一种豆荚形支撑杆抛离展开机构制造技术

一种豆荚形支撑杆抛离展开机构，包括：滚筒组件、框架、展开驱动装置、导向装置、若干组抛离装置和推力装置；滚筒组件、展开驱动装置和导向装置顺次安装于框架上，若干组抛离装置顺次滑动连接于导向装置，推力装置安装于框架上；滚筒组件上卷绕有豆夹形支撑杆，展开驱动装置驱动豆荚形支撑杆向框架的外侧伸展，推力装置推动抛离装置向框架的外侧移动，当抛离装置被所述导向装置挤压时，抛离装置抵至豆荚形支撑杆的杆面，当豆荚形支撑杆的预设特定位置移动至抛离装置下方时，抛离装置锁定于豆荚形支撑杆，并随豆荚形支撑杆一起向框架外侧移动直至脱离框架。通过多组抛离装置与豆荚形支撑杆相配合连接，实现豆荚形支撑杆具有多点连接能力。

A pod shaped supporting rod from the deployment mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种豆荚形支撑杆抛离展开机构
本专利技术涉及航天器展开
，具体涉及一种豆荚形支撑杆抛离展开机构。
技术介绍
航天器展开技术是大尺寸空间结构实现在轨可靠展开和保形，从而具备任务执行能力的关键技术。随着空间可展开结构的大型化、轻量化、高精度方向发展，弹性可展结构被越来越多的应用于航天结构的展开与支撑，其典型应用如柔性太阳能电池阵、太阳帆、空间天线、遮光罩等。弹性可展结构是一种弹性储能型可展结构，依靠自身大应变弯曲变形和高精度回弹实现结构收拢和展开，具有重量轻、刚度好、收藏体积小、展开精度高等优势。豆荚杆是应用较为广泛的一类弹性支撑结构，因其双“Ω”闭截面形似豆荚而得名。该结构具有较好的承载刚度，若将其截面压平，弯曲刚度会大幅减弱，可轻易卷曲缠绕于滚筒上实现收拢；再次释放后，脱离约束部分会自动回弹至原截面形状，实现展开。为实现豆荚杆稳定可控展开，需要配备展开机构控制其收拢和展开运动。国内外航天机构已开展了豆荚杆展开机构研究(如美国NASA、德国DLR、日本JAXA等)，公知的豆荚杆展开机构一类是位于支撑杆与星体连接部位，驱动豆荚杆伸出的固定式展开机构；另一类就像钢卷尺展开，是将豆荚杆一端固定于星体，机构向外移动的同时释放杆件的随动式展开机构。由于固定式展开杆端部集中重量小，易于控制而受到关注，也是目前研发较多的一类豆荚杆展开机构。然而，固定式展开机构与豆荚杆根部连接，此处正是杆承受弯矩最大处，难以保证足够的连接刚度；若增加辅助装置对根部进行加固，会增加机构复杂度和质量，在一些对结构刚度和轻量化有较高要求的场合难以适用。随动式展开机构将豆荚杆与机构的连接部位转移到对承载要求不高的杆远端，有利于提高豆荚杆展开后的刚度，也是实现展开后机构抛离，进一步减轻系统重量的较优方案。但在太阳帆等大型薄膜可展开结构应用中，为了提高薄膜结构整体刚度，需要沿豆荚杆轴向设置多个连接接口与薄膜负载连接。由于豆荚杆卷曲运动和薄膜折展平移运动轨迹不同，多点连接存在运动不协调问题，从而限制了多接口豆荚杆在薄膜可展结构中的应用。
技术实现思路
本申请提供一种豆荚形支撑杆抛离展开机构，包括：框架、滚筒组件、展开驱动装置、导向装置、若干组抛离装置和推力装置；滚筒组件、展开驱动装置和导向装置顺次安装于框架上，若干个抛离装置顺次滑动连接于导向装置，推力装置安装于框架上；滚筒组件上卷绕有豆夹形支撑杆，展开驱动装置驱动豆荚形支撑杆向框架的外侧伸展，推力装置推动抛离装置向框架的外侧移动，当抛离装置被导向装置挤压时，抛离装置抵至豆荚形支撑杆的杆面，当豆荚形支撑杆的预设特定位置移动至抛离装置下方时，抛离装置锁定于所述豆荚形支撑杆，并随豆荚形支撑杆一起向框架外侧移动直至脱离框架。一种实施例中，滚筒组件包括滚筒和压紧条；压紧条固定安装在滚筒外壁上，豆荚形支撑杆的一端置于压紧条下方，并被压紧条挤压在滚筒上。一种实施例中，框架包括第一侧板、第二侧板和蒙皮；第一侧板和第二侧板的前部分为圆面结构，后部分为直线段结构；蒙皮的一端连接第一侧板的圆面边缘，另一端连接第二侧板的圆面边缘；滚筒组件安装于第一侧板和第二侧板的圆面，展开驱动装置和导向装置顺次安装于第一侧板和第二侧板的直线段内侧。一种实施例中，导向装置包括导向轴和导向槽；导向轴的数量为两个，一端分别固定安装于第一侧板和第二侧板的直线段内侧，另一端分别向第一侧板和第二侧板的未端延伸；导向槽的数量为两个，一端分别固定安装于导向轴的基座上且平行布置于导向轴上方，另一端向导向轴的导向方向延伸。一种实施例中，抛离装置为对称结构，包括弧形支架、抛离座、导向锥和锁定滑台；抛离座呈匚型，抛离座的竖向面设有穿设导向轴的导向孔，抛离座通过竖向面对称安装于弧形支架的相对两内侧面；导向锥活动穿插于抛离座的上端横向面，锁定滑台活动安装于抛离座的下端横向面；抛离座通过导向孔穿于导向轴时，导向锥的顶部卡入导向槽内。一种实施例中，导向槽的未端向下倾斜并延伸设置一水平面，锁定滑台于导向锥的正下方设有插孔，预设特定位置处设有预设特定孔；展开驱动装置驱动豆荚形支撑杆向第一侧板和第二侧板的外侧伸展的过程中，豆荚形支撑杆的两侧边分别至于抛离座内并位于锁定滑台上方；推力装置推动抛离座沿所述导向轴移动，导向锥随所述抛离座一起移动，当导向锥的顶部由导向槽移至水平面时，水平面挤压所述导向锥，导向锥相对抛离座向下移动，致使导向锥的底部顶在抛离座内的豆荚形支撑杆杆面上，当导向锥、豆荚形支撑杆上的预设特定孔和锁定滑台上的插孔上下正对时，导向锥依次插入预设特定孔和插孔。一种实施例中，抛离座的上端横向面设有横向槽，抛离座的下端横向面的未端设有限位块；当抛离座和豆荚形支撑杆同时脱离第一侧板和第二侧板时，锁定滑台在豆荚形支撑杆横向回弹的带动下与导向锥一起横向滑动，直至锁定滑台被限位于限位块，导向锥被卡入横向槽的未端。一种实施例中，推力装置包括弹簧座、轴套、滑块和恒力弹簧；第一侧板和第二侧板分别沿导向装置的导向方向开设有滑槽，弹簧座分别固定安装于第一侧板和第二侧板的外侧面，且位于滑槽的未端；轴套安装于弹簧座的固定轴上，且相对弹簧座自由转动；滑块安装于滑槽内，且滑块向第一/第二侧板的内侧延伸的凸台接触抛离装置；恒力弹簧的平直端与滑块固定连接，恒力弹簧的自卷绕部分与轴套同轴安装。一种实施例中，蒙皮的表面开设有槽孔。一种实施例中，预设特定孔为条形孔。依据上述实施例的豆荚形支撑杆抛离展开机构，由于通过多组抛离装置与豆荚形支撑杆的多个预设特定位置相配合连接，实现豆荚形支撑杆具有多点连接能力，解决了薄膜可展结构应用中存在的多接口豆荚形支撑杆展开控制实现难、结构刚度低的问题，且，本例的豆荚形支撑杆抛离展开机构具有收拢体积小、展开可靠性高的效果，可有效应用于航天器有效载荷伸展臂、薄膜太阳帆、薄膜太阳电池阵、薄膜天线等领域。附图说明图1为豆荚形支撑杆抛离展开机构结构示意图；图2为滚筒组件示意图；图3为框架结构示意图；图4为展开驱动装置示意图；图5为导向装置示意图；图6为抛离装置示意图；图7为推力装置示意图；图8为豆夹形支撑杆示意图；图9(a)为豆荚形支撑杆抛离展开机构分离前状态图；图9(b)为豆荚形支撑杆抛离展开机构分离中状态图；图9(c)为豆荚形支撑杆抛离展开机构分离后状态图；图9(d为豆荚形支撑杆抛离展开机构分离后互锁状态图。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。本例提供一种豆荚形支撑杆抛离展开机构，其结构示意图如图1所示，包括滚筒组件1、框架2、展开驱动装置3、导向装置4、若干组抛离装置5和推力装置6，滚筒组件1、展开驱动装置3和导向装置4顺次安装于框架2上，若干组抛离装置5顺次滑动连接于导向装置4，推力装置6安装于框架2上。其中，框架2是整个机构的支撑结构，为各功能组件提供相应的安装接口，滚筒组件1用于连接固定豆荚形支撑杆7端面，在人工或外装电机驱下转动收卷豆荚形支撑杆7，展开驱动装置3采用带电机驱动的压紧轮压扁豆荚形支撑杆7，并旋转带动豆荚形支撑杆7向外伸出，导向装置4和推力装置6分别为抛离装置5提供解锁分离的运动导向和驱动力，使抛离装置5与豆荚形支撑杆7的预设特定位置连接并锁定于豆荚形支撑杆7上，抛离装置5与豆荚形支撑杆7同时与框架2分离，抛离装置5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种豆荚形支撑杆抛离展开机构，其特征在于，包括：滚筒组件、框架、展开驱动装置、导向装置、若干组抛离装置和推力装置；所述滚筒组件、展开驱动装置和导向装置顺次安装于所述框架上，所述若干组抛离装置顺次滑动连接于所述导向装置，所述推力装置安装于所述框架上；所述滚筒组件上卷绕有豆夹形支撑杆，所述展开驱动装置驱动所述豆荚形支撑杆向所述框架的外侧伸展，所述推力装置推动所述抛离装置向所述框架的外侧移动，当所述抛离装置被所述导向装置挤压时，所述抛离装置抵至所述豆荚形支撑杆的杆面，当所述豆荚形支撑杆的预设特定位置移动至所述抛离装置下方时，所述抛离装置锁定于所述豆荚形支撑杆，并随所述豆荚形支撑杆一起向所述框架外侧移动直至脱离所述框架。

【技术特征摘要】
1.一种豆荚形支撑杆抛离展开机构，其特征在于，包括：滚筒组件、框架、展开驱动装置、导向装置、若干组抛离装置和推力装置；所述滚筒组件、展开驱动装置和导向装置顺次安装于所述框架上，所述若干组抛离装置顺次滑动连接于所述导向装置，所述推力装置安装于所述框架上；所述滚筒组件上卷绕有豆夹形支撑杆，所述展开驱动装置驱动所述豆荚形支撑杆向所述框架的外侧伸展，所述推力装置推动所述抛离装置向所述框架的外侧移动，当所述抛离装置被所述导向装置挤压时，所述抛离装置抵至所述豆荚形支撑杆的杆面，当所述豆荚形支撑杆的预设特定位置移动至所述抛离装置下方时，所述抛离装置锁定于所述豆荚形支撑杆，并随所述豆荚形支撑杆一起向所述框架外侧移动直至脱离所述框架。2.如权利要求1所述的豆荚形支撑杆抛离展开机构，其特征在于，所述滚筒组件包括滚筒和压紧条；所述压紧条固定安装在所述滚筒外壁上，所述豆荚形支撑杆的一端置于所述压紧条下方，并被所述压紧条挤压在所述滚筒上。3.如权利要求1所述的豆荚形支撑杆抛离展开机构，其特征在于，所述框架包括第一侧板、第二侧板和蒙皮；所述第一侧板和第二侧板的前部分为圆面结构，后部分为直线段结构；所述蒙皮的一端连接所述第一侧板的圆面边缘，另一端连接所述第二侧板的圆面边缘；所述滚筒组件安装于所述第一侧板和第二侧板的圆面，所述展开驱动装置和导向装置顺次安装于所述第一侧板和第二侧板的直线段内侧。4.如权利要求3所述的豆荚形支撑杆抛离展开机构，其特征在于，所述导向装置包括导向轴和导向槽；所述导向轴的数量为两个，一端分别固定安装于所述第一侧板和第二侧板的直线段内侧，另一端分别向所述第一侧板和第二侧板的未端延伸；所述导向槽的数量为两个，一端分别固定安装于所述导向轴的基座上且平行布置于所述导向轴上方，另一端向所述导向轴的导向方向延伸。5.如权利要求4所述的豆荚形支撑杆抛离展开机构，其特征在于，所述抛离装置为对称结构，包括弧形支架、抛离座、导向锥和锁定滑台；所述抛离座呈匚型，所述抛离座的竖向面设有穿设所述导向轴的导向孔，所述抛离座通过竖向面对称安装于所述弧形支架的相对两内侧面；所述导向锥活动穿插于所述抛离座的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢超，彭福军，秦礼，王滢红，张良俊，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31