CN113212815A - 一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置 - Google Patents

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Abstract

一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，属于航天器设计技术领域。本发明解决了现有的太阳翼地面展开装置局限性较大，易受太阳翼尺寸及折数限制的问题。包括太阳翼悬吊组件、水平轨道组件、斜拉调节组件及竖直连接调节组件，其中所述水平轨道组件、斜拉调节组件及竖直连接调节组件呈三角形布置，且每相临的两个组件之间均为转动连接，通过调节斜拉调节组件的长短实现水平轨道组件的水平度调节，太阳翼通过太阳翼悬吊组件吊挂至水平轨道组件下方，且太阳翼悬吊组件的上端沿水平轨道组件长度方向滑动设置。与现有技术相比，能够适应不同结构形式的太阳翼地面展开需求，保障太阳翼地面展开顺利进行，结构更简单、安装更方便，适用范围更广。

Description

一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置
技术领域
本发明涉及一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，属于航天器设计技术领域。
背景技术
卫星在轨运行时太阳翼展开处于失重状态，在地面进行太阳翼展开模拟试验时，需要进行抵消重力；不同尺寸和折数的太阳翼，所需要的展开装置运动机构的范围差异较大；同时，太阳翼展开过程中需要以其铰链链接位置为中心旋转一定角度才能展开，在地面展开试验时需要展开装置能够随其旋转一定角度；在太阳翼展开过程中，需要展开装置在竖直方向与太阳翼和铰链保持高度一致，防止产生分力影响太阳翼展开。
目前针对太阳翼地面展开装置局限性较大，主要为悬吊式结构，这种结构一般能满足抵消重力的需求，但会受到太阳翼展开角度和竖直方向调节能力的限制，同时也受到太阳翼尺寸及折数的限制，现存在太阳翼展开装置均无法摆脱这些限制，并且结构复杂，集成能力较低，而且一般都局限于特定的帆板。
发明内容
本发明是为了解决上述技术问题，进而提供了一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，它包括太阳翼悬吊组件、水平轨道组件、斜拉调节组件及竖直连接调节组件，其中所述水平轨道组件、斜拉调节组件及竖直连接调节组件呈三角形布置，且每相临的两个组件之间均为转动连接，通过调节斜拉调节组件的长短实现水平轨道组件的水平度调节，太阳翼通过太阳翼悬吊组件吊挂至水平轨道组件下方，且太阳翼悬吊组件的上端沿水平轨道组件长度方向滑动设置。
进一步地，所述斜拉调节组件包括斜拉长度调节杆以及分别螺纹连接在斜拉长度调节杆两端的第一牙条及第二牙条，其中第一牙条与竖直连接调节组件转动连接，第二牙条与水平轨道组件转动连接。
进一步地，所述斜拉调节组件还包括两个斜拉杆连接件，第一牙条与竖直连接调节组件之间以及第二牙条与水平轨道组件之间对应通过两个斜拉杆连接件连接，每个斜拉杆连接件与其相临的牙条之间均为固定连接。
进一步地，所述竖直连接调节组件包括竖直杆及两组第一轴承组件，其中两组第一轴承组件分别安装在竖直杆的上部和下部，斜拉调节组件及水平轨道组件对应与两组第一轴承组件转动连接，且对应通过两组第一轴承组件实现其绕竖直杆轴向的转动。
进一步地，两组第一轴承组件之间固定连接有紧固杆。
进一步地，每组第一轴承组件的上、下两端分别布置有限位块，每个限位块分别通过螺钉固装在竖直杆上。
进一步地，位于下部的第一轴承组件下方设置有竖向限位挡圈，且所述竖向限位挡圈通过螺钉固装在竖直杆的下端。
进一步地，竖直杆的顶端通过螺钉固装有固定板，所述固定板水平布置，且固定板上均布且垂直穿装有四个第三牙条，每个第三牙条均通过螺母固装在固定板上。
进一步地，所述水平轨道组件包括水平连接梁及平行固接在水平连接梁下在水平滑轨，其中水平滑轨的两端均固装有横向挡圈及滑轨端部固定螺母。
进一步地，所述太阳翼悬吊组件包括水平滑动机构、第四牙条、第五牙条、竖直高度调节杆、测力器及吊挂水平调节块，其中第四牙条及第五牙条分别螺纹连接在竖直高度调节杆的上、下两端部，第四牙条的顶端与水平滑动机构固接，所述测力器固装在第五牙条与吊挂水平调节块之间，太阳翼通过四个第六牙条固装在吊挂水平调节块上。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
本申请中斜拉调节组件、水平轨道组件及竖直连接调节组件之间均为转动连接，通过斜拉调节组件可调节装置的水平度，太阳翼悬吊组件的上端沿水平轨道组件长度方向滑动设置，使得太阳翼的展开不受太阳翼尺寸及折数的限制。与现有技术相比，能够适应不同结构形式的太阳翼地面展开需求，保障太阳翼地面展开顺利进行，结构更简单、安装更方便，适用范围更广。
水平轨道组件、斜拉调节组件及竖直连接调节组件各自装配完成后，无需拆卸，在使用过程中可整体安装、拆卸。
附图说明
图1为本申请的主视示意图；
图2为图1的A处放大示意图；
图3为图1的B处放大示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～3说明本实施方式，一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，它包括太阳翼悬吊组件2、水平轨道组件3、斜拉调节组件4及竖直连接调节组件5，其中所述水平轨道组件3、斜拉调节组件4及竖直连接调节组件5呈三角形布置，且每相临的两个组件之间均为转动连接，通过调节斜拉调节组件4的长短实现水平轨道组件3的水平度调节，太阳翼1通过太阳翼悬吊组件2吊挂至水平轨道组件3下方，且太阳翼悬吊组件2的上端沿水平轨道组件3长度方向滑动设置。
本申请中斜拉调节组件4、水平轨道组件3及竖直连接调节组件5之间均为转动连接，通过斜拉调节组件4可调节装置的水平度，太阳翼悬吊组件2的上端沿水平轨道组件3长度方向滑动设置，使得太阳翼1的展开不受太阳翼尺寸及折数的限制。与现有技术相比，能够适应不同结构形式的太阳翼地面展开需求，水平轨道组件及竖直连接调节组件分别作为水平调节机构和竖直调节机构，保障太阳翼地面展开顺利进行，结构更简单、安装更方便，适用范围更广。
水平轨道组件3、斜拉调节组件4及竖直连接调节组件5各自装配完成后，无需拆卸，在使用过程中可整体安装、拆卸。
所述斜拉调节组件4包括斜拉长度调节杆403以及分别螺纹连接在斜拉长度调节杆403两端的第一牙条404及第二牙条402，其中第一牙条404与竖直连接调节组件5转动连接，第二牙条402与水平轨道组件3转动连接。本申请所述牙条即为螺杆结构。第一牙条404及第二牙条402的一端部对应螺纹穿装在斜拉长度调节杆403内，通过调节第一牙条404及第二牙条402与斜拉长度调节杆403的旋和长度来调节水平轨道组件3的水平程度。第一牙条404及第二牙条402分别为左旋牙条与右旋牙条。
所述斜拉调节组件4还包括两个斜拉杆连接件401，第一牙条404与竖直连接调节组件5之间以及第二牙条402与水平轨道组件3之间对应通过两个斜拉杆连接件401连接，每个斜拉杆连接件401与其相临的牙条之间均为固定连接。斜拉杆连接件401与牙条之间优选焊接。
所述竖直连接调节组件5包括竖直杆503及两组第一轴承组件，其中两组第一轴承组件分别安装在竖直杆503的上部和下部，斜拉调节组件4及水平轨道组件3对应与两组第一轴承组件转动连接，且对应通过两组第一轴承组件实现其绕竖直杆503轴向的转动。如此设计，使得太阳翼展形角度不受限制。每个第一轴承组件均包括深沟球轴承510、轴承座505及两个轴承挡圈509，深沟球轴承510的外圈与轴承座505连接。
两组第一轴承组件之间固定连接有紧固杆506。如此设计，起到加固和辅助限位的作用，保证上下两组第一轴承组件同步转动，进而保证斜拉调节组件4与水平轨道组件3在绕竖直杆503轴向转动时的动作同步。
每组第一轴承组件的上、下两端分别布置有限位块504，每个限位块504分别通过螺钉固装在竖直杆503上。通过限位块504实现对第一轴承组件在竖直方向位置上的限定。
位于下部的第一轴承组件下方设置有竖向限位挡圈508，且所述竖向限位挡圈508通过螺钉固装在竖直杆503的下端。如此设计，起到辅助限位及限止轴承组件脱落的作用，保证安全。其下端可连接铅锤等垂直测量设备。
竖直杆503的顶端通过螺钉固装有固定板502，所述固定板502水平布置，且固定板502上均布且垂直穿装有四个第三牙条501，每个第三牙条501均通过螺母固装在固定板502上。如此设计，通过调节螺母在第三牙条501上的位置来实现整个装置竖直方向垂直度的调节。避免出现竖直部分出现歪斜或变形等情况而影响整套装置的使用。
所述水平轨道组件3包括水平连接梁302及平行固接在水平连接梁302下在水平滑轨306，其中水平滑轨306的两端均固装有横向挡圈305及滑轨端部固定螺母304。水平连接梁302与水平滑轨306之间通过螺钉及螺母进行连接，其与太阳翼悬吊组件2互不干涉，保证太阳翼悬吊组件2在水平轨道组件3上的自由滑动。水平连接梁302的两端分别焊接有第一连接块301和第二连接块303，斜拉调节组件4转动连接在第一连接块301上，第二连接块303转动连接在竖直连接调节组件5上。滑轨端部固定螺母304与水平滑轨306之间为螺纹连接，起到防止横向挡圈305及太阳翼悬吊组件2脱落的作用，也可用来固定铅锤等垂直测量仪器。横向挡圈305与水平滑轨306之间为过盈配合，用来保护太阳翼悬吊组件2不会脱落。
所述太阳翼悬吊组件2包括水平滑动机构、第四牙条204、第五牙条、竖直高度调节杆205、测力器207及吊挂水平调节块212，其中第四牙条204及第五牙条分别螺纹连接在竖直高度调节杆205的上、下两端部，第四牙条204的顶端与水平滑动机构固接，所述测力器207固装在第五牙条与吊挂水平调节块212之间，太阳翼通过四个第六牙条211固装在吊挂水平调节块212上。如此设计，通过太阳翼悬吊组件2提供装置与太阳翼的接口，通过调节第四牙条204、第五牙条与竖直高度调节杆205之间的螺纹旋和长度来调节竖直高度，通过水平滑动机构，保证太阳翼悬吊组件2可以在水平滑轨306上自由滑动。测力器207的上下两端分别通过螺栓固接有第三连接块206，且通过第三连接块206与第五牙条及吊挂水平调节块212固接。吊挂水平调节块212与下方的第三连接块206之间固接有吊挂调节块210。所述水平滑动机构包括Y形滑块203以及两两对称布置的四组第二轴承组件201，每组第二轴承组件与Y形滑块顶部之间均设置有滑块套筒202，四组第二轴承组件201两两对称夹装在水平滑轨306上，且沿水平滑轨306轴向滑动。第四牙条204通过螺钉固装在Y形滑块203的下端。
本申请装置使用前先将各部分组件连接，确认太阳翼高度后，通过调节第四牙条204与竖直高度调节杆205之间的螺纹旋和长度以及第三牙条501的长度实现与太阳翼合适的对接高度，然后将整个装置安装在桁架上的合适位置，并通过调节四根第三牙条501的相对旋和长度保证整个装置垂直度满足要求。整个装置固定调节完成后，可与太阳翼连接，连接后可以通过斜拉调节组件4对整个装置及太阳翼进行微调，以确保其满足太阳翼地面展开的需求。

Claims (10)

1.一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，其特征在于：它包括太阳翼悬吊组件(2)、水平轨道组件(3)、斜拉调节组件(4)及竖直连接调节组件(5)，其中所述水平轨道组件(3)、斜拉调节组件(4)及竖直连接调节组件(5)呈三角形布置，且每相临的两个组件之间均为转动连接，通过调节斜拉调节组件(4)的长短实现水平轨道组件(3)的水平度调节，太阳翼(1)通过太阳翼悬吊组件(2)吊挂至水平轨道组件(3)下方，且太阳翼悬吊组件(2)的上端沿水平轨道组件(3)长度方向滑动设置。
2.根据权利要求1所述的一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，其特征在于：所述斜拉调节组件(4)包括斜拉长度调节杆(403)以及分别螺纹连接在斜拉长度调节杆(403)两端的第一牙条(404)及第二牙条(402)，其中第一牙条(404)与竖直连接调节组件(5)转动连接，第二牙条(402)与水平轨道组件(3)转动连接。
3.根据权利要求2所述的一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，其特征在于：所述斜拉调节组件(4)还包括两个斜拉杆连接件(401)，第一牙条(404)与竖直连接调节组件(5)之间以及第二牙条(402)与水平轨道组件(3)之间对应通过两个斜拉杆连接件(401)连接，每个斜拉杆连接件(401)与其相临的牙条之间均为固定连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，其特征在于：所述竖直连接调节组件(5)包括竖直杆(503)及两组第一轴承组件，其中两组第一轴承组件分别安装在竖直杆(503)的上部和下部，斜拉调节组件(4)及水平轨道组件(3)对应与两组第一轴承组件转动连接，且对应通过两组第一轴承组件实现其绕竖直杆(503)轴向的转动。
5.根据权利要求4所述的一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，其特征在于：两组第一轴承组件之间固定连接有紧固杆(506)。
6.根据权利要求4所述的一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，其特征在于：每组第一轴承组件的上、下两端分别布置有限位块(504)，每个限位块(504)分别通过螺钉固装在竖直杆(503)上。
7.根据权利要求4所述的一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，其特征在于：位于下部的第一轴承组件下方设置有竖向限位挡圈(508)，且所述竖向限位挡圈(508)通过螺钉固装在竖直杆(503)的下端。
8.根据权利要求4所述的一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，其特征在于：竖直杆(503)的顶端通过螺钉固装有固定板(502)，所述固定板(502)水平布置，且固定板(502)上均布且垂直穿装有四个第三牙条(501)，每个第三牙条(501)均通过螺母固装在固定板(502)上。
9.根据权利要求1、2、3、5、6、7或8所述的一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，其特征在于：所述水平轨道组件(3)包括水平连接梁(302)及平行固接在水平连接梁(302)下在水平滑轨(306)，其中水平滑轨(306)的两端均固装有横向挡圈(305)及滑轨端部固定螺母(304)。
10.根据权利要求1所述的一种适用于不同结构形式太阳翼的地面展开装置，其特征在于：所述太阳翼悬吊组件(2)包括水平滑动机构、第四牙条(204)、第五牙条、竖直高度调节杆(205)、测力器(207)及吊挂水平调节块(212)，其中第四牙条(204)及第五牙条分别螺纹连接在竖直高度调节杆(205)的上、下两端部，第四牙条(204)的顶端与水平滑动机构固接，所述测力器(207)固装在第五牙条与吊挂水平调节块(212)之间，太阳翼通过四个第六牙条(211)固装在吊挂水平调节块(212)上。
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童小艳: "大型太阳翼帆板展开机构空间力学性能测试系统设计", 《优秀硕士学位论文全文库工程科技Ⅱ辑》 *

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