CN115196050B - 一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构 - Google Patents

一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及太阳翼展开领域，具体涉及一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构，包括支撑板，所述支撑板上端设置有两组太阳翼；两组太阳翼上端分别设置有第一展开板和第二展开板；所述第一展开板、第二展开板左侧固定连接有连接件，所述连接件下方设置有展开机构；本发明通过电机对太阳翼展开的速度进行控制，防止过大的冲击力导致太阳翼展开失败的问题出现；同时本发明通过电机控制两组太阳翼同时展开，以增加太阳翼的展开速度；本发明还可通过一个电机完成太阳翼的释放与展开操作、太阳翼的收拢与压缩操作，且结构简单，并可实现太阳翼的重复展开与收拢。

Description

一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构
技术领域
本发明涉及太阳翼展开领域，具体涉及一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构。
背景技术
目前,国内航天器的太阳帆板展开大多采用一次性无源展开到位并锁定的方案，即依靠铰链中驱动弹簧的动力,把太阳帆板展开到规定位置,然后依靠铰链中的锁定装置把太阳帆板固定在规定位置上。这种展开方式从设计技术的成熟度以及现有各型号的应用情况来看都较好,但对于需要多次展开、收拢的工况，或者需要在出错情况下进行逆操作的工况，这种一次性展开方式无法实现。此外，无源展开输出力矩较小，展开速度不可控，锁定冲击较大，一般不含角度传感器无法获得实时的展开角度信息，应用范围有限。
发明内容
因此，本发明正是鉴于以上问题而做出的，本发明的目的在于通过一个电机实现柔性太阳翼的压缩或释放，并可实现太阳翼的重复收拢，本发明是通过以下技术方案实现上述目的：
一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构，包括支撑板，所述支撑板上端设置有两组太阳翼；两组太阳翼上端分别设置有第一展开板和第二展开板；所述第一展开板、第二展开板左侧固定连接有连接件，所述连接件下方设置有展开机构；所述展开机构有两组分别控制两组太阳翼的展开；所述展开机构包括：控制齿轮，旋转杆，控制件，限位件；所述控制齿轮旋转安装于支撑板下端；所述控制齿轮上端固定连接有旋转杆；所述旋转杆外侧设置有螺纹，并可与控制件内部具有的螺纹槽配合；所述控制件下端外侧设置有两个限位部；所述控制件通过其上端设置的安装部固定设置于连接件上；所述限位件下端固定设置于支撑板上端，且限位件上端具有两个限位槽；两组所述展开机构通过其内部的控制齿轮相互啮合并由驱动电机驱动；所述太阳翼由多层太阳能电池阵列组成；每层太阳能电池阵列的两端均固定设置有弹性支撑件，所述弹性支撑件正常状态下呈一字形；所述相邻的弹性支撑件通过弹性件连接以使多层太阳能电池阵列呈Z型折叠排列。
优选的，所述位于太阳翼最上方的弹性件上端与第二展开板下端固定连接，所述位于太阳翼最下方的弹性件下端与支撑板上端固定连接。
优选的，所述弹性件外侧设置有多个抵合部。
优选的，所述第一展开板、第二展开板外侧具有锁定部；所述支撑板靠近锁定部一侧上端设置有两组磁吸部；所述磁吸部具有可供锁定部移动的空腔，且空腔底部设置有电磁吸附装置。
优选的，所述锁定部底部设置有铁片，并可与磁吸部设置的电磁吸附装置配合以实现锁定部的位置固定。
优选的，所述第一展开板与第二展开板为形状相同的梯形板，且在太阳翼收拢状态下其侧表面相互抵合。
优选的，所述两个限位部对向设置，且其弧度均为90°。
优选的，所述两个限位槽对向设置，且其弧度均为90°；
优选的，所述驱动电机固定设置于支撑板上端；所述驱动电机输出端穿过支撑板并设置有驱动齿轮；所述驱动齿轮与第二展开板对应的展开机构下端设置的控制齿轮啮合，以通过驱动齿轮旋转控制两组展开机构下端设置的控制齿轮对向转动。
本发明有益效果：
1、本发明通过电机对太阳翼展开的速度进行控制，防止过大的冲击力导致太阳翼展开失败的问题出现；
2、本发明通过电机控制两组太阳翼同时展开，以增加太阳翼的展开速度。
3、本发明可通过一个电机完成太阳翼的释放与展开操作、太阳翼的收拢与压缩操作，且结构简单，并可实现太阳翼的重复展开与收拢；
4、本发明可在太阳翼展开后对展开机构的位置进行固定，从而保证太阳翼展开后的稳定性；
5、本发明结构简单，并且不需要传统太阳翼机构上的压紧释放机构，从而减少空间与重量成本。
附图说明
图1为本发明提供的太阳翼收拢状态下整体结构示意图。
图2为本发明提供的太阳翼正常状态下整体结构示意图。
图3为本发明提供的太阳翼展开状态下整体结构示意图。
图4为本发明提供的展开机构整体结构爆炸图。
图5为本发明提供的限位件内部结构示意图。
图6为本发明提供的展开机构传动结构示意图。
图7为本发明提供的太阳翼正常状态下太阳翼结构示意图。
图8为本发明提供的弹性件结构示意图。
附图标记说明：
图中，100、支撑板；110、磁吸部；200、第一展开板；300、第二展开板；400、锁定部；500、连接件；600、展开机构；610、控制齿轮；620、旋转杆；630、控制件；631、限位部；632、安装部；640、限位件；641、限位槽；700、驱动电机；710、驱动齿轮； 800、太阳翼；810、弹性支撑件；820、弹性件；821、抵合部；830、电池阵列。
具体实施方式
本发明优选实施例将通过参考附图进行详细描述然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例，另外，为了更清楚地描述本发明，与发明没有连接的部件将从附图中省略；
如图1-3所示，一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构包括：用于支撑整体机构的支撑板100，位于支撑板100上端的两组太阳翼800，位于两组太阳翼800上端的第一展开板200、第二展开板300，位于第一展开板200、第二展开板300一侧的锁定部 400，位于第一展开板200、第二展开板300另一侧的连接件500，位于连接件500下方的展开机构600，位于支撑板100上端且位于展开机构600一侧的驱动电机700；
所述支撑板100靠近锁定部400一侧上端设置有两组磁吸部110；
所述磁吸部110具有可供锁定部400移动的空腔，且空腔底部设置有电磁吸附装置；
所述第一展开板200与第二展开板300为形状相同的梯形板，且在太阳翼800 收拢状态下其侧表面相互抵合；
所述第一展开板200与第二展开板300其长边一侧下端均设置有锁定部400；
所述锁定部400底部设置有铁片，并可与磁吸部110设置的电磁吸附装置配合以实现锁定部400的位置固定；
如图1-5所示，所述第一展开板200与第二展开板300其短边一侧均设置有连接件500；
所述展开机构600包括：位于支撑板100下端的控制齿轮610，位于控制齿轮 610上端的旋转杆620，位于旋转杆620外侧的控制件630，位于控制件630外侧的限位件640；
所述控制齿轮610可旋转安装于支撑板100下端；
所述控制齿轮610上端固定连接有旋转杆620；
所述旋转杆620外侧设置有螺纹，并可与控制件630内部具有的螺纹槽配合以实现通过旋转杆620的转动控制控制件630的上下移动；
所述控制件630下端外侧设置有两个限位部631，所述两个限位部631对向设置，且其弧度均为90°；
所述控制件630通过其上端设置的安装部632固定设置于连接件500上；
所述限位件640下端固定设置于支撑板100上端，且限位件640上端具有两个限位槽641，所述两个限位槽641对向设置，且其弧度均为90°；
如图6所示，所述驱动电机700固定设置于支撑板100上端；
所述驱动电机700输出端穿过支撑板100并设置有驱动齿轮710；
所述驱动齿轮710与第二展开板300对应的展开机构600下端设置的控制齿轮610啮合，以通过驱动齿轮710旋转控制两组展开机构600下端设置的控制齿轮610对向转动；
如图7、图8所示，以所述第二展开板300下端的太阳翼800为例，所述太阳翼 800由多层太阳能电池阵列830组成；
所述每层太阳能电池阵列830的两端均固定设置有弹性支撑件810，所述弹性支撑件810正常状态下呈一字形；
所述相邻的弹性支撑件810通过弹性件820连接以使多层太阳能电池阵列830 呈Z型折叠排列；
所述位于太阳翼800两端的弹性件820越靠近支撑板100弹性越大，以使当太阳翼800收拢时各层太阳能电池阵列830有序回位；
所述位于太阳翼800最上方的弹性件820上端与第二展开板300下端固定连接，所述位于太阳翼800最下方的弹性件820下端与支撑板100上端固定连接；
所述弹性件820外侧设置有多个抵合部821，所述抵合部821具有一定刚性，当所述相邻的抵合部821接触时，可通过抵合部821之间的相互抵合使弹性件820具有保持最大形变状态的能力；
如图1-8所示，当所述锁定部400位于磁吸部110内部时，驱动电机700控制控制齿轮610转动，并通过旋转杆620上具有的螺纹与控制件630内部具有的螺纹槽配合以控制控制件630上升；
当所述锁定部400与磁吸部110不再接触时，驱动电机700控制控制齿轮610 继续转动，即可控制旋转杆620与控制件630同步转动，从而带动太阳翼800逐层展开；
当所述第一展开板200与第二展开板300接触后，太阳翼800整体展开完毕，驱动电机700控制控制齿轮610继续转动，可控制控制件630再次上升并使限位部631 卡合至限位槽641中，以使太阳翼800保持展开姿态；
工作原理：
当太阳翼800处于收拢状态时：第一展开板200、第二展开板300上的锁定部 400插入至磁吸部110内，并通过电磁吸附装置对锁定部400进行限位，此时多层太阳能电池阵列830相互接触，弹性件820处于压缩状态，控制件630下端与支撑板100上端接触；
太阳翼800展开与收拢：停止对磁吸部110供电，同时通过驱动电机700控制驱动齿轮710转动，以带动两组控制齿轮610反向转动，此时由于锁定部400下端位于磁吸部110内部，控制齿轮610旋转带动旋转杆620转动以使控制件630向上移动，从而带动连接件500、第一展开板200、第二展开板300向上移动，直至锁定部400下端位于磁吸部110上端，此时弹性件820处于正常状态，随后继续控制控制齿轮610旋转，会带动第一展开板200、第二展开板300向相反方向转动，从而带动太阳能电池阵列830 从上到下逐层展开，且每层太阳能电池阵列830展开完毕后弹性件820均通过其上具有的抵合部821保持其最大形变状态，以保证各太阳能电池阵列830平行展开，当第一展开板200、第二展开板300相互接触后，太阳翼800展开完毕，随后继续控制控制齿轮 610旋转，由于第一展开板200、第二展开板300相互抵合，控制件630会继续向上移动，直至限位部631与限位槽641相互抵合以保证太阳翼800保持稳定展开姿态，控制齿轮610停止旋转，整体机构展开完毕，太阳翼800收拢时通过驱动电机700控制驱动齿轮710反向转动，即可控制太阳能电池阵列830从下到上逐层收拢，直至第一展开板 200、第二展开板300相互接触后，继续控制控制齿轮610旋转，使第一展开板200、第二展开板300上的锁定部400插入至磁吸部110内，并通过电磁吸附装置对锁定部400 进行限位，收拢结束。

Claims (9)

1.一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构，包括支撑板(100)，其特征在于：所述支撑板(100)上端设置有两组太阳翼(800)；两组太阳翼(800)上端分别设置有第一展开板(200)和第二展开板(300)；所述第一展开板(200)、第二展开板(300)左侧固定连接有连接件(500)，所述连接件(500)下方设置有展开机构(600)；所述展开机构(600)有两组，分别控制两组太阳翼(800)的展开；所述展开机构(600)包括：控制齿轮(610)，旋转杆(620)，控制件(630)，限位件(640)；所述控制齿轮(610)旋转安装于支撑板(100)下端；所述控制齿轮(610)上端固定连接有旋转杆(620)；所述旋转杆(620)外侧设置有螺纹，并可与控制件(630)内部具有的螺纹槽配合；所述控制件(630)下端外侧设置有两个限位部(631)；所述控制件(630)通过其上端设置的安装部(632)固定设置于连接件(500)上；所述限位件(640)下端固定设置于支撑板(100)上端，且限位件(640)上端具有两个限位槽(641)；两组所述展开机构(600)通过其内部的控制齿轮(610)相互啮合并由驱动电机(700)驱动；所述太阳翼(800)由多层太阳能电池阵列(830)组成；每层太阳能电池阵列(830)的两端均固定设置有弹性支撑件(810)，所述弹性支撑件(810)正常状态下呈一字形；相邻的所述弹性支撑件(810)通过弹性件(820)连接以使多层太阳能电池阵列(830)呈Z型折叠排列。
2.根据权利要求1所述的一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构，其特征在于：位于所述太阳翼(800)最上方的弹性件(820)上端与第二展开板(300)下端固定连接，所述位于太阳翼(800)最下方的弹性件(820)下端与支撑板(100)上端固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构，其特征在于：所述弹性件(820)外侧设置有多个抵合部(821)。
4.根据权利要求1所述的一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构，其特征在于：所述第一展开板(200)、第二展开板(300)外侧具有锁定部(400)；所述支撑板(100)靠近锁定部(400)一侧上端设置有两组磁吸部(110)；所述磁吸部(110)具有可供锁定部(400)移动的空腔，且空腔底部设置有电磁吸附装置。
5.根据权利要求4所述的一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构，其特征在于：所述锁定部(400)底部设置有铁片，并可与磁吸部(110)设置的电磁吸附装置配合以实现锁定部(400)的位置固定。
6.根据权利要求1所述的一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构，其特征在于：所述第一展开板(200)与第二展开板(300)为形状相同的梯形板，且在太阳翼(800)收拢状态下其侧表面相互抵合。
7.根据权利要求1所述的一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构，其特征在于：两个所述限位部(631)对向设置，且其弧度均为90°。
8.根据权利要求1所述的一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构，其特征在于：两个所述限位槽(641)对向设置，且其弧度均为90°。
9.根据权利要求1所述的一种用于柔性太阳翼的重复收拢机构，其特征在于：所述驱动电机(700)固定设置于支撑板(100)上端；所述驱动电机(700)输出端穿过支撑板(100)并设置有驱动齿轮(710)；所述驱动齿轮(710)与第二展开板(300)对应的展开机构(600)下端设置的控制齿轮(610)啮合，以通过驱动齿轮(710)旋转控制两组展开机构(600)下端设置的控制齿轮(610)对向转动。
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