CN114537710A - 柔性太阳电池阵压紧装置、工作方法及卫星 - Google Patents

柔性太阳电池阵压紧装置、工作方法及卫星 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种柔性太阳电池阵压紧装置、工作方法及卫星，包括：卫星群、柔性太阳电池阵、星体、压紧解锁装置以及缓冲弹起装置；所述卫星群包括多个所述星体，所述星体堆叠放置；相邻所述星体之间安装所述柔性太阳电池阵，所述柔性太阳电池阵和所述星体之间安装所述缓冲弹起装置；所述卫星群一侧安装所述压紧解锁装置并通过所述压紧解锁装置压紧所述星体和所述柔性太阳电池阵。本装置通过卫星群内部压紧力压紧柔性太阳电池阵，不需要太阳电池阵系统本身提供压紧释放装置，节约了卫星遥控遥测资源，降低了太阳电池阵系统的重量和体积。

Description

柔性太阳电池阵压紧装置、工作方法及卫星
技术领域
本发明涉及航天技术领域，具体地，涉及柔性太阳电池阵压紧装置、工作方法及卫星。
背景技术
柔性太阳电池阵是一种在聚酰亚胺基板上贴覆太阳电池片，具有重量轻，可折叠，体积小的优点，适用于受重量和体积约束的卫星群。目前已有的压紧方法均存在压紧释放装置复杂的问题，且需要占用整星的重量资源。
专利文献CN107437925A提供一种太阳电池阵集中压紧与联动解锁机构，包括一压紧释放机构，其用于在发射过程中，将至少一帆板结构压紧在卫星侧壁，并在入轨后，解除对所述帆板结构的约束；所述帆板结构包括一外板基板和一内板基板；所述压紧释放机构包括：一第一垫块，其固定安装于所述外板基板一侧边；一第二垫块，其固定安装于所述内板基板一侧边；一滑动压板，其用于对所述第一垫块及所述第二垫块提供约束力。
专利文献CN111824461A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。
专利文献CN111114838B涉及一种柔性太阳电池阵解锁组合装置，包括若干辅助滑动装置、电池阵组合体；电池阵组合体包括上箱体、下箱体、以及压紧在上箱体和下箱体间的电池板、约束释放机构；伸展机构两侧分别设置电池阵组合体，若干辅助滑动装置对称安装在伸展机构的顶端，辅助滑动装置与上箱体连接；约束释放机构将上箱体、下箱体、电池板压紧在一起；当约束释放机构解锁释放时，上箱体、下箱体分离，辅助滑动机构释放上箱体在解锁释放过程中所受的力。
上述专利的压紧解锁结构均未解决结构复杂、重量大的问题。
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柔性太阳电池阵压紧装置、工作方法及卫星。
根据本发明提供的一种柔性太阳电池阵压紧装置，包括：卫星群、柔性太阳电池阵、星体、压紧解锁装置以及缓冲弹起装置；
所述卫星群包括多个所述星体，所述星体堆叠放置；
相邻所述星体之间安装所述柔性太阳电池阵，所述柔性太阳电池阵和所述星体之间安装所述缓冲弹起装置；
所述卫星群一侧安装所述压紧解锁装置并通过所述压紧解锁装置压紧所述星体和所述柔性太阳电池阵。
优选地，所述卫星群背向所述压紧解锁装置一侧安装运载适配器；
所述运载适配器连接所述压紧解锁装置并通过所述压紧解锁装置压紧所述卫星群。
优选地，所述运载适配器和相邻所述星体之间安装所述柔性太阳电池阵，所述柔性太阳电池阵和所述运载适配器之间安装所述缓冲弹起装置。
优选地，所述压紧解锁装置包括：压紧块、锁紧螺母、连接杆以及套环；
所述连接杆一端通过所述锁紧螺母固定安装所述压紧块；
所述连接杆另一端连接所述套环；
所述连接杆和所述套环设置有多个。
优选地，所述压紧块按压在所述卫星群背向所述运载适配器一端；
所述套环连接所述运载适配器。
优选地，所述星体按照层叠方式堆叠，每层所述星体沿堆叠方向投影重合；
每层所述星体设置有多个。
优选地，每个所述星体安装多个所述柔性太阳电池阵和多个所述缓冲弹起装置。
优选地，一种所述柔性太阳电池阵压紧装置的工作方法，包括以下步骤：
步骤S1，在所述卫星群发射的主动段间，所述卫星群通过所述压紧解锁装置压紧在所述运载适配器上，所述柔性太阳电池阵受所述运载适配器或相邻所述星体约束，所述缓冲弹起装置处于压紧状态；
步骤S2，当所述卫星群分离时，所述压紧解锁装置解锁，所述锁紧螺母解锁松开，所述套环带着所述压紧解锁装置整体朝向所述运载适配器径向外侧展开到底，多个所述星体相互分离，所述柔性太阳电池阵通过所述缓冲弹起装置弹出；
步骤S3，当所述星体分离一段时间后，所述柔性太阳电池阵利用自身展开装置进行展开。
优选地，一种卫星采用所述柔性太阳电池阵压紧装置。
优选地，所述缓冲弹起装置包括缓冲泡沫垫，所述缓冲泡沫垫材质包括聚酯氨泡沫或聚酰亚胺；
优选地，所述缓冲弹起装置厚度为10mm-400mm；
优选地，所述柔性太阳电池阵安装展开装置。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本装置通过卫星群内部压紧力压紧柔性太阳电池阵，不需要太阳电池阵系统本身提供压紧释放装置，节约了卫星遥控遥测资源，降低了太阳电池阵系统的重量和体积。
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为采用一层两星方式堆叠的太阳电池阵压紧装置立体结构示意图；
图2为采用一层两星方式堆叠的星体结构示意图；
图3为采用一层四星方式堆叠的太阳电池阵压紧装置立体结构示意图；
图4为采用一层四星方式堆叠的星体结构示意图；
图5为压紧解锁装置结构示意图。
图中所示：
Figure BDA0003476372660000031
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。
实施例1
如图1和图2所示，一种柔性太阳电池阵压紧装置，本装置可用于卫星，包括：卫星群、柔性太阳电池阵1、星体2、压紧解锁装置3、运载适配器4以及缓冲弹起装置5；卫星群包括多个星体2，星体2堆叠放置，相邻星体2之间安装柔性太阳电池阵1，柔性太阳电池阵1和星体2之间安装缓冲弹起装置5，卫星群背向压紧解锁装置3一侧安装运载适配器4，运载适配器4连接压紧解锁装置3并通过压紧解锁装置3压紧卫星群，卫星群一侧安装压紧解锁装置3并通过压紧解锁装置3压紧星体2和柔性太阳电池阵1。星体2按照层叠方式堆叠，每层星体2沿堆叠方向投影重合，每层星体2设置有多个，每个星体2安装多个柔性太阳电池阵1和多个缓冲弹起装置5。运载适配器4和相邻星体2之间安装柔性太阳电池阵1，柔性太阳电池阵1和运载适配器4之间安装缓冲弹起装置5。
压紧解锁装置3包括：压紧块31、锁紧螺母32、连接杆33以及套环34；连接杆33一端通过锁紧螺母32固定安装压紧块31，连接杆33另一端连接套环34，连接杆33和套环34设置有多个。压紧块31按压在卫星群背向运载适配器4一端，套环34连接运载适配器4。
一种柔性太阳电池阵压紧装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，在卫星群发射的主动段间，卫星群通过压紧解锁装置3压紧在运载适配器4上，柔性太阳电池阵1受运载适配器4或相邻星体2约束，缓冲弹起装置5处于压紧状态；步骤S2，当卫星群分离时，压紧解锁装置3解锁，锁紧螺母32解锁松开，套环34带着压紧解锁装置3整体朝向运载适配器4径向外侧展开到底，多个星体2相互分离，柔性太阳电池阵1通过缓冲弹起装置5弹出；步骤S3，当星体2分离一段时间后，柔性太阳电池阵1利用自身展开装置进行展开。
实施例2或实施例3作为实施1的优选例。
实施例2
如图1和图2所示，柔性太阳电池阵1安装在星体2底面，柔性太阳电池阵1收拢后的安装面平面尺寸为2800mm×900mm，缓冲弹起装置5(缓冲泡沫垫)尺寸为2800mm×900mm×50mm，材料为聚酯氨泡沫，星体2底面提供给柔性太阳电池阵1压紧的平整平面尺寸为3200mm×1100mm；
卫星群采用一层两星层叠，卫星群通过压紧解锁装置3压紧在运载适配器4上；运载适配器4为最下面一层两颗星体2的柔性太阳电池阵1提供压紧面，单星压紧面尺寸为3200mm×1100mm；
柔性太阳电阵1在卫星群发射的主动段间，一直受到相邻星体2或运载适配器4的约束；缓冲弹起装置5在主动段间，一直处于压紧状态；堆叠卫星群在分离时，压紧解锁装置3解锁，星体2相互分离，柔性太阳电池阵1被缓冲弹起装置5弹开；柔性太阳电池阵1在卫星群分离后，待分离到足够安全距离时，利用自身展开装置，进行展开。
本装置提出了卫星主动段阶段利用缓冲弹起装置5和星体2(或运载适配器4)相互压紧的柔性太阳电池阵1压紧方案。这种柔性太阳电池阵1压紧方案，取消了传统太阳电池阵的压紧解锁装置，降低了整星重量、节省了供配电和遥测遥控资源，简化了太阳电池阵设计。其中，卫星群堆叠发射，柔性太阳电池阵1安装在星体2侧面或底面，星体2侧面或底面能提供一个大于等于柔性太阳电池阵1收拢后的安装面的平整平面，柔性太阳电池阵1通过缓冲弹起装置5压紧在星体2之间或者星体2与运载适配器4之间。缓冲弹起装置5包括缓冲泡沫垫，其材质为聚酯氨泡沫或聚酰亚胺，厚度为：10mm-400mm。
实施例3
如图3和图4所示，柔性太阳电池阵1安装在星体2侧面，柔性太阳电池阵1收拢后的安装面平面尺寸为600mm×600mm，缓冲弹起装置5(缓冲泡沫垫)尺寸为600mm×600mm×20mm，材料为聚酰亚胺，卫星星体2侧面提供给柔性太阳电池阵1压紧的平整平面尺寸为620mm×620mm；
卫星群采用一层四星层叠，卫星群通过压紧解锁装置3压紧在运载适配器4上；柔性太阳电阵1在卫星群发射的主动段间，一直受到相邻星体2或运载适配器4的约束；缓冲弹起装置5在主动段间，一直处于压紧状态；堆叠卫星群在分离时，压紧解锁装置3解锁，星体2相互分离，柔性太阳电池阵1被缓冲弹起装置5弹开；柔性太阳电池阵1在卫星群分离后，待分离到足够安全距离时，利用自身展开装置，进行展开。
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 (9)

1.一种柔性太阳电池阵压紧装置，其特征在于，包括：卫星群、柔性太阳电池阵(1)、星体(2)、压紧解锁装置(3)以及缓冲弹起装置(5)；
所述卫星群包括多个所述星体(2)，所述星体(2)堆叠放置；
相邻所述星体(2)之间安装所述柔性太阳电池阵(1)，所述柔性太阳电池阵(1)和所述星体(2)之间安装所述缓冲弹起装置(5)；
所述卫星群一侧安装所述压紧解锁装置(3)并通过所述压紧解锁装置(3)压紧所述星体(2)和所述柔性太阳电池阵(1)。
2.根据权利要求1所述柔性太阳电池阵压紧装置，其特征在于：所述卫星群背向所述压紧解锁装置(3)一侧安装运载适配器(4)；
所述运载适配器(4)连接所述压紧解锁装置(3)并通过所述压紧解锁装置(3)压紧所述卫星群。
3.根据权利要求2所述柔性太阳电池阵压紧装置，其特征在于：所述运载适配器(4)和相邻所述星体(2)之间安装所述柔性太阳电池阵(1)，所述柔性太阳电池阵(1)和所述运载适配器(4)之间安装所述缓冲弹起装置(5)。
4.根据权利要求2所述柔性太阳电池阵压紧装置，其特征在于，所述压紧解锁装置(3)包括：压紧块(31)、锁紧螺母(32)、连接杆(33)以及套环(34)；
所述连接杆(33)一端通过所述锁紧螺母(32)固定安装所述压紧块(31)；
所述连接杆(33)另一端连接所述套环(34)；
所述连接杆(33)和所述套环(34)设置有多个。
5.根据权利要求4所述柔性太阳电池阵压紧装置，其特征在于：所述压紧块(31)按压在所述卫星群背向所述运载适配器(4)一端；
所述套环(34)连接所述运载适配器(4)。
6.根据权利要求5所述柔性太阳电池阵压紧装置，其特征在于：所述星体(2)按照层叠方式堆叠，每层所述星体(2)沿堆叠方向投影重合；
每层所述星体(2)设置有多个。
7.根据权利要求1所述柔性太阳电池阵压紧装置，其特征在于：每个所述星体(2)安装多个所述柔性太阳电池阵(1)和多个所述缓冲弹起装置(5)。
8.一种权利要求6所述柔性太阳电池阵压紧装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，在所述卫星群发射的主动段间，所述卫星群通过所述压紧解锁装置(3)压紧在所述运载适配器(4)上，所述柔性太阳电池阵(1)受所述运载适配器(4)或相邻所述星体(2)约束，所述缓冲弹起装置(5)处于压紧状态；
步骤S2，当所述卫星群分离时，所述压紧解锁装置(3)解锁，所述锁紧螺母(32)解锁松开，所述套环(34)带着所述压紧解锁装置(3)整体朝向所述运载适配器(4)径向外侧展开到底，多个所述星体(2)相互分离，所述柔性太阳电池阵(1)通过所述缓冲弹起装置(5)弹出；
步骤S3，当所述星体(2)分离一段时间后，所述柔性太阳电池阵(1)利用自身展开装置进行展开。
9.一种卫星，其特征在于：所述卫星采用权利要求1-7任一项所述柔性太阳电池阵压紧装置。
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