CN111262517B - 一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，包括：抬升机构、伸展机构、两个柔性太阳电池阵、压紧释放装置和箱体展开锁定机构；伸展机构顶部两端分别连接两个柔性太阳电池阵，底部与抬升机构连接；初始状态时，两个柔性太阳电池阵关于伸展机构对称；伸展机构和柔性太阳电池阵上分别设置有多个压紧点，压紧释放装置设置在相应的压紧点位置处，实现对伸展机构和柔性太阳电池阵的压紧；伸展机构顶部两端与第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵的连接位置处设置有箱体展开锁定机构，用于将柔性太阳电池阵向两侧展开到位并锁定。本发明具有收拢包络小、展开面积大、展开构型稳定的优点，适用于大功率航天器平台。
Description
技术领域
本发明属于航天技术领域，尤其涉及一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼。
背景技术
随着我国航天技术发展，航天器对功率需求日益剧增。如通信卫星、电子侦察卫星等对发电功率需求超过了10kW，大型天基雷达卫星、深空探测电推进卫星对电能的需求高达40kW，我国未来空间站功率需求甚至达到了百千瓦量级。
以未来某型号空间站为例，该某型号空间站的三个舱(核心舱、实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ)需配合多套太阳电池翼共同使用，多套太阳电池翼作为空间站发电装置，以支撑空间站的正常运行。
目前，国内外现多采用刚性、半刚性的传统太阳电池翼。然而，传统太阳电池翼受制于收拢布局、展开方式、展开基频等约束条件，其展开面积和发电功率受到极大限制，很难在保证足够大展开面积的同时满足收拢包络要求和承载要求，存在收拢包络大、重量重、功率低等问题。
相对而言，柔性太阳电池翼具有高功率质量比和高功率体积比的技术优势，将成为大功率飞行器的优选方案之一。目前国内柔性太阳电池翼还未有在轨工程应用的先例。国际空间站采用了8个柔性太阳电池翼作为发电装置，使用四边形盘绕式伸展机构支撑双边柔性阵构型，太阳翼通过航天飞机运送至国际空间站，并通过航天员出舱进行组建和展开。日本ADEOS-II和HIMAT卫星采用了单边阵的柔性太阳电池翼构型，受限于收拢状态包络，展开后宽度方向的利用率不足，若要实现大面积展开则需要采用更长的伸展机构，动力学特征和承载能力较差。
综上，随着空间科学技术的飞速发展，各种大功率的科研设备对航天器平台的功率提出了更高、更大的需求，传统的刚性、半刚性太阳翼很难在保证大功率的情况下满足高刚度、轻质量、高收纳比等复杂使用要求，而传统的柔性太阳电池翼非全自动展开或者展开面积和刚度受限。因此，必须采用一种新型机械结构的柔性太阳电池翼。
发明内容
本发明解决的技术问题：克服现有技术的不足，提供一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，具有收拢包络小、展开面积大、展开构型稳定、功率质量比高的优点，适用于大功率航天器平台。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，包括：抬升机构、伸展机构、柔性太阳电池阵、压紧释放装置和箱体展开锁定机构；其中，柔性太阳电池阵，包括：第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵；
伸展机构顶部两端分别连接第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵，底部与抬升机构连接；初始状态时，第一柔性太阳电池阵、第二柔性太阳电池阵、伸展机构之间平行，且第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵关于伸展机构对称；
伸展机构和柔性太阳电池阵上分别设置有多个压紧点，压紧释放装置设置在相应的压紧点位置处，通过在压紧点处施加压紧力，实现对伸展机构和柔性太阳电池阵的压紧；
伸展机构顶部两端与第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵的连接位置处设置有箱体展开锁定机构，用于将柔性太阳电池阵向两侧展开到位并锁定。
在上述伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼中，抬升机构，包括：固定关节、转动关节、抬升机构驱动组件和锁定组件；
固定关节与转动关节同轴设计，采用轴承连接，构成转动副；转动关节相对固定关节转动，进而带动大面积柔性太阳电池翼的整体转动，将大面积柔性太阳电池翼变位至与舱体垂直状态；抬升机构驱动组件与转动关节连接，为转动关节的转动提供驱动力矩；锁定组件与转动关节连接，在转动关节至设定位置处时，实现对转动关节的锁止。
在上述伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼中，锁定组件，包括：锁定销、滑道和锁定孔；
锁定销位于滑道内，可在滑道内滑动；在转动关节至设定位置处时，锁定销插入锁定孔内，实现转动关节的锁止。
在上述伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼中，伸展机构，包括：伸展臂、收藏筒和伸展机构驱动组件；
伸展机构驱动组件设置在收藏筒外侧，伸展机构驱动组件输出力矩，将伸展臂从收藏筒中一维有序展开并锁定，伸展机构驱动组件反向转动，将伸展臂收拢至收藏筒中。
在上述伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼中，柔性太阳电池阵，包括：上箱体、下箱体、约束释放机构、张紧机构、导向机构和电池板；
上箱体和下箱体平行设置，在收拢状态下，电池板收纳在上箱体和下箱体之间；
约束释放机构一端安装在上箱体上，另一端安装在下箱体上；其中，在收拢状态下，约束释放机构锁紧，将上箱体和下箱体压紧，进而将整个电池板压紧；在入轨后，约束释放机构解锁释放，解除对上箱体和下箱体的约束，进而解除整个电池板的约束；
张紧机构安装在上箱体上，当电池板全部展开后，张紧机构对电池板施加张紧力，确保柔性太阳电池阵的在轨刚度；
导向机构安装在下箱体上，导向机构的导向绳贯穿于整个电池板，以保证柔性太阳电池阵展收过程的平稳性。
在上述伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼中，电池板，包括：柔性基板、琴铰、电池电路和柔性电缆；
多个柔性基板通过琴铰串联啮合，两个相邻柔性基板以琴铰为中心轴旋转实现展开和收拢；电池电路和柔性电缆均布在柔性基板的正面。
在上述伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼中，张紧机构，包括：张紧机构卷簧组件、张紧机构绕线轮和张紧绳；
张紧机构卷簧组件安装在上箱体外侧，并与张紧机构绕线轮同轴布置；张紧绳与电池板共面，张紧绳的一端与柔性基板连接，另一端固定在张紧机构绕线轮上。
在上述伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼中，导向机构，包括：导向机构卷簧组件、导向机构绕线轮和导向绳；
导向机构卷簧组件安装在下箱体外侧，并与导向机构绕线轮同轴布置；导向绳布置在柔性基板的背面，导向绳一端与上箱体连接，另一端固定在导向机构绕线轮上。
在上述伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼中，箱体展开锁定机构，包括：上箱体展开锁定机构和下箱体展开锁定机构；
上箱体展开锁定机构一端与伸展臂的顶部连接，另一端与上箱体连接；下箱体展开锁定机构一端与收藏筒连接，另一端与下箱体连接；
两个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；其中，各下箱体展开锁定机构的旋转轴与对应的左右两侧的上箱体展开锁定机构的旋转轴同轴设置，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。
在上述伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼中，上箱体展开锁定机构，包括：公铰链、母铰链、转动轴和锁定杆；
公铰链和母铰链通过转动轴形成转动副，具有转动展收的功能；公铰链与上箱体连接，母铰链与伸展臂连接；展开到位后，锁定杆锁定。
在上述伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼中，下箱体展开锁定机构，包括：固定端、转动端、驱动传动组件和锁定机构；
驱动传动组件提供驱动力矩，使转动端绕固定端旋转运动；锁定机构在转动端旋转运动至设定位置后，实现对转动端的锁止。
在上述伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼中，压紧释放装置，包括：依次连接的火工装置、压紧杆组件和分离组件；
在大面积柔性太阳电池翼的发射段，通过施加在压紧杆组件上的预紧力，将伸展机构和柔性太阳电池阵压紧在舱体侧壁上；
入轨后，火工装置解锁，压紧杆组件在分离组件作用下抽出，实现大面积柔性太阳电池翼与舱体的解锁分离。
本发明还公开了一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼的展开方法，其特征在于，初始状态，抬升机构、伸展机构和柔性太阳电池阵依次连接，并通过压紧释放装置压紧收拢；
展开步骤如下：
压紧释放装置解锁，大面积柔性太阳电池翼与舱体之间解锁；
抬升机构工作，将大面积柔性太阳电池翼变位至与舱体垂直状态；
两侧的箱体展开锁定机构同步开始工作，带动两侧的第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵展开并锁定；
第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵上的约束释放机构工作，解除第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵上的上箱体和下箱体之间的约束；
伸展机构沿舱体径向直线伸展，带动第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵同步展开；同时，导向机构工作，限制电池板向外运动，直至第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵完全展开，并且将张紧机构展开一定距离，施加预紧力。
本发明具有以下优点：
(1)本发明公开了一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，基于压紧释放装置实现了对该大面积柔性太阳电池翼的压紧收拢，收拢状态的柔性太阳电池阵布置在伸展机构前端，收拢尺寸小；进一步的，在伸展机构和箱体展开锁定机构的共同作用下，实现了柔性太阳电池阵的可靠展开，构型稳定、基频高，整翼展开后面积大：长度可达10～30m、整翼宽度可达5～8m、可布片区域面积可达40～100m2。
(2)本发明公开了一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，采用柔性基板构造柔性太阳电池阵，由于柔性基板尺寸薄，且面对面整体压紧，因此基板数量基本不影响收拢状态柔性太阳电池阵的厚度，故而可通过调整柔性基板数量，在收拢包络基本不变的条件下根据功率需求设计展开面积，进而满足大面积(展开长度与展开宽度的乘积不小于50m2)展开的需求，具有收拢包络小、展开收拢比大、功率重量比大等优点。
(3)本发明公开了一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，采用伸展机构支撑双边柔性太阳电池阵的结构形式，可根据舱体构型对太阳电池翼收拢构型进行设计，构型可设计性强。
(4)本发明公开了一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，采用高刚度、高强度的压紧释放装置对太阳电池翼压紧，压紧释放装置承载能力可以达到48KN，具有发射段承受载荷能力高的技术优势。
(5)本发明公开了一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，采用约束释放机构整体压紧方式保护电池板，可以在发射段有效保护电池电路和柔性电缆。
(6)本发明公开了一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，采用五步展开方式全自动在轨展开，具有展开速度可控(展开速度可控制在0.2～1m/min)、展开过程稳定、展开可靠性高等优点。
(7)本发明公开了一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，采用具有原子氧防护层保护的柔性基板，具有耐空间环境性能优良、长寿命等优点，低轨运行寿命由原来的3年增加到15年。
附图说明
图1是本发明实施例中一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼初始状态的总体结构示意图；
图2是本发明实施例中一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼的侧视图；
图3是本发明实施例中一种抬升机构的结构示意图；
图4是图3中位置A处的放大图；
图5是本发明实施例中一种伸展机构的结构示意图；
图6是本发明实施例中一种柔性太阳电池阵的结构示意图；
图7是本发明实施例中一种约束释放机构的结构示意图；
图8是图7中位置B处的放大图；
图9是本发明实施例中一种电池板的结构示意图；
图10是本发明实施例中一种柔性基板的结构示意图；
图11是本发明实施例中一种张紧机构的结构示意图；
图12是本发明实施例中一种导向机构的结构示意图；
图13是本发明实施例中一种上箱体和下箱体的收拢状态示意图；
图14是本发明实施例中一种上箱体展开锁定机构的结构示意图；
图15是本发明实施例中一种下箱体展开锁定机构的结构示意图；
图16是本发明实施例中一种柔性太阳电池阵向两侧展开的过程示意图；
图17是本发明实施例中一种压紧释放装置的结构示意图
图18是本发明实施例中一种辅助滑动装置的安装示意图；
图19是本发明实施例中一种辅助滑动装置的结构示意图；
图20是本发明实施例中一种上箱体展开锁定机构的结构详图；
图21是本发明实施例中一种下箱体展开锁定机构的结构详图；
图22是本发明实施例中一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼的展开过程示意图；
图23是本发明实施例中一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼的完全展开示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明公开的实施方式作进一步详细描述。
实施例1
因运载工具空间限制及发射过程中的较大过载，太阳翼需经历先收拢再展开的过程，针对恶劣的太空环境和几十甚至上百平方米的展开需求，航天器在轨运行后，太阳翼的展开与锁定是极为重要的。柔性太阳翼的轻薄和大尺度，都极大的增加了展开机构的设计难度，传统的柔性太阳电池翼多存在着机械结构复杂、展开过程复杂、驱动过程不稳定、易使结构振动受损等问题。因此，为了适应空间任务的需求，亟需一种满足大尺度、高精度、高刚度、易控制等要求的柔性太阳翼结构，从降低结构复杂度、提高系统可靠度及延长使用寿命等方面支撑我国大功率航天器的应用和发展。
本发明实施例公开了一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，与传统太阳电池翼相比，柔性太阳电池翼具有较大的技术状态变化，在展开方式上由原来的无源铰链式一次性展开变为伸展机构可多次重复展开，在尺寸上由原来的约20m2变为40～100m2可设计，在展开长度上由原来的近10m变为12～30m可设计，在轨载荷由原来的百Nm变为千Nm，低轨运行寿命由原来的3年变为15年，可适应更为恶劣的在轨载荷和环境要求。
上述新的状态变化带来了太阳翼分布展开方式、柔性阵上升段面对面压紧下抗力学环境、在轨刚度保持、大展收比高承载可重复展收、柔性基板成型工艺及电池板连接、低轨原子氧防护、地面展开试验等一系列的技术难点，因此需要开展柔性太阳电池翼的关键技术研究工作，以满足未来大面积柔性太阳电池翼大功率、长寿命、高可靠的应用需求。在本申请中，通过采用柔性太阳电池翼总体设计和集成技术、柔性电池阵空间环境防护技术、柔性太阳电池阵压紧防护技术、高刚度可展收伸展机构技术等四项关键技术的综合应用，实现了收拢包络小、展开面积大、展开构型稳定、功率质量比高的目的。本发明公开的伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼在功率重量比、功率面积比上均具有明显优势，同时为全自动展开，不需要宇航员辅助参与，可以实现柔性阵面分步展开以满足在轨对接、姿轨控的动力学需求，实现展开基频可设计，具有更好的适应性。
如图1～2，在本实施例中，该伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，包括：抬升机构1、伸展机构2、柔性太阳电池阵、压紧释放装置5和箱体展开锁定机构；其中，柔性太阳电池阵，包括：第一柔性太阳电池阵3和第二柔性太阳电池阵4。具体的：伸展机构2顶部两端分别连接第一柔性太阳电池阵3和第二柔性太阳电池阵4，底部与抬升机构1连接；初始状态时，第一柔性太阳电池阵3、第二柔性太阳电池阵4、伸展机构2之间平行，且第一柔性太阳电池阵3和第二柔性太阳电池阵4关于伸展机构2对称；伸展机构2和柔性太阳电池阵上分别设置有多个压紧点，压紧释放装置5设置在相应的压紧点位置处，通过在压紧点处施加压紧力，实现对伸展机构2和柔性太阳电池阵的压紧；伸展机构2顶部两端与第一柔性太阳电池阵3和第二柔性太阳电池阵4的连接位置处设置有箱体展开锁定机构，用于将柔性太阳电池阵向两侧展开到位并锁定。
如前所述，在本实施例中，该伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼主要可以由抬升机构1、伸展机构2、柔性太阳电池阵、压紧释放装置5和箱体展开锁定机构等单机件组成，下面对每个单机件分别进行说明。
抬升机构
如图3，抬升机构1具体可以包括：固定关节11、转动关节12、抬升机构驱动组件13和锁定组件14。其中，固定关节11与转动关节12同轴设计，采用轴承连接(减少了转动过程中的摩擦阻力)，构成转动副；转动关节12相对固定关节11转动，进而带动大面积柔性太阳电池翼的整体转动，将大面积柔性太阳电池翼变位至与舱体垂直状态；抬升机构驱动组件13与转动关节12连接，为转动关节12的转动提供驱动力矩；锁定组件14与转动关节12连接，在转动关节12至设定位置处时，实现对转动关节12的锁止，具有刚度和强度保持的能力。
优选的，如图4，锁定组件14具体可以包括：锁定销141、滑道142和锁定孔143。其中，锁定销141位于滑道142内，可在滑道142内滑动；在转动关节12至设定位置处时，锁定销141插入锁定孔143内，实现转动关节12的锁止。进一步优选的，锁定销141可采用锥角为自锁角的锥销结构，既利于锁定又保持了较高的可靠度；锁定销141与滑道142运动配合，可减小锁定销141运动过程中的摩擦阻力；锁定孔143为锥孔，与锁定销141形成锥孔配合。此外，在实际应用中，可根据大面积柔性太阳电池翼在轨载荷，选择1～4个锁定销141。
优选的，抬升机构驱动组件13可以结合大面积柔性太阳电池翼的规模和展开过程设计，选择无源弹簧驱动方式或有源电机驱动方式，本实施例对此不作限制。
伸展机构
在本实施例中，伸展机构是该大面积柔性太阳电池翼的核心部件之一。伸展机构一方面要求能够实现柔性太阳电池翼的多次展开与收拢，另一方面作为柔性太阳电池翼展开后的主承力结构还要求具备较好的刚度和强度。可见，大展收比高可靠高刚度可展收技术是伸展机构在轨支撑太阳翼的重要技术。其中，大展收比主要包括两方面：其中，伸展机构的展收比不小于10：1；柔性太阳电池阵的展收比不小于100：1。
在具体应用过程中，可根据大面积柔性太阳电池翼的收拢包络、在轨载荷、刚度强度等约束条件和指标要求，选用铰接式伸展机构、三边形盘绕式伸展机构、四边形盘绕式伸展机构和套筒式伸展机构。
优选的，以铰接式伸展机构为例，如图5，该铰接式伸展机构具体可以包括：三角形截面的伸展臂21、收藏筒22和伸展机构驱动组件23。其中，伸展机构驱动组件23设置在收藏筒22外侧，伸展机构驱动组件23输出力矩，将伸展臂21从收藏筒22中一维有序展开并锁定，伸展机构驱动组件23反向转动，将伸展臂21收拢至收藏筒22中。具体的，伸展机构驱动组件的驱动电机输出转矩，带动伸展机构驱动组件的箱体上的三根螺杆同步旋转，从而引起伸展机构驱动组件的刚性三角框沿着伸展臂的轴线方向运动。当伸展臂展开时，箱体内折叠的伸展臂向外运动离开收藏筒，伸展臂整体在驱动电机的带动下沿轴线向外运动。当伸展臂收拢时，驱动电机反向转动，螺杆带动展开的伸展臂进入收藏筒，伸展臂折叠在收藏筒内。多个伸展臂根据上述工作原理依次地展开或收拢，最终可以实现整个伸展机构的完全展开或收拢。可见，伸展机构2在收拢状态时具有高刚度和高强度，伸展机构2通过设置在收藏筒22位置处的压紧释放装置5与舱体固定，可以承受发射段载荷；伸展机构2在展开状态时，可支撑张紧机构的展开，使得柔性太阳电池阵具有一定的刚度和强度。
柔性太阳电池阵
如图6，柔性太阳电池阵具体可以包括：上箱体31、下箱体32、约束释放机构33、张紧机构34、导向机构35和电池板36。其中，上箱体31和下箱体32平行设置，在收拢状态下，电池板36收纳在上箱体31和下箱体32之间；约束释放机构33一端安装在上箱体31上，另一端安装在下箱体32上；其中，在收拢状态下，约束释放机构33锁紧，将上箱体31和下箱体32压紧，进而将整个电池板36压紧；在入轨后，约束释放机构33解锁释放，解除对上箱体31和下箱体32的约束，进而解除整个电池板36的约束；张紧机构34安装在上箱体31上，当电池板36全部展开后，张紧机构34对电池板36施加张紧力，确保柔性太阳电池阵的在轨刚度；导向机构35安装在下箱体32上，导向机构35的导向绳贯穿于整个电池板36，以保证柔性太阳电池阵展收过程的平稳性。
优选的，如图7～8，约束释放机构33具体可以包括：电机驱动组件331、四连杆机构332、锁钩333和铰链锁环334。其中，电机驱动组件331与四连杆机构332连接；四连杆机构332末端设置有锁钩333和铰链锁环334；电机驱动组件331通过电机施加驱动力，由四连杆机构332将驱动力矩传递至锁钩333，通过锁钩333转动和铰链锁环334配合施加约束力将上箱体31和下箱体32约束在一起。
优选的，如图9，电池板36具体可以包括：柔性基板361、琴铰362、电池电路363和柔性电缆364。其中，多个柔性基板361通过琴铰362串联啮合，两个相邻柔性基板361以琴铰362为中心轴旋转实现展开和收拢；电池电路363和柔性电缆364均布在柔性基板361的正面。进一步优选的，如图10，柔性基板361的中间层为玻璃纤维增强复合材料层3611，最外层为聚酰亚胺薄膜3612；其中，聚酰亚胺薄膜3612与玻璃纤维增强复合材料层3611之间采用柔性胶黏剂3613粘贴固化成型，形成柔性结构。进一步优选的，柔性基板361的长度可以为：1500mm～3000mm，宽度可以为：350mm～800mm，厚度可以为0.3mm～0.6mm，总数量可以为：10～100块；电池电路363和柔性电缆364的抗压能力不小于：30000Pa；电池板36收拢状态下的总厚度可以为：10mm～150mm。
基板组件通常采用多层复合材料结构，低轨环境特别是原子氧环境对材料表面具有侵蚀作用。特别是，基板组件表面的聚酰亚胺薄膜在原子氧环境中易于降解，聚酰亚胺薄膜原子氧剥蚀率3.0×10-24cm3/atom，低轨15年原子氧总剂量为7.83×1026个/m2，需要约2.4mm厚度的聚酰亚胺薄膜才能满足原子氧防护能力，目前50um太阳电池翼3～6个月就会被剥蚀。在本实施例中，可在柔性基板外侧增加一原子氧防护层，提高了基板组件在原子氧环境中的适应能力，延迟了低轨运行寿命，可达到15年之久。
例如，一种可选的原子氧防护层为：有机硅橡胶涂层。有机硅橡胶涂层，是一种有机硅高分子材料，兼具无机和有机性质的高分子化合物，它的分子主链由硅和氧原子交替构成，硅原子上通常连有两个有机基团的高分子弹性体，可以是甲基、乙烯基、苯基、三氟丙基、氰乙基等。由于有机硅橡胶独特的结构，使得它具有高的热稳定性，高的氧化稳定性，良好的抗辐照性，极低的表面张力等物理化学特性。通过试验验证结果表明，柔性基板空间环境防护涂层可以有效保护柔性基板组件，在复杂空间环境条件下，有机硅胶涂层损失量均满足要求，说明此防护技术可以满足低轨、长寿命的柔性太阳电池阵防护需求。
优选的，如图11，张紧机构34具体可以包括：张紧机构卷簧组件341、张紧机构绕线轮342和张紧绳343。其中，张紧机构卷簧组件341安装在上箱体31外侧，并与张紧机构绕线轮342同轴布置；张紧绳343与电池板36共面，张紧绳343的一端与柔性基板361连接，另一端固定在张紧机构绕线轮342上。其中，收拢状态时，张紧绳343缠绕在张紧机构绕线轮342上，电池板36完全展开后，张紧机构卷簧组件341随伸展机构2的继续展开被动释放，进而带动张紧机构绕线轮342的转动，在张紧机构绕线轮342的转动下张紧绳343释放。需要说明的是，张紧机构34具有一定的张紧力和刚度保持能力；每个柔性太阳电池阵可布置2～4个张紧机构34；每个张紧机构34的张紧力满足：30N～50N，刚度满足：2N/m～6N/m。
优选的，如图12，导向机构35具体可以包括：导向机构卷簧组件351、导向机构绕线轮352和导向绳353。其中，导向机构卷簧组件351安装在下箱体32外侧，并与导向机构绕线轮352同轴布置；导向绳353布置在柔性基板361的背面，导向绳353一端与上箱体31连接，另一端固定在导向机构绕线轮352上。其中，收拢状态时，导向绳353缠绕在导向机构绕线轮352上，展开过程中导向机构卷簧组件351随伸展机构2展开被动释放，进而带动导向机构绕线轮352转动，在导向机构绕线轮352转动下，导向绳353释放。需要说明的是，导向机构35随柔性太阳电池阵展开，导向绳353用于确保柔性太阳电池阵的平稳有序展开；每个柔性太阳电池阵可布置2～4个导向机构35；每个导向机构35的导向力满足：5N～15N，刚度满足：0.05N/m～0.2N/m。
优选的，如图13，上箱体31和下箱体32的内侧均粘接缓冲泡沫37。上箱体31和下箱体32均采用碳纤维板和铝蜂窝的复合结构，具有良好的刚度；缓冲泡沫37采用聚酰亚胺或聚氨酯泡沫，线刚度为：1000N/mm～3000N/mm。
在本实施例中，在大面积柔性太阳电池翼的展开过程中，约束释放机构33在电机驱动组件331驱动下解锁，上箱体31在伸展机构2的伸展臂21带动下展开，下箱体32与伸展机构2的收藏筒22保持固定不动，电池板36下的各柔性基板361在上箱体31的带动下依次展开，导向机构35随柔性基板361运动保证电池板36下的各柔性基板361的平稳展开。大面积柔性太阳电池翼展开完成后，下箱体32通过箱体展开锁定机构锁定，电池板36展开为平面，张紧机构展开并为柔性太阳电池阵提供预紧力，保持阵面刚度。
其中，需要说明的是：第一柔性太阳电池阵3和第二柔性太阳电池阵4的结构完全相同，不再一一赘述。此外，柔性太阳电池阵与伸展机构2的相对位置关系应满足一定要求，以使得展开状态更加稳定：展开状态下，伸展机构2的伸展臂21的中心轴到柔性基板361正面的距离应满足50mm～200mm。
在本实施例中，柔性太阳电池阵通过张紧机构施加张紧力保持刚度，通过张紧机构和导向机构中的弹簧和绳索的配合实现了柔性太阳电池阵和伸展机构间的热匹配性设计。
箱体展开锁定机构
如图2，箱体展开锁定机构具体可以包括：上箱体展开锁定机构6和下箱体展开锁定机构7。其中，上箱体展开锁定机构6一端与伸展臂21的顶部连接，另一端与上箱体31连接；下箱体展开锁定机构7一端与收藏筒22连接，另一端与下箱体32连接；两个下箱体展开锁定机构7分别设置在伸展机构2两侧；每个下箱体展开锁定机构7两侧分别设置一个上箱体展开锁定机构6；其中，各下箱体展开锁定机构7的旋转轴与对应的左右两侧的上箱体展开锁定机构6的旋转轴同轴设置(同轴度优于0.5mm)，在下箱体展开锁定机构7展开时，上箱体展开锁定机构6跟随展开进而锁定。
优选的，如图14，上箱体展开锁定机构6具体可以包括：公铰链61、母铰链62、转动轴63和锁定杆64。其中，公铰链61和母铰链62通过转动轴63形成转动副，具有转动展收的功能；公铰链61与上箱体31连接，母铰链62与伸展臂21连接；展开到位后，锁定杆64锁定，使上箱体展开锁定机构6具有良好的刚度和强度。
优选的，如图15，下箱体展开锁定机构7具体可以包括：固定端71、转动端72、驱动传动组件73和锁定机构74。其中，驱动传动组件73提供驱动力矩，使转动端72绕固定端71旋转运动；锁定机构74在转动端72旋转运动至设定位置后，实现对转动端72的锁止，具有锁定保持刚度的功能。
其中，需要说明的是，至少2个上箱体展开锁定机构6和1个下箱体展开锁定机构7构成一套箱体展开锁定机构，两套箱体展开锁定机构分别设置在伸展机构2顶部两端连接第一柔性太阳电池阵3和第二柔性太阳电池阵4的位置处，以实现如图16所示的第一柔性太阳电池阵3和第二柔性太阳电池阵4的90°转动展开锁定。
压紧释放装置
如图17，压紧释放装置5具体可以包括：依次连接的火工装置51、压紧杆组件52和分离组件53。其中，在大面积柔性太阳电池翼的发射段，通过施加在压紧杆组件52上的预紧力，将伸展机构2和柔性太阳电池阵压紧在舱体侧壁上；入轨后，火工装置51解锁，压紧杆组件52在分离组件53作用下抽出，实现大面积柔性太阳电池翼与舱体的解锁分离。
在本实施例中，采用高刚度、高强度的压紧释放装置5对大面积柔性太阳电池翼进行压紧，根据发射段的力学条件和大面积柔性太阳电池翼的传力路径确定压紧释放装置5的数量和位置。例如，伸展机构2上可设置3～7个压紧释放装置5，第一柔性太阳电池阵3和第二柔性太阳电池阵4上可分别设置3～6个压紧释放装置5，需结合不同情况具体设置，本实施例对此不作限制。此外，压紧杆组件52的预紧力矩可满足：80Nm～160Nm。
综上所述，本发明实施例所述的伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，基于压紧释放装置实现了对该大面积柔性太阳电池翼的压紧收拢，收拢状态的柔性太阳电池阵布置在伸展机构前端，收拢尺寸小；进一步的，在伸展机构和箱体展开锁定机构的共同作用下，实现了柔性太阳电池阵的可靠展开，构型稳定、基频高，整翼展开长度可达10～30m(可设计)、可布片区域面积可达40～100m2(可设计)。其次，采用伸展机构支撑双边柔性太阳电池阵的结构形式，可根据舱体构型对太阳电池翼收拢构型进行设计，构型可设计性强。此外，柔性基板外侧可以涂敷有机硅涂层(原子氧防护层)，上、下箱体表面可粘贴铝箔，伸展机构活动部具备可重复收展能力，张紧机构和导向机构可采用蜗卷弹簧，上述技术手段的综合应用，大大提高了该大面积柔性太阳电池翼的在轨寿命。
实施例2
在本实施例中，为了释放解锁过程中箱体所受额外应力，提高承载能力，该伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼还设置有若干个辅助滑动装置8，若干个辅助滑动装置8对称安装在伸展机构2的顶部，且与柔性太阳电池阵的上箱体连接。当柔性太阳电池阵的约束释放机构解锁释放时，上箱体和下箱体分离，辅助滑动装置8则用于在上箱体和下箱体分离过程中，释放上箱体在解锁释放过程中所受的力。
优选的，如图18，辅助滑动装置8具体可以安装在伸展机构的顶部框架结构中。其中，如图19，该辅助滑动装置8具体可以包括：连接杆81、连接件82、弹簧83。其中，连接杆81固定连接在伸展机构2的顶部框架结构中；连接件82的一端套装在连接杆81上，另一端与上箱体固定连接；弹簧83套装在连接杆81上、安装在连接杆81一端，弹簧83在初始状态由连接件82约束而处于压缩状态，即弹簧83对连接件82存在一个向外的推力；连接件82上的孔与连接杆81形成滑动副，连接件82初始状态由于柔性太阳电池阵的约束保持不动。
综上所述，该辅助滑动装置实现了在柔性太阳电池阵解锁释放过程中释放箱体所受额外应力的目的，解锁的上箱体通过连接件和连接杆承载，具有结构承载能力高的优点。
实施例3
在本实施例中，上箱体展开锁定机构6作为无源机构、下箱体展开锁定机构7作为有源机构，共同构成了有源高刚度的箱体展开锁定机构，锁定刚度高、收拢包络小、结构简单可靠。
在具体工程实现上，上箱体展开锁定机构6和下箱体展开锁定机构7的一种可选工程结构如图20～21所示。
优选的，如图20，上箱体展开锁定机构6具体可以包括：第一本体601、第二本体602、锁定杆603、扭簧604、旋转轴605、限位螺钉606。其中，锁定杆603一端通过扭簧604和转轴安装在第一本体601的两个支耳之间，第一本体601的两个支耳端部分别安装限位螺钉606，第一本体601未安装锁定杆603的一侧与第二本体602通过旋转轴605形成转动副；第一本体601与伸展机构连接，第二本体602与上箱体连接，第二本体602在下箱体展开锁定机构7的带动下相对第一本体601转动，当旋转到位后，在扭簧604作用下锁定杆603将第二本体602锁定于第一本体601，此时安装在第一本体601上的限位螺钉606顶住第二本体602，提高了其锁定刚度；此时伸展机构伸展将上箱体伸出。
优选的，如图21，下箱体展开锁定机构7具体可以包括：第一支座701、第二支座702、驱动机构703；驱动机构703用于提供展开动力，使得第二支座702相对第一支座701转动，第一支座701与伸展机构连接；第二支座702为L形支座，一端与下箱体连接，另一端通过转轴与第一支座701一端转动连接；第一支座701另一端安装驱动机构703；下箱体展开锁定机构7在展开到位后继续运动可消除机构间隙提高锁定刚度。
其中，第一本体601与第二本体602之间、第一支座701与第二支座702之间均采用铰链连接；第一本体601与第二本体602可由铰链杆锁定，结构简单、可靠、重量轻；第一支座701与第二支座702由驱动机构703将第二支座702展开到位后继续运动通过消除机构间隙进而锁定。
在本实施例中，上箱体展开锁定机构和下箱体展开锁定机构在设置时，两者的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，实现了收拢状态下，柔性太阳电池阵与伸展机构平行布置，收拢包络小的目的；无源机构(上箱体展开锁定机构)在有源机构(下箱体展开锁定机构)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；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；展开锁定机构整体可视为一有源机构，具有驱动力矩大，机构鲁棒性强的优点。
实施例4
如前所述，受制于收拢布局、展开方式、展开基频等约束条件，传统刚性、半刚性太阳电池翼的展开面积和发电功率受到极大限制，很难在保证足够大展开面积的同时满足收拢包络要求和承载要求。针对柔性太阳电池翼大面积、基板数量多、基板尺寸薄、高承载、可重复展收、低轨长寿命的技术特点和难点，传统的设计理念很难满足任务要求，国内尚属应用空白。特别是在展开时，多采用平面机构模块构成：机构内杆件较多，折叠比低；机构内部自由多较多，需通过增设同步机构或者增加驱动个数的方式来降低机构的自由度，导致机构质量和收拢体积非常大；刚度低、且难以实现同时锁定稳定度较差。
本发明提出的伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼的系统构型，采用五步三维展开实现柔性太阳电池翼在轨全自动展开；针对柔性板自身无法承载和收拢状态电池片面对面压紧的问题，创新性的提出采用有源电机驱动箱板缓冲的整体压紧方式对柔性太阳电池阵施加均匀压紧力；针对柔性板在轨无法承载的问题，基于张紧机构的预张力解决了柔性阵在轨刚度保持和承载的难题，并通过张紧机构的弹簧绳索系统(卷簧组件+张紧绳)解决了柔性太阳电池翼在轨高低温交变热匹配性问题；针对大展收比、可重复展收技术问题，优选了一种三边形铰接式伸展机构的设计方案，解决了桁架变拓扑结构构型、展收功能组件综合优化、铰链杆高承载锁定角度设计等技术难题；针对柔性基板成型工艺及电池板连接技术问题，采用多层材料真空模压技术和解决了工艺成型难题，保证了产品成型平整度和尺寸精度，采用柔性异型琴铰设计解决了电池板连接技术难题；针对柔性基板低轨原子氧防护，提出了一种有机硅涂层防护方法。
本发明提出的伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼可以直接应用在我国空间站项目，收拢状态布置在核心舱小柱段能够满足整流罩包络要求，展开状态电池片布贴面积满足不小于39.17m2的技术要求，展开频率满足不小于0.1Hz的技术要求，展开时间满足不大于40min的技术要求，设计寿命满足不小于15年的技术要求。
本发明通过柔性基板尺寸及数量的适应性调整，可为通信卫星、电子侦察卫星、大型天基雷达卫星、深空探测电推进卫星等大功率卫星平台和航天器提供能源。本发明牵引的伸展机构技术、柔性基板工艺及防护技术、预张力柔性阵面刚度保持技术、电池板整体压紧防护技术等多项关键技术均为航天器同类结构机构的基础型关键技术，可广泛应用于大型柔性翼、柔性天线、太阳帆等空间结构机构中。
本发明的柔性基板厚度0.3mm，远小于刚性、半刚性基板10～20mm厚度；本发明的柔性基板面密度0.5kg/m2远小于刚性、半刚性基板1～1.5kg/m2的技术指标；本发明的柔性太阳电池翼功率面积比(170W/m2)与国际空间站柔性太阳电池翼功率面积比(90W/m2)相比提高近2倍；本发明的柔性阵整体压紧方式不受基板数量的限制，可以布置在相对狭小的区域内；本发明的张紧机构和导向机构可以提供阵面张紧力并可以保证在轨刚度；发明的伸展机构可以实现太阳电池翼的重复展收，为航天器扩展和在轨维修提供了可能。
在上述实施例的基础上，下面对该伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼的展开过程进行简单描述。
如前所述，在本实施例中，该伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼组成至少包括：抬升机构1、伸展机构2、第一柔性太阳电池阵3、第二柔性太阳电池阵4、压紧释放装置5、上箱体展开锁定机构6和下箱体展开锁定机构7。其中，压紧释放装置5可用于该柔性太阳电池翼在发射段的压紧抗过载；抬升机构1可用于将该柔性太阳电池翼变位至与舱体垂直状态；上箱体展开锁定机构6和下箱体展开锁定机构7可用于将第一柔性太阳电池阵3和第二柔性太阳电池阵4向两侧展开到位并锁定(如图16)；伸展机构2可用于实现柔性太阳电池阵的展开和收拢；第一柔性太阳电池阵3和第二柔性太阳电池阵4上布置电池电路和电缆，可用于该柔性太阳电池翼的在轨发电和电传输。
如图22～23，该伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼可根据系统构型分为五步展开：
第一步，压紧释放装置5解锁，该大面积柔性太阳电池翼与舱体之间解锁。
第二步，抬升机构1工作，将该大面积柔性太阳电池翼变位至与舱体垂直状态。
第三步，设置在伸展机构2两侧的两个下箱体展开锁定机构7同步开始工作，带动两侧的第一柔性太阳电池阵3、第二柔性太阳电池阵4展开并锁定；同时，上箱体展开锁定机构6随动展开并锁定。
第四步，第一柔性太阳电池阵3和第二柔性太阳电池阵4上的约束释放机构工作，解除上、下箱体之间的约束。
第五步，伸展机构2工作，伸展机构2沿舱体径向直线伸展，带动第一柔性太阳电池阵3和第二柔性太阳电池阵4同步展开；同时，导向机构工作，限制电池板向外运动，直至第一柔性太阳电池阵3和第二柔性太阳电池阵4完全展开，并且将张紧机构展开一定距离，施加预紧力。
其中，上述五个步骤描述了该伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼的展开过程，收拢过程是展开过程的逆过程，在此不再赘述。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
Claims (11)
1.一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，其特征在于，包括：抬升机构(1)、伸展机构(2)、柔性太阳电池阵、压紧释放装置(5)和箱体展开锁定机构；其中，柔性太阳电池阵为两个：第一柔性太阳电池阵(3)和第二柔性太阳电池阵(4)，第一柔性太阳电池阵(3)和第二柔性太阳电池阵(4)结构相同；
伸展机构(2)顶部两端分别连接第一柔性太阳电池阵(3)和第二柔性太阳电池阵(4)，底部与抬升机构(1)连接；初始状态时，第一柔性太阳电池阵(3)、第二柔性太阳电池阵(4)、伸展机构(2)之间平行，且第一柔性太阳电池阵(3)和第二柔性太阳电池阵(4)关于伸展机构(2)对称；
伸展机构(2)和柔性太阳电池阵上分别设置有多个压紧点，压紧释放装置(5)设置在相应的压紧点位置处，通过在压紧点处施加压紧力，实现对伸展机构(2)和柔性太阳电池阵的压紧；
伸展机构(2)顶部两端与第一柔性太阳电池阵(3)和第二柔性太阳电池阵(4)的连接位置处设置有箱体展开锁定机构，用于将柔性太阳电池阵向两侧展开到位并锁定；
其中：
伸展机构(2)，包括：伸展臂(21)、收藏筒(22)和伸展机构驱动组件(23)；其中，伸展机构驱动组件(23)设置在收藏筒(22)外侧，伸展机构驱动组件(23)输出力矩，将伸展臂(21)从收藏筒(22)中一维有序展开并锁定，伸展机构驱动组件(23)反向转动，将伸展臂(21)收拢至收藏筒(22)中；
任一柔性太阳电池阵，包括：上箱体(31)和下箱体(32)；其中，上箱体(31)和下箱体(32)平行设置；
箱体展开锁定机构，包括：上箱体展开锁定机构(6)和下箱体展开锁定机构(7)；上箱体展开锁定机构(6)一端与伸展臂(21)的顶部连接，另一端与上箱体(31)连接；下箱体展开锁定机构(7)一端与收藏筒(22)连接，另一端与下箱体(32)连接；两个下箱体展开锁定机构(7)分别设置在伸展机构(2)两侧；每个下箱体展开锁定机构(7)两侧分别设置一个上箱体展开锁定机构(6)；各下箱体展开锁定机构(7)的旋转轴与对应的左右两侧的上箱体展开锁定机构(6)的旋转轴同轴设置，在下箱体展开锁定机构(7)展开时，上箱体展开锁定机构(6)跟随展开进而锁定。
2.根据权利要求1所述的伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，其特征在于，抬升机构(1)，包括：固定关节(11)、转动关节(12)、抬升机构驱动组件(13)和锁定组件(14)；
固定关节(11)与转动关节(12)同轴设计，采用轴承连接，构成转动副；转动关节(12)相对固定关节(11)转动，进而带动大面积柔性太阳电池翼的整体转动，将大面积柔性太阳电池翼变位至与舱体垂直状态；抬升机构驱动组件(13)与转动关节(12)连接，为转动关节(12)的转动提供驱动力矩；锁定组件(14)与转动关节(12)连接，在转动关节(12)至设定位置处时，实现对转动关节(12)的锁止。
3.根据权利要求2所述的伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，其特征在于，锁定组件(14)，包括：锁定销(141)、滑道(142)和锁定孔(143)；
锁定销(141)位于滑道(142)内，可在滑道(142)内滑动；在转动关节(12)至设定位置处时，锁定销(141)插入锁定孔(143)内，实现转动关节(12)的锁止。
4.根据权利要求1所述的伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，其特征在于，柔性太阳电池阵，还包括：约束释放机构(33)、张紧机构(34)、导向机构(35)和电池板(36)；
在收拢状态下，电池板(36)收纳在上箱体(31)和下箱体(32)之间；
约束释放机构(33)一端安装在上箱体(31)上，另一端安装在下箱体(32)上；其中，在收拢状态下，约束释放机构(33)锁紧，将上箱体(31)和下箱体(32)压紧，进而将整个电池板(36)压紧；在入轨后，约束释放机构(33)解锁释放，解除对上箱体(31)和下箱体(32)的约束，进而解除整个电池板(36)的约束；
张紧机构(34)安装在上箱体(31)上，当电池板(36)全部展开后，张紧机构(34)对电池板(36)施加张紧力，确保柔性太阳电池阵的在轨刚度；
导向机构(35)安装在下箱体(32)上，导向机构(35)的导向绳贯穿于整个电池板(36)，以保证柔性太阳电池阵展收过程的平稳性。
5.根据权利要求4所述的伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，其特征在于，电池板(36)，包括：柔性基板(361)、琴铰(362)、电池电路(363)和柔性电缆(364)；
多个柔性基板(361)通过琴铰(362)串联啮合，两个相邻柔性基板(361)以琴铰(362)为中心轴旋转实现展开和收拢；电池电路(363)和柔性电缆(364)均布在柔性基板(361)的正面。
6.根据权利要求5所述的伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，其特征在于，张紧机构(34)，包括：张紧机构卷簧组件(341)、张紧机构绕线轮(342)和张紧绳(343)；
张紧机构卷簧组件(341)安装在上箱体(31)外侧，并与张紧机构绕线轮(342)同轴布置；张紧绳(343)与电池板(36)共面，张紧绳(343)的一端与柔性基板(361)连接，另一端固定在张紧机构绕线轮(342)上。
7.根据权利要求5所述的伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，其特征在于，导向机构(35)，包括：导向机构卷簧组件(351)、导向机构绕线轮(352)和导向绳(353)；
导向机构卷簧组件(351)安装在下箱体(32)外侧，并与导向机构绕线轮(352)同轴布置；导向绳(353)布置在柔性基板(361)的背面，导向绳(353)一端与上箱体(31)连接，另一端固定在导向机构绕线轮(352)上。
8.根据权利要求1所述的伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，其特征在于，上箱体展开锁定机构(6)，包括：公铰链(61)、母铰链(62)、转动轴(63)和锁定杆(64)；
公铰链(61)和母铰链(62)通过转动轴(63)形成转动副，具有转动展收的功能；公铰链(61)与上箱体(31)连接，母铰链(62)与伸展臂(21)连接；展开到位后，锁定杆(64)锁定。
9.根据权利要求1所述的伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，其特征在于，下箱体展开锁定机构(7)，包括：固定端(71)、转动端(72)、驱动传动组件(73)和锁定机构(74)；
驱动传动组件(73)提供驱动力矩，使转动端(72)绕固定端(71)旋转运动；锁定机构(74)在转动端(72)旋转运动至设定位置后，实现对转动端(72)的锁止。
10.根据权利要求1所述的伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，其特征在于，压紧释放装置(5)，包括：依次连接的火工装置(51)、压紧杆组件(52)和分离组件(53)；
在大面积柔性太阳电池翼的发射段，通过施加在压紧杆组件(52)上的预紧力，将伸展机构(2)和柔性太阳电池阵压紧在舱体侧壁上；
入轨后，火工装置(51)解锁，压紧杆组件(52)在分离组件(53)作用下抽出，实现大面积柔性太阳电池翼与舱体的解锁分离。
11.一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼的展开方法，其特征在于，初始状态，抬升机构(1)、伸展机构(2)和柔性太阳电池阵依次连接，并通过压紧释放装置(5)压紧收拢；其中，伸展机构(2)，包括：伸展臂(21)、收藏筒(22)和伸展机构驱动组件(23)，伸展机构驱动组件(23)设置在收藏筒(22)外侧，伸展机构驱动组件(23)输出力矩，将伸展臂(21)从收藏筒(22)中一维有序展开并锁定，伸展机构驱动组件(23)反向转动，将伸展臂(21)收拢至收藏筒(22)中；柔性太阳电池阵为两个：第一柔性太阳电池阵(3)和第二柔性太阳电池阵(4)，第一柔性太阳电池阵(3)和第二柔性太阳电池阵(4)结构相同，任一柔性太阳电池阵包括：上箱体(31)和下箱体(32)；其中，上箱体(31)和下箱体(32)平行设置；
展开步骤如下：
压紧释放装置(5)解锁，大面积柔性太阳电池翼与舱体之间解锁；
抬升机构(1)工作，将大面积柔性太阳电池翼变位至与舱体垂直状态；
两侧的箱体展开锁定机构同步开始工作，带动两侧的第一柔性太阳电池阵(3)和第二柔性太阳电池阵(4)展开并锁定；其中，箱体展开锁定机构，包括：上箱体展开锁定机构(6)和下箱体展开锁定机构(7)；上箱体展开锁定机构(6)一端与伸展臂(21)的顶部连接，另一端与上箱体(31)连接；下箱体展开锁定机构(7)一端与收藏筒(22)连接，另一端与下箱体(32)连接；两个下箱体展开锁定机构(7)分别设置在伸展机构(2)两侧；每个下箱体展开锁定机构(7)两侧分别设置一个上箱体展开锁定机构(6)；各下箱体展开锁定机构(7)的旋转轴与对应的左右两侧的上箱体展开锁定机构(6)的旋转轴同轴设置，在下箱体展开锁定机构(7)展开时，上箱体展开锁定机构(6)跟随展开进而锁定；
第一柔性太阳电池阵(3)和第二柔性太阳电池阵(4)上的约束释放机构工作，解除第一柔性太阳电池阵(3)和第二柔性太阳电池阵(4)上的上箱体和下箱体之间的约束；
伸展机构沿舱体径向直线伸展，带动第一柔性太阳电池阵(3)和第二柔性太阳电池阵(4)同步展开；同时，导向机构工作，限制电池板向外运动，直至第一柔性太阳电池阵(3)和第二柔性太阳电池阵(4)完全展开，并且将张紧机构展开一定距离，施加预紧力。
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