[發明專利]一種基于彈簧驅動的太陽翼展開與鎖緊機構

有效

• 申請號: 201711078799.6
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107933971B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 高鴿;唐心春;李春;馬小龍;陳琦
• 申請（專利權）人: 深圳航天東方紅海特衛星有限公司
• 主分類號: B64G1/44
• 分類號: B64G1/44
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

本發明提出了一種基于彈簧驅動的太陽翼展開與鎖緊機構，包括扭簧、端部轉動座、中間轉動座、扭簧限位座、扭簧壓緊座、扭簧壓緊蓋板、芳綸線、專用黏性帶以及鎖緊機構；端部轉動座位于太陽翼上下兩端，通過兩折太陽翼左右配合，提供展開軸線、綁扎點，同時作為鎖緊機構的安裝平面；所述中間轉動座位于太陽翼中部，通過兩折太陽翼左右配合，提供展開軸線、綁扎點；扭簧壓緊座為所述扭簧端部直段的固定平面，并通過扭簧壓緊蓋板的槽型壓緊所述扭簧；扭簧限位座錯開分布在兩折太陽翼上，完成扭簧轉動過程限位；太陽翼展開時的驅動力矩由所述扭簧扭轉時的勢能提供，展開到位后由所述鎖緊機構完成鎖緊，翼間限位與剛度保持通過芳綸線與專用黏性帶實現。

技術領域

本發明涉及航天器技術領域，尤其涉及一種航天用的太陽翼展開與鎖緊機構。

背景技術

太陽翼展開、鎖緊機構在航天，特別是衛星領域廣泛使用，太陽翼結構機構主要用來為太陽電池片系統提供安裝平面以及保證折疊翼在軌順利展開。以航天領域衛星的太陽翼為例，其展開機構主要鉸鏈式、荷葉式、旋轉關節、彈簧式等形式，鎖緊機構主要有機械鎖緊、摩擦自鎖、鉸鏈自身剛度鎖緊等，但現有的展開與鎖緊機構均存在一定的弊端，其中鉸鏈式往往需要電池板之間有一定的間隙，占用較大的包絡空間，同時鉸鏈式、荷葉式、以及旋轉關節的安裝均有較高的同軸度要求，由于加工誤差、裝配誤差導致最終的精度難以保證，且旋轉關節需要配合電機驅動，以上各方式從重量、復雜程度上增加了研制成本與風險；綜合看，彈簧式展開機構最為簡單，但現有的彈簧式展開機構僅能提供展開力矩，展開后太陽板間不能承力，對于板間連接結構以及彈簧與電池板的安裝、配合關系暫未查到資料，鎖緊機構中摩擦鎖緊的鎖緊程度會隨著接觸部件表面狀態、安裝發生變化，難以做到完全定量有效控制，鉸鏈自身剛度保證式鎖緊僅在鉸鏈式機構中有應用，對鉸鏈的選擇、安裝具有嚴苛的要求，而機械鎖緊應用較多，能查到的主要有連桿式、銷孔式、卡槽式等，且每種的應用場合不同，如何做到簡單、小巧并適應展開結構，是鎖緊的核心。

因此，為了滿足高效、可靠、簡單、快速、輕質的航天器太陽電池陣結構機構要求，故設計彈簧式+板間連接結構+機械鎖緊的配合實現太陽翼各個角度折疊并有效展開鎖緊。

專利文獻1(中國專利公開號：CN1696012A)公開了一種太陽能電池帆板展開機構，包括展直扭簧、扎緊尼龍帶、扎緊尼龍帶熔斷機構及太陽能電池帆板展直定位機構；其中，展直扭簧將陽能電池帆板兩兩面對面或背靠背連接；扎緊尼龍帶克服展直扭簧張力將往復折疊的太陽能電池帆板攔腰扎緊；太陽能電池帆板展直定位機構包括設置在太陽能電池帆板上、能隨太陽能電池帆板展直而自動伸出定位銷，及其定位管，所述定位管設置在相鄰的太陽能電池帆板上。太陽能電池帆板在進入太空后，將電阻絲通電，燒斷尼龍帶，太陽能電池帆板在扭簧的彈力作用下展開。當太陽能電池帆板展開后，利用定位銷拉入定位管中，使太陽能電池帆板組構成一個平面陣列。但是，該展開機構因為其為機械鎖緊，僅可進行手動折疊，不能實現電機驅動自動折疊。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明提出了一種基于雙扭簧驅動、芳綸線連接緊固的太陽翼展開機構以及基于單彈簧的銷孔配合式鎖緊機構，本發明采用如下技術方案：

一種基于彈簧驅動的太陽翼展開與鎖緊機構，包括扭簧、端部轉動座、中間轉動座、扭簧壓緊座、扭簧壓緊蓋板、芳綸線、專用黏性帶以及鎖緊機構；所述端部轉動座位于太陽翼上下兩端，通過兩折太陽翼左右配合，提供展開軸線、綁扎點，同時作為鎖緊機構的安裝平面；所述中間轉動座位于太陽翼中部，通過兩折太陽翼左右配合，提供展開軸線、綁扎點；所述扭簧壓緊座為所述扭簧端部直段的固定平面，并通過扭簧壓緊蓋板的槽型壓緊所述扭簧；太陽翼展開時的驅動力矩由所述扭簧扭轉時的勢能提供，展開到位后由所述鎖緊機構完成鎖緊，翼間限位與剛度保持通過所述芳綸線與專用黏性帶實現。

進一步地，所述鎖緊機構位于兩折太陽翼接觸的上下端面，同時完成鎖緊。

進一步地，所述兩折太陽翼包括固定太陽翼、展開式太陽翼，其中，固定太陽翼固定在航天器上。