一种适用于大功率卫星的高压缩太阳能帆板制造技术

本实用新型专利技术属于航空航天技术领域，具体涉及一种适用于大功率卫星的高压缩太阳能帆板，包括：卫星基板、帆板组件、板间连接机构、压紧释放机构以及展开机构；根据帆板在卫星发射过程中的受载特点，分析现有卫星帆板压紧、展开方法存在的体积重量大的问题，综合改进帆板的连接、压紧状态下帆板间的连接方式、帆板的展开方式，保证帆板连接、压紧、展开安全可靠的前提下，大大降低帆板的厚度和多块压紧状态下的体积，在帆板面积不变的情况下，可大大降低卫星重量和占用的运载空间，实现卫星研制和发射成本的大幅降低，同时为超大功率卫星的研制提供技术支撑。供技术支撑。供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于大功率卫星的高压缩太阳能帆板


[0001]本技术属于航空航天
，具体涉及一种适用于大功率卫星的高压缩太阳能帆板。

技术介绍

[0002]太阳翼是卫星在轨运行的最大能量来源，其大小直接决定了卫星能量平衡的可靠性，而太阳能帆板是卫星太阳翼的结构基础，它的大小受到了诸多因素的制约，其中最为重要的就是太阳能帆板的压紧和展开方式，一种太阳能帆板超高收纳压缩技术可以为大功率卫星能源系统的研制提供技术支撑。当前太阳能帆板的压紧展开方式主要是通过火工品起爆解锁，由板间弹性铰链缓慢展开，此种方法可靠性高且技术成熟。随着卫星及星座的急速发展，特别是随着空间互联网技术的发展，利用大量卫星组网成为空间互联网发展的趋势，卫星的数量需求激增，传统的太阳能帆板压紧及展开方式无疑已不适用于当下的发展。传统的太阳能帆板压紧展开方式主要存在以下不足：为满足太阳能帆板压紧的高可靠性，每块太阳能帆板都需承受压紧释放机构的作用力，导致每块太阳能帆板的厚度较大，整体重量占据了整星较大资源；太阳能帆板质量较大，成本较高，不利于大量卫星组网；太阳能帆板的每个压紧点都需要设计单独的压紧释放结构及火工品，结构复杂，不利于批量化生产。

技术实现思路

[0003]为解决以上现有技术存在的问题，本技术提出了一种适用于大功率卫星的高压缩太阳能帆板，该帆板包括：卫星基板1、帆板组件2、板间连接机构 3、压紧释放机构4以及展开机构5；所述帆板组件2固定在卫星基板1上；各个帆板组件2之间通过板间连接机构3连接；压紧释放机构4的一端固定在帆板组件2的顶部，另一端采用展开机构5连接；所述展开机构5固定在卫星基板1上。
[0004]优选的，帆板组件2包括两层帆板21，两层帆板之间设置有缝隙，缝隙中设置有缓冲结构22；每层帆板包括外层帆板211和至少1层内层帆板212；外层帆板211的厚度比内层帆板212的厚度厚。
[0005]进一步的，帆板21中包含5层内层帆板212。
[0006]进一步的，外层帆板211和内层帆板212的外部设置有碳钎维蒙皮，外层帆板211和内层帆板212的内部为铝蜂窝结构。
[0007]进一步的，缓冲结构22为柔性的吸能材料，防止卫星在发射过程中由于振动引起的挤压力对帆板21造成挤压破坏。
[0008]优选的，板间连接结构为无弹性铰链结构，该结构包括：连接器31和两个固定块32；每个固定块的左右两边分别设置有固定扣321，两个固定块之间通过活动连接关节33连接；连接器31的一端设置有与固定块32上的固定扣321 相对应的固定卡311，将连接器31中没有固定扣的一端与帆板组件2连接，另一端的固定卡311与固定块的固定扣321连接，使得两个帆板组件2活动连接。
[0009]优选的，压紧释放机构4包括第一支架41和第二支架42，两个支架之间通过活动关节轴承43连接；当压紧释放机构处于压紧状态时，第一支架41和第二支架42处于垂直状态，当压紧释放机构处于释放状态时，第一支架41和第二支架42之间呈现180
°
。
[0010]优选的，展开机构5由至少2根展开柱51组成；所述展开柱包括第一承力杆511、弹性铰链512、第二承力杆513以及杆间铰链514组成；所述第一承力杆511和所述第二承力杆513通过弹性铰链512固定连接；在展开柱51的两端分别设置有杆间铰链514。
[0011]有益效果：
[0012](1)本技术从帆板在卫星发射过程中的受载特点，分析现有卫星帆板压紧、展开方法存在的体积重量大的问题，综合改进帆板的连接、压紧状态下帆板间的连接方式、帆板的展开方式，保证帆板连接、压紧、展开安全可靠的前提下，大大降低帆板的厚度和多块压紧状态下的体积；
[0013](2)本技术在帆板面积不变的情况下，可大大降低卫星重量和占用的运载空间，实现卫星研制和发射成本的大幅降低；
[0014](3)满足在同一运载条件下，多颗卫星的组批发射，使卫星的批产化更加高效便捷。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的卫星基板结构示意图；
[0016]图2为本专利技术的帆板结构示意图；
[0017]图3为本专利技术的外侧帆板结构示意图；
[0018]图4为本专利技术的外侧帆板结构示意图；
[0019]图5为本专利技术的缓冲结构示意图；
[0020]图6为本专利技术的板间连接结构示意图；
[0021]图7为本专利技术的压紧释放结构示意图；
[0022]图8为本专利技术的展开结构示意图；
[0023]其中，1、卫星基板、2、帆板组件，21、帆板，211、外层帆板，212、内层帆板，22、缓冲结构，3、板间连接机构，31、连接器，311、固定卡，32、固定块，321、固定扣，4、压紧释放机构，41、第一支架，42、第二支架、43、活动关节轴承，5、展开机构，51、展开柱，511、第一承力杆，512、弹性铰链， 513、第二承力杆，514、杆间铰链。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]一种适用于大功率卫星的高压缩太阳能帆板，该帆板包括：卫星基板1、帆板组件2、板间连接机构3、压紧释放机构4以及展开机构5；所述帆板组件2 固定在卫星基板1上；各个帆板组件2之间通过板间连接机构3连接；压紧释放机构4的一端固定在帆板组件2的顶部，另一端采用展开机构5连接；所述展开机构5固定在卫星基板1上。
[0026]如图1所示，所述卫星基板1为切掉四个角的长方形结构；切掉的四个角的形状和大小相同。
[0027]如图2所示，帆板组件2包括两层帆板21，两层帆板之间设置有缝隙，缝隙中设置有缓冲结构22；每层帆板包括外层帆板211和至少1层内层帆板212；外层帆板211的厚度比内层帆板212的厚度厚。
[0028]优选的，帆板组件2设置有6块大型帆板21，包括一块外层帆板211和5 块内层帆板212。每块帆板的长度为2.5m～3.5m，宽度为0.5m～1.0m。
[0029]优选的，单块帆板的最优长度为3.0m，宽度为0.8m。将单块帆板的大小设置为3.0m
×
0.8m，可以证卫星压紧发射状态下的高空间占比、安全性以及展开状态下的帆板对日面积。
[0030]每层帆板之间设置有间距，该间距的大小为8mm～12mm。优选的，每层帆板间距10mm。
[0031]优选的，6块大型帆板中，最外端的外层帆板厚度为20mm～30mm(不含电池片厚度)，最优的，外层帆板厚度设置为25mm(不含电池片厚度)；每个内层帆板厚度相同，其厚度为3mm～8mm(不含电池片厚度)；最优的，每个内层帆板厚度设置为5mm(不含电池片厚度)。根据上述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于大功率卫星的高压缩太阳能帆板，其特征在于，包括：卫星基板(1)、帆板组件(2)、板间连接机构(3)、压紧释放机构(4)以及展开机构(5)；所述帆板组件(2)固定在卫星基板(1)上；各个帆板组件(2)之间通过板间连接机构(3)连接；压紧释放机构(4)的一端固定在帆板组件(2)的顶部，另一端采用展开机构(5)连接；所述展开机构(5)固定在卫星基板(1)上。2.根据权利要求1所述的一种适用于大功率卫星的高压缩太阳能帆板，其特征在于，所述帆板组件(2)包括两层帆板(21)，两层帆板之间设置有缝隙，缝隙中设置有缓冲结构(22)；每层帆板包括外层帆板(211)和至少1层内层帆板(212)；外层帆板(211)的厚度比内层帆板(212)的厚度厚。3.根据权利要求2所述的一种适用于大功率卫星的高压缩太阳能帆板，其特征在于，帆板(21)中包含5层内层帆板(212)。4.根据权利要求2所述的一种适用于大功率卫星的高压缩太阳能帆板，其特征在于，外层帆板(211)和内层帆板(212)的外部设置有碳钎维蒙皮，外层帆板(211)和内层帆板(212)的内部为铝蜂窝结构。5.根据权利要求2所述的一种适用于大功率卫星的高压缩太阳能帆板，其特征在于，缓冲结构(22)为柔性的吸能材料，防止卫星在发射过程中由于振动引起的挤压力对帆板(21)造成挤压破坏。6.根据权利要求1所述的一种适...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，杨增俊，张明欢，彭维峰，刘星辉，崔翔，栾欣，文娜，
申请(专利权)人：东方红卫星移动通信有限公司，
类型：新型
国别省市：