CN109484680A - 一种基于三浦折叠的辐射热控机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于三浦折叠的辐射热控机构，所述热控机构包括桁架、可折叠热控板、伸缩杆；桁架立于控温目标的舱板上，用于支撑所述可折叠热控板和伸缩杆；桁架、可折叠热控板、伸缩杆、舱板组成桁架舱；可折叠热控板折叠原理为三浦折叠；可折叠热控板在完全展开状态下基本与所述舱板平行，在完全收拢状态下基本与所述舱板垂直，可折叠热控板可处于完全展开和完全收拢之间任何折叠阶段。伸缩杆用于控制可折叠热控板的折叠与展开。本发明的三浦折叠式辐射热控机构结构简单，折叠板对控温板的遮挡范围变化很大，且可以避免折叠板表面状态在折叠和展开过程中过快磨损。该热控机构能适应高低温工况下卫星对散热面的不同需求。

Description

一种基于三浦折叠的辐射热控机构
技术领域
本发明涉及航天器热控技术领域，尤其涉及一种辐射式热控机构。
背景技术
航天器热控技术主要用来保证航天器的结构部件、仪器设备在空间环境下处于一个合适的温度范围，使其能够正常工作。当前航天器上广泛采用的热控方式大致分为被动式和主动式两大类。
被动式热控是一种开环式控制，主要依靠合理布局和选用具有适当热物理性能的材料和结构比较简单的热控装置来组织换热过程。被动式热控简单易行、性能可靠、工作寿命长，但一般不具备自动调节温度的能力。主动式热控则是采用闭环式控制。这类热控装置通常由温度敏感器、控制器和执行机构三部分组成。
采用主动式热控时，被控对象的温度信息可以反馈到控制器，与预先设定值进行比较，然后根据需要命令执行机构动作，实现温度的自动控制。这类热控装置比较复杂，必然增加热控系统的质量，有些还要耗电，但其能实现更严苛的温度保证，故在航天器上应用较广。
辐射式主动热控机构是利用驱动器带动动作部件，调节辐射散热能力，控制温度。目前航天器上已经有应用的辐射热控机构有热控百叶窗、热控旋转盘、柔性叶片热控机构等。但是这类主动式的热控机构比较复杂，必然增加热控系统的质量，耗电量比较大。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种基于三浦折叠的辐射热控机构，用三浦折叠原理拉伸和缩小辐射机构，改变盖板下方散热面的空间辐射角，达到控制板上设备温度的目的。本发明具体通过如下技术方案实现：
一种基于三浦折叠的辐射热控机构，所述热控机构包括桁架、可折叠热控板、伸缩杆；所述桁架立于控温目标的舱板上，用于支撑所述可折叠热控板和伸缩杆；所述桁架、可折叠热控板、伸缩杆、舱板组成桁架舱；所述可折叠热控板折叠原理为三浦折叠；所述伸缩杆用于控制可折叠热控板的折叠与展开。
作为本发明的进一步改进，所述伸缩杆有两根，分别固定在所述可折叠热控板的两个对角上，所述伸缩杆通过所述桁架支撑。
作为本发明的进一步改进，所述控温目标舱板为散热面，具有高红外发射率和低太阳光吸收率。
作为本发明的进一步改进，所述可折叠热控板在完全收拢状态下，基本垂直于所述舱板。；所述可折叠热控板在完全展开状态下，基本平行于所述舱板；可折叠热控板可处于完全展开和完全收拢之间的任何折叠阶段。
作为本发明的进一步改进，所述可折叠热控板由若干规律排布的小片组成，小片与小片之间的分割线是整块可折叠热控板的折叠线；当伸缩杆运动时，可折叠热控板可沿着折叠线进行折叠运动，同时小片不会被弯折，从而改变可折叠热控板与舱板之间的热辐射关系。
作为本发明的进一步改进，所述可折叠热控板的折线中，横线是相互平行的直线，纵线是相互平行的折线，每条纵线的折向是相同的，且谷折峰折是间隔的，相邻横线和纵线分别等距排列。
作为本发明的进一步改进，所述可折叠热控板两侧辐射特性设计可多样化，具体和该可折叠热控板与太阳、地球的指向关系有关。
作为本发明的进一步改进，所述可折叠热控板展开后对着控温目标舱板的一侧为低发射率状态，另一侧可包覆多层隔热组件。
作为本发明的进一步改进，所述可折叠热控板展开后对着控温目标舱板的一侧包覆多层隔热组件，另一侧则不严格要求。
作为本发明的进一步改进，当控温目标舱板的温度较低时，将可折叠热控板展开，展开程度视温度情况确定；当控温目标舱板的温度较高时，将可折叠热控板收缩，收缩程度视温度情况确定。
本发明的有益效果是：本发明的三浦折叠式辐射热控机构结构简单，折叠板对控温板的遮挡范围变化很大，且可以避免折叠板表面状态在折叠和展开过程中过快磨损。该热控机构能适应高低温工况下卫星对散热面的不同需求，当可折叠板展开时，控温舱板散热效果减弱，可改善低温条件；当可折叠板收缩时，控温舱板散热效果增强，可改善高温条件。
附图说明
图1是本发明的热控机构的在完全展开状态下的结构示意图；
图2是本发明的热控机构的在完全折叠状态下的结构示意图；
图3是三浦折叠原理示意图。
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。
如图1、图2所示，本发明的基于三浦折叠的辐射热控机构的主体结构为：在航天器舱板的外侧增加桁架舱，桁架舱包括舱板(4)、桁架(3)、可折叠热控板(2)、伸缩杆(1)。
桁架(3)立于控温目标的舱板(4)上，用于支撑可折叠热控板(2)和伸缩杆(1)。伸缩杆(1)有两根，分别固定在可折叠热控板(2)的两个对角上，伸缩杆(1)通过桁架(3)支撑，伸缩杆(1)沿着与桁架(3)垂直的水平线运动。
可折叠热控板(2)可由若干规律排布的小片组成，小片与小片之间的分割线是整块可折叠热控板(2)的折叠线。当伸缩杆(1)运动时，可折叠热控板(2)可沿着折叠线进行折叠运动，同时小片不会被弯折，从而改变可折叠热控板(2)与舱板(4)之间的热辐射关系。
如图3所示，图中虚线是谷折，实线是峰折，它们都是可折叠热控板的折线。折线的横线是相互平行的直线，折线的纵线是相互平行的折线，每条纵线的折向是相同的，且谷折峰折是间隔的。相邻横线和纵线分别等距排列。图3举例了格子为7×5的折叠板，实际上格子数可以不限。
舱板辐射性能：控温目标舱板(4)设计为散热面，具有高红外发射率和低太阳光吸收率。可折叠热控板(2)两侧辐射特性设计可多样化，具体和该可折叠热控板(2)与太阳、地球的指向关系有关；可折叠热控板(2)展开后对着控温目标舱板(4)的一侧可设计为低发射率状态，另一侧可包覆多层隔热组件；或可折叠热控板(2)展开后对着控温目标舱板(4)的一侧包覆多层隔热组件，另一侧状态则不用严格要求。如当可折叠热控板(2)运动展开后背对着控温目标舱板(4)的一侧对日，则可在该侧贴装电池片，增加卫星能源。当控温目标舱板(4)的温度较低时，要求可折叠热控板(2)展开，展开程度视温度情况确定，展开的最大程度为基本处于平行于目标舱板(4)状态；当控温目标舱板(4)的温度较高时，要求可折叠热控板(2)收缩，收缩程度视温度情况确定，收缩的最大程度要求可折叠热控板(2)完全收拢，基本处于垂直于目标舱板(4)状态。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
对于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，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于三浦折叠的辐射热控机构，其特征在于：所述热控机构包括桁架、可折叠热控板、伸缩杆；所述桁架立于控温目标的舱板上，用于支撑所述可折叠热控板和伸缩杆；所述桁架、可折叠热控板、伸缩杆、舱板组成桁架舱；所述可折叠热控板折叠原理为三浦折叠；所述伸缩杆用于控制可折叠热控板的折叠与展开。
2.根据权利要求1所述的热控机构，其特征在于：所述伸缩杆有两根，分别固定在所述可折叠热控板的两个对角上，所述伸缩杆通过所述桁架支撑。
3.根据权利要求1所述的热控机构，其特征在于：所述控温目标舱板为散热面，具有高红外发射率和低太阳光吸收率。
4.根据权利要求1所述的热控机构，其特征在于：所述可折叠热控板在完全收拢状态下，基本垂直于所述舱板；所述可折叠热控板在完全展开状态下，基本平行于所述舱板；所述可折叠热控板可处于完全展开和完全收拢之间的任何折叠阶段。
5.根据权利要求1所述的热控机构，其特征在于：所述可折叠热控板由若干规律排布的小片组成，小片与小片之间的分割线是整块可折叠热控板的折叠线；当伸缩杆运动时，可折叠热控板可沿着折叠线进行折叠运动，同时小片不会被弯折，从而改变可折叠热控板与舱板之间的热辐射关系。
6.根据权利要求5所述的热控机构，其特征在于：所述可折叠热控板的折线中，横线是相互平行的直线，纵线是相互平行的折线，每条纵线的折向是相同的，且谷折峰折是间隔的，相邻横线和纵线分别等距排列。
7.根据权利要求1所述的热控机构，其特征在于：所述可折叠热控板两侧辐射特性设计可多样化，具体和该可折叠热控板与太阳、地球的指向关系有关。
8.根据权利要求7所述的热控机构，其特征在于：所述可折叠热控板展开后对着控温目标舱板的一侧为低发射率状态，另一侧可包覆多层隔热组件。
9.根据权利要求7所述的热控机构，其特征在于：所述可折叠热控板展开后对着控温目标舱板的一侧包覆多层隔热组件，另一侧则不严格要求。
10.根据权利要求1所述的热控机构，其特征在于：当控温目标舱板的温度较低时，将可折叠热控板展开，展开程度视温度情况确定；当控温目标舱板的温度较高时，将可折叠热控板收缩，收缩程度视温度情况确定。
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