[發明專利]一種兩自由度太陽電池陣展開裝置

在審

• 申請號: 202110004571.2
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112623280A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 沈亮;余豪華;殷愛平;王艷芬;經貴如;錢志源;李飛;李偉;袁偉;徐慶
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: B64G1/44
• 分類號: B64G1/44;B64G1/22
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開了一種兩自由度太陽電池陣展開裝置，包括根部鉸鏈、展開臂、展開同步機構、擺動機構、轉接法蘭；所述展開臂通過根部鉸鏈與太陽電池陣的驅動機構連接，所述展開臂的另一端與擺動機構固定連接，所述擺動機構的輸出軸通過所述轉接法蘭與太陽電池陣固定連接，所述展開同步機構與所述根部鉸鏈、轉擺動機構連接，所述展開同步機構用于控制根部鉸鏈、展開臂、擺動機構、太陽電池陣展開的同步性。本發明通過展開臂和擺動機構，以實現太陽電池陣在軌展開功能后，與驅動機構共同實現太陽電池陣兩自由度轉動功能。

技術領域

本發明屬于衛星技術應用領域，尤其涉及一種兩自由度太陽電池陣展開裝置。

背景技術

衛星太陽電池陣在軌展開一般通過展開裝置實現，展開到位后，驅動機構驅動整個太陽電池陣對日定向。一般太陽電池陣只需要一個自由度，但對一些復雜軌道或具有特殊應用目的的衛星，在一個軌道周期內電池陣對太陽光的入射角變化很大，單自由度已無法保證良好的太陽光入射角，需要進行兩自由度轉動以達到對日定向目的。目前我國已上天的各類航天器，太陽電池陣多為單自由度轉動，一般展開裝置只需實現太陽電池陣的在軌展開及到位鎖定功能。

同時，目前兩自由度驅動機構應用也較少，并且產品穩定性、繼承性、通用性較差，重量較重。因此，本發明提出一種兩自由度太陽電池陣展開裝置，通過太陽電池陣展開裝置集成擺動機構，完成太陽電池陣在軌展開功能后，與驅動機構共同實現太陽電池陣兩自由度轉動功能。

發明內容

本發明提供了一種兩自由度太陽電池陣展開裝置，通過展開臂和擺動機構，以實現太陽電池陣在軌展開功能后，與驅動機構共同實現太陽電池陣兩自由度轉動功能。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種兩自由度太陽電池陣展開裝置，包括根部鉸鏈、展開臂、展開同步機構、擺動機構、轉接法蘭，實現太陽電池陣在軌展開功能及擺動功能；所述展開臂一端通過根部鉸鏈與太陽電池陣的驅動機構連接，所述展開臂的另一端與所述擺動機構連接，所述擺動機構的輸出軸通過所述轉接法蘭與太陽電池陣固定連接，所述擺動機構通過轉接法蘭安裝在展開臂與太陽電池陣之間，在太陽電池陣與展開臂展開過程中，擺動機構工作代替桿間鉸鏈的展開功能，實現部分太陽電池陣的有源展開功能；所述展開同步機構與所述跟臂鉸鏈、擺動機構連接，所述展開同步機構用于控制根部鉸鏈、展開臂、擺動機構、太陽電池陣展開的同步性，同時在太陽電池陣展開到位后，展開同步機構與擺動機構的輸出軸約束釋放，使擺動機構實現太陽電池陣的擺動功能。

為適應太陽電池陣擺動大慣量以及輕量小型化要求，所述擺動機構包括小型化的驅動電機、多級減速器和驅動軸，所述驅動電機的輸出軸連接所述多級減速器的輸入端，所述多級減速器的輸出端連接驅動軸，所述驅動軸通過轉接法蘭連接所述太陽電池陣，所述驅動電機和多級減速器固定在所述展開臂上。

采用展開臂連接太陽電池陣的驅動機構和擺動機構，擺動機構實現部分太陽電池陣展開功能和太陽電池陣擺動功能，提高了太陽電池陣展開裝置和驅動機構的集成度，同時展開臂采用高剛度、輕量化的碳纖維復合材料，降低整體重量。

展開臂長度可根據實際需求進行設計，太陽電池陣在軌展開后伸出星體，可以有效解決衛星遮擋和干涉問題，提高太陽電池陣轉動安全性和發電效率。

所述太陽電池陣包括太陽電池陣本體和根部連接件，所述太陽電池本體和根部連接件固定連接，所述根部連接件通過轉接法蘭與所述擺動機構驅動軸連接，所述擺動機構的輸出軸與所述根部連接件固定連接。

具體地，所述根部鉸鏈具體包括公鉸鏈、蝸卷彈簧、母鉸鏈和鎖定鉤、轉動軸，所述公鉸鏈與所述驅動機構連接，所述母鉸鏈與所述展開臂連接，所述公鉸鏈和所述母鉸鏈分別與所述轉動軸轉動連接，所述蝸卷彈簧套設在所述轉動軸上，收攏狀態下，根部鉸鏈通過所述蝸卷彈簧儲存的勢能帶動所述展開臂、所述擺動機構和所述太陽電池陣展開，展開到位后通過所述母鉸鏈上的所述鎖定鉤與所述公鉸鏈鎖緊固定。