CN212125564U - 一种折展机构、太阳翼及微纳卫星 - Google Patents

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CN212125564U CN201922491840.3U CN201922491840U CN212125564U CN 212125564 U CN212125564 U CN 212125564U CN 201922491840 U CN201922491840 U CN 201922491840U CN 212125564 U CN212125564 U CN 212125564U
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何宁泊
高恩宇
阎凯
赵研博
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Abstract

本申请涉及航天设备技术领域,具体而言,涉及一种折展机构、太阳翼及微纳卫星,折展机构用于连接太阳翼的各基板及微纳卫星的卫星主体,折展机构包括第一本体、第二本体;转轴,第一本体和第二本体通过转轴枢转连接;弹性支撑件,用于驱动第一本体和第二本体从折叠状态转动至展开状态;阻尼组件,用于在第一本体和第二本体转动时产生阻尼,阻尼的大小可调。本申请提供的折展机构,能够调节其展开力的大小,以使在太阳翼的不同部位施以需要的展开力,以使太阳翼的各个基板以同样的角速度同步展开,解决现有的折展机构的不能使太阳翼有序展开的问题,减小太阳翼展开动作对卫星姿态的不利影响。

Description

一种折展机构、太阳翼及微纳卫星
技术领域
本申请涉及航天设备技术领域,具体而言,涉及一种折展机构、太阳翼及微纳卫星。
背景技术
现有的用于大型卫星的太阳翼折展机构多采用铰链连接各块基板,利用电机驱动绳索联动系统,使太阳翼各块基板以有序方式逐渐展开到规定位置。而微纳卫星受限于自身尺寸、星上能源的限制,不宜采用电机驱动绳索联动系统的方式进行折展运动,因此针对微纳卫星的折叠式太阳翼,普遍采用刚性铰链连接各块基板,利用自身弹簧或者记忆材料的压缩能提供展开力,完成展开动作并锁定,这使得微纳卫星的太阳翼主要为无序展开,无法预知多块基板先后展开的顺序,以无序的形式展开多块基板会带来太阳翼多次异常振动,进而对卫星姿态造成不利影响,可能导致卫星的功能和性能的破坏。
实用新型内容
本申请旨在提供一种折展机构及微纳卫星太阳翼,以解决现有技术中折展机构的不能使太阳翼有序展开的问题。
本申请的实施例是这样实现的:
第一方面,本申请实施例提供一种折展机构,其包括:
第一本体、第二本体;
转轴,所述第一本体和所述第二本体通过所述转轴枢转连接;
弹性支撑件,用于驱动所述第一本体和所述第二本体从折叠状态转动至展开状态;
阻尼组件,用于在所述第一本体和所述第二本体转动时产生阻尼,所述阻尼的大小可调。
由于扭簧和记忆材料的材料特性,以及市面上能够购买获得的扭簧或记忆材料的规格,通过常规的设置方式,选配不同规格大小的扭簧或记忆材料来配置折展机构,最终所能够获取到的展开力往往是一些定值。也就是说,当选用一种规格的扭簧时,折展机构所获得的展开力就已经被确定为该扭簧所能够提供的支持力,由于市面上的扭簧的规格往往是既定的,所以当所需要的展开力与这些既定规格的扭簧所能提供的支持力不一致时,难以获得需要的展开力。本申请提供的折展机构,其第一本体和第二本体能够绕转轴相对展开或相对靠近,折展机构的弹性支撑件用于提供使第一本体和第二本体相对展开的支持力,阻尼组件在第一本体和第二本体相对展开时产生阻尼,该阻尼用于抵抗弹性支撑件提供的支持力,被阻尼抵消一部分后的支持力为折展机构最终输出的展开力。该阻尼组件被配置为阻尼的大小可调节,因此可以调节展开力的大小。
本申请提供的折展机构,能够调节其展开力的大小,以使在太阳翼的不同部位施以需要的展开力,解决现有的折展机构的不能使太阳翼有序展开的问题。
可选地,在本申请的一种实施例中,所述第一本体上设有第一摩擦面,所述第二本体上设有第二摩擦面,所述阻尼组件包括阻尼部、第一调节件和第二调节件,所述阻尼部分别与所述第一摩擦面、所述第二摩擦面配合以产生阻尼,所述第一调节件用于调节所述阻尼部与所述第一摩擦面之间的压力,所述第二调节件用于调节所述阻尼部与所述第二摩擦面之间的压力。
本申请通过设置分别与第一本体、第二本体摩擦配合的阻尼部,一旦第一本体或第二本体发生转动就能够与阻尼部摩擦产生摩擦阻尼,调节展开力,调节灵敏有效;通过调节阻尼部与第一摩擦面或第二摩擦面的压力以调节相应的摩擦阻尼的大小,调节方便,阻尼大小容易控制。
可选地,在本申请的一种实施例中,所述阻尼部包括套设在所述转轴上的阻尼垫圈,所述阻尼垫圈的外周面与所述第一摩擦面配合,所述阻尼垫圈的一个端面与所述第二摩擦面配合。
通过将阻尼部设置为阻尼垫圈,并使阻尼垫圈的外周面与第一摩擦面配合、阻尼垫圈的一个端面与第二摩擦面配合,无论第一本体、第二本体如何绕转轴转动,阻尼垫圈的位置不变,其外周面和端面的位置稳定,以便于与第一摩擦面、第二摩擦面稳定配合产生阻尼。
可选地,在本申请的一种实施例中,所述第一本体包括第一基部和卡箍,所述第一基部与所述第二本体通过所述转轴枢转连接,所述卡箍连接于所述第一基部;所述卡箍箍设于所述阻尼垫圈的外周面,所述第一摩擦面为所述卡箍的内壁,所述卡箍的开口两端通过所述第一调节件连接。
通过将第一本体设置为第一基部和卡箍,卡箍箍设在阻尼垫圈的外周面,卡箍、阻尼垫圈、转轴均同轴,无论第一本体如何绕转轴转动,卡箍与阻尼垫圈的外周面始终保持接触,保证第一本体与阻尼垫圈产生稳定阻尼;通过第一调节件调节卡箍的开口大小,以使卡箍与阻尼垫圈之间的压力改变,从而实现阻尼的大小调节。
可选地,在本申请的一种实施例中,所述第一调节件为调节螺钉,所述卡箍通过所述调节螺钉连接于所述第一基部。
通过将第一调节件设置为调节螺钉,并将卡箍通过调节螺钉连接在本体上,容易知道,在开口处,卡箍的一边抵在第一基部,卡箍的另一边抵在调节螺钉的螺帽上,拧动调节螺钉就可以实现卡箍的开口大小调节,这种无级调节的方式使展开力的调节精度高,容易得到所需的展开力,且调节结构简单可靠。
可选地,在本申请的一种实施例中,所述转轴的一端形成有螺纹,所述第二调节件为与所述所述转轴的螺纹配合的调节螺母,所述调节螺母和所述第二摩擦面分别位于所述阻尼垫圈的两端。
通过将第二调节件设置为调节螺母,转动调节螺母能够调节阻尼垫圈与第二摩擦面之间的压力,无级调节阻尼垫圈与第二摩擦面之间的阻尼大小,调节结构简单可靠、调节精度高。
可选地,在本申请的一种实施例中,所述第二本体上形成有轴套,所述转轴穿设于所述轴套,所述弹性支撑件为套设在所述轴套上的扭力弹簧,所述第二摩擦面为所述轴套的一个端面。
通过在第二本体上形成轴套,将扭力弹簧和第二摩擦面设置在轴套上,整体结构紧凑,体积小,能够应用于较小的卫星;在第一本体、第二本体转动时,扭力弹簧与转轴不容易干涉,不影响支持力。
可选地,在本申请的一种实施例中,所述折展机构还包括定位组件,所述定位组件用于将所述第一本体和所述第二本体锁定于所述展开状态。
现有技术中,折展机构的最终展开位置有时依赖于扭簧或记忆材料,当扭簧展开至最终位置,或当记忆材料展开至最终位置,折展机构就到达最终展开位置,这种方式使得太阳翼在展开后,各基板不够稳定。通过在折展机构内设置定位组件,折展机构的最终展开位置通过定位组件锁定,提高稳定性。
可选地,在本申请的一种实施例中,所述定位组件包括锁定销和压缩弹簧,所述第二本体上形成有容纳所述锁定销和所述压缩弹簧的容纳孔,所述第一本体上形成有销孔,当所述第一本体和所述第二本体处于所述展开状态时,所述锁定销与所述销孔对齐,所述压缩弹簧驱动所述锁定销的一端插入所述销孔。
可选地,在本申请的一种实施例中,所述定位组件还包括可拆卸连接于所述锁定销的复位杆,所述第二本体上设有观察口,所述观察口用于容许所述复位杆活动穿过,以便将所述锁定销从所述销孔拉出。
通过设置观察口和复位杆,便于将折展机构复位至折叠状态。
可选地,在本申请的一种实施例中,所述第一本体形成有第一限位面,所述第二本体形成有第二限位面,所述第一本体和所述第二本体在展开状态时,所述第一限位面和所述第二限位面抵触以限制所述第一本体和所述第二本体的展开角度。
通过设置第一限位面和第二限位面配合限制折展机构的最大展开角度,防止折展机构展开过度。
可选地,在本申请的一种实施例中,所述折展机构还包括到位开关,所述到位开关安装于所述第一本体,当所述第一本体和所述第二本体相对转动至所述展开状态时,所述第二本体触发所述到位开关。
通过设置到位开关,以便地面获知展开到位的信息。
可选地,在本申请的一种实施例中,所述折展机构用于连接第一基体和第二基体,所述第一本体上设有用于连接所述第一基体的第一安装孔,所述第二本体上设有用于连接所述第二基体的第二安装孔,述第一安装孔与所述第二安装孔的位置相对错开。
所说的第一基体、第二基体可以是太阳翼的基板,也可以是卫星主体,当折展机构应用于其他设备时,也可以是其他结构,通过将第一本体和第二本体上的安装孔错开设置,当折展机构折叠时,设置在安装孔内的锚固件或连接件的相互不干涉,第一本体和第二本体之间的间距可以被折叠至更小。
第二方面,本申请实施例提供一种太阳翼,其包括至少两个基板和前述的折展机构,相邻的两个基板通过所述折展机构连接。
通过使用前述的折展机构连接太阳翼的基板,方便在太阳翼的不同部位施以需要的展开力,解决现有的折展机构的不能使太阳翼有序展开的问题,使太阳翼的各个基板及每个基板的不同部位都能够获得相应地展开力,使基板转动的角速度一致,保证各基板有序展开。
第三方面,本申请实施例提供一种微纳卫星,其包括卫星主体和前述的太阳翼,所述太阳翼的其中一个基板与所述卫星主体通过所述折展机构连接。
在一般情况下,太阳翼无序展开,每个基板展开到位时都会产生一次振动,该振动不可避免会传递到与之相连的卫星主体上,姿轨控分系统压力显著增加,对基板上的太阳能电池片也会有不利影响。
通过使用前述的太阳翼,并使用前述的折展机构连接太阳翼和卫星主体,调节各个折展机构的展开力,各个折展机构的展开力与其所在部位所需的展开力匹配,使各个基板同步展开,各个基板展开到位的时间一致,卫星主体仅受到一次振动,太阳翼的展开动作对卫星主体姿态的影响被降低至尽可能小。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的太阳翼的折叠状态图;
图2为本申请实施例提供的太阳翼的展开状态图;
图3为本申请实施例提供的折展机构在一种视角下的折叠状态图;
图4为本申请实施例提供的折展机构在另一视角下的折叠状态图;
图5为本申请实施例提供的折展机构在一种视角下的展开状态图;
图6为本申请实施例提供的折展机构在另一视角下的展开状态图;
图7为本申请实施例提供的折展机构的剖面图;
图8为本申请实施例提供的折展机构的爆炸图;
图9为本申请实施例提供的第一本体在一种视角下的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的第一本体在另一视角下的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的第二本体在一种视角下的结构示意图;
图12为本申请实施例提供的第二本体在另一视角下的结构示意图。
图标:10-卫星主体;20-太阳翼;21-第一基板;22-第二基板;23-第三基板;30-折展机构;40-压紧杆;50-锁定机构;100-第一本体;110-第一基部;111-第一安装面;112-第一抵持面;120-第一连接部;121-销孔; 122-第一限位面;130-卡箍;131-第一摩擦面;200-第二本体;210-第二基部;211-第二安装面;212-第二抵持面;220-第二连接部;221-容纳孔; 222-第二限位面;230-轴套;231-第二摩擦面;240-限位盖;241-观察口; 300-转轴;400-弹性支撑件;500-阻尼组件;510-阻尼垫圈;520-第一调节件;530-第二调节件;600-定位组件;610-锁定销;620-压缩弹簧;700-到位开关。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中,需要说明的是,若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,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。此外,本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例
在大型卫星上多采用电机驱动绳索联动系统的方式,这种方式能很大程度上实现多个基板的有序展开,但微纳卫星受限于尺寸和能源,不宜也不易采用这种方式,因此普遍微纳卫星的多折太阳翼更多的是无序展开。太阳翼无序展开时,每块基板的每个部位展开到位都会产生一次异常振动,因此在太阳翼完成展开的整个过程中会产生多次异常振动,这对卫星姿态有不利影响,甚至可能导致卫星的功能和性能破坏。要实现有序展开,目前一般是通过选配扭簧或者记忆材料来控制各基板的展开角速度。
扭簧和记忆材料的材料特性导致这种选配工作不易进行。市面上一般能够获得的扭簧或记忆材料的规格一般是既定的,为了实现有序展开,研发人员选用了多款扭簧,但是每个扭簧的劲度系数、扭力、能量是离散的、间断的,所以这些既定规格的扭簧所能提供的支持力常常与所需要的展开力不一致。
以相邻的两个基板为例,两个基板的铰接部位可能为两个及两个以上,每个铰接部位所需的展开力可能不同,以铰接部位为两个为例,经研发人员计算,根据相应的展开力需求,当一个铰链的扭簧的劲度系数为 5.0Nmm/deg时,另一个铰链的扭簧的劲度系数当且仅当为7.6Nmm/deg时,才能实现有序展开。此时,很大可能在市面上找不到7.6Nmm/deg的扭簧,即使是专门定制,因为受限于扭簧线径、外径、圈数、支承角度等因素,定制也不能在受尺寸约束下指定扭簧的劲度系数。这还是只考虑两个基板仅在两点铰接的情况,实际中往往情况更复杂,要使每个基板的每个铰接部位都匹配到特定劲度系数的扭簧往往难度较大。
本申请实施例提供一种折展机构30,具有该折展机构30的太阳翼20,以及具有该太阳翼20的微纳卫星。
本申请实施例提供的折展机构30能够提供与展开力需求匹配的实际展开力。通过该折展机构30连接各基板以形成太阳翼20,太阳翼20的各部位的实际展开力能够按照需求设置,使太阳翼20的多个基板能够有序展开;设置了该太阳翼20的微纳卫星,其太阳翼20与卫星主体10之间也通过该折展机构30连接,在太阳翼20从开始展开至完成展开动作,卫星主体10 仅受到一次振动,大大降低太阳翼20的展开动作对卫星主体10的影响。
图1示出了本申请实施例提供的微纳卫星的折叠状态图,图2示出了本申请实施例提供的微纳卫星的展开状态图。如图1和图2所示,微纳卫星包括卫星主体10(局部)和太阳翼20。太阳翼20包括依次铰接的第一基板21、第二基板22和第三基板23,其中第三基板23为太阳翼20的最内侧基板,第三基板23与卫星主体10铰接,第一基板21为太阳翼20的最外侧基板,第一基板21远离卫星主体10,第一基板21和第三基板23之间的第二基板22可以不设置,也可以设置为一个或多个,本实施例以第二基板22的数量为一个进行示例性说明。
上述的第一基板21、第二基板22、第三基板23和卫星主体10分别通过折展机构30铰接,以使太阳翼20能够具有展开状态和折叠状态。
太阳翼20的折叠状态是指第一基板21、第二基板22、第三基板23、卫星主体10均处于如图1所示的平行状态。为保持折叠状态,一般设置压紧释放机构将太阳翼20的多个基板压紧在卫星主体10的表面。如图1和图2所示,压紧释放机构包括设置在卫星主体10上的锁定机构50,和设置在第一基板21上连接有压紧杆40,压紧杆40穿过第二基板22、第三基板23与锁定机构50连接。当锁定机构50释放压紧杆40后,太阳翼20在折展机构30的作用下展开。
太阳翼20的展开状态是指第一基板21、第二基板22、第三基板23、卫星主体10均处于呈一定角度展开的状态。图2中为了便于观察,将太阳翼20以多个基板呈180度展开的状态呈现,其仅是为了观察方便考虑,并不表示本申请提供的太阳翼20必须以该180度展开,太阳翼20也可以被配置为以其他角度展开,如90度、180度、270度等。本实施例中,太阳翼20呈90度展开,即第一基板21与第二基板22的夹角、第二基板22与第三基板23的夹角、第三基板23与卫星主体10的夹角分别呈90度。
在太阳翼20的折叠状态下,折展机构30呈如图3和图4所示的折叠状态;在太阳翼20的展开状态下,折展机构30呈如图5和图6所示的展开状态。
折展机构30包括第一本体100、第二本体200、转轴300、弹性支撑件 400和阻尼组件500。
第一本体100和第二本体200通过转轴300枢转连接,相邻的两个基板(或者卫星主体10和第三基板23)分别连接于第一本体100和第二本体 200;弹性支撑件400用于提供支持力,以驱使所述第一本体100和所述第二本体200从折叠状态转动至展开状态;阻尼组件500用于在第一本体100 和第二本体200转动时产生阻尼,且产生的阻尼的大小可调。第一本体100 和第二本体200的实际展开力为支持力减去阻尼,通过调节阻尼的大小以调节实际展开力。
阻尼组件500包括阻尼部、第一调节件520和第二调节件530,第一本体100上设有第一摩擦面131,第二本体200上设有第二摩擦面231,第一摩擦面131和第二摩擦面231分别用于与阻尼部配合,一旦第一本体100 或第二本体200发生转动,其相应的摩擦面就能够与阻尼部配合产生摩擦阻尼。第一调节件520用于调节第一摩擦面131与阻尼部之间的压力,从而调节第一摩擦面131与阻尼部之间产生的阻尼的大小;第二调节件530 用于调节第二摩擦面231与阻尼部之间的压力,从而调节第二摩擦面231 与阻尼部之间产生的阻尼的大小。
阻尼部包括套设在转轴300上的阻尼垫圈510,阻尼垫圈510的外周面与第一摩擦面131配合,阻尼垫圈510的一个端面与第二摩擦面231配合。第一本体100的局部朝向阻尼部的外周面凸出形成第一摩擦面131,第二本体200的局部朝向阻尼部的一个端面凸出形成第二摩擦面231。
第一本体100包括第一基部110,第一基部110用于连接基板或者卫星主体10,卡箍130连接在第一基部110上,卡箍130用于箍设在阻尼垫圈 510的外周面上,第一摩擦面131被配置为卡箍130的内壁,第一调节件 520设置在卡箍130的开口处以调节卡箍130对阻尼垫圈510的箍紧程度,第一基部110形成有第一连接部120。
第二本体200包括第二基部210和轴套230,第二基部210用于连接基板或在卫星主体10,轴套230的一端形成凸缘以连接第二基部210,第二摩擦面231形成在轴套230的一个端面上,第二基部210形成有第二连接部220。
转轴300穿过第一连接部120、第二连接部220和轴套230以将第一本体100与第二本体200可转动地连接,阻尼垫圈510套设在转轴300上,第二调节件530为螺纹连接于转轴300的调节螺母,调节螺母用于将阻尼垫圈510压向轴套230上的第二摩擦面231,拧动调节螺母能够调节阻尼垫圈510与第二摩擦面231之间的压力。
前述的弹性支撑件400可以是抵在第一基部110和第二基部210之间的弹片或弹簧等,本实施例中弹性支撑件400为扭簧,扭簧套设在轴套230 上以驱使第一本体100和第二本体200相对展开。
通过将第一本体100、第二本体200、转轴300、弹性支撑件400和阻尼组件500进行上述的配合,折展机构30具有使第一本体100和第二本体 200相对展开的支持力,还具有能够分别调节的两种摩擦阻尼,即第一本体 100与阻尼组件500之间的摩擦阻尼、第二本体200与阻尼组件500之间的摩擦阻尼,从而形成能够通过调节阻尼大小来调节实际展开力的折展机构 30。
并且,由于第一摩擦面131、第二摩擦面231与阻尼垫圈510之间分别具有摩擦阻尼,第一本体100和第二本体200各自的展开速度分别放缓,第一本体100和第二本体200展开到位时产生的振动减小。
第一本体100如图9和图10所示,第一基部110的两个面交错凹进,两个凹进位置异面且错开,在一个凹进位置处形成用于连接基板或卫星主体10的第一安装面111,在另一凹进位置处形成用于抵接扭簧的第一抵持面112,第一连接部120与第一抵持面112同侧设置。
第二本体200如图11和图12所示,第二基部210的两个面交错凹进,两个凹进位置异面且错开,在一个凹进位置处形成用于连接基板或卫星主体10的第二安装面211,在另一凹进位置处形成用于抵接扭簧的第二抵持面212,轴套230、第二连接部220与第二抵持面212同侧设置。
基板的厚度与第一安装面111、第二安装面211的凹进深度相同,基板连接于第一安装面111或第二安装面211时恰好补齐该凹进深度。第一抵持面112和第二抵持面212处凹进以分别与轴套230相离,形成用于安装扭簧和阻尼垫圈510的间隙,如图5和图8所示。
基板通过螺钉等锚固件安装于第一安装面111或第二安装面211。在第一安装面111上开设有贯穿第一基部110的第一安装孔,在第二安装面211 上开设有贯穿第二基部210的第二安装孔,第一安装孔、第二安装孔用于与螺钉等锚固件配合。将第一安装孔与第二安装孔错开设置,使第一本体 100与第二本体200在图1所示的折叠状态时,设置在二者的安装孔内的螺钉等锚固件互不干涉、互不抵触,第一本体100和第二本体200折叠时可以被折叠至更靠近。
为了减重考虑,可选地,如图10所示,在第一安装面111未设置第一安装孔的位置设置凹部,如图12所示,在第二安装面211未设置第二安装孔的位置设置凹部,第一基部110和第二基部210在凹部位置厚度较薄,以减轻折展机构30的重量。在结构强度允许情况下,也可以将凹部设置为镂空。
第一连接部120插入第二连接部220与轴套230之间的间隙,转轴300 依次穿过第二连接部220、第一连接部120、轴套230、阻尼垫圈510和调节螺母。扭簧套设在轴套230上,扭簧的两端分别抵接在第一抵持面112 和第二抵持面212上。
第一调节件520为调节螺钉,调节螺钉穿过卡箍130的开口位置并连接第一基部110。在卡箍130的开口处,卡箍130的一边抵在第一基部110,卡箍130的另一边抵在调节螺钉的螺帽上,拧动调节螺钉就可以实现卡箍 130的开口大小调节,进而对第一摩擦面131与阻尼垫圈510之间的摩擦阻尼的大小实现无级调节。而拧动调节螺母则是对第二摩擦面231与阻尼垫圈510之间的摩擦阻尼的大小实现无级调节。
现有技术中,折展机构30的最终展开位置有时依赖于扭簧或记忆材料,当扭簧展开至应力释放完毕的最终位置,或当记忆材料展开至最终位置,折展机构30就完成展开,这种方式使得太阳翼20在展开后,各基板不够稳定。故发明人将第一本体100和第二本体200配置为分别具有限位面的结构,当两个限位面相抵时第一本体100和第二本体200就无法继续相对展开,从而控制折展机构30的最大展开角度。
请再参照图8,第一本体100的第一连接部120为圆柱型,在圆柱的周面上形成有直角部,形成该直角的两个平面分别为周面的切面,其中一个面为第一限位面122,第一限位面122与第一安装面111平行。请再结合图 5、图8和图11,第二本体200的第二连接部220与轴套230之间的间隙处形成有第二限位面222,第二限位面222与第二安装面211垂直。当第一本体100与第二本体200相对展开至90度时,第一限位面122与第二限位面 222相抵以限制第一本体100和第二本体200进一步展开。本实施例是最大展开角度为90度的情形,也可以对第一限位面122、第二限位面222进行其他设定以将最大展开角度设置为其他值。
折展机构30还设有到位开关700,到位开关700用于在展开折展机构 30达到展开状态时(即展开至最大展开角度时)向地面发送展开到位的信息。到位开关700被设置在第一本体100上,展开到位时,第二本体200 接触到位开关700的触发部位以触发到位开关700。
在第一本体100的第一连接部120的直角部上,与第一限位面122垂直的另一个面上形成有槽体,到位开关700安装于槽体内,到位开关700 的触发部位朝向第一限位面122,当第二限位面222与第一限位面122相抵时,第二限位面222接触到位开关700的触发部位。
为进一步保证展开后的稳定性,在折展机构30内设置定位组件600,定位组件600用于将第一本体100和第二本体200锁定于展开状态。
定位组件600包括锁定销610和压缩弹簧620,锁定销610安装在第二本体200,压缩弹簧620连接在锁定销610的一端,以将锁定销610的另一端朝向第一本体100顶出,第一本体100上形成销孔121。当第一本体100 和第二本体200转动至展开状态时压缩弹簧620将锁定销610顶入第一本体100,从而限制第一本体100和第二本体200相对转动。为便于将锁定销610回拉,以便于将折展机构30复位至折叠状态,在锁定销610上设置一个可拆卸连接的复位杆。
如图7所示,在第二本体200的第二连接部220内形成有容纳孔221,在第一本体100的第一连接部120内形成有销孔121,锁定销610和压缩弹簧620被设置在容纳孔221内。当第一本体100和第二本体200不在展开状态时,锁定销610和压缩弹簧620被封堵在容纳孔221内;当第一本体 100与第二本体200在展开状态时,容纳孔221与销孔121相对,压缩弹簧620将锁定销610朝向销孔121顶出。
为便于将锁定销610从销孔121拉出,以便于折展机构30能够复位至折叠状态,在第二本体200上设置观察口241,复位杆(图中未示出复位杆) 能够活动穿过该观察口241连接锁定销610,以将锁定销610拉出销孔121。
如图11和图12所示,第二连接部220远离第一连接部120的一端设有限位盖240,容纳孔221为通孔,限位盖240遮盖容纳孔221,压缩弹簧 620的两端分别抵在锁定销610和限位盖240之间,观察口241开设在限位盖240上。该观察口241对应容纳孔221的位置,观察口241的口径小于容纳孔221的内径,且观察口241的口径小于压缩弹簧620的内径。复位杆能够穿过观察口241连接锁定销610。可选地,复位杆与锁定销610螺纹连接。复位杆为螺杆,锁定销610朝向限位改的一端设置螺纹孔,复位杆穿过观察口241螺纹连接锁定销610,向后拉动复位杆以将锁定销610从销孔121拔出。
在其他实施例中,观察口241还可以是设置在第二连接部220的周面上,并沿平行于转轴300的方向延伸,复位杆从观察口241伸入容纳孔221 并连接在锁定销610的周面,连接方式可以是螺纹连接、插接、卡接等,沿观察口241拉动复位杆以将锁定销610从销孔121拔出。
本实施例提供的太阳翼20采用前述的折展机构30连接。如前述内容,太阳翼20包括至少两个基板,即太阳翼20至少包括第一基板21和第三基板23。折展机构30用于连接相邻的两个基板。
本实施例中,太阳翼20具有第一基板21、第二基板22和第三基板23,第一基板21和第二基板22采用三个折展机构30连接,第二基板22和第三基板23采用三个折展机构30连接。
调整每个折展机构30各自阻尼组件500的阻尼大小,以使各折展机构 30所提供的实际展开力符合其所在位置的展开力需求,从而使太阳翼20的每个基板及每个基板的不同部位均获得相应的展开力,保证每个基板转动的角速度一致,使各基板有序展开。第一基板21与第二基板22相对展开的时间和第二基板22与第三基板23相对展开的时间同步,也就是说第一基板21、第二基板22、第三基板23同步展开到位,并且由于阻尼组件500 减缓展开速度的作用,展开到位的振动得到减小,因此太阳翼20的展开动作仅带来一次较小的振动,大大降低太阳翼20展开动作对卫星姿态的影响。
本实施例提供的微纳卫星的卫星主体10与太阳翼20的第三基板23同样通过前述的三个折展机构30连接,根据展开力需求调整每个折展机构30 的实际展开力,以使第一基板21相对于卫星主体10的展开速度与其他基板同步,进一步保证太阳翼20的展开动作仅为一次,降低太阳翼20展开动作对卫星姿态的影响。
需要说明的是:
第二基板22的数量、任意两个相邻基板的折展机构30数量、压紧杆 40和锁定机构50的套数,根据微纳卫星的太阳电路板面积需求、太阳翼 20的展开力需求、太阳翼20的锁紧程度需求等因素分别设置。
第二基板22(即处于第一基板21和第三基板23之间的基板)可以不设置,也可以设置数量为一个、两个、三个甚至更多个,在实际使用时,具体数量根据需要设置。
每两个相邻的基板可以通过一个、两个、三个甚至更多个折展机构30 枢接,具体数量根据需要设置。
压紧杆40和锁定机构50可以被配套设置为多套,该数量在实际使用时可以根据基板大小等因素设置,可以为一套、两套、三套甚至更多。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种折展机构,其特征在于,包括:
第一本体,设有第一摩擦面;
第二本体;
转轴,所述第一本体和所述第二本体通过所述转轴枢转连接;
弹性支撑件,用于驱动所述第一本体和所述第二本体从折叠状态转动至展开状态;
阻尼组件,用于在所述第一本体和所述第二本体转动时产生阻尼,所述阻尼的大小可调;所述阻尼组件包括阻尼部和第一调节件,所述阻尼部与所述第一摩擦面配合以产生阻尼,所述第一调节件用于调节所述阻尼部与所述第一摩擦面之间的压力。
2.根据权利要求1所述的折展机构,其特征在于,所述第二本体上设有第二摩擦面,所述阻尼部还与所述第二摩擦面配合以产生阻尼;
所述阻尼组件还包括第二调节件,所述第二调节件用于调节所述阻尼部与所述第二摩擦面之间的压力。
3.根据权利要求2所述的折展机构,其特征在于,所述阻尼部包括套设在所述转轴上的阻尼垫圈,所述阻尼垫圈的外周面与所述第一摩擦面配合,所述阻尼垫圈的一个端面与所述第二摩擦面配合。
4.根据权利要求3所述的折展机构,其特征在于,所述第一本体包括第一基部和卡箍,所述第一基部与所述第二本体通过所述转轴枢转连接,所述卡箍连接于所述第一基部;所述卡箍箍设于所述阻尼垫圈的外周面,所述第一摩擦面为所述卡箍的内壁,所述卡箍的开口两端通过所述第一调节件连接。
5.根据权利要求4所述的折展机构,其特征在于,所述第一调节件为调节螺钉,所述卡箍通过所述调节螺钉连接于所述第一基部。
6.根据权利要求3所述的折展机构,其特征在于,所述转轴的一端形成有螺纹,所述第二调节件为与所述转轴的螺纹配合的调节螺母,所述调节螺母和所述第二摩擦面分别位于所述阻尼垫圈的两端。
7.根据权利要求6所述的折展机构,其特征在于,所述第二本体上形成有轴套,所述转轴穿设于所述轴套,所述弹性支撑件为套设在所述轴套上的扭力弹簧,所述第二摩擦面为所述轴套的一个端面。
8.根据权利要求1所述的折展机构,其特征在于,所述折展机构还包括定位组件,所述定位组件用于将所述第一本体和所述第二本体锁定于所述展开状态。
9.根据权利要求8所述的折展机构,其特征在于,所述定位组件包括锁定销和压缩弹簧,所述第二本体上形成有容纳所述锁定销和所述压缩弹簧的容纳孔,所述第一本体上形成有销孔,当所述第一本体和所述第二本体处于所述展开状态时,所述锁定销与所述销孔对齐,所述压缩弹簧驱动所述锁定销的一端插入所述销孔。
10.根据权利要求9所述的折展机构,其特征在于,所述定位组件还包括可拆卸连接于所述锁定销的复位杆,所述第二本体上设有观察口,所述观察口用于容许所述复位杆活动穿过,以便将所述锁定销从所述销孔拉出。
11.根据权利要求1所述的折展机构,其特征在于,所述第一本体形成有第一限位面,所述第二本体形成有第二限位面,所述第一本体和所述第二本体在展开状态时,所述第一限位面和所述第二限位面抵触以限制所述第一本体和所述第二本体的展开角度。
12.根据权利要求1所述的折展机构,其特征在于,所述折展机构还包括到位开关,所述到位开关安装于所述第一本体,当所述第一本体和所述第二本体相对转动至所述展开状态时,所述第二本体触发所述到位开关。
13.根据权利要求1所述的折展机构,其特征在于,所述折展机构用于连接第一基体和第二基体,所述第一本体上设有用于连接所述第一基体的第一安装孔,所述第二本体上设有用于连接所述第二基体的第二安装孔,述第一安装孔与所述第二安装孔的位置相对错开。
14.一种太阳翼,其特征在于,包括至少两个基板和权利要求1-13任一项所述的折展机构,相邻的两个基板通过所述折展机构连接。
15.一种微纳卫星,其特征在于,包括卫星主体和权利要求14所述的太阳翼,所述太阳翼的其中一个基板与所述卫星主体通过所述折展机构连接。
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CN113104238A (zh) * 2021-05-20 2021-07-13 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种用于太阳翼展开指示开关故障预防的电路

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