轻量化可折叠大型柔性太阳电池阵支撑结构制造技术

本发明专利技术提供了一种航天器结构和机构技术领域内的轻量化可折叠大型柔性太阳电池阵支撑结构，包括支撑管、太阳电池阵、横管；多根所述横管平行连接于两根所述支撑管之间，所述太阳电池阵铺设于所述横管上；所述支撑管均布有U型槽，所述U型槽能够进行折叠与展开动作。本发明专利技术通过简单的薄壁碳纤维管设计和柔性薄膜太阳电池片的应用就可以实现太阳电池阵的的高收纳比折叠收拢以及轻量化设计。

Lightweight and foldable large flexible solar array support structure

【技术实现步骤摘要】
轻量化可折叠大型柔性太阳电池阵支撑结构
本专利技术涉及航天器结构和机构
，具体的，涉及一种轻量化可折叠大型柔性太阳电池阵支撑结构，适用于卫星太阳电池阵的的高收纳比折叠收拢以及轻量化设计。
技术介绍
人造卫星的供电通常采用太阳能电池，在卫星上安装太阳能电池板组件，用来收集太阳光并将光能转化为电能为卫星供电。太阳能电池板多为硬性的金属板，该金属板收折于卫星上，在进入太空后，金属板再展开以便收集太阳光。随着航天器技术的发展，大型平面如：太阳帆、天线、反射器等在航天器上的应用日趋广泛，对尺寸的要求日益增高，但常规的收拢方式收纳比小，展开机构重量大，关节多可靠性降低，因此不适合在未来的航天器器上应用。以上的技术问题对航天器上的大型平太阳电池阵折叠展开以及轻量化提出了需求。为此，从产品简单性和实用性出发，本专利技术设计了一种轻量化可折叠大型柔性太阳电池阵支撑结构。经现有技术检索，中国专利技术专利号为CN201610202262，专利技术名称为一种卫星供电用的柔性太阳翼及应用于该柔性太阳翼的二自由度收纳装置，该柔性太阳翼包括：安装于卫星上并向外凸伸设置的弹性支撑杆；以及与所述卫星和所述弹性支撑杆远离所述卫星的端部连接的柔性翼，所述柔性翼的正面设有阵列的太阳电池。采用柔性翼承载太阳电池，可方便折叠收拢，占用空间小，展开后的平面较大，通过二自由度方式对太阳跟踪能够较好的满足整星的大功率供电，且柔性翼的重量轻，解决了金属板的太阳能电池组件的占用空间大和重量较大的问题。该装置结构及操作复杂，不能有效解决轻量化问题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种轻量化可折叠大型柔性太阳电池阵支撑结构。根据本专利技术提供的一种轻量化可折叠大型柔性太阳电池阵支撑结构，包括支撑管、太阳电池阵、横管；多根所述横管平行连接于两根所述支撑管之间，所述太阳电池阵铺设于所述横管上；所述支撑管均布有U型槽，所述支撑管通过所述U型槽能够进行折叠与展开动作。通过材料加工在支撑管上开孔出U型槽，圆管不易折叠但是有U型槽处的截面不是完整的圆，则容易折叠。一些实施方式中，多根所述横管通过胶接方式平行连接于两根所述支撑管之间。一些实施方式中，所述支撑管为薄壁碳纤维储能管。薄壁碳纤维储能管通过材料自身折叠产生的弹性势能，从而获得展开的动力。一些实施方式中，所述横管为碳纤维管。一些实施方式中，所述太阳电池阵由柔性薄膜太阳电池片组成。一些实施方式中，所述支撑管以多边形为中心进行卷曲折叠兴成多边形卷曲折叠形状。一些实施方式中，所述支撑管以Z型方式折叠收拢并锁定形成Z型。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术通过简单的薄壁碳纤维管设计和柔性薄膜太阳电池片的应用就可以实现太阳电池阵的的高收纳比折叠收拢以及轻量化设计。2、本专利技术具有折叠方便，收拢体积小，质量轻、展开结构无间隙，展开可靠性高等特点。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术多边形卷曲收拢状态示意图；图3为本专利技术Z形卷曲收拢状态示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术提供一种轻量化可折叠大型柔性太阳电池阵支撑结构，包括支撑管1、太阳电池阵2、横管3；多根所述横管3平行连接于两根所述支撑管1之间，所述太阳电池阵2铺设于所述横管3上；所述支撑管1均布有U型槽11，，所述支撑管1通过所述U型槽11能够进行折叠与展开动作。支撑管1作为折叠展开的核心支撑结构，每一个U型槽11在折叠展开过程中均视为柔性铰链，并提供展开动力，且展开后保持一定结构刚度，能够很好地解决高收纳比折叠收拢问题；太阳电池阵2为柔性，能够进行折叠；横管3为太阳电池阵2的平面起到支撑作用，使得阵面具有一定刚度。所述支撑管1为薄壁碳纤维储能管。碳纤维材质制作的支撑管1能够确保足够的强度，薄壁结构使得同时具备质量轻的特性，保证结构强度的同时，很好地满足太阳电池阵支撑结构轻量化的要求。所述横管2为碳纤维管。碳纤维材质制作的横管2具备质量轻的同时，能够保证足够的强度，能够很好地满足太阳电池阵支撑结构轻量化的要求。所述太阳电池阵2由柔性薄膜太阳电池片组成。柔性薄膜太阳电池片组成柔性薄膜太阳电池阵2，使得该阵面不仅具有柔性可折叠，而且相对于现有技术降低了太阳电池阵2的结构质量，进一步降低太阳电池阵支撑结构的整体质量。所述支撑管1以多边形为中心进行卷曲折叠兴成多边形卷曲折叠形状。将均布U型槽碳纤维储能支撑管1以多边形为中心进行卷曲折叠，折叠数圈后将其锁定保持折叠状态，折叠成多边形卷曲形状，入轨解锁后，通过电机转动控制阵面的有序展开。本设计折叠方便，收拢体积小，质量轻、展开结构无间隙，展开可靠性高等特点。所述支撑管1以Z型方式折叠收拢并锁定形成Z型。将均布U型槽碳纤维储能支撑管1以Z型折叠的方式收拢并锁定保持折叠状态，入轨解锁后，阵面自动展开。本设计折叠方便，收拢体积小，质量轻、展开结构无间隙，展开可靠性高等特点。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本专利技术的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻量化可折叠大型柔性太阳电池阵支撑结构，其特征在于，包括支撑管(1)、太阳电池阵(2)、横管(3)；/n多根所述横管(3)平行连接于两根所述支撑管(1)之间，所述太阳电池阵(2)铺设于所述横管(3)上；/n所述支撑管(1)均布有U型槽(11)，所述支撑管(1)通过所述U型槽(11)能够进行折叠与展开动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种轻量化可折叠大型柔性太阳电池阵支撑结构，其特征在于，包括支撑管(1)、太阳电池阵(2)、横管(3)；
多根所述横管(3)平行连接于两根所述支撑管(1)之间，所述太阳电池阵(2)铺设于所述横管(3)上；
所述支撑管(1)均布有U型槽(11)，所述支撑管(1)通过所述U型槽(11)能够进行折叠与展开动作。


2.根据权利要求1所述的轻量化可折叠大型柔性太阳电池阵支撑结构，其特征在于，多根所述横管(3)通过胶接方式平行连接于两根所述支撑管(1)之间。


3.根据权利要求1所述的轻量化可折叠大型柔性太阳电池阵支撑结构，其特征在于，所述支撑管(1)为...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁海鑫，王智磊，赵枝凯，薛景赛，杜三虎，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31