CN111114840A - 一种双折太阳翼解锁展开机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双折太阳翼解锁展开机构，其特征在于星体（1）、太阳翼基板A（2）、太阳翼基板B（3）、固定铰（4）、锁定扭簧（5）、转轴A（6）、锁定连杆A（7）、锁定连杆B（8）、转轴B（9）、转动铰（10）、展开扭簧（11）、行程开关（12）、压紧基座（13）、基座盖板（14）、拔销器（15）、压紧环A（16）、压紧环B（17）、解锁滑块（18）、支撑连杆A（19）、解锁连杆（20）、支撑连杆B（21）、压紧连杆（22）、解锁弹簧A（23）、解锁弹簧B（24）、压紧盖（25）、平垫圈（26）、锁紧螺钉（27）；该太阳翼解锁展开机构外形紧凑，兼容性强，锁定刚度高，冲击低，无污染，可重复使用，解锁机构同步动作，降低了卡滞风险，占用太阳翼表面布片区域小，提升了太阳能电池的可用面积，可使太阳翼锁定在展开位置。

Description

一种双折太阳翼解锁展开机构

技术领域

本发明涉及一种太阳翼解锁展开机构，特别是一种双折太阳翼解锁展开机构。

背景技术

太阳翼是一种将太阳能转化为电能的装置，主要应用于航天器，发射阶段通常靠拢在星体表面，入轨后展开，由于运载环境存在不可避免的振颤，因此发射阶段需要将太阳翼压紧在星体上，以保护太阳翼不被振动破坏，目前常见的太阳翼解锁机构如201710590910.3所述，利用火工品爆炸实现太阳翼解锁，冲击较大，常见的太阳翼展开机构如201711078799.6所述，单个太阳翼使用2组以上铰链连接，铰链的装配工艺复杂，装配同轴度不良时存在卡滞风险，因此有必要研制一款非火工解锁、单铰链展开的太阳翼解锁展开机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双折太阳翼解锁展开机构。

本发明的技术解决方案是：一种太阳翼解锁展开机构，其特征在于星体、太阳翼基板A、太阳翼基板B、固定铰、锁定扭簧、转轴A、锁定连杆A、锁定连杆B、转轴B、转动铰、展开扭簧、行程开关、压紧基座、基座盖板、拔销器、压紧环A、压紧环B、解锁滑块、支撑连杆A、解锁连杆、支撑连杆B、压紧连杆、解锁弹簧A、解锁弹簧B、压紧盖、平垫圈、锁紧螺钉；

所述星体为板状金属件，设有若干螺纹孔和通孔；

所述太阳翼基板A为板状金属件，设有若干螺纹孔和通孔，中心设有通孔，下表面中心设有矩形沉孔，矩形沉孔的四角设有通孔；

所述太阳翼基板B为板状金属件，设有若干螺纹孔和通孔，中心设有通孔，下表面中心设有圆形沉孔，上表面中心设有矩形沉孔，矩形沉孔的四角设有通孔；

所述固定铰为金属板件，垂直于板面设有8个用于铰接的凸耳和多个扭簧安装孔；

所述锁定扭簧为常规形式的金属扭簧，锁定扭簧两端的凸出段沿与螺旋线相切方向伸出；

所述转轴A为杆状金属件，一端设有限位台阶，另一端设有环形凹槽；

所述锁定连杆A为设有4个用于铰接的凸耳的金属件，同时设有扭簧安装孔；

所述锁定连杆B为杆状金属件，两端有铰接孔，顺着铰接孔轴线观察时，锁定连杆B一端为半圆弧，另一端为直角和四分之一圆弧；

所述转轴B为杆状金属件，一端设有限位台阶，另一端设有环形凹槽；

所述转动铰为金属板件，垂直于板面设有3个用于铰接的大凸耳，其中2个大凸耳上各设有2个小凸耳；

所述展开扭簧为常规形式的金属扭簧，展开扭簧两端的凸出段沿与螺旋线相切方向伸出；

所述行程开关为具有可往复运动的顶杆的装置，可以通过顶杆的伸缩控制电路的通断；

所述压紧基座为金属板件，垂直于板面设有若干螺钉孔、4个铰接孔、4个凸耳，凸耳上设有通孔；

所述基座盖板为底面开放的长方体壳体，内腔为圆柱体，侧面设有法兰与拔销器定位孔，下端面设有螺纹孔，顶部中心设有通孔，内腔上表面设有4个铰接孔；

所述拔销器为任意拔销装置，拔销器包含销子；

所述压紧环A为金属块状体，上部为圆柱体，下部为法兰，中间设有上下贯穿的通孔；

所述压紧环B为金属块状体，下部为圆柱体，上部为法兰，上表面中心设有两级沉孔，沉孔中心设有通孔；

所述解锁滑块为圆环状壳体，侧壁设有销孔，壳体内侧设有180°对称布置的铰接孔，铰接孔轴线方向与圆环轴线方向平行，圆环下表面设有4个凸耳，凸耳上设有通孔；

所述支撑连杆A为金属连杆；

所述解锁连杆为金属连杆；

所述支撑连杆B为金属连杆；

所述压紧连杆为L形金属连杆，2个铰接点分别设在L拐点处与L的一个端点处，L的另一端设有半圆柱螺纹通槽；

所述解锁弹簧A为拉簧；

所述解锁弹簧B为压簧；

所述压紧盖为圆柱形块状体，中间设有通孔；

所述平垫圈为标准件；

所述锁紧螺钉为标准件；

转轴B穿过固定铰和转动铰上的铰接孔以及展开扭簧，转轴B的限位台阶卡在固定铰上，卡簧卡在转轴B另一端的环状凹槽内；锁定扭簧的两端凸出段分别插入固定铰和锁定连杆A上的扭簧安装孔，转轴A穿过固定铰和锁定连杆A上的铰接孔以及锁定扭簧，转轴A的限位台阶卡在固定铰上，卡簧卡在转轴A另一端的环状凹槽内；锁定连杆B有直角的一端与锁定连杆A铰接，直角向上，另一端与转动铰铰接，行程开关通过螺钉与固定铰固连，行程开关的顶杆顶在转动铰中间的凸耳上；

星体、太阳翼基板A、太阳翼基板B通过上述机构形成的铰链串联；

解锁连杆一端与解锁滑块铰接，另一端同时与支撑连杆A、支撑连杆B铰接，支撑连杆A另一端与压紧基座、基座盖板铰接，支撑连杆B另一端与压紧连杆铰接，压紧连杆的拐点处与压紧基座、基座盖板铰接，两组支撑连杆A、解锁连杆、支撑连杆B、压紧连杆呈中心对称布置，解锁弹簧A一端连接解锁滑块的凸耳，另一端连接压紧基座的凸耳，4根解锁弹簧A呈中心对称布置，压紧基座与星体通过螺钉固接，基座盖板与压紧基座通过螺钉固接，基座盖板的内表面与解锁滑块外轮廓配合，拔销器与基座盖板通过螺钉固接，拔销器的销子插入解锁滑块的销孔，此时2个压紧连杆的半圆柱螺纹通槽相对，形成一个螺孔，压紧环A与太阳翼基板A通过螺钉固接，压紧环A压在基座盖板上，压紧环B与太阳翼基板B通过螺钉固接，压紧环B压在压紧环A上，解锁弹簧B置于压紧环B的下一级沉孔中，压紧盖置于压紧环B的上一级沉孔中，锁紧螺钉依次穿过平垫圈、压紧盖、压紧环B、压紧环A、基座盖板，旋入2个压紧连杆形成的螺孔中。

本发明的优点在于：

1.本发明的太阳翼解锁展开机构，结构紧凑，压紧与解锁机构占用太阳翼表面布片面积小；

2.本发明的太阳翼解锁展开机构，单铰链单解锁点，可完全避免多铰链不同轴导致展开受阻的风险，展开可靠性高；

3.本发明的太阳翼解锁展开机构，单铰链集成双圆锥销子锁定，可提高锁定可靠性；

4.本发明的太阳翼解锁展开机构，收拢后高度小适用于立方星等对空间利用特别苛刻的场合；

5.本发明的太阳翼解锁展开机构，通过拔销方式解锁，属于无破坏式解锁，重复压紧解锁方便快捷，试验成本低。

附图说明

图1 一种双折太阳翼解锁展开机构折叠状态外观图；

图2 一种双折太阳翼解锁展开机构展开状态外观图；

图3 铰链折叠状态外观图；

图4 铰链展开状态外观图；

图5 分离螺母锁定状态俯视图；

图6 分离螺母解锁状态外观图；

图7 一种双折太阳翼解锁展开机构折叠状态剖视图。

具体实施方式：

如图1、2、3、4所示，一种双折太阳翼解锁展开机构，其特征在于星体1、太阳翼基板A2、太阳翼基板B3、固定铰4、锁定扭簧5、转轴A6、锁定连杆A7、锁定连杆B8、转轴B9、转动铰10、展开扭簧11、行程开关12、压紧基座13、基座盖板14、拔销器15、压紧环A16、压紧环B17、解锁滑块18、支撑连杆A19、解锁连杆20、支撑连杆B21、压紧连杆22、解锁弹簧A23、解锁弹簧B24、压紧盖25、平垫圈26、锁紧螺钉27；

所述星体1为板状金属件，设有若干螺纹孔和通孔；

所述太阳翼基板A2为板状金属件，设有若干螺纹孔和通孔，中心设有通孔，下表面中心设有矩形沉孔，矩形沉孔的四角设有通孔；

所述太阳翼基板B3为板状金属件，设有若干螺纹孔和通孔，中心设有通孔，下表面中心设有圆形沉孔，上表面中心设有矩形沉孔，矩形沉孔的四角设有通孔；

所述固定铰4为金属板件，垂直于板面设有8个用于铰接的凸耳和多个扭簧安装孔；

所述锁定扭簧5为常规形式的金属扭簧，锁定扭簧5两端的凸出段沿与螺旋线相切方向伸出；

所述转轴A6为杆状金属件，一端设有限位台阶，另一端设有环形凹槽；

所述锁定连杆A7为设有4个用于铰接的凸耳的金属件，同时设有扭簧安装孔；

所述锁定连杆B8为杆状金属件，两端有铰接孔，顺着铰接孔轴线观察时，锁定连杆B8一端为半圆弧，另一端为直角和四分之一圆弧；

所述转轴B9为杆状金属件，一端设有限位台阶，另一端设有环形凹槽；

所述转动铰10为金属板件，垂直于板面设有3个用于铰接的大凸耳，其中2个大凸耳上各设有2个小凸耳；

所述展开扭簧11为常规形式的金属扭簧，展开扭簧11两端的凸出段沿与螺旋线相切方向伸出；

所述行程开关12为具有可往复运动的顶杆的装置，可以通过顶杆的伸缩控制电路的通断；

所述压紧基座13为金属板件，垂直于板面设有若干螺钉孔、4个铰接孔、4个凸耳，凸耳上设有通孔；

所述基座盖板14为底面开放的长方体壳体，内腔为圆柱体，侧面设有法兰与拔销器定位孔，下端面设有螺纹孔，顶部中心设有通孔，内腔上表面设有4个铰接孔；

所述拔销器15为任意拔销装置，拔销器包含销子；

所述压紧环A16为金属块状体，上部为圆柱体，下部为法兰，中间设有上下贯穿的通孔；

所述压紧环B17为金属块状体，下部为圆柱体，上部为法兰，上表面中心设有两级沉孔，沉孔中心设有通孔；

所述解锁滑块18为圆环状壳体，侧壁设有销孔，壳体内侧设有180°对称布置的铰接孔，铰接孔轴线方向与圆环轴线方向平行，圆环下表面设有4个凸耳，凸耳上设有通孔；

所述支撑连杆A19为金属连杆；

所述解锁连杆20为金属连杆；

所述支撑连杆B21为金属连杆；

所述压紧连杆22为L形金属连杆，2个铰接点分别设在L拐点处与L的一个端点处，L的另一端设有半圆柱螺纹通槽；

所述解锁弹簧A23为拉簧；

所述解锁弹簧B24为压簧；

所述压紧盖25为圆柱形块状体，中间设有通孔；

所述平垫圈26为标准件；

所述锁紧螺钉27为标准件；

转轴B9穿过固定铰4和转动铰10上的铰接孔以及展开扭簧11，转轴B9的限位台阶卡在固定铰4上，卡簧卡在转轴B9另一端的环状凹槽内；锁定扭簧5的两端凸出段分别插入固定铰4和锁定连杆A7上的扭簧安装孔，转轴A6穿过固定铰4和锁定连杆A7上的铰接孔以及锁定扭簧5，转轴A6的限位台阶卡在固定铰4上，卡簧卡在转轴A6另一端的环状凹槽内；锁定连杆B8有直角的一端与锁定连杆A7铰接，直角向上，另一端与转动铰10铰接，行程开关12通过螺钉与固定铰4固连，行程开关12的顶杆顶在转动铰10中间的凸耳上；

星体1、太阳翼基板A2、太阳翼基板B3通过上述机构形成的铰链串联；

解锁连杆20一端与解锁滑块18铰接，另一端同时与支撑连杆A19、支撑连杆B21铰接，支撑连杆A19另一端与压紧基座13、基座盖板14铰接，支撑连杆B21另一端与压紧连杆22铰接，压紧连杆22的拐点处与压紧基座13、基座盖板14铰接，两组支撑连杆A19、解锁连杆20、支撑连杆B21、压紧连杆22呈中心对称布置，解锁弹簧A23一端连接解锁滑块18的凸耳，另一端连接压紧基座13的凸耳，4根解锁弹簧A23呈中心对称布置，压紧基座13与星体1通过螺钉固接，基座盖板14与压紧基座13通过螺钉固接，基座盖板14的内表面与解锁滑块18外轮廓配合，拔销器15与基座盖板14通过螺钉固接，拔销器15的销子插入解锁滑块18的销孔，此时2个压紧连杆22的半圆柱螺纹通槽相对，形成一个螺孔，压紧环A16与太阳翼基板A2通过螺钉固接，压紧环A16压在基座盖板14上，压紧环B17与太阳翼基板B3通过螺钉固接，压紧环B17压在压紧环A16上，解锁弹簧B24置于压紧环B17的下一级沉孔中，压紧盖25置于压紧环B17的上一级沉孔中，锁紧螺钉27依次穿过平垫圈26、压紧盖25、压紧环B17、压紧环A16、基座盖板14，旋入2个压紧连杆22形成的螺孔中。

工作过程：

拔销器3拔销后，解锁滑块6受到解锁弹簧A11的拉力，带动解锁连杆8顺时针转动，解锁连杆8带动支撑连杆A7顺时针转动，同时带动支撑连杆B9和压紧连杆10，使压紧连杆10绕自身L形拐点顺时针运动，2个压紧连杆10的半圆柱螺纹通槽同步外扩，压紧盖13受到解锁弹簧B12的推力，带动锁紧螺钉16、螺母15和平垫圈14向上弹出，压紧环B5、压紧环A4、基座盖板2之间的锁定状态被解除；

压紧状态下，铰链处于折叠状态，太阳翼被释放后，转动铰10受到展开扭簧11的扭矩作用，向外展开，转动铰10绕固定铰4沿展开方向转动，同时带动锁定连杆B9和锁定连杆A7运动，至锁定连杆B9的直角台阶与锁定连杆A7接触，锁定扭簧5提供的力矩使锁定连杆B9的直角台阶与锁定连杆A7保持接触状态，从而保持锁定连杆A7与锁定连杆B9共线，该状态构成一级死点，转动铰10既无法向展开方向运动，也无法向折叠方向运动，从而实现展开位置锁定，展开过程中，行程开关12的顶杆与转动铰10的大凸耳保持接触，展开完成时，顶杆的伸出长度达到最大。

Claims (6)

1.一种双折太阳翼解锁展开机构，其特征在于星体（1）、太阳翼基板A（2）、太阳翼基板B（3）、固定铰（4）、锁定扭簧（5）、转轴A（6）、锁定连杆A（7）、锁定连杆B（8）、转轴B（9）、转动铰（10）、展开扭簧（11）、行程开关（12）、压紧基座（13）、基座盖板（14）、拔销器（15）、压紧环A（16）、压紧环B（17）、解锁滑块（18）、支撑连杆A（19）、解锁连杆（20）、支撑连杆B（21）、压紧连杆（22）、解锁弹簧A（23）、解锁弹簧B（24）、压紧盖（25）、平垫圈（26）、锁紧螺钉（27）；

所述星体（1）为板状金属件，设有若干螺纹孔和通孔；

所述太阳翼基板A（2）为板状金属件，设有若干螺纹孔和通孔，中心设有通孔，下表面中心设有矩形沉孔，矩形沉孔的四角设有通孔；

所述太阳翼基板B（3）为板状金属件，设有若干螺纹孔和通孔，中心设有通孔，下表面中心设有圆形沉孔，上表面中心设有矩形沉孔，矩形沉孔的四角设有通孔；

所述固定铰（4）为金属板件，垂直于板面设有8个用于铰接的凸耳和多个扭簧安装孔；

所述锁定扭簧（5）为常规形式的金属扭簧，锁定扭簧（5）两端的凸出段沿与螺旋线相切方向伸出；

所述转轴A（6）为杆状金属件，一端设有限位台阶，另一端设有环形凹槽；

所述锁定连杆A（7）为设有4个用于铰接的凸耳的金属件，同时设有扭簧安装孔；

所述锁定连杆B（8）为杆状金属件，两端有铰接孔，顺着铰接孔轴线观察时，锁定连杆B（8）一端为半圆弧，另一端为直角和四分之一圆弧；

所述转轴B（9）为杆状金属件，一端设有限位台阶，另一端设有环形凹槽；

所述转动铰（10）为金属板件，垂直于板面设有3个用于铰接的大凸耳，其中2个大凸耳上各设有2个小凸耳；

所述展开扭簧（11）为常规形式的金属扭簧，展开扭簧（11）两端的凸出段沿与螺旋线相切方向伸出；

所述行程开关（12）为具有可往复运动的顶杆的装置，可以通过顶杆的伸缩控制电路的通断；

所述压紧基座（13）为金属板件，垂直于板面设有若干螺钉孔、4个铰接孔、4个凸耳，凸耳上设有通孔；

所述基座盖板（14）为底面开放的长方体壳体，内腔为圆柱体，侧面设有法兰与拔销器定位孔，下端面设有螺纹孔，顶部中心设有通孔，内腔上表面设有4个铰接孔；

所述拔销器（15）为任意拔销装置，拔销器包含销子；

所述压紧环A（16）为金属块状体，上部为圆柱体，下部为法兰，中间设有上下贯穿的通孔；

所述压紧环B（17）为金属块状体，下部为圆柱体，上部为法兰，上表面中心设有两级沉孔，沉孔中心设有通孔；

所述解锁滑块（18）为圆环状壳体，侧壁设有销孔，壳体内侧设有180°对称布置的铰接孔，铰接孔轴线方向与圆环轴线方向平行，圆环下表面设有4个凸耳，凸耳上设有通孔；

所述支撑连杆A（19）为金属连杆；

所述解锁连杆（20）为金属连杆；

所述支撑连杆B（21）为金属连杆；

所述压紧连杆（22）为L形金属连杆，2个铰接点分别设在L拐点处与L的一个端点处，L的另一端设有半圆柱螺纹通槽；

所述解锁弹簧A（23）为拉簧；

所述解锁弹簧B（24）为压簧；

所述压紧盖（25）为圆柱形块状体，中间设有通孔；

所述平垫圈（26）为标准件；

所述锁紧螺钉（27）为标准件；

转轴B（9）穿过固定铰（4）和转动铰（10）上的铰接孔以及展开扭簧（11），转轴B（9）的限位台阶卡在固定铰（4）上，卡簧卡在转轴B（9）另一端的环状凹槽内；锁定扭簧（5）的两端凸出段分别插入固定铰（4）和锁定连杆A（7）上的扭簧安装孔，转轴A（6）穿过固定铰（4）和锁定连杆A（7）上的铰接孔以及锁定扭簧（5），转轴A（6）的限位台阶卡在固定铰（4）上，卡簧卡在转轴A（6）另一端的环状凹槽内；锁定连杆B（8）有直角的一端与锁定连杆A（7）铰接，直角向上，另一端与转动铰（10）铰接，行程开关（12）通过螺钉与固定铰（4）固连，行程开关（12）的顶杆顶在转动铰（10）中间的凸耳上；

星体（1）、太阳翼基板A（2）、太阳翼基板B（3）通过上述机构形成的铰链串联；

解锁连杆（20）一端与解锁滑块（18）铰接，另一端同时与支撑连杆A（19）、支撑连杆B（21）铰接，支撑连杆A（19）另一端与压紧基座（13）、基座盖板（14）铰接，支撑连杆B（21）另一端与压紧连杆（22）铰接，压紧连杆（22）的拐点处与压紧基座（13）、基座盖板（14）铰接，两组支撑连杆A（19）、解锁连杆（20）、支撑连杆B（21）、压紧连杆（22）呈中心对称布置，解锁弹簧A（23）一端连接解锁滑块（18）的凸耳，另一端连接压紧基座（13）的凸耳，4根解锁弹簧A（23）呈中心对称布置，压紧基座（13）与星体（1）通过螺钉固接，基座盖板（14）与压紧基座（13）通过螺钉固接，基座盖板（14）的内表面与解锁滑块（18）外轮廓配合，拔销器（15）与基座盖板（14）通过螺钉固接，拔销器（15）的销子插入解锁滑块（18）的销孔，此时2个压紧连杆（22）的半圆柱螺纹通槽相对，形成一个螺孔，压紧环A（16）与太阳翼基板A（2）通过螺钉固接，压紧环A（16）压在基座盖板（14）上，压紧环B（17）与太阳翼基板B（3）通过螺钉固接，压紧环B（17）压在压紧环A（16）上，解锁弹簧B（24）置于压紧环B（17）的下一级沉孔中，压紧盖（25）置于压紧环B（17）的上一级沉孔中，锁紧螺钉（27）依次穿过平垫圈（26）、压紧盖（25）、压紧环B（17）、压紧环A（16）、基座盖板（14），旋入2个压紧连杆（22）形成的螺孔中。

2.根据权利要求1所述的一种双折太阳翼，其特征在于两组支撑连杆A（19）、解锁连杆（20）、支撑连杆B（21）、压紧连杆（22）只有1个自由度。

3.根据权利要求1所述的一种双折太阳翼，其特征在于解锁滑块（18）、支撑连杆A（19）、解锁连杆（20）、支撑连杆B（21）、压紧连杆（22）形成两级死点。

4.根据权利要求1所述的一种双折太阳翼，其特征在于固定铰（4）、锁定连杆A（7）、锁定连杆B（8）、转动铰（10）通过铰接形成一个闭环。

5.根据权利要求1所述的一种双折太阳翼，其特征在于转动铰（10）相对固定铰（4）可以从0°展开至180°以内的任意角度，对于本实例，转动铰（10）可展开至180°。

6.根据权利要求1所述的一种双折太阳翼，其特征在于转动铰（10）相对固定铰（4）的展开角度与行程开关（12）顶杆的伸出长度正相关。

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