CN113060304B - 一种应用于微小卫星的t构型太阳电池阵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵，包括：连接架、太阳电池阵左板、太阳电池阵中板、太阳电池阵右板、板间铰链、根部铰链、左板时序展开机构和右板时序展开机构；所述太阳电池阵左板通过所述板间铰链连接所述太阳电池阵中板左侧，所述太阳电池阵右板通过所述板间铰链连接所述太阳电池阵中板右侧，所述连接架通过所述根部铰链连接所述太阳电池阵中板上侧；当处于折叠状态时，T构型太阳电池阵左侧安装所述左板时序展开机构，所述T构型太阳电池阵右侧安装所述右板时序展开机构。采用T构型太阳电池阵，收拢包络小，展开面积大，展开过程简单。

Description

一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵
技术领域
本发明涉及航天器结构，具体地，涉及一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵。
背景技术
随着航天技术的发展，重量在50Kg至100Kg的微小卫星平台将搭载功能越来越复杂的载荷单机，导致卫星平台的能源需求也逐渐增加。同时，由于载荷小型化，微小卫星也普遍搭载具有旋转部件的遥感载荷。
传统的体贴太阳电池片和单块展开太阳电池阵难以满足越来越高的能源需求。一维展开太阳电池阵基频较低，与卫星平台容易产生频率耦合问题。大卫星传统太阳电池阵解锁展开机构复杂，价格昂贵，不能直接应用于微小卫星上。因此，轻质、简单、刚度高及可靠展开的大面积太阳电池阵是未来微小卫星研制过程中的重要基础。
目前，已有的微小卫星太阳电池阵多为一维方向折叠展开机构，如专利“一种卫星用多功能太阳电池阵申请公布号CN104108476A”中，包括肩滚转关节、肩俯仰关节、若干肘俯仰关节和若干太阳电池阵板,所述肩滚转关节连接在卫星上等。一维方向展开太阳电池阵存在展开频率低、长度大存在视场干涉等问题。针对T型构型设计的太阳电池阵需要控制太阳电池阵展开时序，大型太阳电池阵可以通过压紧释放装置分步解锁展开，但是存在重量大、系统复杂、价格昂贵等问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵。
根据本发明提供的一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵，包括：连接架、太阳电池阵左板、太阳电池阵中板、太阳电池阵右板、板间铰链、根部铰链、左板时序展开机构和右板时序展开机构；
所述太阳电池阵左板通过所述板间铰链连接所述太阳电池阵中板左侧，所述太阳电池阵右板通过所述板间铰链连接所述太阳电池阵中板右侧，所述连接架通过所述根部铰链连接所述太阳电池阵中板上侧；
当处于折叠状态时，T构型太阳电池阵左侧安装所述左板时序展开机构，所述T构型太阳电池阵右侧安装所述右板时序展开机构。
优选地，所述左板时序展开机构包括：顶销、锁定钩、滑动销、滑动槽和弹簧；
所述顶销连接所述根部铰链，所述锁定钩固定在所述太阳电池阵左板左上角，所述滑动槽设置在所述太阳电池阵中板右上角，所述滑动销和所述弹簧安装在所述滑动槽中，所述滑动销连接所述弹簧。
优选地，当处于折叠状态时，所述太阳电池阵中板右上角安置在所述T构型太阳电池阵左上角下层，所述锁定钩钩连所述滑动销。
优选地，所述顶销一端固定连接所述根部铰链左侧外侧，所述顶销另一端向后侧延伸。
优选地，当所述连接架通过所述根部铰链展开，所述顶销延伸端转向前侧，所述顶销连接并推动所述滑动销。
优选地，所述右板时序展开机构包括：半圆销和挡销；
所述挡销固定连接所述太阳电池阵左板右下角，所述半圆销固定连接所述太阳电池阵右板右下角。
优选地，所述挡销右侧设置为长直杆，所述长直杆左侧固定连接弧形杆。
优选地，当处于折叠状态时，所述半圆销和所述挡销安置于所述T构型太阳电池阵右下角，所述弧形杆钩连所述半圆销。
优选地，所述太阳电池阵左板、所述太阳电池阵中板和所述太阳电池阵右板安装压紧释放装置。
优选地，当处于折叠状态时，所述太阳电池阵左板、所述太阳电池阵中板和所述太阳电池阵右板通过所述压紧释放装置压合；当处所述T构型太阳电池阵展开时，所述压紧释放装置解锁。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、采用T构型太阳电池阵，收拢包络小，展开面积大，展开过程简单。
2、采用简单可靠的左板时序展开机构和右板时序展开机构实现左右板的顺序展开，全过程完全依靠铰链自身提供的驱动力，结构简单可靠。
3、采用左板时序展开机构和右板时序展开机构，相对于传统太阳电池阵使用火工解锁装置进行二次解锁，节省了压紧释放装置，大大缩短了研制成本。
4、同样展开面积的太阳电池阵，一维展开太阳电池阵的展开状态下的基频在0.3Hz左右，采用T型构型的太阳电池阵基频可达到0.6Hz左右，刚度提高1倍，可有效降低微小卫星姿轨控难度，避免卫星旋转部件频率耦合问题。
5、通过配合使用左板时序展开机构和右板时序展开机构可以在现有的3块基板上拓展为4块和5块基板，适应不同能源需求。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵收拢状态示意图；
图2为一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵根部铰链展开状态示意图；
图3为左板时序展开机构触发示意图；
图4为一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵完全展开示意图；
图5为左板时序展开机构结构示意图；
图6为右板时序展开机构结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵，包括：连接架1、太阳电池阵左板3、太阳电池阵中板2、太阳电池阵右板4、板间铰链6、根部铰链5、左板时序展开机构7和右板时序展开机构8；太阳电池阵左板3通过板间铰链6连接太阳电池阵中板2左侧，太阳电池阵右板4通过板间铰链6连接太阳电池阵中板2右侧，连接架1通过根部铰链5连接太阳电池阵中板2上侧；当处于折叠状态时，T构型太阳电池阵左侧安装左板时序展开机构7，T构型太阳电池阵右侧安装右板时序展开机构8。
如图2至图4所示，太阳电池阵中板2通过根部铰链5与连接架1连接，太阳电池阵左板3和太阳电池阵右板4通过板间铰链6与太阳电池阵中板2连接，太阳电池阵左板3和太阳电池阵右板4顺序折叠在太阳电池阵中板2上，通过两个压紧释放装置9将三块太阳基板压紧，太阳电池阵中板2通过根部铰链5与连接架1连接。卫星入轨后，根据遥控指令，压紧释放装置9解锁，T构型太阳电池阵在根部铰链5带动下展开，同时触发左板时序展开机构7，当根部铰链5展开到位后，左板时序展开机构7解锁，太阳电池阵左板3在板间铰链6带动下展开，同时右板时序展开机构8控制太阳电池阵右板4展开，在太阳电池阵左板3展开到一定角度后，右板时序展开机构8展开到位，太阳电池阵右板4开始展开，左右两板展开到位后通过板间铰链6锁定。
如图5和图6所示，左板时序展开机构7由顶销10、锁定钩11、滑动销12、滑动槽13以及弹簧14构成。锁定钩11安装于太阳电池阵左板3，滑动槽12安装于太阳电池阵中板2，顶销10安装于连接架1上，滑动销12安装于滑动槽13内，滑动销12一端安装弹簧14，弹簧14推动滑动销12。锁定状态时，锁定钩11钩住滑动销12伸出端，当根部铰链5展开到位后，顶销10则推动滑动销12移动，锁定钩11与滑动销12分离，太阳电池阵左板3可自由展开。右板时序展开机构8由半圆销15和挡销16构成，半圆销15安装于太阳电池阵右板4边缘，挡销16固定连接太阳电池阵左板3，挡销16构型经过设计后，太阳电池阵左板3展开较大角度后才会与半圆销15分离，此时太阳电池阵右板4展开角度很小，此后，左右两板展开过程没有干涉。
具体地，压紧释放装置9解锁后，三块基板被左板时序展开机构7约束，根部铰链5带动连接架1展开，展开到位后左板时序展开机构7解锁；太阳电池阵左板3上安装的板间铰链6上安装有挡销16，太阳电池阵右板4边缘安装有半圆销15，通过调节挡销16长度和半圆销15安装位置可以适应不同尺寸太阳电池阵展开过程控制；采用T构型太阳电池阵基频可达到0.6Hz左右，刚度提高1倍，可有效降低微小卫星姿轨控难度，避免卫星旋转部件频率耦合问题；通过配合使用左板时序展开机构7和右板时序展开机构8可以在现有的3块基板上拓展为4块和5块基板，适应不同能源需求。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵，其特征在于，包括：连接架(1)、太阳电池阵左板(3)、太阳电池阵中板(2)、太阳电池阵右板(4)、板间铰链(6)、根部铰链(5)、左板时序展开机构(7)和右板时序展开机构(8)；
所述太阳电池阵左板(3)通过所述板间铰链(6)连接所述太阳电池阵中板(2)左侧，所述太阳电池阵右板(4)通过所述板间铰链(6)连接所述太阳电池阵中板(2)右侧，所述连接架(1)通过所述根部铰链(5)连接所述太阳电池阵中板(2)上侧；
当处于折叠状态时，T构型太阳电池阵左侧安装所述左板时序展开机构(7)，所述T构型太阳电池阵右侧安装所述右板时序展开机构(8)；
所述左板时序展开机构(7)包括：顶销(10)、锁定钩(11)、滑动销(12)、滑动槽(13)和弹簧(14)；
所述顶销(10)连接所述根部铰链(5)，所述锁定钩(11)固定在所述太阳电池阵左板(3)左上角，所述滑动槽(13)设置在所述太阳电池阵中板(2)右上角，所述滑动销(12)和所述弹簧(14)安装在所述滑动槽(13)中，所述滑动销(12)连接所述弹簧(14)；
当处于折叠状态时，所述太阳电池阵中板(2)右上角安置在所述T构型太阳电池阵左上角下层，所述锁定钩(11)钩连所述滑动销(12)；
所述顶销(10)一端固定连接所述根部铰链(5)左侧外侧，所述顶销(10)另一端向后侧延伸；
当所述连接架(1)通过所述根部铰链(5)展开，所述顶销(10)延伸端转向前侧，所述顶销(10)连接并推动所述滑动销(12)。
2.根据权利要求1所述一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵，其特征在于，所述右板时序展开机构(8)包括：半圆销(15)和挡销(16)；
所述挡销(16)固定连接所述太阳电池阵左板(3)右下角，所述半圆销(15)固定连接所述太阳电池阵右板(4)右下角。
3.根据权利要求2所述一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵，其特征在于：所述挡销(16)右侧设置为长直杆，所述长直杆左侧固定连接弧形杆。
4.根据权利要求3所述一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵，其特征在于：当处于折叠状态时，所述半圆销(15)和所述挡销(16)安置于所述T构型太阳电池阵右下角，所述弧形杆钩连所述半圆销(15)。
5.根据权利要求1所述一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵，其特征在于：所述太阳电池阵左板(3)、所述太阳电池阵中板(2)和所述太阳电池阵右板(4)安装压紧释放装置(9)。
6.根据权利要求5所述一种应用于微小卫星的T构型太阳电池阵，其特征在于：当处于折叠状态时，所述太阳电池阵左板(3)、所述太阳电池阵中板(2)和所述太阳电池阵右板(4)通过所述压紧释放装置(9)压合；当处所述T构型太阳电池阵展开时，所述压紧释放装置(9)解锁。
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