一种航天器的载荷板展开组件制造技术

本发明专利技术涉及一种航天器的载荷板展开组件，包括载荷单翼，载荷单翼包括依次铰接的至少四组载荷板组，载荷板组包括两块铰接的载荷板、铰接于载荷板组左右两端的撑杆I，载荷单翼的相邻载荷板之间设置有至少一个有源板间铰链，撑杆I的一端铰接于载荷板的端部，另一端与同组载荷板组的另一根撑杆I铰接，载荷单翼的相邻载荷板组之间均设置有中间撑杆组，并且位于最中间的中间撑杆组为第一中间撑杆组，其他中间撑杆组为第二中间撑杆组，第一中间撑杆组包括对称设置的两组连接杆组，每组连接杆组包括撑杆IV与撑杆V，第二中间撑杆组包括两根撑杆II。本发明专利技术的航天器的载荷板展开组件用于多载荷板展开且具有高收纳比。

【技术实现步骤摘要】
一种航天器的载荷板展开组件
本专利技术涉及一种航天器的载荷板展开组件，尤其涉及一种针对载荷单翼板数量不少于四块且为偶数的高收纳比展开机构。
技术介绍
随着军、民用航天器功能的多样化与功能性要求的日益提高，航天器配置的载荷长度、面积等空间尺度参数发生了大幅度的提升，受限于运载器的整流罩包络，大尺度载荷无法以工作状态进行发射，需要将载荷分块为载荷板，入轨后利用展开机构实施构型转换。当前航天器中大量使用单翼单板与单翼双板展开机构，但对于单翼多板，即单翼四板以上的展开机构，无法通过单翼单板或单翼双板展开机构的扩展实现设计。同时，多载荷板数量也要求展开机构的收纳比尽可能提高。因此，亟需开发一种同时具备可扩展性与高收纳比的多载荷板展开机构。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种用于多载荷板展开且具有高收纳比的航天器的载荷板展开组件。本专利技术的航天器的载荷板展开组件，包括载荷单翼，所述载荷单翼包括依次铰接的至少四组载荷板组，所述载荷板组包括两块铰接的载荷板、铰接于载荷板组左右两端的撑杆I，所述载荷单翼的相邻载荷板之间设置有至少一个有源板间铰链，所述撑杆I的一端铰接于载荷板的端部，撑杆I的另一端与同一组载荷板组的另一根撑杆I铰接，所述载荷单翼的相邻载荷板组之间均设置有中间撑杆组，并且位于最中间的中间撑杆组为第一中间撑杆组，其他中间撑杆组为第二中间撑杆组，所述第一中间撑杆组包括对称设置的两组连接杆组，每组连接杆组包括撑杆IV与撑杆V，所述撑杆IV的一端铰接于相邻撑杆I的顶端，撑杆IV的另一端与撑杆V铰接，撑杆V的另一端与另一组连接杆组的撑杆V铰接，所述第二中间撑杆组包括两根撑杆II，并且其中一根撑杆II铰接于相邻的撑杆I的顶端，另一根撑杆II与该第二中间撑杆组的另一根撑杆II铰接。其中，有源板间铰链指带有驱动电机的铰链，其可通过驱动电机驱动铰链的合页分开或闭合，从而驱动与其连接的载荷板展开或闭合。第一中间撑杆组的总长度较第二中间撑杆组的总长度长。并且载荷单翼展开时，第一中间撑杆组与两根相邻的撑杆I包围形成一个菱形结构，第二中间撑杆组与相邻的两根撑杆包围形成一个等腰三角形。这样不仅使得载荷单翼展开后结构更稳固，同时也利于其收拢。具体收拢时，载荷单翼在有源板间铰链的驱动下逐渐折叠收缩，直至载荷单翼完全收拢至各载荷板互相平行。此时其所占体积较小。进一步的，本专利技术的航天器的载荷板展开组件，所述载荷单翼的相邻载荷板之间还设置有无源板间铰链。无源板间铰链指不带驱动电机的铰链，其在有源板间铰链的驱动下开合。其一方面加强了载荷板之间的连接稳定性，另一方面也起到辅助驱动的作用，其两侧的合页分别与相邻的载荷板固连。进一步的，本专利技术的航天器的载荷板展开组件，位于载荷板组左端、载荷板组右端的撑杆I的数目均为两根，并且两根撑杆I平行地设置于载荷板的前后两侧，相应的，每相邻载荷板组之间的中间撑杆组的数目也为两组，并且每组载荷板组还包括一根与其宽度方向平行的撑杆III，所述撑杆III的一端分别与位于该组载荷板组前侧的撑杆I及相邻的撑杆II铰接，另一端与位于该组载荷板组后侧的撑杆I及相邻的撑杆II铰接。此项设计，使得整个撑杆组连接更稳固。其中，每组载荷板组包括四根撑杆I，其中两根位于载荷板组的左端，另两根位于载荷板组的右端。进一步的，本专利技术的航天器的载荷板展开组件，所述有源板间铰链包括铰接轴、分别与铰接轴铰接的第一合页、第二合页及驱动第一合页或第二合页相对铰接轴转动的驱动电机。驱动电机的设置，实现了对载荷板的主动驱动。具体地，第一合页、第二合页分别与相邻的载荷板固连，收拢时，驱动电机驱动第一合页或第二合页转动，与第一合页或第二合页固连的载荷板便开始转动，并通过撑杆I、中间撑杆组带动另一载荷板及与其连接的合页转动，直至整个载荷一般收拢完毕。相反地，载荷一般的展开与上述过程相反。进一步的，本专利技术的航天器的载荷板展开组件，所述有源板间铰链包括壳体，所述驱动电机设置于壳体内，所述铰接轴通过轴承与壳体连接，所述第一合页与壳体固连，所述驱动电机通过齿轮与所述铰接轴连接。具体工作时，驱动电机的输出轴带动与其连接的第一齿轮转动，由于铰接轴上也固设有第二齿轮且第二齿轮与第一齿轮啮合，这样，随着第一齿轮的转动，驱动电机、壳体及与驱动电机固连的第一合页相对铰接轴转动，从而带动与第一合页固连的载荷板转动。进一步的，本专利技术的航天器的载荷板展开组件，所述载荷单翼的两端还设置有杆间铰链I。借由上述方案，本专利技术至少具有以下优点：本专利技术的航天器的载荷板展开组件，用于实现航天器入轨后，将多个顺序排列的载荷板自收拢态展开至展开态的构型转换。航天器的载荷板展开组件，其基本原理为串联的四连杆机构展开锁定为串联的三角形结构，其由不同类型的撑杆、杆间铰链、有源板间铰链、无源板间铰链等所组成。单翼载荷板可以为平面、球面、抛物面、不规则面等任意形状，其数量不少于四块且为偶数。每两块相邻的载荷板由一台有源板间铰链和一台无源板间铰链相连接。杆间铰链、有源板间铰链、无源板间铰链利用共轴设计实现机构自由度的缩并，将撑杆布置在载荷板的侧面，实现了高收纳比的收拢展开。其中，各种撑杆在展开机构中起到联动与支撑功能，杆间铰链在展开机构中起到连接撑杆、辅助输出力矩、锁定等功能，有源板间铰链在展开机构中起到连接载荷板、输出驱动力矩、锁定等功能，无源板间铰链在展开机构中起到连接载荷板、辅助输出驱动力矩、锁定等功能。综上所述，本专利技术的航天器的载荷板展开组件能够进行多载荷板展开，同时具有高收纳比。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是航天器的载荷板展开组件的展开状态示意图；图2是航天器的载荷板展开组件的收拢状态示意图；图3是航天器的载荷板展开组件的基本原理示意图；图4是航天器的载荷板展开组件展开状态的前视图；图5是无源板间铰链的立体结构图；图6是杆间铰链的立体结构图；图7是有源板间铰链的立体结构图。其中，01-载荷板；11-撑杆I；12-撑杆II；13-撑杆III；14-撑杆IV；15-撑杆V；21-杆间铰链I；22-杆间铰链II；23-杆间铰链III；24-杆间铰链IV；25-杆间铰链V；31-有源板间铰链I；32-有源板间铰链II；33-有源板间铰链III；41-无源板间铰链I；42-无源板间铰链II；43-无源板间铰链III；5：载荷板组；6：第一中间撑杆组；7：第二中间撑杆组；8：连接杆组；9：铰接轴；10：第一合页；16：第二合页；17：壳体。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。参见图1至图7，本专利技术一较佳实施例的航天器的载荷板展开组件，本实施例采用单翼四块平面载荷板组展开机构进行说明，参见本专利技术实施例的附图，下文将更详细地描述本专利技术。然而，本专利技术可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本
的技术人员完全了解本专利技术的范围。这些附图，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。参照图1与图2所示的展本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航天器的载荷板展开组件，其特征在于：包括载荷单翼，所述载荷单翼包括依次铰接的至少四组载荷板组，所述载荷板组包括两块铰接的载荷板、铰接于载荷板组左右两端的撑杆I，所述载荷单翼的相邻载荷板之间设置有至少一个有源板间铰链，所述撑杆I的一端铰接于载荷板的端部，撑杆I的另一端与同一组载荷板组的另一根撑杆I铰接，所述载荷单翼的相邻载荷板组之间均设置有中间撑杆组，并且位于最中间的中间撑杆组为第一中间撑杆组，其他中间撑杆组为第二中间撑杆组，所述第一中间撑杆组包括对称设置的两组连接杆组，每组连接杆组包括撑杆IV与撑杆V，所述撑杆IV的一端铰接于相邻撑杆I的顶端，撑杆IV的另一端与撑杆V铰接，撑杆V的另一端与另一组连接杆组的撑杆V铰接，所述第二中间撑杆组包括两根撑杆II，并且其中一根撑杆II铰接于相邻的撑杆I的顶端，另一根撑杆II与该第二中间撑杆组的另一根撑杆II铰接。

【技术特征摘要】
1.一种航天器的载荷板展开组件，其特征在于：包括载荷单翼，所述载荷单翼包括依次铰接的至少四组载荷板组，所述载荷板组包括两块铰接的载荷板、铰接于载荷板组左右两端的撑杆I，所述载荷单翼的相邻载荷板之间设置有至少一个有源板间铰链，所述撑杆I的一端铰接于载荷板的端部，撑杆I的另一端与同一组载荷板组的另一根撑杆I铰接，所述载荷单翼的相邻载荷板组之间均设置有中间撑杆组，并且位于最中间的中间撑杆组为第一中间撑杆组，其他中间撑杆组为第二中间撑杆组，所述第一中间撑杆组包括对称设置的两组连接杆组，每组连接杆组包括撑杆IV与撑杆V，所述撑杆IV的一端铰接于相邻撑杆I的顶端，撑杆IV的另一端与撑杆V铰接，撑杆V的另一端与另一组连接杆组的撑杆V铰接，所述第二中间撑杆组包括两根撑杆II，并且其中一根撑杆II铰接于相邻的撑杆I的顶端，另一根撑杆II与该第二中间撑杆组的另一根撑杆II铰接。2.根据权利要求1所述的航天器的载荷板展开组件，其特征在于：所述载荷单翼的相邻载荷板之间还设置有无源板间铰链。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，李向华，刘哲臣，崔琦峰，刘天明，周鑫，陆俊，孙世超，王苑，
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