CN111824461B - 一种分步展开的柔性太阳电池阵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分步展开的柔性太阳电池阵。该柔性太阳电池阵由上收纳箱、下收纳箱、张紧机构、导向机构、压紧释放机构、柔性太阳电池板、二次解锁装置等组成。该柔性太阳电池阵作为航天器的发电装置,可承受航天器发射段力学环境,在外部的展开机构配合下具有保持2种展开长度及结构刚度的力能,同时满足航天器入轨初期的变轨、对接阶段对太阳电池阵展开基频的要求及长期在轨运行对太阳电池阵发电功率的需求。
Description
技术领域
本发明涉及航天器太阳电池阵技术领域,具体提供了一种可分步展开的柔性太阳电池阵。
背景技术
柔性太阳电池阵具有展开长度长和基频低的特点,在其展开状态下对航天器进行姿态控制,特别是变轨、对接的姿态控制非常困难。因此,若柔性太阳电池阵能够在航天器变轨、对接前仅完成第一步展开即部分展开,使柔性太阳电池阵具备较短的展开长度和较高的基频以满足航天器姿态控制要求,在变轨、对接后再进行第二步展开即完全展开满足航天器发电功率需求,则能够解决目前柔性太阳电池阵展开基频低与航天器变轨、对接时姿态控制间的矛盾。
柔性太阳电池阵技术是比较前沿的空间技术,目前没有发现与柔性太阳电池阵分步展开相关的发明或类似相关技术的说明或报道,也尚未收集到国内类似的资料。
发明内容
本发明所解决的问题:克服现有技术的不足,提供一种可分步展开的柔性太阳电池阵,解决了柔性太阳电池阵入轨只能展开一种固定长度,柔性太阳电池阵基频过低导致航天器变轨、对接的姿态控制难题。
本发明的技术方案是:一种分步展开的柔性太阳电池阵,包括上收纳箱、下收纳箱、张紧机构、导向机构、压紧释放机构、柔性太阳电池板、二次解锁装置;多个柔性太阳电池板组成的柔性太阳电池板阵列;柔性太阳电池板阵列分为第一步展开部分及第二步展开部分;设第一步展开部分、第二步展开部分的柔性太阳电池板数量分别为N1、N2,且N1及N2均为奇数;二次解锁装置位于第一步展开部分的N1及第二步展开的N2块柔性太阳电池板之间;上收纳箱位于柔性太阳电池板阵列第一步展开部分外侧,下收纳箱位于柔性太阳电池板阵列第二步展开部分外侧;压紧释放机构安装在上收纳箱和下收纳箱上;所述张紧机构安装在上收纳箱处,张紧机构上的钢丝绳穿过上收纳箱与第一步展开部分靠近上收纳箱的柔性太阳电池板连接;导向机构安装在下收纳箱处,导向机构的钢丝绳穿过下收纳箱与上收纳箱连接。
所述二次解锁装置包括上隔离板、下隔离板和弹簧绳索;上隔离板与第一步展开部分的柔性太阳电池板阵列连接,下隔离板与第二步展开部分的柔性太阳电池板阵列连接;弹簧绳索共四套安装在下隔离板预埋接口内,上隔离板对应弹簧绳索安装位置预埋内凹埋件,保证弹簧绳索突出下隔离板部分在上隔离板与下隔离板折叠收拢时不产生干涉。
所述压紧释放机构包括六套铰链锁环及一次锁钩、四套二次锁钩及拉索挡块;二次锁钩与一次锁钩同轴安装,二次锁钩与弹簧绳索拉索钩挂配合处为圆弧形,圆弧形圆心与二次锁钩旋转轴同轴;铰链锁环部分安装在上收纳箱,一次锁钩、二次锁钩、拉索挡块部分安装在下收纳箱处;铰链锁环与一次锁钩配合,由一次锁钩转动后铰链锁环与一次锁钩脱开实现柔性太阳电池阵第一步展开部分柔性太阳电池板阵列解锁。二次锁钩、拉索挡块与弹簧绳索拉索配合,二次锁钩转动实现弹簧绳索拉索与二次锁钩脱钩实现柔性太阳电池阵第二步展开部分柔性太阳电池板阵列解锁。
柔性太阳电池阵收拢压紧状态时,六处铰链锁环与一次锁钩相互钩挂并将柔性太阳电池阵中间位于上收纳箱及下收纳箱之间的柔性太阳电池板、二次解锁装置压紧;弹簧绳索拉索从下隔离板拉出并钩挂在二次锁钩圆弧段,由拉索挡块将弹簧绳索拉索限位。
所述弹簧绳索包括片型铰链、弹簧绳索组件、绕线轮可调限位块、拉索限位块;
上隔离板与下隔离板通过片型铰链连接,实现上隔离板与下隔离板折叠到展开180°的功能;弹簧绳索组件共四套安装在下隔离板预埋接口内,上隔离板对应弹簧绳索组件安装位置预埋内凹埋件,保证弹簧绳索组件突出下隔离板部分在上隔离板与下隔离板折叠收拢时不产生干涉;绕线轮可调限位块安装在下隔离板相对应的接口处,二次解锁装置锁紧状态下调整绕线轮可调限位块外侧端面使其与弹簧绳索组件配合面贴合限位,使弹簧绳索组件拉出方向限位。
上隔离板与下隔离板的外形尺寸与柔性太阳电池板外形尺寸一致。
所述片型铰链包括片型母铰链、片型公铰链及转轴;片型母铰链安装在上隔离板铰链支座处,片型公铰链安装在下隔离板铰链支座处,转轴穿过片型母铰链与片型公铰链的铰链孔。
片型铰链收拢折叠状态时,片型母铰链、片型公铰链的安装螺钉孔相互错位,以达到减少收拢高度的效果。
弹簧绳索组件包括绕线轮、蜗卷弹簧、蜗卷弹簧绕线轮连接件、绕线轮固定限位块、钢丝绳、压接柱销、钢丝绳铜套;蜗卷弹簧的转动端通过蜗卷弹簧绕线轮连接件与绕线轮连接,蜗卷弹簧的固定端与下隔离板对应的接口连接;钢丝绳固定端由压接柱销与绕线轮进行限位,钢丝绳由下隔离板的中空埋件穿出,钢丝绳自由端穿过钢丝绳铜套由压接柱销形成封闭的拉索;绕线轮固定限位块与绕线轮连接,二次解锁装置锁紧状态下对钢丝绳拉出方向限位。
一种利用所述分步展开的柔性太阳电池阵进行入轨展开的方法,步骤如下:
1)压紧释放机构加电,电机驱动一次锁钩往解锁方向转动,直至一次锁钩运动至柔性太阳电池阵第一步解锁角度,由铰链锁环上的扭簧将铰链锁环弹出完成柔性太阳电池阵上收纳箱与下收纳箱之间的解锁;
2)柔性太阳电池阵由外部的展开机构带动上收纳箱往解锁方向运动,导向机构钢丝绳用于保持第一步展开部分的柔性太阳电池板运动方向与上收纳箱运动方向一致;上收纳箱运动至第一步展开部分靠近上收纳箱的柔性太阳电池板将张紧机构钢丝绳从上收纳箱拉出0.3至0.6米,完成柔性太阳电池阵第一步展开;此时下隔离板上的弹簧绳索组件拉索将第二步展开部分的柔性太阳电池板限制在下隔离板与下收纳箱之间;第一步展开部分的柔性太阳电池板在张紧机构钢丝绳张力作用下拉紧并保持一定结构刚度,满足航天器变轨、对接对柔性太阳电池翼大于0.1Hz基频的要求;
3)航天器完成变轨、对接后,压紧释放机构继续加电,电机驱动二次锁钩继续往解锁方向转动,至弹簧绳索组件拉索与二次锁钩圆弧段脱离并被拉回下隔离板;此时柔性太阳电池阵解除下隔离板对第二步展开部分柔性太阳电池板的限制;
4)柔性太阳电池阵继续由外部的展开机构带动上收纳箱往解锁方向运动,导向机构钢丝绳用于保持第一步与第二步展开部分的柔性太阳电池板运动方向与上收纳箱运动方向一致;上收纳箱运动至第一步展开部分靠近上收纳箱的柔性太阳电池板将张紧机构钢丝绳从上收纳箱拉出,完成柔性太阳电池阵第二步展开;此时柔性太阳电池阵的展开面积满足航天器的发电功率需求。
本发明的有益效果:
1.目前柔性太阳电池阵仅具备入轨后展开一种固定长度的能力,本发明提供了一种可分步展开的柔性太阳电池阵,通过二次解锁组件与压紧释放机构将需要分步展开的柔性电池板阵列限位,可实现柔性太阳电池阵具备部分展开并保持结构刚度的能力。弹簧绳索组件配合外部的解锁机构可实现将限位部分柔性电池板阵列解锁释放的能力,使柔性太阳电池阵具备了完全展开并保持结构刚度的能力。柔性太阳电池阵具备2种固定的展开长度,其中第一步展开的柔性太阳电池阵基频满足航天器变轨、对接的姿态控制要求,第二步展开的柔性太阳电池阵长度满足航天器发电功率要求;
2.目前柔性太阳电池阵均采用柔性太阳电池板组成的柔性太阳电池板阵列只能同时展开,本发明提供了一种分步展开的柔性太阳电池阵,在第一步展开部分与第二次展开部分柔性太阳电池板之间增加二次解锁装置,使第一步展开部分与第二次展开部分相互独立展开。在柔性太阳电池阵第一步展开状态下,下隔离板可对第二步未展开的柔性太阳电池板进行限位防护,使第二步未展开的柔性太阳电池板阵列具备承受航天器变轨、对接时的载荷的能力。
附图说明
图1是本发明一个具体实施实例的一种分步展开的柔性太阳电池阵收拢状态的结构示意图;图1a为柔性太阳电池阵收拢状态上收纳箱及张紧机构、压紧释放机构铰链锁环等部件的安装状态示意图;图1b为柔性太阳电池阵收拢状态下收纳箱及导向机构、压紧释放机构等部件的安装状态示意图
图2是本发明一个具体实施实例的一种分步展开的柔性太阳电池阵的第一步展开状态示意图;
图3是本发明一个具体实施实例的一种分步展开的柔性太阳电池阵的第二步展开状态示意图;
图4是本发明一个具体实施实例的一种分步展开的柔性太阳电池阵的解锁展开过程示意图。图4a是柔性太阳电池阵第一步解锁铰链锁环状态示意图,图4b是柔性太阳电池阵第一步柔性太阳电池板阵列展开状态示意图,图4c是柔性太阳电池阵第一步展开状态下二次解锁装置与压紧释放机构二次锁钩、拉索挡块连接关系示意图,图4d是柔性太阳电池阵解除第二步展开部分柔性太阳电池板阵列限位约束后二次解锁装置的状态。
图5是本发明一个具体实施实例的一种用于柔性太阳电池阵分步展开的二次解锁装置的结构示意图;
图6是本发明一个具体实施实例的一种用于柔性太阳电池阵分步展开的二次解锁装置的局部放大示意图;
图7是本发明一个具体实施实例的一种用于柔性太阳电池阵分步展开的二次解锁装置弹簧绳索组件结构示意图;
图8是本发明一个具体实施实例的一种用于柔性太阳电池阵分步展开的二次解锁装置应用于柔性太阳电池阵的结构示意图。图8a是柔性太阳电池阵第一步展开状态下二次解锁装置与已展开的柔性太阳电池板阵列与未展开的柔性太阳电池板阵列的位置关系示意图;图8b是柔性太阳电池阵第一步展开状态下二次解锁装置与外部柔性太阳电池阵机构部件连接关系示意图;图8c是柔性太阳电池阵解除第二步展开部分柔性太阳电池板阵列限位约束后二次解锁装置的状态。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1、图2、图3是本发明一种分步展开的柔性太阳电池阵的结构示意图。由图所示,一种分步展开的柔性太阳电池阵包括:上收纳箱1、下收纳箱2、张紧机构3、导向机构4、压紧释放机构5、多个柔性太阳电池板6组成的柔性太阳电池板阵列、二次解锁装置7。柔性太阳电池板阵列分为第一步展开部分及第二步展开部分;设第一步展开部分、第二步展开部分的柔性太阳电池板6数量分别为N1、N2,且N1及N2均为奇数;二次解锁装置7位于第一步展开部分的N1及第二步展开的N2块柔性太阳电池板6之间。上收纳箱1位于第一步展开的柔性太阳电池板阵列外侧,下收纳箱2位于第二步展开的柔性太阳电池板阵列外侧。
图4是本发明一种分步展开的柔性太阳电池阵解锁展开过程示意图。由图4a所示,柔性太阳电池阵第一步解锁时压紧释放机构5加电,电机驱动压紧释放机构5一次锁钩52往解锁方向运动,直至一次锁钩52运动至柔性太阳电池阵第一步解锁角度,由铰链锁环51上的扭簧将铰链锁环51弹出完成柔性太阳电池阵上收纳箱1与下收纳箱2之间的解锁;由图4b、图4c所示,二次解锁装置7包括上隔离板71、下隔离板72和弹簧绳索8。上隔离板71与第一步展开部分的柔性太阳电池板阵列连接,下隔离板72与第二步展开部分的柔性太阳电池板阵列连接。弹簧绳索8共四套安装在下隔离板72预埋接口内,上隔离板71对应弹簧绳索8安装位置预埋内凹埋件,保证弹簧绳索8突出下隔离板72部分在上隔离板71与下隔离板72折叠收拢时不产生干涉。张紧机构3安装在上收纳箱1处,张紧机构3的钢丝绳穿过上收纳箱1与第一步展开部分靠近上收纳箱1的柔性太阳电池板6连接。导向机构4安装在下收纳箱2处,导向机构4的钢丝绳穿过下收纳箱2与上收纳箱1连接。压紧释放机构5包括六套铰链锁环51及一次锁钩52、四套二次锁钩53及拉索挡块54。二次锁钩53与一次锁钩52同轴安装,二次锁钩53与弹簧绳索8拉索钩挂配合处为圆弧形,圆弧形圆心与二次锁钩53旋转轴同轴。压紧释放机构5铰链锁环51部分安装在上收纳箱1,压紧释放机构5一次锁钩52、二次锁钩53、拉索挡块54部分安装在下收纳箱2处。铰链锁环51与一次锁钩52配合,由一次锁钩52转动后铰链锁环51与一次锁钩52脱开实现柔性太阳电池阵第一步展开部分柔性太阳电池板阵列解锁。二次锁钩53、拉索挡块54与弹簧绳索8拉索配合,二次锁钩53转动实现弹簧绳索8拉索与二次锁钩53脱钩实现柔性太阳电池阵第二步展开部分柔性太阳电池板阵列解锁。柔性太阳电池阵收拢压紧状态时,压紧释放机构5六处铰链锁环51与一次锁钩52相互钩挂并将柔性太阳电池阵中间位于上收纳箱1及下收纳箱2之间的柔性太阳电池板6、二次解锁装置7压紧;二次解锁装置7弹簧绳索8拉索从下隔离板72拉出并钩挂在压紧释放机构5的二次锁钩53圆弧段,由拉索挡块54将弹簧绳索8拉索限位。柔性太阳电池阵第一步展开时由外部的展开机构带动上收纳箱1往解锁方向运动,导向机构4钢丝绳用于保持第一步展开部分的柔性太阳电池板6运动方向与上收纳箱1运动方向一致。上收纳箱1运动至第一步展开部分靠近上收纳箱1的柔性太阳电池板6将张紧机构3钢丝绳从上收纳箱1拉出,完成柔性太阳电池阵第一步展开。此时下隔离板72上的弹簧绳索8拉索将第二步展开部分的柔性太阳电池板6限制在下隔离板72与下收纳箱2之间。第一步展开部分的柔性太阳电池板6在张紧机构3钢丝绳张力作用下拉紧并保持一定结构刚度,可满足航天器变轨、对接对柔性太阳电池阵基频的要求。由图4d所示,航天器完成变轨、对接后,压紧释放机构5继续加电,电机驱动压紧释放机构5二次锁钩53继续往解锁方向运动,至二次解锁装置7弹簧绳索8拉索与二次锁钩53圆弧段脱离并被拉回下隔离板72。此时柔性太阳电池阵解除下隔离板72对第二步展开部分柔性太阳电池板6的限制,柔性太阳电池阵继续由外部的展开机构带动上收纳箱1往解锁方向运动,导向机构4钢丝绳用于保持第一步与第二步展开部分的柔性太阳电池板6运动方向与上收纳箱1运动方向一致。上收纳箱1运动至第一步展开部分靠近上收纳箱1的柔性太阳电池板6将张紧机构3钢丝绳从上收纳箱1拉出0.3至0.6米,完成柔性太阳电池阵第二步展开。此时柔性太阳电池阵的展开面积可满足航天器的发电功率需求。
图5、图6、图7是本发明二次解锁装置7示意图。如图5所示,二次解锁装置7包括上隔离板71、下隔离板72、片型铰链73、弹簧绳索组件74、绕线轮可调限位块75、拉索限位块76。其中上隔离板71与下隔离板72通过片型铰链73连接,实现上隔离板71与下隔离板72折叠到展开180°的功能。上隔离板71与下隔离板72的外形尺寸与外部的柔性太阳电池板6外形尺寸一致。弹簧绳索组件74共四套安装在下隔离板72预埋接口内,上隔离板71对应弹簧绳索组件74安装位置预埋内凹埋件,保证弹簧绳索组件74突出下隔离板72部分在上隔离板71与下隔离板72折叠收拢时不产生干涉。绕线轮可调限位块75安装在下隔离板72相对应的接口处,二次解锁装置锁紧状态下调整绕线轮可调限位块75外侧端面使其与弹簧绳索组件74配合面贴合限位,使弹簧绳索组件74拉出方向限位。
如图6所示,片型铰链73包括片型母铰链731、片型公铰链732及转轴733,片型母铰链731安装在上隔离板71铰链支座处,片型公铰链732安装在下隔离板72铰链支座处,转轴733穿过片型母铰链731与片型公铰链732的铰链孔。片型铰链73收拢折叠状态时,片型母铰链731、片型公铰链732的安装螺钉孔相互错位,以达到减少收拢高度的效果。
如图7所示,弹簧绳索组件74包括绕线轮741、蜗卷弹簧742、蜗卷弹簧绕线轮连接件743、绕线轮固定限位块744、钢丝绳745、压接柱销746、钢丝绳铜套747;蜗卷弹簧742的转动端通过蜗卷弹簧绕线轮连接件743与绕线轮741连接,蜗卷弹簧742的固定端与下隔离板72对应的接口连接;钢丝绳745固定端由压接柱销746与绕线轮741进行限位,钢丝绳745由下隔离板72的中空埋件穿出,钢丝绳745自由端穿过钢丝绳铜套747由压接柱销746形成封闭的拉索;绕线轮固定限位块744与绕线轮741连接,二次解锁装置锁紧状态下对钢丝绳745拉出方向限位。
图8是本发明的二次解锁装置7应用于柔性太阳电池阵的结构示意图。由图8a所示,在分步展开的柔性太阳电池阵中,二次解锁装置上隔离板71与外部的用于第一展开部分的柔性太阳电池板6组成的柔性电池板阵列连接,下隔离板72与外部的用于第二展开部分的柔性太阳电池板6组成的柔性电池板阵列连接。由图8b所示,分步展开的柔性太阳电池阵处于第一步展开状态时,二次解锁装置拉索的钢丝绳铜套747钩挂在外部的二次锁钩53圆弧段,并由外部的拉索挡块54进行限位。此时外部的第二展开部分的柔性太阳电池板6组成的柔性电池板阵列被限制在二次解锁装置下隔离板72的外侧。由图8c所示,在分步展开的柔性太阳电池阵第二步展开时,外部的二次锁钩53转动至二次解锁装置拉索的钢丝绳铜套747与外部的二次锁钩53圆弧段脱离,二次解锁装置拉索的钢丝绳745在弹簧绳索组件74的绕线轮741、蜗卷弹簧742作用下收回下隔离板72内。此时二次解锁装置解锁,第二步外部的未展开的柔性电池板组成的柔性电池板阵列可进行第二步展开。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种分步展开的柔性太阳电池阵,其特征在于,包括上收纳箱(1)、下收纳箱(2)、张紧机构(3)、导向机构(4)、压紧释放机构(5)、柔性太阳电池板(6)、二次解锁装置(7);多个柔性太阳电池板(6)组成的柔性太阳电池板阵列;柔性太阳电池板阵列分为第一步展开部分及第二步展开部分;设第一步展开部分、第二步展开部分的柔性太阳电池板(6)数量分别为N1、N2,且N1及N2均为奇数;二次解锁装置(7)位于第一步展开部分的N1及第二步展开的N2块柔性太阳电池板(6)之间;上收纳箱(1)位于柔性太阳电池板阵列第一步展开部分外侧,下收纳箱(2)位于柔性太阳电池板阵列第二步展开部分外侧;压紧释放机构(5)安装在上收纳箱(1)和下收纳箱(2)上;所述张紧机构(3)安装在上收纳箱(1)处,张紧机构(3)上的钢丝绳穿过上收纳箱(1)与第一步展开部分靠近上收纳箱(1)的柔性太阳电池板(6)连接;导向机构(4)安装在下收纳箱(2)处,导向机构(4)的钢丝绳穿过下收纳箱(2)与上收纳箱(1)连接;
所述二次解锁装置(7)包括上隔离板(71)、下隔离板(72)和弹簧绳索(8);所述弹簧绳索(8)包括片型铰链(73)、弹簧绳索组件(74)、绕线轮可调限位块(75)、拉索限位块(76);弹簧绳索组件(74)包括绕线轮(741)、蜗卷弹簧(742)、蜗卷弹簧绕线轮连接件(743)、绕线轮固定限位块(744)、钢丝绳(745)、压接柱销(746)、钢丝绳铜套(747);上隔离板(71)与第一步展开部分的柔性太阳电池板阵列连接,下隔离板(72)与第二步展开部分的柔性太阳电池板阵列连接;弹簧绳索组件(74)安装在下隔离板(72)预埋接口内,上隔离板(71)对应弹簧绳索(8)安装位置预埋内凹埋件,保证弹簧绳索(8)突出下隔离板(72)部分在上隔离板(71)与下隔离板(72)折叠收拢时不产生干涉;
上隔离板(71)与下隔离板(72)通过片型铰链(73)连接,实现上隔离板(71)与下隔离板(72)折叠到展开180°的功能;弹簧绳索组件(74)共四套安装在下隔离板(72)预埋接口内,上隔离板(71)对应弹簧绳索组件(74)安装位置预埋内凹埋件,保证弹簧绳索组件(74)突出下隔离板(72)部分在上隔离板(71)与下隔离板(72)折叠收拢时不产生干涉;绕线轮可调限位块(75)安装在下隔离板(72)相对应的接口处,二次解锁装置锁紧状态下调整绕线轮可调限位块(75)外侧端面使其与弹簧绳索组件(74)配合面贴合限位,使对钢丝绳(745)拉出方向限位;
蜗卷弹簧(742)的转动端通过蜗卷弹簧绕线轮连接件(743)与绕线轮(741)连接,蜗卷弹簧(742)的固定端与下隔离板(72)对应的接口连接;钢丝绳(745)固定端由压接柱销(746)与绕线轮(741)进行限位,钢丝绳(745)由下隔离板(72)的中空埋件穿出,钢丝绳(745)自由端穿过钢丝绳铜套(747)由压接柱销(746)形成封闭的拉索;绕线轮固定限位块(744)与绕线轮(741)连接,二次解锁装置锁紧状态下对钢丝绳(745)拉出方向限位。
2.根据权利要求1所述的一种分步展开的柔性太阳电池阵,其特征在于,所述压紧释放机构(5)包括六套铰链锁环(51)及一次锁钩(52)、四套二次锁钩(53)及拉索挡块(54);二次锁钩(53)与一次锁钩(52)同轴安装,二次锁钩(53)与弹簧绳索(8)拉索钩挂配合处为圆弧形,圆弧形圆心与二次锁钩(53)旋转轴同轴;铰链锁环(51)部分安装在上收纳箱(1),一次锁钩(52)、二次锁钩(53)、拉索挡块(54)部分安装在下收纳箱(2)处;铰链锁环(51)与一次锁钩(52)配合,由一次锁钩(52)转动后铰链锁环(51)与一次锁钩(52)脱开实现柔性太阳电池阵第一步展开部分柔性太阳电池板阵列解锁;二次锁钩(53)、拉索挡块(54)与弹簧绳索(8)拉索配合,二次锁钩(53)转动实现弹簧绳索(8)拉索与二次锁钩(53)脱钩实现柔性太阳电池阵第二步展开部分柔性太阳电池板阵列解锁。
3.根据权利要求2所述的一种分步展开的柔性太阳电池阵,其特征在于,柔性太阳电池阵收拢压紧状态时,六处铰链锁环(51)与一次锁钩(52)相互钩挂并将柔性太阳电池阵中间位于上收纳箱(1)及下收纳箱(2)之间的柔性太阳电池板(6)、二次解锁装置(7)压紧;弹簧绳索(8)拉索从下隔离板(72)拉出并钩挂在二次锁钩(53)圆弧段,由拉索挡块(54)将弹簧绳索(8)拉索限位。
4.根据权利要求3所述的一种分步展开的柔性太阳电池阵,其特征在于:上隔离板(71)与下隔离板(72)的外形尺寸与柔性太阳电池板(6)外形尺寸一致。
5.根据权利要求4所述的一种分步展开的柔性太阳电池阵,其特征在于:所述片型铰链(73)包括片型母铰链(731)、片型公铰链(732)及转轴(733);片型母铰链(731)安装在上隔离板(71)铰链支座处,片型公铰链(732)安装在下隔离板(72)铰链支座处,转轴(733)穿过片型母铰链(731)与片型公铰链(732)的铰链孔。
6.根据权利要求5所述的一种分步展开的柔性太阳电池阵,其特征在于:片型铰链(73)收拢折叠状态时,片型母铰链(731)、片型公铰链(732)的安装螺钉孔相互错位,以达到减少收拢高度的效果。
7.一种利用权利要求1所述分步展开的柔性太阳电池阵进行入轨展开的方法,其特征在于步骤如下:
1)压紧释放机构(5)加电,电机驱动一次锁钩(52)往解锁方向转动,直至一次锁钩(52)运动至柔性太阳电池阵第一步解锁角度,由铰链锁环(51)上的扭簧将铰链锁环(51)弹出完成柔性太阳电池阵上收纳箱(1)与下收纳箱(2)之间的解锁;
2)柔性太阳电池阵由外部的展开机构带动上收纳箱(1)往解锁展开方向运动,导向机构(4)钢丝绳用于保持第一步展开部分的柔性太阳电池板(6)运动方向与上收纳箱(1)运动方向一致;上收纳箱(1)运动至第一步展开部分靠近上收纳箱(1)的柔性太阳电池板(6)将张紧机构(3)钢丝绳从上收纳箱(1)拉出0.3至0.6米,完成柔性太阳电池阵第一步展开;此时下隔离板(72)上的弹簧绳索(8)拉索将第二步展开部分的柔性太阳电池板(6)限制在下隔离板(72)与下收纳箱(2)之间;第一步展开部分的柔性太阳电池板(6)在张紧机构(3)钢丝绳张力作用下拉紧并保持一定结构刚度,满足航天器变轨、对接对柔性太阳电池翼大于0.1Hz基频的要求;
3)航天器完成变轨、对接后,压紧释放机构(5)继续加电,电机驱动二次锁钩(53)继续往解锁方向转动,至弹簧绳索(8)拉索与二次锁钩(53)圆弧段脱离并被拉回下隔离板(72);此时柔性太阳电池阵解除下隔离板(72)对第二步展开部分柔性太阳电池板(6)的限制;
4)柔性太阳电池阵继续由外部的展开机构带动上收纳箱(1)往展开向运动,导向机构(4)钢丝绳用于保持第一步与第二步展开部分的柔性太阳电池板(6)运动方向与上收纳箱(1)运动方向一致;上收纳箱(1)运动至第一步展开部分靠近上收纳箱(1)的柔性太阳电池板(6)将张紧机构(3)钢丝绳从上收纳箱(1)拉出,完成柔性太阳电池阵第二步展开;此时柔性太阳电池阵的展开面积满足航天器的发电功率需求。
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