[發明專利]一種伸展機構支撐雙邊陣的大面積柔性太陽電池翼

有效

• 申請號: 202010070631.6
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111262517B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 何文松;羅斌;施飛舟;王治易;咸奎成;程雷;崔琦峰;張雷;馬季軍;付清山;倪嘯楓;霍杰;彭志龍;許文彬;殷愛平;宋佳;蔣秋香;王威;袁偉;鄭宗勇;湯亮;顧玨華
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: H02S30/20
• 分類號: H02S30/20;H02S30/10;H02S20/30
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 楊春穎

本發明公開了一種伸展機構支撐雙邊陣的大面積柔性太陽電池翼，包括：抬升機構、伸展機構、兩個柔性太陽電池陣、壓緊釋放裝置和箱體展開鎖定機構；伸展機構頂部兩端分別連接兩個柔性太陽電池陣，底部與抬升機構連接；初始狀態時，兩個柔性太陽電池陣關于伸展機構對稱；伸展機構和柔性太陽電池陣上分別設置有多個壓緊點，壓緊釋放裝置設置在相應的壓緊點位置處，實現對伸展機構和柔性太陽電池陣的壓緊；伸展機構頂部兩端與第一柔性太陽電池陣和第二柔性太陽電池陣的連接位置處設置有箱體展開鎖定機構，用于將柔性太陽電池陣向兩側展開到位并鎖定。本發明具有收攏包絡小、展開面積大、展開構型穩定的優點，適用于大功率航天器平臺。

技術領域

本發明屬于航天技術領域，尤其涉及一種伸展機構支撐雙邊陣的大面積柔性太陽電池翼。

背景技術

隨著我國航天技術發展，航天器對功率需求日益劇增。如通信衛星、電子偵察衛星等對發電功率需求超過了10kW，大型天基雷達衛星、深空探測電推進衛星對電能的需求高達40kW，我國未來空間站功率需求甚至達到了百千瓦量級。

以未來某型號空間站為例，該某型號空間站的三個艙(核心艙、實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ)需配合多套太陽電池翼共同使用，多套太陽電池翼作為空間站發電裝置，以支撐空間站的正常運行。

目前，國內外現多采用剛性、半剛性的傳統太陽電池翼。然而，傳統太陽電池翼受制于收攏布局、展開方式、展開基頻等約束條件，其展開面積和發電功率受到極大限制，很難在保證足夠大展開面積的同時滿足收攏包絡要求和承載要求，存在收攏包絡大、重量重、功率低等問題。

相對而言，柔性太陽電池翼具有高功率質量比和高功率體積比的技術優勢，將成為大功率飛行器的優選方案之一。目前國內柔性太陽電池翼還未有在軌工程應用的先例。國際空間站采用了8個柔性太陽電池翼作為發電裝置，使用四邊形盤繞式伸展機構支撐雙邊柔性陣構型，太陽翼通過航天飛機運送至國際空間站，并通過航天員出艙進行組建和展開。日本ADEOS-II和HIMAT衛星采用了單邊陣的柔性太陽電池翼構型，受限于收攏狀態包絡，展開后寬度方向的利用率不足，若要實現大面積展開則需要采用更長的伸展機構，動力學特征和承載能力較差。

綜上，隨著空間科學技術的飛速發展，各種大功率的科研設備對航天器平臺的功率提出了更高、更大的需求，傳統的剛性、半剛性太陽翼很難在保證大功率的情況下滿足高剛度、輕質量、高收納比等復雜使用要求，而傳統的柔性太陽電池翼非全自動展開或者展開面積和剛度受限。因此，必須采用一種新型機械結構的柔性太陽電池翼。

發明內容

本發明解決的技術問題：克服現有技術的不足，提供一種伸展機構支撐雙邊陣的大面積柔性太陽電池翼，具有收攏包絡小、展開面積大、展開構型穩定、功率質量比高的優點，適用于大功率航天器平臺。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種伸展機構支撐雙邊陣的大面積柔性太陽電池翼，包括：抬升機構、伸展機構、柔性太陽電池陣、壓緊釋放裝置和箱體展開鎖定機構；其中，柔性太陽電池陣，包括：第一柔性太陽電池陣和第二柔性太陽電池陣；

伸展機構頂部兩端分別連接第一柔性太陽電池陣和第二柔性太陽電池陣，底部與抬升機構連接；初始狀態時，第一柔性太陽電池陣、第二柔性太陽電池陣、伸展機構之間平行，且第一柔性太陽電池陣和第二柔性太陽電池陣關于伸展機構對稱；

伸展機構和柔性太陽電池陣上分別設置有多個壓緊點，壓緊釋放裝置設置在相應的壓緊點位置處，通過在壓緊點處施加壓緊力，實現對伸展機構和柔性太陽電池陣的壓緊；

伸展機構頂部兩端與第一柔性太陽電池陣和第二柔性太陽電池陣的連接位置處設置有箱體展開鎖定機構，用于將柔性太陽電池陣向兩側展開到位并鎖定。

在上述伸展機構支撐雙邊陣的大面積柔性太陽電池翼中，抬升機構，包括：固定關節、轉動關節、抬升機構驅動組件和鎖定組件；