CN115384814B - 一种可沿轴重复收拢的柔性太阳翼机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及太阳翼展开领域，具体涉及一种可沿轴重复收拢的柔性太阳翼机构，包括展开机构和太阳翼，所述展开机构包括容纳箱体，容纳箱体前侧设置有固定件；所述容纳箱体内侧两端均设置有竖安装板；两组所述竖安装板之间上端设置有横安装板；所述容纳箱体顶部设置有第一电机，第一电机下端通过第二锥齿轮啮合连接有第一锥齿轮；发明通过在太阳翼两侧设置有弹性件，并可通过弹性件的弹力控制太阳翼自动展开，并可保证太阳翼展开后稳定保持其形态；本发明通过电机对太阳翼展开的速度进行控制，防止过大的冲击力导致太阳翼展开失败的问题出现。

Description

一种可沿轴重复收拢的柔性太阳翼机构

技术领域

本发明涉及太阳翼展开领域，具体涉及一种可沿轴重复收拢的柔性太阳翼机构。

背景技术

随着航天科技的发展，随着人们对展开机构的要求越来越高，对太阳翼的功率和质量要求越来越高，但是传统的机械式刚性太阳翼随着功率的增加，太阳翼面板质量也线性增加，而质量的增加会降低卫星整体频率。传统的太阳翼多采用机械式展开，存在机械结构复杂、易受冲击损坏、质量大、成本高等缺点，且对于航天器具有重复收拢展开功能需求、对重量和收拢包络要求很高的特殊应用场景，现有太阳翼仍存在一定不足。

发明内容

因此，本发明正是鉴于以上问题而做出的，本发明的目的在于通过控制两组展开装置伸出与收回以控制太阳翼的稳定展开与收拢，本发明是通过以下技术方案实现上述目的：

一种可沿轴重复收拢的柔性太阳翼机构，包括展开机构和太阳翼，所述展开机构包括容纳箱体，容纳箱体前侧设置有固定件；所述容纳箱体内侧两端均设置有竖安装板；两组所述竖安装板之间上端设置有横安装板；所述容纳箱体顶部设置有第一电机，第一电机下端通过第二锥齿轮啮合连接有第一锥齿轮；第一锥齿轮中部设置有上转动杆，上转动杆两端贯穿竖安装板设置有上旋转件；第一锥齿轮下方啮合连接有补偿机构；容纳箱体下方通过补偿机构滑动设置有导向件；所述容纳箱体底部设置有第二电机，第二电机上端通过第四锥齿轮啮合连接有第三锥齿轮，第三锥齿轮中部设置有下转动杆，下转动杆两端贯穿竖安装板设置有下旋转件；所述同侧的上旋转件和下旋转件上设置有控制皮带；所述控制皮带内侧啮合连接卷绕杆，卷绕杆外侧收卷太阳翼；太阳翼外端与导向件固定连接。

优选的，所述补偿机构上端具有可旋转安装于横安装板上方的第五锥齿轮；所述第五锥齿轮与第一锥齿轮啮合；所述第五锥齿轮下端固定连接有连接杆；所述连接杆内部安装有升降杆，所述升降杆外侧设置有螺纹并可与连接杆内侧设置有螺纹槽配合；所述升降杆下端设置有滑块，且该滑块可滑动安装于升降板上端具有的滑动槽中；所述升降板下端设置有连接件，所述连接件与导向件远离太阳翼一端固定连接。

优选的，所述连接件两端设置有移动件；所述升降板两端设置有补偿件；所述补偿件固定安装于容纳箱体远离太阳翼一侧的内板上；所述补偿件上具有可供移动件移动的补偿槽。

优选的，所述固定件靠近太阳翼一侧设置有磁吸部。

优选的，所述卷绕杆两端固定设置有卷绕部，所述卷绕部上设置有齿牙且与控制皮带内侧具有的齿牙啮合。

优选的，所述卷绕部外侧设置有磁吸环；所述磁吸环可与固定件上具有的磁吸部配合以对太阳翼进行位置固定。

优选的，所述上旋转件斜下方设置有上导向杆，所述下旋转件斜上方设置有下导向杆，用以使通过上导向杆与下导向杆的控制皮带水平移出。

优选的，所述容纳箱体靠近太阳翼一侧设置有可供导向件竖直移动的移动槽。

本发明有益效果：

1、本发明通过在太阳翼两侧设置有弹性件，并可通过弹性件的弹力控制太阳翼自动展开，并可保证太阳翼展开后稳定保持其形态；

2、本发明通过电机对太阳翼展开的速度进行控制，防止过大的冲击力导致太阳翼展开失败的问题出现；

3、本发明通过两组展开装置的移动可以控制太阳翼稳定展开并可实现对太阳翼重复收拢，从而适应不同航天器不同状态下的不同需求。

附图说明

图1为本发明提供的太阳翼收拢状态下整体结构示意图。

图2为本发明提供的太阳翼展开状态下整体结构示意图。

图3为本发明提供的展开机构整体结构示意图。

图4为本发明提供的展开机构内部结构示意图。

图5为本发明提供的展开机构内部结构正视图。

图6为本发明提供的补偿机构整体结构示意图。

图7为本发明提供的太阳翼结构示意图。

附图标记说明：

图中，100、展开机构；110、容纳箱体；111、移动槽；112、竖安装板；113、横安装板；120、固定件；121、磁吸部；130、导向件；140、上旋转件；141、上导向杆；142、上转动杆；143、第一锥齿轮；144、第二锥齿轮；145、第一电机；150、下旋转件；151、下导向杆；152、下转动杆；153、第三锥齿轮；154、第四锥齿轮；155、第二电机；160、控制皮带；170、补偿机构；171、第五锥齿轮；172、连接杆；173、升降杆；174、升降板；175、滑动槽；176、连接件；177、移动件；178、补偿件；179、补偿槽；200、太阳翼；210、卷绕杆；211、卷绕部；220、磁吸环。

具体实施方式

本发明优选实施例将通过参考附图进行详细描述然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例，另外，为了更清楚地描述本发明，与发明没有连接的部件将从附图中省略；

如图1、图2所示，一种可沿轴重复收拢的柔性太阳翼机构包括：用于支撑与装载内部装置的展开机构100，位于展开机构100一侧的太阳翼200；

如图1-6所示，所述展开机构100包括：用于装载其他机构的容纳箱体110，位于容纳箱体110中端且靠近太阳翼200一侧的固定件120，位于容纳箱体110下端且靠近太阳翼200一侧的导向件130，位于容纳箱体110内部上端的两组上旋转件140，位于容纳箱体110内部下端的两组下旋转件150，位于上旋转件140与下旋转件150之间且向太阳翼200展开方向延伸的控制皮带160，位于两组上旋转件140与下旋转件150之间的补偿机构170；

所述容纳箱体110靠近太阳翼200一侧设置有可供导向件130竖直移动的移动槽111；

所述容纳箱体110内侧两端均设置有竖安装板112；

所述两组竖安装板112之间上端设置有横安装板113；

所述固定件120靠近太阳翼200一侧设置有磁吸部121；

所述导向件130一端与太阳翼200一端固定连接；

所述上旋转件140、上导向杆141、下旋转件150、下导向杆151均可旋转安装于容纳箱体110两侧箱板与竖安装板112上；

所述上旋转件140、下旋转件150内侧缠绕有同一根控制皮带160；

所述控制皮带160内侧设置有齿牙；

所述上导向杆141位于上旋转件140斜下方，所述下导向杆151位于下旋转件150斜上方，用以使通过上导向杆141与下导向杆151的控制皮带160水平移出；

所述上转动杆142两端穿过竖安装板112并与两组上旋转件140固定连接；

所述上转动杆142上设置有第一锥齿轮143；

所述第一锥齿轮143上方设置有与其啮合的第二锥齿轮144；

所述第二锥齿轮144上端与第一电机145的输出端固定连接；

所述第一电机145固定设置于容纳箱体110上端；

所述下转动杆152两端穿过竖安装板112并与两组下旋转件150固定连接；

所述下转动杆152上设置有第三锥齿轮153；

所述第三锥齿轮153下方设置有与其啮合的第四锥齿轮154；

所述第四锥齿轮154下端与第二电机155的输出端固定连接；

所述第二电机155固定设置于容纳箱体110下端；

所述第一电机145、第二电机155可控制位于容纳箱体110同一侧的上旋转件140、下旋转件150向相反方向转动，用以向容纳箱体110外侧提供控制皮带160；

所述补偿机构170上端具有可旋转安装于横安装板113上方的第五锥齿轮171；

所述第五锥齿轮171与第一锥齿轮143啮合；

所述第五锥齿轮171下端固定连接有连接杆172；

所述连接杆172内部安装有升降杆173，所述升降杆173外侧设置有螺纹并可与连接杆172内侧设置有螺纹槽配合，以实现连接杆172旋转控制升降杆173上下移动，且通过升降杆173上螺纹的密度来控制升降杆173上下移动的速度以使太阳翼200在展开时始终保持水平；

所述升降杆173下端设置有滑块，且该滑块可滑动安装于升降板174上端具有的滑动槽175中；

所述升降板174下端设置有连接件176，所述连接件176与导向件130远离太阳翼200一端固定连接；

所述连接件176两端设置有移动件177；

所述升降板174两端设置有补偿件178；

所述补偿件178固定安装于容纳箱体110远离太阳翼200一侧的内板上；

所述补偿件178上具有可供移动件177移动的补偿槽179；

所述补偿槽179用以补偿在导向件130升降时保持太阳翼200始终水平展开；

如图1-7所示，所述太阳翼200一端固定于导向件130上，另一端固定于太阳翼200中心位置处的卷绕杆210上；

所述太阳翼200由其上安装有太阳能电池阵列的柔性毯绕卷绕杆210卷绕而成，且该柔性毯长边两端具有一定弹性；

所述卷绕杆210两端固定设置有卷绕部211；

所述卷绕部211上设置有齿牙且与控制皮带160内侧具有的齿牙啮合；

所述卷绕部211的直径与上导向杆141、下导向杆151之间的距离相等；

所述卷绕部211外侧设置有磁吸环220；

所述磁吸环220可与固定件120上具有的磁吸部121配合以对太阳翼200进行位置固定。

工作原理：

当需展开太阳翼200时，解除磁吸部121对太阳翼200的限位，随后通过第一电机145与第二电机155控制上转动杆142与下转动杆152转动，从而控制上旋转件140与下旋转件150转动，以提供控制皮带160，且由于太阳翼200本身具有弹力，当上旋转件140转动速度大于下旋转件150转动速度时，太阳翼200会自动展开，并在太阳翼200展开过程中控制上旋转件140转动速度一定，下旋转件150转动速度逐渐降低，用以补偿由于卷绕杆210上太阳翼200所需转动速度的增加，且在第一电机145控制上转动杆142转动的同时，连接杆172会控制升降杆173上升，从而控制升降板174、连接件176、导向件130沿补偿槽179上升，以补偿保持太阳翼200水平展开的角度，直至太阳翼200完全展开。

当需收拢太阳翼200时，仅需控制第一电机145与第二电机155反转，且在太阳翼200收拢过程中控制上旋转件140转动速度一定，下旋转件150转动速度逐渐增加，直至磁吸环220与磁吸部121接触，以对太阳翼200进行位置固定。

Claims (6)

1.一种可沿轴重复收拢的柔性太阳翼机构，包括展开机构（100）和太阳翼（200），其特征在于：所述展开机构（100）包括容纳箱体（110），容纳箱体（110）前侧设置有固定件（120）；所述容纳箱体（110）内侧两端均设置有竖安装板（112）；两组所述竖安装板（112）之间上端设置有横安装板（113）；所述容纳箱体（110）顶部设置有第一电机（145），第一电机（145）下端通过第二锥齿轮（144）啮合连接有第一锥齿轮（143）；第一锥齿轮（143）中部设置有上转动杆（142），上转动杆（142）两端贯穿竖安装板（112）设置有上旋转件（140）；第一锥齿轮（143）下方啮合连接有补偿机构（170）；容纳箱体（110）下方通过补偿机构（170）滑动设置有导向件（130）；所述容纳箱体（110）底部设置有第二电机（155），第二电机（155）上端通过第四锥齿轮（154）啮合连接有第三锥齿轮（153），第三锥齿轮（153）中部设置有下转动杆（152），下转动杆（152）两端贯穿竖安装板（112）设置有下旋转件（150）；同侧的所述上旋转件（140）和下旋转件（150）上设置有控制皮带（160）；所述控制皮带（160）内侧啮合连接卷绕杆（210），卷绕杆（210）外侧收卷太阳翼（200）；太阳翼（200）外端与导向件（130）固定连接，所述补偿机构（170）上端具有可旋转安装于横安装板（113）上方的第五锥齿轮（171）；所述第五锥齿轮（171）与第一锥齿轮（143）啮合；所述第五锥齿轮（171）下端固定连接有连接杆（172）；所述连接杆（172）内部安装有升降杆（173），所述升降杆（173）外侧设置有螺纹并可与连接杆（172）内侧设置有螺纹槽配合；所述升降杆（173）下端设置有滑块，且该滑块可滑动安装于升降板（174）上端具有的滑动槽（175）中；所述升降板（174）下端设置有连接件（176），所述连接件（176）与导向件（130）远离太阳翼（200）一端固定连接，所述连接件（176）两端设置有移动件（177）；所述升降板（174）两端设置有补偿件（178）；所述补偿件（178）固定安装于容纳箱体（110）远离太阳翼（200）一侧的内板上；所述补偿件（178）上具有可供移动件（177）移动的补偿槽（179）。

2.根据权利要求1所述的一种可沿轴重复收拢的柔性太阳翼机构，其特征在于：所述固定件（120）靠近太阳翼（200）一侧设置有磁吸部（121）。

3.根据权利要求1所述的一种可沿轴重复收拢的柔性太阳翼机构，其特征在于：所述卷绕杆（210）两端固定设置有卷绕部（211），所述卷绕部（211）上设置有齿牙且与控制皮带（160）内侧具有的齿牙啮合。

4.根据权利要求3所述的一种可沿轴重复收拢的柔性太阳翼机构，其特征在于：所述卷绕部（211）外侧设置有磁吸环（220）；所述磁吸环（220）可与固定件（120）上具有的磁吸部（121）配合以对太阳翼（200）进行位置固定。

5.根据权利要求1所述的一种可沿轴重复收拢的柔性太阳翼机构，其特征在于：所述上旋转件（140）斜下方设置有上导向杆（141），所述下旋转件（150）斜上方设置有下导向杆（151），用以使通过上导向杆（141）与下导向杆（151）的控制皮带（160）水平移出。

6.根据权利要求1所述的一种可沿轴重复收拢的柔性太阳翼机构，其特征在于：所述容纳箱体（110）靠近太阳翼（200）一侧设置有可供导向件（130）竖直移动的移动槽（111）。