[發明專利]一種太陽電池陣雙軸對日定向機構

有效

• 申請號: 201410469424.2
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104242807A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 張慶利;賈磊;張濤;王悅;彭波;穆星科;石小亮;宋春雨;孔文秦;王濤;徐方舟;姚世東;郭愛民
• 申請（專利權）人: 中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: H02S20/32
• 分類號: H02S20/32
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

技術領域

本發明涉及一種太陽電池陣雙軸對日定向機構，用于完成太陽電池陣對日定向動作，機構具有重復使用和雙自由度對日定向功能，屬于空間機構技術領域。

背景技術

航天器在軌長期運行過程中，主要依靠太陽能電池板為航天器提供電能。太陽能電池板利用其上貼有的半導體硅片或砷化鎵片，將光能轉換成電能，以供航天器上的儀器使用，相當于一個小型發電站。

太陽電池陣的工作模式為：當航天器在發射、空間機動、返回狀態時，太陽電池陣處于收攏狀態，壓緊放置在航天器艙內；當航天器在空間駐留時，太陽電池陣處于展開狀態，通過太陽電池陣展收機構運動將電池板從航天器艙內轉移到艙外，并實現對日定向跟蹤，實現電能的轉換。因此，太陽電池陣空間機構的功能性要求就是要完整實現上述工作模式，并且可重復使用。

傳統航天器對日定向機構分為固定翼太陽帆板、單自由度對日定向和雙自由度對日定向驅動機構三種形式，在國內外航天器上已廣泛使用，但存在以下弊端，對日定向機構體積較為龐大，位置控制精度較差，航天器對太陽翼對日定向的遮擋、運動干涉等問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種太陽電池陣雙軸對日定向機構，該定向機構結構緊湊、尺寸小、重量輕，能夠可靠地應用于太陽電池陣雙自由度對日定向的在軌重復展開、收攏及電池陣的對日定向操作，且具有較高的可靠性。

本發明的上述目的主要是通過如下技術方案予以實現的：

一種太陽電池陣雙軸對日定向機構，包括α軸驅動裝置、β軸驅動裝置和連接法蘭，α軸驅動裝置和β軸驅動裝置通過連接法蘭進行連接，且α軸驅動裝置中心軸線和β軸驅動裝置中心軸線垂直并相交，其中α軸驅動裝置包括α軸電機定子、兩個第一軸承、α軸旋轉變壓器、第一擋圈、套筒、第二擋圈、α軸電機轉子、α軸轉子座、第一鎖緊螺母和第一殼體，其中β軸驅動裝置包括兩個第二軸承、兩個第三軸承、β軸轉子座、β軸電機和第二殼體，具體連接關系為：

α軸驅動裝置為中空結構，第一殼體包括第一內殼體和第一外殼體，第二擋圈包括第二內擋圈和第二外擋圈，套筒包括內套筒和外套筒，兩個第一軸承套裝在內殼體的外表面，將α軸轉子座與內殼體裝配在一起，兩個第一軸承之間安裝內套筒和外套筒，α軸轉子座與α軸電機轉子通過第二內擋圈固連在一起，α軸轉子座的外壁安裝有α軸電機轉子和α軸旋轉變壓器的轉子，所述第一外殼體與α軸旋轉變壓器的定子之間通過第二外擋圈固連在一起，并通過第一擋圈與α軸轉子座固連，外殼體的下端與太陽電池陣的前臂連接，第一鎖緊螺母將α軸轉子座與兩個第一軸承固連在一起；

β軸驅動裝置為中空的對稱結構，第二殼體包括第二內殼體和第二外殼體，其中一側的第二殼體內部安裝β軸電機、兩個第二軸承和β軸轉子座，另一側的第二殼體內部安裝有β軸旋轉變壓器、兩個第三軸承和β軸轉子座，兩側的β軸轉子座之間通過太陽電池陣的橫梁連接。

在上述太陽電池陣雙軸對日定向機構中，β軸驅動裝置中還包括第二套筒、第二鎖緊螺母和第三鎖緊螺母，所述第二套筒由第二內套筒與第二外套桶組成，其中一側的第二內殼體通過兩個第二軸承、兩個第二套筒、第二鎖緊螺母固連在β軸轉子座上；第二外殼體通過β軸電機和第三鎖緊螺母與兩側的β軸轉子座固連在一起；另一側的第二內殼體通過兩個第三軸承、兩個第二套筒、第二鎖緊螺母固連在β軸轉子座上；第二外殼體通過β軸旋轉變壓器和第三鎖緊螺母與兩側的β軸轉子座固連在一起。

在上述太陽電池陣雙軸對日定向機構中，第二內擋圈與α軸轉子座通過螺紋連接，第二外擋圈與第二外殼體通過螺紋連接，并保持預緊力.

在上述太陽電池陣雙軸對日定向機構中，α軸驅動裝置還包括第四鎖緊螺母，所述兩個第一軸承的內環通過內套筒裝配，并通過第四鎖緊螺母壓緊并保持預緊力，所述兩個第一軸承的外環通過外套筒裝配，并通過第一鎖緊螺母壓緊并保持預緊力。

在上述太陽電池陣雙軸對日定向機構中，連接法蘭為U形法蘭，U形法蘭的底部連接α軸驅動裝置，U形的兩個側壁上分別安裝β軸驅動裝置對稱結構的兩部分。

在上述太陽電池陣雙軸對日定向機構中，α軸驅動裝置、β軸驅動裝置和連接法蘭采用一體化設計。

本發明與現有技術相比具有如下有益效果：