一种太阳毯匀载、张紧、位移补偿机构制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳毯匀载、张紧、位移补偿机构。使用本发明专利技术能够在太阳翼在空间高低温交变产生的胀缩位移时提供均匀、恒定的张紧力，保证太阳翼具有稳定的刚度特性，且位移补偿尺度大、抗干扰能力强。本发明专利技术由恒力矩弹簧收绳机构、张紧钢丝绳、均载梁、均载弹簧、柔性过渡毯和琴钢丝铰链组成，通过改变张紧钢丝绳的长度对柔性太阳毯由于收缩和膨胀产生的位移进行补偿，并确保张紧钢丝绳的拉力始终恒定。通过均载梁、均载弹簧和柔性过渡毯，将张紧钢丝绳传递过来的集中张紧力均匀分散成面内作用力，达到均匀加载的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航天器太阳翼
，具体涉及一种柔性太阳毯匀载、张紧、位移补偿机构。
技术介绍
大型柔性太阳翼具有面积大重量轻的特点，由于其面积大，在空间高低温交变环境中将产生由于热胀冷缩引起的不可忽视的位移，为防止结构破坏，必须采用一套位移补偿装置。另外，柔性太阳毯必须处于张紧状态下才能保持一定的刚度特性，才能满足在轨姿轨控要求。同时，未张紧的太阳毯亦存在钩挂等风险。因此，必须对太阳毯进行张紧和位移补偿。大型柔性太阳翼是较为前沿的空间技术，国内外未调研到解决其张紧和位移补偿的相关装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种太阳毯匀载、张紧、位移补偿机构，能够补偿柔性太阳翼在空间高低温交变产生的胀缩位移，而在补偿位移的过程中能够提供均匀、恒定的张紧力，保证太阳翼具有稳定的刚度特性，且补偿尺度大、并有较强的抗干扰能力。本专利技术的太阳毯匀载、张紧、位移补偿机构，包括：恒力矩弹簧收绳机构、张紧钢丝绳、均载梁、均载弹簧、柔性过渡毯和琴钢丝铰链；其中，恒力矩弹簧收绳机构包括收绳轮和恒力弹簧，恒力弹簧的两端分别与收绳轮和太阳翼固定箱板固连，收绳轮在恒力弹簧作用下，始终受到单一方向的恒扭矩作用；张紧钢丝绳一端缠绕在恒力矩弹簧收绳机构的收绳轮上，另一端与均载梁垂直固连；均载梁通过安装在其上的、均布的多个均载弹簧与柔性过渡毯相连；柔性过渡毯通过琴钢丝铰链与柔性太阳毯连接。进一步的，所述琴钢丝铰链由铰链基体A铰链基体B和琴钢丝组成，所述铰链基体A与铰链基体B均开有凹凸相间豁口；铰链基体A与铰链基体B的豁口相互匹配形成一种咬合形态，琴钢丝贯穿咬合的豁口。有益效果：(1)本专利技术可实现柔性太阳毯的位移补偿功能，并在位移补偿过程中始终提供恒定的张紧力，其他装置提供的力通常是变化较大的。本专利技术一次解决了柔性太阳毯张紧和位移补偿的两项需求，且通过一系列均载手段将张紧力均匀施加至太阳毯上，性能优良。(2)本专利技术通过恒力矩弹簧收绳机构对张紧钢丝绳施加张紧力，柔性太阳毯收缩时，能将张紧钢丝绳从恒力矩弹簧收绳机构中拉出，柔性太阳毯膨胀时，恒力矩弹簧收绳机构又能将张紧钢丝绳收回，在张紧钢丝绳拉出和收回的过程中，恒力矩弹簧收绳机构施加在张紧钢丝绳的拉力保持恒定。(3)通过均载梁与均载弹簧将张紧钢丝绳传递过来的两股集中张紧力分散成多股张紧力。均载梁起到分散力的作用，均载弹簧保证分散出的各股力大小均匀，避免出现应力集中现象。柔性过渡毯进一步将均载弹簧传递的多股张紧力均匀分散成面内作用力，达到均匀加载的目的。附图说明图1为本专利技术补偿机构结构示意图。图2为恒力矩弹簧收绳机构结构示意图。图3为均载梁与均载弹簧连接示意图。图4为太阳毯与琴钢丝铰链连接示意图。其中，1-太阳翼固定箱板，2-恒力矩弹簧收绳机构，3-钢丝绳，4-均载梁，5-均载弹簧，6-柔性过渡毯，7-琴钢丝铰链，8-柔性太阳毯，9-收绳轮，11-铰链基体A，12-铰链基体B，13-琴钢丝。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供了一种太阳毯匀载、张紧、位移补偿机构，如图1所示，包括恒力矩弹簧收绳机构2、张紧钢丝绳3、均载梁4、均载弹簧5、柔性过渡毯6和琴钢丝铰链7。其中，两套恒力矩弹簧收绳机构2安装于柔性太阳翼固定箱板1上，张紧钢丝绳3一端缠绕在恒力矩弹簧收绳机构2上，另一端与均载梁4垂直固连。均载梁4通过安装在其上的、均布的多个均载弹簧5与柔性过渡毯6相连，如图3所示。柔性过渡毯6通过琴钢丝铰链7与柔性太阳毯8连接。柔性太阳翼由多个柔性太阳毯组成，相邻柔性太阳毯之间亦通过琴钢丝铰链相连。如图2所示，恒力矩弹簧收绳机构2安装在太阳翼固定箱板1上，恒力矩弹簧收绳机构2包括收绳轮9和恒力弹簧，其中，恒力弹簧的两端分别与收绳轮9和太阳翼固定箱板1固连，张紧钢丝绳3缠绕在恒力矩弹簧收绳机构2的收绳轮9上。恒力矩弹簧收绳机构2是一种被动收绳机构，收绳轮9在恒力弹簧作用下，始终受到单一方向的恒扭矩作用，该扭矩转化成对张紧钢丝绳3的张紧力。当张紧钢丝绳3另一端受到的拉力大于恒力弹簧产生的力时，张紧钢丝绳3被拉出，反之张紧钢丝绳3被收回。张紧钢丝绳3另一端的驱动根源是柔性太阳毯的变形位移，而张紧钢丝绳3的伸缩长度变化能够补偿变形位移，避免柔性太阳翼收缩过度产生较大内应力或者膨胀过度导致松弛散乱。如图3所示，张紧钢丝绳3将张紧力传递至均载梁4，均载梁4上分散安装多个均载弹簧5。均载梁4将张紧钢丝绳3的集中力分散传递至各弹簧安装点。在没有均载弹簧5的情况下，各安装点分担的力与各点张紧程度相关，离散性较严重。有均载弹簧5后，通过各弹簧的拉伸长度的微略差异即可自发调配各点的张紧程度，而对于刚度较低的均载弹簧5而言，拉伸长度的微略差异造成的力的差异可忽略不计，因此达到了各点均匀承载的目的。多个均载弹簧5均连接至同一块柔性过渡毯6上，这分散的多股力在柔性过渡毯6传递一定区域后，逐渐形成均匀的面内张力。如图4所示，柔性过渡毯6与柔性太阳毯8之间通过琴钢丝铰链7相连。琴钢丝铰链7的铰链基体A11与铰链基体B12均开有凹凸相间豁口。两者相互匹配形成一种咬合形态，中间穿入琴钢丝13形成铰链连接。这种连接方式能在柔性过渡毯6与柔性太阳毯8之间均匀的传递载荷。由于琴钢丝铰链7整体具有一定柔度，可以适应一定范围内的变形差异。各柔性太阳毯8之间也采用了相同的连接方式。本专利技术中，恒力矩弹簧收绳机构为张紧钢丝绳提供恒定的张紧力，并能适应钢丝绳的伸缩位移，实现位移补偿功能。均载梁将集中的钢丝绳张力分散成多点作用力。均载弹簧用于调配各连接点的作用力，避免出现局部连接点应力集中现象。柔性过渡毯将均载弹簧力转换成面内张力。琴钢丝铰链用于太阳毯之间的连接，保证各太阳毯之间能够以线接触的方式均匀传递张力。以上部件协调作用，实现了太阳毯的均载、张紧以及位移补偿功能，均载和张紧提高了太阳毯刚度，降低了太阳毯扰动，位移补偿使太阳毯能够适应空间高低温交变环境。综上所述，以上仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用于限定本专利技术的保护范围。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳毯匀载、张紧、位移补偿机构，其特征在于，包括：恒力矩弹簧收绳机构(2)、张紧钢丝绳(3)、均载梁(4)、均载弹簧(5)、柔性过渡毯(6)和琴钢丝铰链(7)；其中，恒力矩弹簧收绳机构(2)包括收绳轮(9)和恒力弹簧，恒力弹簧的两端分别与收绳轮(9)和太阳翼固定箱板(1)固连，收绳轮(9)在恒力弹簧作用下，始终受到单一方向的恒扭矩作用；张紧钢丝绳(3)一端缠绕在恒力矩弹簧收绳机构(2)的收绳轮(9)上，另一端与均载梁(4)垂直固连；均载梁(4)通过安装在其上的、均布的多个均载弹簧(5)与柔性过渡毯(6)相连；柔性过渡毯(6)通过琴钢丝铰链(7)与柔性太阳毯(8)连接。

【技术特征摘要】
1.一种太阳毯匀载、张紧、位移补偿机构，其特征在于，包括：恒力矩弹簧收绳机构(2)、张紧钢丝绳(3)、均载梁(4)、均载弹簧(5)、柔性过渡毯(6)和琴钢丝铰链(7)；其中，恒力矩弹簧收绳机构(2)包括收绳轮(9)和恒力弹簧，恒力弹簧的两端分别与收绳轮(9)和太阳翼固定箱板(1)固连，收绳轮(9)在恒力弹簧作用下，始终受到单一方向的恒扭矩作用；张紧钢丝绳(3)一端缠绕在恒力矩弹簧收绳机构(2)的收绳轮(9)上，另一端与均载梁(4)垂直固连；均...

【专利技术属性】
技术研发人员：王举，闫泽红，任守志，杨巧龙，梁世杰，马静雅，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京;11