CN112173175B - 一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置 - Google Patents

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Abstract

一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置属于航天技术领域，该装置包括：星体、驱动机构、铰链、连接杆、太阳电池阵、电缆和收线盒；驱动机构设置在星体内，控制连接杆运动，连接杆的另一端与太阳电池阵连接；电缆的一端固定在星体上，另一端与太阳电池阵连接；在星体上设有收线盒；当太阳翼收拢时，太阳电池阵通过连接杆与星体压紧，电缆收纳在收线盒中，由连接杆压紧，当卫星入轨后，铰链带动连接杆展开，此时电缆从收线盒中脱离，连接杆及太阳电池阵在驱动机构带动下旋转实现对日定向，通过电缆将太阳电池阵上的电信号和电功率传输至星体。本发明具有发射阶段有序压紧以及入轨工作阶段大角度扭摆的优点，提供更加可靠和易实施的线束管理方案。

Description

一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置
技术领域
本发明属于航天技术领域，具体涉及一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置。
背景技术
太阳翼由太阳电池阵、铰链和电缆等组成，用于将太阳能转换为电能，是立方星的主要能量来源。立方星太阳翼通常采用体贴式或展开后固定式方案，不具备对日定向功能，而随着立方星业务量的增多，必须采用由驱动机构带动的对日定向展开太阳翼，才可满足立方星任务阶段的能源需求。太阳翼对日定向时，为将能源传至星体，通常在驱动机构中增设导电滑环进行电力传输，导电滑环体积和重量大，不仅会增加布局空间，也会增加发射成本，故采用电缆直接传输电力更具优越性，但是电缆传输电力存在线束钩挂和线束疲劳问题，因此发射阶段和入轨工作阶段的电缆线束管理是解决电力传输的关键技术，但是现有的电缆传输方案需要更大的存储电缆空间，且实施复杂并且无法实现大角度摆动。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置，具有发射阶段有序压紧以及入轨工作阶段大角度扭摆的优点。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置，该装置包括：星体、驱动机构、铰链、连接杆、太阳电池阵、电缆和收线盒；所述驱动机构设置在星体内，控制所述连接杆运动，所述连接杆的另一端与所述太阳电池阵连接；所述电缆的一端固定在星体上，另一端与所述太阳电池阵连接；在所述星体上设有收线盒；当太阳翼收拢时，太阳电池阵通过连接杆与所述星体压紧，电缆收纳在所述收线盒中，由所述连接杆压紧，当卫星入轨后，所述铰链带动连接杆展开，解除所述连接杆对所述电缆的约束，此时所述电缆从收线盒中脱离，在轨工作时，所述连接杆及太阳电池阵在所述驱动机构带动下旋转实现对日定向，通过所述电缆将太阳电池阵上的电信号和电功率传输至星体。
优选的，所述电缆通过星体线压块固定在所述星体上。
优选的，所述驱动机构通过法兰与所述连接杆，实现太阳电池阵的多种姿态。
优选的，所述法兰与所述连接杆之间设有铰链；所述连接杆与太阳电池阵之间设有铰链。
优选的，所述电缆在收拢时呈倒“U”形，展开后呈圆弧形。
优选的，所述收线盒包括：用于固定在星体上的收线盒座、安装在所述收线盒座两端的转轴、通过所述转轴设置在所述收线盒座两端，相互对称，可展开闭合的收线盒盖、安装在所述转轴上，用于所述收线盒盖开启关闭的弹簧和位于所述收线盒座与收线盒盖组成的收纳空间内。
优选的，所述收线盒座的两端，绕线轴两侧，收线空间内，设有两个阻挡部。
优选的，所述收线盒盖为L型结构。
优选的，所述转轴与收线盒盖采用过盈配合，与收线盒座采用间隙配合。
优选的，所述连接杆可采用三角架、圆形或矩形的结构构型。
本发明的有益效果是：本发明具有发射阶段有序压紧以及入轨工作阶段大角度扭摆的优点，相对于导电滑环更具空间及质量优越性，适用于立方星对日定向太阳翼，在满足任务能源要求下提供更加可靠和易实施的线束管理方案。
附图说明
图1本发明一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置太阳翼线束展开结构示意图；
图2本发明一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置太阳翼线束收拢结构示意图；
图3本发明一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置线束收线盒收拢结构示意图；
图4本发明一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置线束收线盒展开状态示意图；
图5本发明一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置线束收拢时的线束状态示意图；
图6本发明一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置线束收拢时的另一种线束状态示意图。
图中：1、星体，2、法兰，3、铰链，4、收线盒，5、星体线压块，6、电缆，7、连接杆，8、太阳电池阵，9、收线盒盖，10、展开弹簧，11、转轴，12、收线盒座，13、收线空间和14、绕线轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明提出了一种适用于立方星的太阳翼线束管理方案，具有发射阶段有序压紧以及入轨工作阶段大角度扭摆的优点。
如图1和图2所示，所述线束管理装置共包含以下部件：星体1、驱动机构、法兰2、铰链3、收线盒4、星体线压块5、电缆6、连接杆7、收线盒盖9、展开弹簧10、转轴11、收线盒座12和绕线部14。所述驱动机构设置在星体1内，控制法兰2和铰链3的运动，所述连接杆7的一端通过铰链3与法兰2连接，另一端通过铰链3与太阳电池阵8连接。所述电缆6的一端固定在星体1上，另一端与所述太阳电池阵8连接；在所述星体1上设有收线盒4；当太阳翼收拢时，太阳电池阵8通过连接杆7与所述星体1压紧，所述电缆6收纳在所述收线盒4中，由所述连接杆7压紧，与收线盒盖9接触并限制其展开，当进入入轨阶段，太阳翼释放后，所述驱动机构控制连接杆7在铰链3的带动下展开并旋转，解除对收线盒盖9的限制，所述收线盒盖9展开，所述太阳电池阵8摆出多种姿态，带动所述电缆6从收线盒4中脱离，摆动时电缆6的位移及变形由圆弧段补偿。将所述太阳电池阵8上的电信号和电能传输至星体1。
所述星体1为卫星本体，可为所述法兰2、收线盒4、星体线压块5和驱动机构提供安装机械接口。所述法兰2一侧与驱动机构的输出轴连接，一侧与连接杆7相连，在输出轴的带动下往复摆动，进而带动太阳翼往复摆动。
所述铰链3与连接杆7、法兰2和太阳电池阵8采用螺钉进行连接，铰链3由轴、公铰、母铰和弹簧组成，用于实现太阳电池阵8的展开，其展开驱动力由弹簧提供。
如图3所示，所述收线盒4通过螺钉固体于星体1侧壁上，收线盒4由两个收线盒盖9、两个展开弹簧10、两个转轴11、收线盒座12和绕线轴14组成，其中收线盒盖9与收线盒座10在收拢时相互配合形成所述收线空间13，收线空间13在太阳翼收拢时容纳电缆6，保证电缆6有序排列在收线空间13内，避免电缆6与其它结构发生钩挂。所述收线盒盖9为L型结构，采用两个收线盒盖9对称布置在所述收线盒座12的两端，并由所述展开弹簧10提供展开驱动力，在所述转轴11的带动下展开最大角度为90°，增大收线盒盖9展开后的释放空间，避免与电缆6发生钩挂或摩擦。转轴11与收线盒盖9采用过盈配合，与收线盒座12采用间隙配合。如图4所示，当连接杆7移动，展开弹簧10驱动两个收线盒盖9完全打开后，电缆6即可自由伸展。所述收线盒座12中间区域的绕线轴14起到电缆承载分束的作用，绕线轴14的两端设置阻挡部，使所述收线盒盖9在闭合状态时，线缆6与收线盒4保持相对静止状态，避免其在试验、发射和在轨展开阶段的相互缠绕，保证发射阶段电缆状态的稳定性，提高展开可靠性。
如图5所示，所述星体线压块5通过螺钉将线缆6压紧于星体1侧壁上，保证电缆6发射阶段和在轨工作阶段长度稳定，不至于出现钩挂或扯断。所述电缆6用于将太阳电池阵8上的电信号和电功率传输至星体1。所述电缆6在收拢时呈倒“U”形，展开后呈圆弧形。靠近星体1侧的电缆6固定不动，靠近太阳电池阵8侧的电缆随法兰2往复摆动。如图6所示，电缆6的另一种收拢构型，通过在收线空间13布置多圈电缆6，可增加电缆6的展开长度，进而保证展开后电缆6的工作自由度。
所述连接杆7与两端铰链3螺钉固定连接，进而实现太阳电池阵8和星体1的连接。法兰2在±0°～±90°往复摆动时，连接杆7可采用三角架、圆形或矩形的结构构型，在±90°～±180°往复摆动时，连接杆7可采用圆形或矩形的结构构型，并在靠近太阳电池阵8的连接杆7端部固定所述电缆6。
所述太阳电池阵8与所述电缆6电连接，用于将太阳能转换为电能，并通过电缆6传输至星体1。

Claims (6)

1.一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置，其特征在于，该装置包括：星体、驱动机构、铰链、连接杆、太阳电池阵、电缆和收线盒；驱动机构设置在星体内，控制连接杆运动，连接杆的另一端与太阳电池阵连接；电缆的一端固定在星体上，另一端与太阳电池阵连接；在星体上设有收线盒；当太阳翼收拢时，太阳电池阵通过连接杆与星体压紧，电缆收纳在收线盒中，由连接杆压紧，当卫星入轨后，铰链带动连接杆展开，解除连接杆对电缆的约束，此时电缆从收线盒中脱离，在轨工作时，连接杆及太阳电池阵在驱动机构带动下旋转实现对日定向，通过电缆将太阳电池阵上的电信号和电功率传输至星体；所述收线盒包括：用于固定在星体上的收线盒座、安装在所述收线盒座两端的转轴、通过所述转轴设置在所述收线盒座两端，相互对称，可展开闭合的收线盒盖、安装在所述转轴上，用于所述收线盒盖开启关闭的弹簧和位于所述收线盒座与收线盒盖组成的收纳空间内；所述收线盒座的两端，绕线轴两侧，收线空间内，设有两个阻挡部；所述收线盒盖为L型结构；所述转轴与收线盒盖采用过盈配合，与收线盒座采用间隙配合。
2.根据权利要求1所述的一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置，其特征在于，所述电缆通过星体线压块固定在所述星体上。
3.根据权利要求1所述的一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置，其特征在于，所述驱动机构通过驱动法兰与所述连接杆，实现太阳电池阵的多种姿态。
4.根据权利要求3所述的一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置，其特征在于，所述驱动法兰与所述连接杆之间设有铰链；所述连接杆与太阳电池阵之间设有铰链。
5.根据权利要求1所述的一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置，其特征在于，所述电缆在收拢时呈倒“U”形，展开后呈圆弧形。
6.根据权利要求1所述的一种适用于立方星的太阳翼线束管理装置，其特征在于，所述连接杆可采用三角架、圆形或矩形的结构构型。
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