CN111114837A - 一种柔性太阳翼的有源高刚度锁定组合机构 - Google Patents

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Abstract

一种柔性太阳翼的有源高刚度锁定组合机构，包括下箱体展开锁定机构、上箱体展开锁定机构；下箱体展开锁定机构分别设置在伸展机构两侧，每个下箱体展开锁定机构两侧分别设置一个上箱体展开锁定机构；下箱体展开锁定机构旋转轴与上箱体展开锁定机构旋转轴设置于同轴位置；在下箱体展开锁定机构展开时，上箱体展开锁定机构跟随展开进而锁定。有源机构在展开到位后可以继续动作消除机构间隙以提高锁定高度，具有锁定刚度高的优点；无源铰链在有源机构的带动下展开锁定，具有简单、可靠的优点；在有源机构带动无源铰链展开锁定后，电池阵组合体可以在伸展机构作用下分离进而展开。本发明结构简单、可靠、机构鲁棒性强、锁定刚度高、收拢包络小。

Description

一种柔性太阳翼的有源高刚度锁定组合机构
技术领域
本发明涉及航天技术领域，涉及一种锁定组合机构。
背景技术
在航天技术领域，飞行器对功率需求日益剧增。柔性太阳翼一般用于发电功率大、展开面积大的场合，其长度、宽度都比较大，对其展开锁定刚度较高，而且由于受火箭整流罩包络约束，柔性太阳翼收拢包络应尽可能小。传统的方案采用公铰链与母铰链构型，存在刚度小等缺点。柔性太阳翼是较为前沿的空间技术，国内外未调研到解决其高刚度展开锁定的相关装置。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种柔性太阳翼的有源高刚度锁定组合机构，其锁定刚度高、收拢包络小、结构简单可靠，适用于对锁定刚度、收拢包络要求高的航天器。
为解决上述技术问题，本发明通过如下技术方案实现：一种柔性太阳翼的有源高刚度锁定组合机构，包括下箱体展开锁定机构、上箱体展开锁定机构；下箱体展开锁定机构分别设置在伸展机构两侧，下箱体展开锁定机构一端与伸展机构固定端固定连接，另一端与电池阵组合体的下箱体连接；每个下箱体展开锁定机构两侧分别设置一个上箱体展开锁定机构；上箱体展开锁定机构一端与伸展机构伸出端固定连接，另一端与上箱体连接；下箱体展开锁定机构旋转轴与上箱体展开锁定机构旋转轴设置于同轴位置；在下箱体展开锁定机构展开时，上箱体展开锁定机构跟随展开进而锁定。
下箱体展开锁定机构包括第一支座、第二支座、驱动机构；第二支座一端与下箱体连接，另一端通过转轴与第一支座一端转动连接；第一支座的另一端安装驱动机构；驱动机构提供展开动力，使得第二支座相对第一支座转动，第一支座与伸展机构固定端连接。
第二支座为L形支座。
上箱体展开锁定机构包括第一本体、第二本体、锁定杆、扭簧、旋转轴；锁定杆一端通过扭簧和转轴安装在第一本体的两个支耳之间，第一本体未安装锁定杆的一侧与第二本体通过旋转轴形成转动副；第一本体与伸展机构伸出端连接，第二本体与电池阵组合体的上箱体连接，第二本体在下箱体展开锁定机构带动下相对第一本体转动，当旋转到位后，在扭簧作用下锁定杆将第二本体锁定于第一本体。
下箱体展开锁定机构还包括限位螺钉，第一本体的两个支耳端部分别安装限位螺钉；在扭簧作用下锁定杆将第二本体锁定于第一本体时，安装在第一本体上的限位螺钉顶住第二本体。
相较于现有技术，本发明具有以下优点：
(1)本发明提供的有源高刚度锁定组合机构，实现了收拢状态下，电池阵组合体与伸展机构平行布置，收拢包络小的目的。
(2)本发明的有源高刚度锁定组合机构，为无源机构在有源机构运动下跟随运动，具有对无源机构的第一本体和第二本体转动副处间隙不敏感的优点；
(3)本发明提供的下箱体展开锁定机构，为有源机构，具有驱动力矩大，机构鲁棒性强的优点；
(4)本发明提供的下箱体展开锁定机构展开到位后继续运动可消除机构间隙提高锁定刚度，具有展开刚度高的优点；
(5)本发明提供的上箱体展开锁定机构，由锁定杆即可将第二本体与第一本体锁定，具有结构简单、可靠、重量轻的优点。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：
图1是本发明一实施例的柔性太阳翼的有源高刚度锁定组合机构的收拢状态示意图；
图2是本发明一实施例的柔性太阳翼的有源高刚度锁定组合机构的展开状态示意图；
图3是本发明一实施例的伸展机构的结构示意图；
图4是本发明一实施例的电池阵组合体的结构示意图；
图5是本发明一实施例的下箱体展开锁定机构的结构示意图；
图6是本发明一实施例的上箱体展开锁定机构的结构示意图；
图中，1-伸展机构；2-电池阵组合体；3-下箱体展开锁定机构；4-上箱体展开锁定机构；
11-伸展机构固定端；12-伸展机构伸出端；
21-上箱体；22-下箱体；23-电池板；
31-第一支座；32-第二支座；33-驱动组件；
41-第一本体；42-第二本体；43-锁定杆；44-扭簧；
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
请综合参考图1-6，一种柔性太阳翼的有源高刚度锁定组合机构，包括上箱体展开锁定机构4、下箱体展开锁定机构3；
如图4所示，电池阵组合体2包括上箱体21、下箱体22、以及压紧在上箱体21和下箱体22间的电池板23。
如图5所示，下箱体展开锁定机构3为有源机构，包括第一支座31、第二支座32、驱动机构33；驱动机构33提供展开动力，使得第二支座32相对第一支座31转动，第一支座31与伸展机构1的固定端11连接；第二支座32为L形支座，一端与下箱体22连接，另一端通过转轴与第一支座31一端转动连接；第一支座31另一端安装驱动机构33；下箱体展开锁定机构3在展开到位后继续运动可消除机构间隙提高锁定刚度。
如图6所示，上箱体展开锁定机构4为无源机构，包括第一本体41、第二本体42、锁定杆43、扭簧44、旋转轴45、限位螺钉46；锁定杆43一端通过扭簧44和转轴安装在第一本体41的两个支耳之间，两个支耳端部分别安装限位螺钉46，第一本体41未安装锁定杆43的一侧与第二本体42通过旋转轴45形成转动副；第一本体41与伸展机构1伸出端12连接，第二本体42与上箱体21连接，第二本体42在下箱体展开锁定机构3带动下相对第一本体41转动，当旋转到位后，在扭簧44作用下锁定杆43将第二本体42锁定于第一本体41，此时安装在第一本体41上的限位螺钉46顶住第二本体42，提高了其锁定刚度；此时伸展机构1伸展将上箱体21伸出。
如图1所示，下箱体展开锁定机构3旋转轴与上箱体展开锁定机构4旋转轴设置于同轴位置；在下箱体展开锁定机构3展开时，上箱体展开锁定机构4跟随展开进而锁定；
上箱体展开锁定机构4一端与伸展机构伸出端12固定连接，一端与上箱体21连接；下箱体展开锁定机构3一端与伸展机构固定端11固定连接，一端与下箱体22连接；上箱体21与两套上箱体展开锁定机构4连接，下箱体22与一套下箱体展开锁定机构3连接；
如图1所示，上箱体展开锁定机构4为无源机构，下箱体展开锁定机构3为有源机构，上箱体展开锁定机构4跟随下箱体展开锁定3一同展开锁定；
第一本体41与第二本体42之间、第一支座31与第二支座32之间均采用铰链连接；第一本体41与第二本体42可由铰链杆锁定；第一支座31与第二支座32由驱动机构33将第二支座32展开到位后继续运动通过消除机构间隙进而锁定。
当上箱体展开锁定机构4、下箱体展开锁定机构3分别将上箱体21、下箱体22展开锁定后，伸展机构1伸出可将上箱体21、下箱体22分离，进而将电池板23展开。
此处公开的仅为本发明的优选实施例，本发明的说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种柔性太阳翼的有源高刚度锁定组合机构，其特征在于，包括下箱体展开锁定机构(3)、上箱体展开锁定机构(4)；下箱体展开锁定机构(3)分别设置在伸展机构(1)两侧，下箱体展开锁定机构(3)一端与伸展机构固定端(11)固定连接，另一端与电池阵组合体(2)的下箱体(22)连接；每个下箱体展开锁定机构(3)两侧分别设置一个上箱体展开锁定机构(4)；上箱体展开锁定机构(4)一端与伸展机构伸出端(12)固定连接，另一端与上箱体(21)连接；下箱体展开锁定机构(3)旋转轴与上箱体展开锁定机构(4)旋转轴设置于同轴位置；在下箱体展开锁定机构(3)展开时，上箱体展开锁定机构(4)跟随展开进而锁定。
2.根据权利要求1所述的一种柔性太阳翼的有源高刚度锁定组合机构，其特征在于，下箱体展开锁定机构(3)包括第一支座(31)、第二支座(32)、驱动机构(33)；第二支座(32)一端与下箱体(22)连接，另一端通过转轴与第一支座(31)一端转动连接；第一支座(31)的另一端安装驱动机构(33)；驱动机构(33)提供展开动力，使得第二支座(32)相对第一支座(31)转动，第一支座(31)与伸展机构固定端(11)连接。
3.根据权利要求2所述的一种柔性太阳翼的有源高刚度锁定组合机构，其特征在于，第二支座(32)为L形支座。
4.根据权利要求1或2所述的一种柔性太阳翼的有源高刚度锁定组合机构，其特征在于，上箱体展开锁定机构(4)包括第一本体(41)、第二本体(42)、锁定杆(43)、扭簧(44)、旋转轴(45)；锁定杆(43)一端通过扭簧(44)和转轴安装在第一本体(41)的两个支耳之间，第一本体(41)未安装锁定杆(43)的一侧与第二本体(42)通过旋转轴(45)形成转动副；第一本体(41)与伸展机构伸出端(12)连接，第二本体(42)与电池阵组合体(2)的上箱体(21)连接，第二本体(42)在下箱体展开锁定机构(3)带动下相对第一本体(41)转动，当旋转到位后，在扭簧(44)作用下锁定杆(43)将第二本体(42)锁定于第一本体(41)。
5.根据权利要求4所述的一种柔性太阳翼的有源高刚度锁定组合机构，其特征在于，下箱体展开锁定机构(3)还包括限位螺钉(46)，第一本体(41)的两个支耳端部分别安装限位螺钉(46)；在扭簧(44)作用下锁定杆(43)将第二本体(42)锁定于第一本体(41)时，安装在第一本体(41)上的限位螺钉(46)顶住第二本体(42)。
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