[發明專利]雙層框架式可在軌維修充氣展開太陽帆板

無效

• 申請號: 201010259863.2
• 申請日: 2010-08-23
• 公開（公告）號: CN101997044A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 苗常青;王友善;劉宇艷;萬志敏;杜星文
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/048
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明涉及一種適應于空間站等載人航天器的、可在軌維修的充氣展開太陽帆板，屬于航天技術領域。?

背景技術

太陽能帆板是空間站等載人航天器的重要部件，其將收集到的太陽輻射能量轉化為電能，為航天器提供電力支持。空間環境極其復雜，高真空、強紫外線、原子氧、“冷黑”以及存在的大量微流星和空間碎片，使太陽電池片在軌運行時出現損壞或老化的問題，這就需要對其進行更換和維修。傳統的做法是由宇航員對有部分電池片損壞或老化的太陽帆板進行整體更換，而有些情況下損壞只是一小部分，整體更換會造成資源的浪費，加之太陽帆板展開后尺寸很大，宇航員需要在空間環境中行走很遠的距離才能對其進行更換，更換難度大，而且對宇航員的生命安全造成威脅。空間環境的復雜性不利于這項工作的實施，它不僅威脅著宇航員的生命安全，而且在更換的過程中也影響著空間飛行器的穩定性。從上述分析可以看出，設計出一種易于在軌維修的、可進行單塊電池基板在軌更換的太陽翼的電池板是極其重要的，它不僅可以節約資源，而且避免或減少了太陽帆板的整體更換，因此降低了大面積帆板的發射成本和難度，減少了宇航員出艙活動的時間和距離，提高了宇航員的出艙安全，還有利于避免整個太陽帆板更換所帶來的對空間站的擾動。?

發明內容

本發明的目的是提供一種雙層框架式可在軌維修充氣展開太陽帆板，以解決太陽帆板在軌運行出現部分電池片或電池基板損壞或老化時，宇航員需要在空間環境中行走很遠的距離才能對有損壞或已經老化的太陽帆板進行整體更換，造成資源的浪費，且對宇航員的生命安全造成威脅的問題。?

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：本發明的充氣展開太陽帆板包括雙層充氣展開框架和多塊太陽電池基板；雙層充氣展開框架包括一根支撐轉軸、四根支撐管、兩個支撐橫板、四根導線、八個端蓋、四根充氣管道和四個控制閥；四根支撐管分上下兩層且平行設置，每層設有兩根支撐管，每根支撐管的兩端均為封閉端，四根支撐管的兩端各設有一個支撐橫板，每根支撐管的兩端各通過一個端蓋與支撐橫板連接，四根支撐管與四根充氣導管一一對應設置，四根支撐管與四根導線一一對應設置，每根充氣導管的一端設置在雙層充氣展開框架外，每根充氣導管的另一端與支撐管的一端連通，每根充氣導管上裝有一個?控制閥，兩個支撐橫板中與支撐管的另一端相鄰的支撐橫板的中心處裝有與其轉動連接的支撐轉軸，支撐轉軸用于與空間站或飛船的艙體連接；所述充氣展開太陽帆板還包括捕獲板、兩根電動拉繩、多根連接繩和多個第二勵磁線圈；多塊太陽電池基板沿支撐管的軸向并列設置在雙層充氣展開框架內的下層位置處，多塊太陽電池基板與雙層充氣展開框架位于其下層的兩根支撐管連接形成單翼太陽帆板，每塊太陽電池基板包括上層電池薄板、下層支撐結構板和多個第一勵磁線圈；下層支撐結構板上加工有多個第一安裝孔，每個第一安裝孔內固裝有一個第一勵磁線圈，上層電池薄板由永磁材料制成，上層電池薄板和下層支撐結構板靠磁力吸引到一起，導線與支撐管的電加熱層連接，導線的兩端設置在支撐管的外面，支撐管為可剛化柔性充氣展開支撐管，捕獲板設置在雙層充氣展開框架內且位于多塊太陽電池基板的上方，捕獲板的兩個連接端分別與多根連接繩的兩端連接，多根連接繩環套在雙層充氣展開框架中位于其上層的兩根支撐管上，環套在該兩個上層支撐管的每根支撐管3上的多根連接繩通過一根電動拉繩連接，捕獲板上加工有多個第二安裝孔，每個第二安裝孔內固裝有一個第二勵磁線圈。?

本發明的有益效果是：本發明的雙層框架式可在軌維修充氣展開太陽帆板是在已有單層平面框架式充氣展開太陽帆板的基礎上改進而成，其優點是增大了結構剛度，提高了振動基頻，并能夠在軌進行單塊太陽電池板維修更換，更換方法簡單、方便，易于實施。本發明能自動實現太陽電池基板的轉移，并能夠將需要更換的特定的太陽電池基板轉移到航天員方便更換的固定端，不僅可大大減少航天員在軌更換的工作量，同時還保障了宇航員的生命安全。?

附圖說明

圖1是雙層充氣展開框架充氣展開的軸測圖，2是雙層充氣展開太陽帆板的軸測圖，圖3是雙層充氣展開框架位于其下層的兩個支撐管充氣展開的軸測圖(雙層充氣展開框架內設有多塊太陽電池基板)，圖4是雙層充氣展開框架位于其下層的支撐管與太陽電池基板連接的左剖視圖，圖5是單塊太陽電池基板的軸測圖，圖6是單塊上層電池薄板的軸測圖，圖7是單塊下層支撐結構板的軸測圖，圖8是本發明的整體結構軸測圖。?

具體實施方式