CN207021944U - 一种太阳能电池板螺旋展开装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能电池板螺旋展开装置。现有太阳能电池板展开机构所用的太阳能电池板主要是刚性结构，存在单位质量的供电功率低等问题。本实用新型包括第一电机、支撑轴、线轮、杆件和绳索；所述的杆件共有n根。n根杆件的内端依次排列设置在支撑轴侧壁上开设的螺旋槽内。位于最底端的杆件与螺旋槽的底端固定。其余杆件均与螺旋槽构成滑动副；相邻的两根杆件均通过一张薄膜太阳能电池连接。所述的线轮支承在支撑轴上，并由第一电机驱动。线轮与绳索的一端固定。n根杆件的内端均与绳索固定。本实用新型采用螺旋展开方式，可实现薄膜太阳能电池板的全方位空间展开。
Description
技术领域
本实用新型属于航空航天技术领域，具体涉及一种太阳能电池板螺旋展开装置。
背景技术
太阳能是航天器的主要能量来源。目前，成熟的太阳能电池板展开机构主要有铰接可展开机构，杆状可展开机构，其特点在于展开后的受光面积大。但此类太阳能电池板展开机构所用的太阳能电池板主要是刚性结构，存在单位质量的供电功率低等问题。此外，具有调姿能力的太阳能电池板展开机构的发电效率更高。因此，设计一种具有空间调姿能力且采用柔性太阳能电池板的折展装置十分重要。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有空间位姿调节能力的太阳能电池板螺旋展开装置。
本实用新型包括第一电机、支撑轴、线轮、杆件和绳索；所述的杆件共有n根，2≤n≤10。n根杆件的内端依次排列设置在支撑轴侧壁上开设的螺旋槽内。位于最底端的杆件与螺旋槽的底端固定。其余杆件均与螺旋槽构成滑动副；相邻的两根杆件均通过一张薄膜太阳能电池连接。所述的线轮支承在支撑轴上，并由第一电机驱动。线轮与绳索的一端固定。n根杆件的内端均与绳索固定。
本实用新型还包括底座；所述的底座与支撑轴的底端固定。
所述的第一电机固定在支撑轴上；第一电机输出轴与线轮固定；
本实用新型还包括凸台和第一调姿机构；第一调姿机构包括第一座筒和第一旋转驱动件。第一座筒固定在凸台上，并与底座构成转动副。第一旋转驱动件驱动支撑轴转动。
所述的第一旋转驱动件包括第二电机、蜗杆和蜗轮；所述的蜗杆及蜗轮均支承在第一座筒内；蜗杆与蜗轮啮合；所述的第二电机固定在凸台上，第二电机的输出轴与蜗杆的一端通过联轴器固定；蜗轮与支撑轴固定。
本实用新型还包括第二调姿机构；所述的第二调姿机构包括第二旋转驱动件和第二座筒；所述的第二座筒与凸台构成转动副。第二旋转驱动件驱动凸台转动。
所述的第二旋转驱动件包括第三电机、传动轴。第三电机固定在第二座筒内；第三电机输出轴与传动轴的一端通过联轴器固定；传动轴另一端与凸台固定。
所述支撑轴的顶端端面上开设有线轮孔；线轮设置在线轮孔内。线轮孔与螺旋槽的顶端连通。
所述相邻两根杆件之间的绳索的长度等于螺旋槽长度的n-1分之一。
本实用新型具有的有益效果是：
1、本实用新型采用螺旋展开方式，可实现薄膜太阳能电池板的全方位空间展开。
2、本实用新型采用薄膜太阳能电池，供电功率高，且折叠时占用空间小。
3、本实用新型的空间位姿调节具有两个自由度，位姿调节范围大。
4、本实用新型可应用于天线展开等领域，应用十分广泛，
附图说明
图1为本实用新型未展开状态下的整体结构示意图；
图2为本实用新型展开状态下的整体结构示意图；
图3为本实用新型第一电机与线轮装配的示意图；
图4为本实用新型中第一调姿机构的示意图；
图5为本实用新型中第二调姿机构的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1、2和3所示，一种太阳能电池板螺旋展开装置，包括第一电机1、支撑轴2、底座4、凸台5、第一调姿机构6、第二调姿机构7、线轮8、杆件9和绳索10；四根杆件9的内端依次排列设置在支撑轴2侧壁上开设的螺旋槽3内。位于最底端的杆件9与螺旋槽3的底端固定。其余杆件9均与螺旋槽3构成滑动副；相邻的两根杆件9均通过一张薄膜太阳能电池连接。第一电机1固定在支撑轴2的顶端；第一电机1输出轴与线轮8通过联轴器固定；支撑轴2的顶端端面上开设有线轮孔；线轮8设置在线轮孔内。线轮孔与螺旋槽3的顶端连通。线轮8与绳索10的一端固定。四根杆件9的内端均与绳索10固定。相邻两根杆件9之间的绳索10的长度等于螺旋槽3长度的三分之一。支撑轴2的底端与底座4固定。
如图1、2和4所示，第一调姿机构6包括第一座筒6-1和第一旋转驱动件。第一座筒6-1固定在凸台5上，并与底座4构成转动副。第一旋转驱动件包括第二电机6-2、蜗杆6-3和蜗轮6-4；蜗杆6-3及蜗轮6-4均支承在第一座筒6-1内；蜗杆6-3与蜗轮6-4啮合；第二电机6-2固定在凸台5上，第二电机6-2的输出轴与蜗杆6-3的一端通过联轴器固定；蜗轮6-4与支撑轴2固定。
如图1、2和5所示，第二调姿机构7包括第二旋转驱动件和第二座筒；第二座筒与凸台5构成转动副；第二旋转驱动件包括第三电机7-1、传动轴7-2。第三电机7-1固定在第二座筒内；第三电机7-1输出轴与传动轴7-2的一端通过联轴器固定；传动轴7-2另一端与凸台5固定。
本实用新型的工作原理如下：
未展开状态下，相邻两根杆件9的内端紧贴在螺旋槽底端。
需要展开时，第一电机1正转，线轮8转动，绳索10缠绕上线轮8。除最底端杆件9外的杆件9依次在绳索10拉动下沿螺旋槽3内做螺旋上升运动。当绳索10处于绷紧状态，薄膜太阳能电池完全展开，第一电机1停止转动。
薄膜太阳能电池完全展开后，第二电机6-2转动，驱动蜗杆6-3转动，蜗杆6-3与蜗轮6-4啮合传动，从而驱动支撑轴2旋转来调整薄膜太阳能电池的空间位姿；第三电机7-1转动，驱动传动轴7-2转动，从而驱动凸台5旋转调整薄膜太阳能电池的空间位姿。
Claims (9)
1.一种太阳能电池板螺旋展开装置，包括第一电机、支撑轴、线轮、杆件和绳索；其特征在于：所述的杆件共有n根，2≤n≤10；n根杆件的内端依次排列设置在支撑轴侧壁上开设的螺旋槽内；位于最底端的杆件与螺旋槽的底端固定；其余杆件均与螺旋槽构成滑动副；相邻的两根杆件均通过一张薄膜太阳能电池连接；所述的线轮支承在支撑轴上，并由第一电机驱动；线轮与绳索的一端固定；n根杆件的内端均与绳索固定。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板螺旋展开装置，其特征在于：还包括底座；所述的底座与支撑轴的底端固定。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板螺旋展开装置，其特征在于：所述的第一电机固定在支撑轴上；第一电机输出轴与线轮固定。
4.根据权利要求2所述的一种太阳能电池板螺旋展开装置，其特征在于：还包括凸台和第一调姿机构；第一调姿机构包括第一座筒和第一旋转驱动件；第一座筒固定在凸台上，并与底座构成转动副；第一旋转驱动件驱动支撑轴转动。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能电池板螺旋展开装置，其特征在于：所述的第一旋转驱动件包括第二电机、蜗杆和蜗轮；所述的蜗杆及蜗轮均支承在第一座筒内；蜗杆与蜗轮啮合；所述的第二电机固定在凸台上，第二电机的输出轴与蜗杆的一端通过联轴器固定；蜗轮与支撑轴固定。
6.根据权利要求4所述的一种太阳能电池板螺旋展开装置，其特征在于：还包括第二调姿机构；所述的第二调姿机构包括第二旋转驱动件和第二座筒；所述的第二座筒与凸台构成转动副；第二旋转驱动件驱动凸台转动。
7.根据权利要求6所述的一种太阳能电池板螺旋展开装置，其特征在于：所述的第二旋转驱动件包括第三电机、传动轴；第三电机固定在第二座筒内；第三电机输出轴与传动轴的一端通过联轴器固定；传动轴另一端与凸台固定。
8.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板螺旋展开装置，其特征在于：所述支撑轴的顶端端面上开设有线轮孔；线轮设置在线轮孔内；线轮孔与螺旋槽的顶端连通。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板螺旋展开装置，其特征在于：所述相邻两根杆件之间的绳索的长度等于螺旋槽长度的n-1分之一。
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