CN218022252U - 一种层叠式双向展开的太阳翼 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及航天技术领域，具体为一种层叠式双向展开的太阳翼，其包括：支撑板、太阳翼、上展开机构、下展开机构、驱动电机，支撑板的两侧设有多层太阳翼，位于支撑板上方的太阳翼的两端设有上展开机构，位于支撑板下方的太阳翼的两端设有下展开机构，支撑板的两端设有驱动电机，上展开机构由多层上展开件组成，位于上展开机构最上层的上展开件一端向下沿伸有上抵合件，相邻的上展开件之间通过上弹性件连接，下展开机构由多层下展开件组成，下展开机构最下层的下展开件一端向上沿伸设有下抵合件，本实用新型通过电机对太阳翼展开的速度进行控制，可防止过大的冲击力导致太阳翼展开失败的问题出现。

Description

一种层叠式双向展开的太阳翼

技术领域

本实用新型涉及航天领域，具体涉及一种层叠式双向展开的太阳翼。

背景技术

随着航天事业的不断发展，航天器的结构越来越复杂，质量也越来越大。由于受到运载工具有效空间和运载质量等因素的限制，传统的航天器结构在研制和发射方面都遇到了巨大的困难。因此，如何在有限的运载能力条件下充分提高航天器的效能是航天器研制工作的一个重要发展方向。现有卫星太阳能板电池板展开一般是靠记忆金属，当使用温度到到达某温度时，他就会按本来设定的形状自动展开。或者采用火工机构，发射前将太阳能帆板折叠后用弹簧压缩，再用火工机构将其锁紧。展开时，火工机构得到指令，爆炸螺栓引爆，炸开锁紧机构，在弹簧力的作用下动将帆板展开。这一过程看似简单，但是对于卫星进入真正的工作状态是非常重要的一个环节。各国都有失败的案例，好好的卫星因为太阳能帆板不能打开而变成一颗垃圾卫星。随着太空卫星环境逐渐恶劣，未来卫星也应该具备可回收性及机动变轨。对于无法收回太阳能板的卫星尺寸较大，只能采取抛弃太阳能板回收有效载荷的方式。为应对卫星轨道紧急的问题，需要机动变轨时将太阳能板收回，在变轨时也将减少消耗的推进剂量。毕竟在无法实现轨道加油的今天，携带的推进剂的量也是有限的。

实用新型内容

因此，本实用新型正是鉴于以上问题而做出的，本实用新型的目的在于通过收紧绳的收放控制太阳翼的重复收拢，本实用新型是通过以下技术方案实现上述目的：

一种层叠式双向展开的太阳翼，包括：支撑板、太阳翼、上展开机构、下展开机构、驱动电机，支撑板的两侧设有多层太阳翼，位于支撑板上方的太阳翼的两端设有上展开机构，位于支撑板下方的太阳翼的两端设有下展开机构，支撑板的两端设有驱动电机，上展开机构由多层上展开件组成，位于上展开机构最上层的上展开件一端向下沿伸有上抵合件，相邻的上展开件之间通过上弹性件连接，下展开机构由多层下展开件组成，下展开机构最下层的下展开件一端向上沿伸设有下抵合件，相邻的下展开件之间通过下弹性件连接，驱动电机输出端与上收放轮中心位置固定连接，上收放轮上缠绕有两根上收放绳，上收放轮的两侧均设置有上导向轮，上收放轮下端设置有下收放轮，上收放轮与下收放轮一端均设置有齿牙，并相互啮合，下收放轮上缠绕有两根下收放绳，下收放轮两侧均设置有下导向轮，上收放轮、上导向轮、下收放轮、下导向轮均可旋转设置于支撑板内部。

优选的，太阳翼由柔性材料构成，太阳翼由多层太阳能电池阵列组成。

优选的，上弹性件一端与位于上方的上展开件的下端固定连接，另一端与位于下方的上展开件的上端固定连接，位于上展开机构最下层的上弹性件下端与支撑板上端固定连接，上弹性件的正常状态为垂直于相邻的上展开件。

优选的，下弹性件一端与位于上方的下展开件的下端固定连接，另一端与位于下方的下展开件的上端固定连接，下展开机构最上层下弹性件的上端与支撑板的下端固定连接；下弹性件的正常状态为垂直于相邻的下展开件。

优选的，两根上收放绳水平沿伸方向相反，上收放绳绕过上导向轮外周并向上沿伸，并穿过上展开件两端开设的通过槽，并与最上端的上展开件的一侧固定连接。

优选的，两根下收放绳水平沿伸方向相反，下收放绳绕过下导向轮外周并向下沿伸，并穿过下展开件两端开设的通过槽，并与最下端的下展开件的一侧固定连接。

本实用新型有益效果：

1、本实用新型通过电机对太阳翼展开的速度进行控制，可防止过大的冲击力导致太阳翼展开失败的问题出现。

2、本实用新型可通过电机控制收放绳的收放，从而控制太阳翼的展开与收拢，以满足特殊环境下对太阳翼的需求。

3、本实用新型可通过上、下抵合件对上、下展开件的位置进行固定，不再需要传统太阳翼机构的压紧释放装置，从而减少发射成本。

4、本实用新型通过双向展开太阳翼，在减少展开所需时间的同时增加了航天器的空间利用率。

附图说明

图1为本实用新型提供的太阳翼收拢状态下整体结构示意图。

图2为本实用新型提供的太阳翼展开状态下整体结构示意图。

图3为本实用新型提供的支撑机构结构示意图。

图4为本实用新型提供的上、下展开机构内部结构示意图。

图5为本实用新型提供的上、下展开机构内部结构正视图。

附图标记说明：

图中，100、支撑板；200、太阳翼；300、上展开机构；310、上展开件；311、通过槽；320、上抵合件；330、上弹性件；400、下展开机构；410、下展开件；420、下抵合件；330、下弹性件；500、驱动电机；510、上收放轮；520、上收放绳；530、上导向轮；540、下收放轮；550、下收放绳；560、下导向轮。

具体实施方式

本实用新型优选实施例将通过参考附图进行详细描述然而本实用新型也可以各种不同的形式实现，因此本实用新型不限于下文中描述的实施例，另外，为了更清楚地描述本实用新型，与实用新型没有连接的部件将从附图中省略；

如图1、图2所示，一种层叠式双向展开的太阳翼，包括：用于支撑整体机构的支撑板100，位于支撑板100上下两端的多层太阳翼200，位于支撑板100上方的太阳翼200两端的上展开机构300，位于支撑板100下方的太阳翼200两端的下展开机构400，位于支撑板100两端的驱动电机500；

所述太阳翼200由柔性材料构成；

如图1-5所示，所述太阳翼200由多层太阳能电池阵列组成，且位于支撑板100上方的每层太阳能电池阵列两端均与上展开机构300一侧固定连接，位于支撑板100下方的每层太阳能电池阵列两端均与下展开机构400一侧固定连接；

所述上展开机构300由多层上展开件310组成；

位于所述上展开机构300最上层的上展开件310一端向下沿伸有上抵合件320；

相邻的所述上展开件310之间通过上弹性件330连接，即上弹性件330一端与位于上方的上展开件310的下端固定连接，另一端与位于下方的上展开件310的上端固定连接；

位于所述上展开机构300最下层的上弹性件330下端与支撑板100上端固定连接；

所述上弹性件330的正常状态为垂直于相邻的上展开件310；

所述下展开机构400由多层下展开件410组成；

所述下展开机构400最下层的下展开件410一端向上沿伸设有下抵合件420；

相邻的所述下展开件410之间通过下弹性件430连接，即下弹性件430一端与位于上方的下展开件410的下端固定连接，另一端与位于下方的下展开件410的上端固定连接；

所述下展开机构400最上层下弹性件430的上端与支撑板100的下端固定连接；

所述下弹性件430的正常状态为垂直于相邻的下展开件410；

当所述太阳翼200为收拢状态时，上抵合件320与下展开机构400最下端的下展开件410一端接触，并通过电磁机构(图中未示出)相互吸附，下抵合件420与上展开机构300最上端的上展开件310一端接触，并通过电磁机构(图中未示出)相互吸附；

所述支撑板100两端均固定设置有驱动电机500；

所述驱动电机500输出端与上收放轮510中心位置固定连接；

所述上收放轮510上缠绕有两根上收放绳520，且两根上收放绳520水平沿伸方向相反；

所述上收放轮510两端均设置有上导向轮530；

所述上收放绳520绕过上导向轮530外周并向上沿伸，并穿过上展开件310两端具有的通过槽311，并与最上端的上展开件310固定连接；

所述上收放轮510下端设置有下收放轮540；

所述上收放轮510与下收放轮540一端均设置有齿牙，并相互啮合；

所述下收放轮540上缠绕有两根下收放绳550，且两根下收放绳550水平沿伸方向相反；

所述下收放轮540两端均设置有下导向轮560；

所述下收放绳550绕过下导向轮560外周并向下沿伸，并穿过下展开件410两端具有的通过槽311，并与最下端的下展开件410固定连接；

所述上收放轮510、上导向轮530、下收放轮540、下导向轮560均可旋转设置于支撑板100内部；

本实用新型的工作原理：

太阳翼处于压缩状态时：各层上展开件310、下展开件410相互接触，且上抵合件320与最下方的下展开件410磁吸限位，下抵合件420与最上方的上展开件310磁吸限位，以对上展开件310、下展开件410压紧并固定。

当太阳翼需要展开时：解除上抵合件320与下抵合件420对上展开件310与下展开件410的磁吸限位，随后通过驱动电机500控制上收放轮510转动，从而带动下收放轮540转动，用以提供上收放绳520与下收放绳550的运动动力，并在上弹性件330与下弹性件430的弹力作用下使太阳翼200逐层展开，并可通过控制上收放轮510的转动速度控制太阳翼200的展开速度，直至太阳翼200完全展开。

当太阳翼需要收拢时：通过驱动电机500驱动上收放轮510与下收放轮540反转以收拢上收放绳520与下收放绳550，以对太阳翼200进行逐层收拢，且在收拢过程中通过上抵合件320、下抵合件420与上展开件310、下展开件410的抵合，以对上展开件310与下展开件410稳定收拢。

Claims (8)

1.一种层叠式双向展开的太阳翼，包括：支撑板(100)、太阳翼(200)、上展开机构(300)、下展开机构(400)、驱动电机(500)；其特征在于：所述支撑板(100)的两侧设有多层太阳翼(200)，位于支撑板(100)上方的太阳翼(200)的两端设有上展开机构(300)，位于支撑板(100)下方的太阳翼(200)的两端设有下展开机构(400)，支撑板(100)的两端设有驱动电机(500)，所述上展开机构(300)由多层上展开件(310)组成，位于所述上展开机构(300)最上层的上展开件(310)一端向下沿伸有上抵合件(320)，相邻的所述上展开件(310)之间通过上弹性件(330)连接，所述下展开机构(400)由多层下展开件(410)组成，所述下展开机构(400)最下层的下展开件(410)一端向上沿伸设有下抵合件(420)，相邻的所述下展开件(410)之间通过下弹性件(430)连接，所述驱动电机(500)输出端与上收放轮(510)中心位置固定连接，所述上收放轮(510)上缠绕有两根上收放绳(520)，所述上收放轮(510)的两侧均设置有上导向轮(530)，所述上收放轮(510)下端设置有下收放轮(540)，所述上收放轮(510)与下收放轮(540)一端均设置有齿牙，并相互啮合，所述下收放轮(540)上缠绕有两根下收放绳(550)，所述下收放轮(540)两侧均设置有下导向轮(560)，所述上收放轮(510)、上导向轮(530)、下收放轮(540)、下导向轮(560)均可旋转设置于支撑板(100)内部。

2.根据权利要求1所述的一种层叠式双向展开的太阳翼，其特征在于：所述太阳翼(200)由柔性材料构成，所述太阳翼(200)由多层太阳能电池阵列组成。

3.根据权利要求1所述的一种层叠式双向展开的太阳翼，其特征在于：所述上弹性件(330)一端与位于上方的上展开件(310)的下端固定连接，另一端与位于下方的上展开件(310)的上端固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种层叠式双向展开的太阳翼，其特征在于：所述位于上展开机构(300)最下层的上弹性件(330)下端与支撑板(100)上端固定连接，所述上弹性件(330)的正常状态为垂直于相邻的上展开件(310)。

5.根据权利要求1所述的一种层叠式双向展开的太阳翼，其特征在于：所述下弹性件(430)一端与位于上方的下展开件(410)的下端固定连接，另一端与位于下方的下展开件(410)的上端固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种层叠式双向展开的太阳翼，其特征在于：所述下展开机构(400)最上层下弹性件(430)的上端与支撑板(100)的下端固定连接；所述下弹性件(430)的正常状态为垂直于相邻的下展开件(410)。

7.根据权利要求1所述的一种层叠式双向展开的太阳翼，其特征在于：两根所述上收放绳(520)水平沿伸方向相反，所述上收放绳(520)绕过上导向轮(530)外周并向上沿伸，并穿过上展开件(310)两端开设的通过槽(311)，并与最上端的上展开件(310)的一侧固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种层叠式双向展开的太阳翼，其特征在于：两根所述下收放绳(550)水平沿伸方向相反，所述下收放绳(550)绕过下导向轮(560)外周并向下沿伸，并穿过下展开件(410)两端开设的通过槽(311)，并与最下端的下展开件(410)的一侧固定连接。

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