装置的交互终端
WO2021169362A1 (zh) * 2020-02-27 2021-09-02 歌尔股份有限公司 一种扳机装置及具有该扳机装置的交互终端
CN111330262B (zh) * 2020-02-27 2022-09-23 歌尔科技有限公司 一种扳机装置及具有该扳机装置的交互终端

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