CN109018435A - 一种小卫星用的可展开太阳电池阵 - Google Patents

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battery array
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袁野
王智磊
聂斌斌
王萌
赵发刚
成飞
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    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/10—Artificial satellites; Systems of such satellites; Interplanetary vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
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    • B64G1/44—Arrangements or adaptations of power supply systems using radiation, e.g. deployable solar arrays
    • B64G1/443—Photovoltaic cell arrays

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Abstract

一种小卫星用的可展开太阳电池阵，主要由柔性压紧释放装置、熔断式切割器、基板、展开锁定机构组成，可展开太阳电池阵在发射过程中通过柔性压紧释放装置收拢并固定于星体上，入轨后，熔断式切割器工作，将柔性压紧释放装置中的绳索割断，解除对太阳阵的约束，太阳电池阵的基板之间通过展开锁定机构连接，基板在扭簧的作用下，展开到工作位置并锁定。该可展开太阳电池阵具有质量轻、解锁冲击小、地面试验可重复利用、制造周期短、加工成本低等特点，是一种在小卫星上有较强应用价值的可展开太阳电池阵。

Description

一种小卫星用的可展开太阳电池阵
技术领域
本发明涉及航天器结构和机构，具体为一种应用于小卫星、采用柔性压紧释放装置的可展开太阳电池阵。
背景技术
随着航天技术的发展，人类对太空探索的需求越来越多，传统大卫星研制周期长，成本高，难以满足密集的太空探索任务；小卫星成本低廉，研制周期短，特别适合科学试验型的太空探索任务。针对于小卫星的太阳电池阵要求包络体积小、质量轻、结构简单、加工周期短、制造成本低等特点，现有的大卫星传统太阳电池阵采用金属压紧杆将基板固定，火工切割器解锁，其成本高、采购周期长，地面安全性差，无法满足小卫星的使用要求。
发明内容
针对上述现有技术中的缺陷，为了更好的满足小卫星太阳电池阵使用特点，本发明提出了一种小卫星用的可展开太阳电池阵，采用柔性压紧释放装置，该可展开太阳电池阵具有质量轻、解锁冲击小、地面试验可重复利用、制造周期短、加工成本低等特点，是一种在小卫星上有较强应用价值的可展开太阳电池阵。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种小卫星用的可展开太阳电池阵，包括柔性压紧释放装置、熔断式切割器、基板、展开锁定机构，可展开太阳电池阵在发射过程中通过柔性压紧释放装置收拢并固定于星体上，入轨后，熔断式切割器工作，将柔性压紧释放装置中的绳索割断，解除对太阳阵的约束，太阳电池阵的基板之间通过展开锁定机构连接，基板在展开锁定机构的作用下，展开到工作位置并锁定。
柔性压紧释放装置采用柔性纤维绳张力索，在太阳电池阵收拢时，将基板与压紧座约束在一起，并通过对张力索施加一定的张紧力，使得整个太阳电池阵具有一定的连接刚度，满足卫星发射主动段的力学环境条件。
熔断式切割器在太阳电池阵地面收拢完成后，安装到压紧座之上，使熔断式切割器与张力索接触，在轨需要太阳电池阵解锁展开时，通过给熔断式切割器供电发热，达到张力索的熔点，将张力索割断，从而解除固定约束。
基板为两块，是太阳电池阵的结构主体，为太阳电池片及电缆提供铺设支撑，两块基板、基板和星体之间均由一对展开锁定机构进行连接，展开过程通过展开锁定机构中的扭簧提供驱动力矩，使基板向外打开，并展开锁定到位。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、采用非金属的柔性张力索固定太阳电池阵基板，因此包络尺寸小，质量轻，解锁冲击小；
2、采用熔断式切割器切断绳索，释放太阳电池阵的固定约束，熔断式切割器不需要专门场所特殊定制，因此制造周期短，成本低，并且在地面试验过程中可重复使用。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明太阳电池阵压紧释放装置外部结构示意图；
图2为本发明柔性压紧释放装置内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1、图2所示，本发明所提供的应用于小卫星上的、采用柔性压紧释放装置的可展开太阳电池阵，其具有质量轻、解锁冲击小、地面试验可重复利用、制造周期短、加工成本低等特点。其主要由柔性压紧释放装置1、熔断式切割器2、基板3、展开锁定机构4组成。可展开太阳电池阵在发射过程中通过柔性压紧释放装置收拢并固定于星体上，入轨后，熔断式切割器工作，将柔性压紧释放装置中的绳索割断，解除对太阳阵的约束；太阳电池阵基板之间通过展开锁定机构连接，基板在展开锁定机构作用下，展开到工作位置并锁定。
柔性压紧释放装置1，采用柔性纤维绳张力索，在太阳电池阵收拢时，将各块基板与压紧座约束在一起，并通过对张力索施加一定的张紧力，使得整个太阳电池阵具有一定的连接刚度，满足卫星发射主动段的力学环境条件。
熔断式切割器2，在太阳电池阵地面收拢完成后，安装到压紧座之上，使熔断式切割器与张力索接触，在轨需要太阳电池阵解锁展开时，通过给熔断式切割器供电发热，达到张力索的熔点，将张力索割断，从而解除固定约束。
基板3，是太阳电池阵的结构主体，为太阳电池片及电缆提供铺设支撑，两块基板、基板和星体之间均由一对展开锁定机构4进行连接，展开过程通过展开锁定机构中的扭簧提供驱动力矩，使基板向外打开，并展开锁定到位。
综上，本发明采用柔性压紧释放装置的可展开太阳电池阵可以实现太阳电池阵低冲击解锁展开，具有质量轻、解锁冲击小、地面试验可重复利用、制造周期短、加工成本低的特点，是一种在航天器上有较强应用价值的太阳阵收拢展开技术。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种小卫星用的可展开太阳电池阵，其特征在于，包括柔性压紧释放装置、熔断式切割器、基板、展开锁定机构，可展开太阳电池阵在发射过程中通过柔性压紧释放装置收拢并固定于星体上，入轨后，熔断式切割器工作，将柔性压紧释放装置中的绳索割断，解除对太阳阵的约束，太阳电池阵的基板之间通过展开锁定机构连接，基板在展开锁定机构的作用下，展开到工作位置并锁定。
2.根据权利要求1所述的小卫星用的可展开太阳电池阵，其特征在于，柔性压紧释放装置采用柔性纤维绳张力索，在太阳电池阵收拢时，将基板与压紧座约束在一起，并通过对张力索施加一定的张紧力，使得整个太阳电池阵具有一定的连接刚度，满足卫星发射主动段的力学环境条件。
3.根据权利要求1所述的小卫星用的可展开太阳电池阵，其特征在于，熔断式切割器在太阳电池阵地面收拢完成后，安装到压紧座之上，使熔断式切割器与张力索接触，在轨需要太阳电池阵解锁展开时，通过给熔断式切割器供电发热，达到张力索的熔点，将张力索割断，从而解除固定约束。
4.根据权利要求1所述的小卫星用的可展开太阳电池阵，其特征在于，基板为两块，是太阳电池阵的结构主体，为太阳电池片及电缆提供铺设支撑，两块基板、基板和星体之间均由一对展开锁定机构进行连接，展开过程通过展开锁定机构中的扭簧提供驱动力矩，使基板向外打开，并展开锁定到位。
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