CN111114840A - 一种双折太阳翼解锁展开机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双折太阳翼解锁展开机构,其特征在于星体(1)、太阳翼基板A(2)、太阳翼基板B(3)、固定铰(4)、锁定扭簧(5)、转轴A(6)、锁定连杆A(7)、锁定连杆B(8)、转轴B(9)、转动铰(10)、展开扭簧(11)、行程开关(12)、压紧基座(13)、基座盖板(14)、拔销器(15)、压紧环A(16)、压紧环B(17)、解锁滑块(18)、支撑连杆A(19)、解锁连杆(20)、支撑连杆B(21)、压紧连杆(22)、解锁弹簧A(23)、解锁弹簧B(24)、压紧盖(25)、平垫圈(26)、锁紧螺钉(27);该太阳翼解锁展开机构外形紧凑,兼容性强,锁定刚度高,冲击低,无污染,可重复使用,解锁机构同步动作,降低了卡滞风险,占用太阳翼表面布片区域小,提升了太阳能电池的可用面积,可使太阳翼锁定在展开位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳翼解锁展开机构,特别是一种双折太阳翼解锁展开机构。
背景技术
太阳翼是一种将太阳能转化为电能的装置,主要应用于航天器,发射阶段通常靠拢在星体表面,入轨后展开,由于运载环境存在不可避免的振颤,因此发射阶段需要将太阳翼压紧在星体上,以保护太阳翼不被振动破坏,目前常见的太阳翼解锁机构如201710590910.3所述,利用火工品***实现太阳翼解锁,冲击较大,常见的太阳翼展开机构如201711078799.6所述,单个太阳翼使用2组以上铰链连接,铰链的装配工艺复杂,装配同轴度不良时存在卡滞风险,因此有必要研制一款非火工解锁、单铰链展开的太阳翼解锁展开机构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双折太阳翼解锁展开机构。
本发明的技术解决方案是:一种太阳翼解锁展开机构,其特征在于星体、太阳翼基板A、太阳翼基板B、固定铰、锁定扭簧、转轴A、锁定连杆A、锁定连杆B、转轴B、转动铰、展开扭簧、行程开关、压紧基座、基座盖板、拔销器、压紧环A、压紧环B、解锁滑块、支撑连杆A、解锁连杆、支撑连杆B、压紧连杆、解锁弹簧A、解锁弹簧B、压紧盖、平垫圈、锁紧螺钉;
所述星体为板状金属件,设有若干螺纹孔和通孔;
所述太阳翼基板A为板状金属件,设有若干螺纹孔和通孔,中心设有通孔,下表面中心设有矩形沉孔,矩形沉孔的四角设有通孔;
所述太阳翼基板B为板状金属件,设有若干螺纹孔和通孔,中心设有通孔,下表面中心设有圆形沉孔,上表面中心设有矩形沉孔,矩形沉孔的四角设有通孔;
所述固定铰为金属板件,垂直于板面设有8个用于铰接的凸耳和多个扭簧安装孔;
所述锁定扭簧为常规形式的金属扭簧,锁定扭簧两端的凸出段沿与螺旋线相切方向伸出;
所述转轴A为杆状金属件,一端设有限位台阶,另一端设有环形凹槽;
所述锁定连杆A为设有4个用于铰接的凸耳的金属件,同时设有扭簧安装孔;
所述锁定连杆B为杆状金属件,两端有铰接孔,顺着铰接孔轴线观察时,锁定连杆B一端为半圆弧,另一端为直角和四分之一圆弧;
所述转轴B为杆状金属件,一端设有限位台阶,另一端设有环形凹槽;
所述转动铰为金属板件,垂直于板面设有3个用于铰接的大凸耳,其中2个大凸耳上各设有2个小凸耳;
所述展开扭簧为常规形式的金属扭簧,展开扭簧两端的凸出段沿与螺旋线相切方向伸出;
所述行程开关为具有可往复运动的顶杆的装置,可以通过顶杆的伸缩控制电路的通断;
所述压紧基座为金属板件,垂直于板面设有若干螺钉孔、4个铰接孔、4个凸耳,凸耳上设有通孔;
所述基座盖板为底面开放的长方体壳体,内腔为圆柱体,侧面设有法兰与拔销器定位孔,下端面设有螺纹孔,顶部中心设有通孔,内腔上表面设有4个铰接孔;
所述拔销器为任意拔销装置,拔销器包含销子;
所述压紧环A为金属块状体,上部为圆柱体,下部为法兰,中间设有上下贯穿的通孔;
所述压紧环B为金属块状体,下部为圆柱体,上部为法兰,上表面中心设有两级沉孔,沉孔中心设有通孔;
所述解锁滑块为圆环状壳体,侧壁设有销孔,壳体内侧设有180°对称布置的铰接孔,铰接孔轴线方向与圆环轴线方向平行,圆环下表面设有4个凸耳,凸耳上设有通孔;
所述支撑连杆A为金属连杆;
所述解锁连杆为金属连杆;
所述支撑连杆B为金属连杆;
所述压紧连杆为L形金属连杆,2个铰接点分别设在L拐点处与L的一个端点处,L的另一端设有半圆柱螺纹通槽;
所述解锁弹簧A为拉簧;
所述解锁弹簧B为压簧;
所述压紧盖为圆柱形块状体,中间设有通孔;
所述平垫圈为标准件;
所述锁紧螺钉为标准件;
转轴B穿过固定铰和转动铰上的铰接孔以及展开扭簧,转轴B的限位台阶卡在固定铰上,卡簧卡在转轴B另一端的环状凹槽内;锁定扭簧的两端凸出段分别***固定铰和锁定连杆A上的扭簧安装孔,转轴A穿过固定铰和锁定连杆A上的铰接孔以及锁定扭簧,转轴A的限位台阶卡在固定铰上,卡簧卡在转轴A另一端的环状凹槽内;锁定连杆B有直角的一端与锁定连杆A铰接,直角向上,另一端与转动铰铰接,行程开关通过螺钉与固定铰固连,行程开关的顶杆顶在转动铰中间的凸耳上;
星体、太阳翼基板A、太阳翼基板B通过上述机构形成的铰链串联;
解锁连杆一端与解锁滑块铰接,另一端同时与支撑连杆A、支撑连杆B铰接,支撑连杆A另一端与压紧基座、基座盖板铰接,支撑连杆B另一端与压紧连杆铰接,压紧连杆的拐点处与压紧基座、基座盖板铰接,两组支撑连杆A、解锁连杆、支撑连杆B、压紧连杆呈中心对称布置,解锁弹簧A一端连接解锁滑块的凸耳,另一端连接压紧基座的凸耳,4根解锁弹簧A呈中心对称布置,压紧基座与星体通过螺钉固接,基座盖板与压紧基座通过螺钉固接,基座盖板的内表面与解锁滑块外轮廓配合,拔销器与基座盖板通过螺钉固接,拔销器的销子***解锁滑块的销孔,此时2个压紧连杆的半圆柱螺纹通槽相对,形成一个螺孔,压紧环A与太阳翼基板A通过螺钉固接,压紧环A压在基座盖板上,压紧环B与太阳翼基板B通过螺钉固接,压紧环B压在压紧环A上,解锁弹簧B置于压紧环B的下一级沉孔中,压紧盖置于压紧环B的上一级沉孔中,锁紧螺钉依次穿过平垫圈、压紧盖、压紧环B、压紧环A、基座盖板,旋入2个压紧连杆形成的螺孔中。
本发明的优点在于:
1.本发明的太阳翼解锁展开机构,结构紧凑,压紧与解锁机构占用太阳翼表面布片面积小;
2.本发明的太阳翼解锁展开机构,单铰链单解锁点,可完全避免多铰链不同轴导致展开受阻的风险,展开可靠性高;
3.本发明的太阳翼解锁展开机构,单铰链集成双圆锥销子锁定,可提高锁定可靠性;
4.本发明的太阳翼解锁展开机构,收拢后高度小适用于立方星等对空间利用特别苛刻的场合;
5.本发明的太阳翼解锁展开机构,通过拔销方式解锁,属于无破坏式解锁,重复压紧解锁方便快捷,试验成本低。
附图说明
图1 一种双折太阳翼解锁展开机构折叠状态外观图;
图2 一种双折太阳翼解锁展开机构展开状态外观图;
图3 铰链折叠状态外观图;
图4 铰链展开状态外观图;
图5 分离螺母锁定状态俯视图;
图6 分离螺母解锁状态外观图;
图7 一种双折太阳翼解锁展开机构折叠状态剖视图。
具体实施方式:
如图1、2、3、4所示,一种双折太阳翼解锁展开机构,其特征在于星体1、太阳翼基板A2、太阳翼基板B3、固定铰4、锁定扭簧5、转轴A6、锁定连杆A7、锁定连杆B8、转轴B9、转动铰10、展开扭簧11、行程开关12、压紧基座13、基座盖板14、拔销器15、压紧环A16、压紧环B17、解锁滑块18、支撑连杆A19、解锁连杆20、支撑连杆B21、压紧连杆22、解锁弹簧A23、解锁弹簧B24、压紧盖25、平垫圈26、锁紧螺钉27;
所述星体1为板状金属件,设有若干螺纹孔和通孔;
所述太阳翼基板A2为板状金属件,设有若干螺纹孔和通孔,中心设有通孔,下表面中心设有矩形沉孔,矩形沉孔的四角设有通孔;
所述太阳翼基板B3为板状金属件,设有若干螺纹孔和通孔,中心设有通孔,下表面中心设有圆形沉孔,上表面中心设有矩形沉孔,矩形沉孔的四角设有通孔;
所述固定铰4为金属板件,垂直于板面设有8个用于铰接的凸耳和多个扭簧安装孔;
所述锁定扭簧5为常规形式的金属扭簧,锁定扭簧5两端的凸出段沿与螺旋线相切方向伸出;
所述转轴A6为杆状金属件,一端设有限位台阶,另一端设有环形凹槽;
所述锁定连杆A7为设有4个用于铰接的凸耳的金属件,同时设有扭簧安装孔;
所述锁定连杆B8为杆状金属件,两端有铰接孔,顺着铰接孔轴线观察时,锁定连杆B8一端为半圆弧,另一端为直角和四分之一圆弧;
所述转轴B9为杆状金属件,一端设有限位台阶,另一端设有环形凹槽;
所述转动铰10为金属板件,垂直于板面设有3个用于铰接的大凸耳,其中2个大凸耳上各设有2个小凸耳;
所述展开扭簧11为常规形式的金属扭簧,展开扭簧11两端的凸出段沿与螺旋线相切方向伸出;
所述行程开关12为具有可往复运动的顶杆的装置,可以通过顶杆的伸缩控制电路的通断;
所述压紧基座13为金属板件,垂直于板面设有若干螺钉孔、4个铰接孔、4个凸耳,凸耳上设有通孔;
所述基座盖板14为底面开放的长方体壳体,内腔为圆柱体,侧面设有法兰与拔销器定位孔,下端面设有螺纹孔,顶部中心设有通孔,内腔上表面设有4个铰接孔;
所述拔销器15为任意拔销装置,拔销器包含销子;
所述压紧环A16为金属块状体,上部为圆柱体,下部为法兰,中间设有上下贯穿的通孔;
所述压紧环B17为金属块状体,下部为圆柱体,上部为法兰,上表面中心设有两级沉孔,沉孔中心设有通孔;
所述解锁滑块18为圆环状壳体,侧壁设有销孔,壳体内侧设有180°对称布置的铰接孔,铰接孔轴线方向与圆环轴线方向平行,圆环下表面设有4个凸耳,凸耳上设有通孔;
所述支撑连杆A19为金属连杆;
所述解锁连杆20为金属连杆;
所述支撑连杆B21为金属连杆;
所述压紧连杆22为L形金属连杆,2个铰接点分别设在L拐点处与L的一个端点处,L的另一端设有半圆柱螺纹通槽;
所述解锁弹簧A23为拉簧;
所述解锁弹簧B24为压簧;
所述压紧盖25为圆柱形块状体,中间设有通孔;
所述平垫圈26为标准件;
所述锁紧螺钉27为标准件;
转轴B9穿过固定铰4和转动铰10上的铰接孔以及展开扭簧11,转轴B9的限位台阶卡在固定铰4上,卡簧卡在转轴B9另一端的环状凹槽内;锁定扭簧5的两端凸出段分别***固定铰4和锁定连杆A7上的扭簧安装孔,转轴A6穿过固定铰4和锁定连杆A7上的铰接孔以及锁定扭簧5,转轴A6的限位台阶卡在固定铰4上,卡簧卡在转轴A6另一端的环状凹槽内;锁定连杆B8有直角的一端与锁定连杆A7铰接,直角向上,另一端与转动铰10铰接,行程开关12通过螺钉与固定铰4固连,行程开关12的顶杆顶在转动铰10中间的凸耳上;
星体1、太阳翼基板A2、太阳翼基板B3通过上述机构形成的铰链串联;
解锁连杆20一端与解锁滑块18铰接,另一端同时与支撑连杆A19、支撑连杆B21铰接,支撑连杆A19另一端与压紧基座13、基座盖板14铰接,支撑连杆B21另一端与压紧连杆22铰接,压紧连杆22的拐点处与压紧基座13、基座盖板14铰接,两组支撑连杆A19、解锁连杆20、支撑连杆B21、压紧连杆22呈中心对称布置,解锁弹簧A23一端连接解锁滑块18的凸耳,另一端连接压紧基座13的凸耳,4根解锁弹簧A23呈中心对称布置,压紧基座13与星体1通过螺钉固接,基座盖板14与压紧基座13通过螺钉固接,基座盖板14的内表面与解锁滑块18外轮廓配合,拔销器15与基座盖板14通过螺钉固接,拔销器15的销子***解锁滑块18的销孔,此时2个压紧连杆22的半圆柱螺纹通槽相对,形成一个螺孔,压紧环A16与太阳翼基板A2通过螺钉固接,压紧环A16压在基座盖板14上,压紧环B17与太阳翼基板B3通过螺钉固接,压紧环B17压在压紧环A16上,解锁弹簧B24置于压紧环B17的下一级沉孔中,压紧盖25置于压紧环B17的上一级沉孔中,锁紧螺钉27依次穿过平垫圈26、压紧盖25、压紧环B17、压紧环A16、基座盖板14,旋入2个压紧连杆22形成的螺孔中。
工作过程:
拔销器3拔销后,解锁滑块6受到解锁弹簧A11的拉力,带动解锁连杆8顺时针转动,解锁连杆8带动支撑连杆A7顺时针转动,同时带动支撑连杆B9和压紧连杆10,使压紧连杆10绕自身L形拐点顺时针运动,2个压紧连杆10的半圆柱螺纹通槽同步外扩,压紧盖13受到解锁弹簧B12的推力,带动锁紧螺钉16、螺母15和平垫圈14向上弹出,压紧环B5、压紧环A4、基座盖板2之间的锁定状态被解除;
压紧状态下,铰链处于折叠状态,太阳翼被释放后,转动铰10受到展开扭簧11的扭矩作用,向外展开,转动铰10绕固定铰4沿展开方向转动,同时带动锁定连杆B9和锁定连杆A7运动,至锁定连杆B9的直角台阶与锁定连杆A7接触,锁定扭簧5提供的力矩使锁定连杆B9的直角台阶与锁定连杆A7保持接触状态,从而保持锁定连杆A7与锁定连杆B9共线,该状态构成一级死点,转动铰10既无法向展开方向运动,也无法向折叠方向运动,从而实现展开位置锁定,展开过程中,行程开关12的顶杆与转动铰10的大凸耳保持接触,展开完成时,顶杆的伸出长度达到最大。
Claims (6)
1.一种双折太阳翼解锁展开机构,其特征在于星体(1)、太阳翼基板A(2)、太阳翼基板B(3)、固定铰(4)、锁定扭簧(5)、转轴A(6)、锁定连杆A(7)、锁定连杆B(8)、转轴B(9)、转动铰(10)、展开扭簧(11)、行程开关(12)、压紧基座(13)、基座盖板(14)、拔销器(15)、压紧环A(16)、压紧环B(17)、解锁滑块(18)、支撑连杆A(19)、解锁连杆(20)、支撑连杆B(21)、压紧连杆(22)、解锁弹簧A(23)、解锁弹簧B(24)、压紧盖(25)、平垫圈(26)、锁紧螺钉(27);
所述星体(1)为板状金属件,设有若干螺纹孔和通孔;
所述太阳翼基板A(2)为板状金属件,设有若干螺纹孔和通孔,中心设有通孔,下表面中心设有矩形沉孔,矩形沉孔的四角设有通孔;
所述太阳翼基板B(3)为板状金属件,设有若干螺纹孔和通孔,中心设有通孔,下表面中心设有圆形沉孔,上表面中心设有矩形沉孔,矩形沉孔的四角设有通孔;
所述固定铰(4)为金属板件,垂直于板面设有8个用于铰接的凸耳和多个扭簧安装孔;
所述锁定扭簧(5)为常规形式的金属扭簧,锁定扭簧(5)两端的凸出段沿与螺旋线相切方向伸出;
所述转轴A(6)为杆状金属件,一端设有限位台阶,另一端设有环形凹槽;
所述锁定连杆A(7)为设有4个用于铰接的凸耳的金属件,同时设有扭簧安装孔;
所述锁定连杆B(8)为杆状金属件,两端有铰接孔,顺着铰接孔轴线观察时,锁定连杆B(8)一端为半圆弧,另一端为直角和四分之一圆弧;
所述转轴B(9)为杆状金属件,一端设有限位台阶,另一端设有环形凹槽;
所述转动铰(10)为金属板件,垂直于板面设有3个用于铰接的大凸耳,其中2个大凸耳上各设有2个小凸耳;
所述展开扭簧(11)为常规形式的金属扭簧,展开扭簧(11)两端的凸出段沿与螺旋线相切方向伸出;
所述行程开关(12)为具有可往复运动的顶杆的装置,可以通过顶杆的伸缩控制电路的通断;
所述压紧基座(13)为金属板件,垂直于板面设有若干螺钉孔、4个铰接孔、4个凸耳,凸耳上设有通孔;
所述基座盖板(14)为底面开放的长方体壳体,内腔为圆柱体,侧面设有法兰与拔销器定位孔,下端面设有螺纹孔,顶部中心设有通孔,内腔上表面设有4个铰接孔;
所述拔销器(15)为任意拔销装置,拔销器包含销子;
所述压紧环A(16)为金属块状体,上部为圆柱体,下部为法兰,中间设有上下贯穿的通孔;
所述压紧环B(17)为金属块状体,下部为圆柱体,上部为法兰,上表面中心设有两级沉孔,沉孔中心设有通孔;
所述解锁滑块(18)为圆环状壳体,侧壁设有销孔,壳体内侧设有180°对称布置的铰接孔,铰接孔轴线方向与圆环轴线方向平行,圆环下表面设有4个凸耳,凸耳上设有通孔;
所述支撑连杆A(19)为金属连杆;
所述解锁连杆(20)为金属连杆;
所述支撑连杆B(21)为金属连杆;
所述压紧连杆(22)为L形金属连杆,2个铰接点分别设在L拐点处与L的一个端点处,L的另一端设有半圆柱螺纹通槽;
所述解锁弹簧A(23)为拉簧;
所述解锁弹簧B(24)为压簧;
所述压紧盖(25)为圆柱形块状体,中间设有通孔;
所述平垫圈(26)为标准件;
所述锁紧螺钉(27)为标准件;
转轴B(9)穿过固定铰(4)和转动铰(10)上的铰接孔以及展开扭簧(11),转轴B(9)的限位台阶卡在固定铰(4)上,卡簧卡在转轴B(9)另一端的环状凹槽内;锁定扭簧(5)的两端凸出段分别***固定铰(4)和锁定连杆A(7)上的扭簧安装孔,转轴A(6)穿过固定铰(4)和锁定连杆A(7)上的铰接孔以及锁定扭簧(5),转轴A(6)的限位台阶卡在固定铰(4)上,卡簧卡在转轴A(6)另一端的环状凹槽内;锁定连杆B(8)有直角的一端与锁定连杆A(7)铰接,直角向上,另一端与转动铰(10)铰接,行程开关(12)通过螺钉与固定铰(4)固连,行程开关(12)的顶杆顶在转动铰(10)中间的凸耳上;
星体(1)、太阳翼基板A(2)、太阳翼基板B(3)通过上述机构形成的铰链串联;
解锁连杆(20)一端与解锁滑块(18)铰接,另一端同时与支撑连杆A(19)、支撑连杆B(21)铰接,支撑连杆A(19)另一端与压紧基座(13)、基座盖板(14)铰接,支撑连杆B(21)另一端与压紧连杆(22)铰接,压紧连杆(22)的拐点处与压紧基座(13)、基座盖板(14)铰接,两组支撑连杆A(19)、解锁连杆(20)、支撑连杆B(21)、压紧连杆(22)呈中心对称布置,解锁弹簧A(23)一端连接解锁滑块(18)的凸耳,另一端连接压紧基座(13)的凸耳,4根解锁弹簧A(23)呈中心对称布置,压紧基座(13)与星体(1)通过螺钉固接,基座盖板(14)与压紧基座(13)通过螺钉固接,基座盖板(14)的内表面与解锁滑块(18)外轮廓配合,拔销器(15)与基座盖板(14)通过螺钉固接,拔销器(15)的销子***解锁滑块(18)的销孔,此时2个压紧连杆(22)的半圆柱螺纹通槽相对,形成一个螺孔,压紧环A(16)与太阳翼基板A(2)通过螺钉固接,压紧环A(16)压在基座盖板(14)上,压紧环B(17)与太阳翼基板B(3)通过螺钉固接,压紧环B(17)压在压紧环A(16)上,解锁弹簧B(24)置于压紧环B(17)的下一级沉孔中,压紧盖(25)置于压紧环B(17)的上一级沉孔中,锁紧螺钉(27)依次穿过平垫圈(26)、压紧盖(25)、压紧环B(17)、压紧环A(16)、基座盖板(14),旋入2个压紧连杆(22)形成的螺孔中。
2.根据权利要求1所述的一种双折太阳翼,其特征在于两组支撑连杆A(19)、解锁连杆(20)、支撑连杆B(21)、压紧连杆(22)只有1个自由度。
3.根据权利要求1所述的一种双折太阳翼,其特征在于解锁滑块(18)、支撑连杆A(19)、解锁连杆(20)、支撑连杆B(21)、压紧连杆(22)形成两级死点。
4.根据权利要求1所述的一种双折太阳翼,其特征在于固定铰(4)、锁定连杆A(7)、锁定连杆B(8)、转动铰(10)通过铰接形成一个闭环。
5.根据权利要求1所述的一种双折太阳翼,其特征在于转动铰(10)相对固定铰(4)可以从0°展开至180°以内的任意角度,对于本实例,转动铰(10)可展开至180°。
6.根据权利要求1所述的一种双折太阳翼,其特征在于转动铰(10)相对固定铰(4)的展开角度与行程开关(12)顶杆的伸出长度正相关。
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- 2020-03-16 CN CN202010180917.XA patent/CN111114840A/zh not_active Withdrawn
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