一种连杆驱动展开卷绕式太阳翼制造技术

本发明专利技术提供了一种连杆驱动展开卷绕式太阳翼，包含柔性电池阵面、展开机构、卷轴和压紧释放机构；所述展开机构包括上端的端杆和下端的基座，所述端杆和所述基座两端通过连杆连接，共同构成一矩形结构；所述连杆件通过转动副连接，所述基座、连杆和端杆在展开方向依次堆叠放置；所述卷轴固定在所述展开机构的基座侧；所述柔性电池阵面的一端固定在所述卷轴上，另一端固定在所述展开机构的端杆侧；其中，所述太阳翼在收拢状态时所述柔性电池阵面卷绕设置在所述卷轴上，所述太阳翼在展开状态时，通过所述连开机构的端杆和基座的拉伸，所述柔性电池阵面呈展开状态。述柔性电池阵面呈展开状态。述柔性电池阵面呈展开状态。

【技术实现步骤摘要】
一种连杆驱动展开卷绕式太阳翼


[0001]本专利技术涉及航空航天展开机构
，特别涉及一种卷绕式柔性太阳翼总体构型、展开机构和压紧释放机构。

技术介绍

[0002]受运载火箭包络和能力以及成本限制，降低可展结构产品收拢包络和重量是航天设计师的永恒追求。太阳翼是空间飞行器的主要能源，一般包含多板折叠式、手风琴式、扇形和卷绕式等类别，其中卷绕式太阳翼收拢体积小、质量轻，是空间太阳翼技术的重要发展方向。
[0003]目前相关技术中卷绕式太阳翼一般采用弹性薄壁杆、充气钢化、薄壁杆+充气驱动等方案实现展开及承载；弹性薄壁杆受自身许用卷曲曲率的限制，用于小尺寸卷绕式太阳翼时难以同时兼顾收拢包络和展开后的刚度需求，同时展开可靠性相对刚性展开机构较低、且不易评估与考核；充气钢化技术成熟度较低，尚未有用于太阳翼的实际工程案例。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种连杆驱动展开卷绕式太阳翼，包含柔性电池阵面、展开机构、卷轴和压紧释放机构；
[0005]所述展开机构包括上端的端杆和下端的基座，所述端杆和所述基座两端通过连杆连接，共同构成一矩形结构；
[0006]所述连杆件通过转动副连接，所述基座、连杆和端杆在展开方向依次堆叠放置；
[0007]所述卷轴固定在所述展开机构的基座侧；
[0008]所述柔性电池阵面的一端固定在所述卷轴上，另一端固定在所述展开机构的端杆侧；
[0009]其中，所述太阳翼在收拢状态时所述柔性电池阵面卷绕设置在所述卷轴上，所述太阳翼在展开状态时，通过所述连开机构的端杆和基座的拉伸，所述柔性电池阵面呈展开状态。
[0010]在一个可能的实现方式中，所述展开机构的两侧分别包括至少两根连杆，每侧的相邻两根连杆之间由转动副连接，所述展开机构展开状态时每侧的连杆呈条状，所述展开机构收拢状态时每侧的连杆堆叠放置。
[0011]在一个可能的实现方式中，连接两根连杆的所述转动副位置设置有展开装置，所述展开装置用于为所述连杆展开提供动力。
[0012]在一个可能的实现方式中，所述压紧释放机构连接所述展开机构和所述卷轴，所述压紧释放机构包含拉簧、压紧索和加热电阻。
[0013]在一个可能的实现方式中，所述太阳翼在收拢状态下，所述压紧索一端通过所述拉簧固定在所述展开机构最外侧的端杆上，一端固定在所述卷轴上；
[0014]所述拉簧的拉力通过所述压紧索作用在所述卷轴上，对所述卷轴形成的作用力矩
与所述柔性电池阵面对所述卷轴的作用力矩相反，实现对所述柔性电池阵面收拢状态下的张紧；同时，所述柔性电池阵面和所述压紧释放机构对所述端杆形成指向所述基座的压紧力，将所述堆叠放置的展开机构压紧为一个整体。
[0015]在一个可能的实现方式中，为所述压紧释放机构的加热电阻通电，电阻升温并将压紧索熔断，解除对所述柔性电池阵面和所述展开机构的约束；所述展开机构在涡卷弹簧驱动下，伸展所述太阳翼的长度，并将所述柔性电池阵面从所述卷轴上拉出，直至所述太阳翼完全展开。
[0016]在一个可能的实现方式中，所述柔性电池阵面与所述卷轴和所述端杆采用胶接方式固定。
[0017]在一个可能的实现方式中，所述展开装置为涡卷弹簧或驱动电机。
[0018]在一个可能的实现方式中，所述拉簧可以用压缩弹簧或碟簧替换。
[0019]与现有技术相比，本专利技术至少包括以下有益效果：
[0020]本专利技术提出的连杆驱动展开卷绕式太阳翼，由于采用展开机构，相对于薄壁杆驱动，没有许用卷曲半径的限制，可以实现更小的收拢体积，应用于小尺寸太阳翼具有明显的优势；同时，展开机构自由度少，展开构型变化易于预测与分析，可靠性更高；展开后刚度更高，不易屈曲失稳，轴压稳定性更好；
[0021]本专利技术采用的压紧释放机构，利用阵面张力压紧展开机构，熔断式解锁实现低冲击解锁释放，同时降低了压紧释放机构的重量。
附图说明
[0022]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：
[0023]图1是本申请一示例性实施例提供的连杆驱动展开卷绕式太阳翼收拢状态正面图；
[0024]图2是本申请一示例性实施例提供的连杆驱动展开卷绕式太阳翼收拢状态背面图；
[0025]图3是本申请一示例性实施例提供的连杆驱动展开卷绕式太阳翼展开过程图；
[0026]图4是本申请一示例性实施例提供的连杆驱动展开卷绕式太阳翼展开状态图。
具体实施方式
[0027]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。
[0028]以下结合说明书附图和具体的实施例对本方案进行进一步详细阐述。请参阅图1至图4，一种连杆驱动展开卷绕式太阳翼，包含柔性电池阵面1、展开机构2、卷轴3和二套压紧释放机构4；其中，所述压紧释放机构4包含拉簧41、压紧索42和加热电阻43。
[0029]所述展开机构2包含基座21、四根连杆22、端杆23和二个涡卷弹簧24，各杆件间由转动副连接，所述涡卷弹簧24布置于连接两个连杆22之间的转动副；所述展开机构2在收拢
状态下整体呈条状，所述基座21、连杆22和端杆23沿展开方向依次堆叠放置；所述展开机构2由两个涡卷弹簧24驱动展开，展开状态下为矩形框构型。
[0030]需要说明的是，连杆22的数量不局限于每侧各两根，可以根据条件和需要调整连杆22的数量，例如，太阳翼可以增加连杆22的数量，实现更大的长宽比。
[0031]另一方面，作为另外一种实施例，所述涡卷弹簧24可以用电机替换，实现太阳翼受控展开。
[0032]请继续参考图4，所述卷轴3通过转动副支撑在展开机构上，可以绕自身回转轴轴线转动。
[0033]如图3和图4所示，在所述太阳翼展开状态下，所述柔性电池阵面1整体呈矩形，一个短边固定在所述展开机构的端杆23上，另一个短边固定在所述卷轴3上。
[0034]所述太阳翼在收拢状态下，所述柔性电池阵面1卷绕收藏在所述卷轴3上，所述卷轴3及阵面形成圆柱状结构位于所述展开机构2形成的空腔内；所述压紧索42一端通过所述拉簧41固定在所述展开机构最外侧的端杆23上，一端固定在所述卷轴3上；所述拉簧41的拉力通过所述压紧索42作用在所述卷轴3上，对所述卷轴3形成的作用力矩与所述柔性电池阵面1对所述卷轴3的作用力矩相反，实现对所述柔性电池阵面1收拢状态下的张紧；同时，所述柔性电池阵面1和所述压紧释放机构4对所述端杆23形成指向所述基座21的压紧力，将所述堆叠放置的展开机构压紧为一个整体。
[0035]请参考图1至图4，所述太阳翼展开过程为：为所述压紧释放机构4的加热电阻43通电，加热电阻43升温并将压紧索42熔断，解除对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连杆驱动展开卷绕式太阳翼，其特征在于，包含柔性电池阵面、展开机构、卷轴和压紧释放机构；所述展开机构包括上端的端杆和下端的基座，所述端杆和所述基座两端通过连杆连接，共同构成一矩形结构；所述连杆件通过转动副连接，所述基座、连杆和端杆在展开方向依次堆叠放置；所述卷轴固定在所述展开机构的基座侧；所述柔性电池阵面的一端固定在所述卷轴上，另一端固定在所述展开机构的端杆侧；其中，所述太阳翼在收拢状态时所述柔性电池阵面卷绕设置在所述卷轴上，所述太阳翼在展开状态时，通过所述连开机构的端杆和基座的拉伸，所述柔性电池阵面呈展开状态。2.根据权利要求1所述的连杆驱动展开卷绕式太阳翼，其特征在于，所述展开机构的两侧分别包括至少两根连杆，每侧的相邻两根连杆之间由转动副连接，所述展开机构展开状态时每侧的连杆呈条状，所述展开机构收拢状态时每侧的连杆堆叠放置。3.根据权利要求2所述的连杆驱动展开卷绕式太阳翼，其特征在于，连接两根连杆的所述转动副位置设置有展开装置，所述展开装置用于为所述连杆展开提供动力。4.根据权利要求3所述的连杆驱动展开卷绕式太阳翼，其特征在于，所述压紧释放机构连接所述展开机构和所述卷轴，所述压紧释放机构包含拉簧、压紧索和加热电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦礼，谢超，吕亮亮，王滢红，张恩杰，房光强，王治易，王栋梁，陈雪巍，
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：