[發明專利]用于優化航天器太陽帆板克服火箭發射力學環境的機構

有效

• 申請號: 202110086288.9
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112918704B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 方亮;張偉;張趙威;任虎存
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B64G1/44
• 分類號: B64G1/44
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 何麗英

本發明涉及航天器太陽帆板結構，特別涉及一種用于優化航天器太陽帆板克服火箭發射力學環境的機構。包括斜坡杯和輔助支撐機構，其中斜坡杯設置于太陽帆板上；輔助支撐機構設置于航天器本體上，可進行伸縮；輔助支撐機構與斜坡杯配合實現對太陽帆板的輔助支撐。本發明具有能夠調整太陽帆板收攏基頻的功能，可以通過調整壓縮彈簧給予太陽帆板的支撐力和支撐剛度，從而調整太陽帆板收攏狀態的基頻，進而優化太陽帆板克服火箭發射力學環境的能力。

技術領域

本發明涉及航天器太陽帆板結構，特別涉及一種用于優化航天器太陽帆板克服火箭發射力學環境的機構。

背景技術

隨著我國大力發展商業航天事業，航天器正逐步朝向低成本的方向發展。作為航天器最重要的組成部件之一的太陽帆板，其低成本化也隨之而行。在傳統太陽帆板的設計方案中，太陽帆板需要兩個以上解鎖釋放機構，通過壓緊帆板的一個區域使得太陽帆板能夠克服火箭發射時的力學環境。但解鎖釋放機構一般由火工切割器或記憶合金等構成，價格高昂，并且火工切割器為一次性產品，記憶合金也有使用次數限制。并且，一套解鎖機構的重量也相對較高，導致航天器的發射費用較高。以上兩點導致了傳統方案不利于降低航天器太陽帆板的成本。由于太陽帆板收攏狀態下的基頻在前期方案設計的三維模型有限元分析中存在一定的誤差，產品在實際生產組裝后并不一定能夠滿足設計指標要求。傳統太陽帆板在生產組裝后若收攏基頻不符合指標要求則無法進行調整。綜上，需要找到能夠降低航天器太陽帆板的成本以及可調節太陽帆板收攏基頻的方案勢在必行。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種用于優化航天器太陽帆板克服火箭發射力學環境的機構，具有能夠調整太陽帆板收攏基頻的功能，可以通過調整壓縮彈簧給予太陽帆板的支撐力和支撐剛度，從而調整太陽帆板收攏狀態的基頻，進而優化太陽帆板克服火箭發射力學環境的能力。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于優化航天器太陽帆板克服火箭發射力學環境的機構，包括斜坡杯和輔助支撐機構，其中斜坡杯設置于太陽帆板上；所述輔助支撐機構設置于航天器本體上，可進行伸縮；所述輔助支撐機構與所述斜坡杯配合實現對太陽帆板的輔助支撐。

所述輔助支撐機構包括輔助支撐底座、彈簧限位桿、支撐套及壓縮彈簧，其中輔助支撐底座與所述航天器本體連接，所述彈簧限位桿插設于所述輔助支撐底座內且與所述輔助支撐底座固定連接，所述壓縮彈簧和支撐套依次套設于所述彈簧限位桿上，所述彈簧限位桿與所述支撐套滑動配合，所述壓縮彈簧的兩端分別與所述彈簧限位桿和所述支撐套抵接。

所述支撐套的側壁上沿軸向設有導向槽；所述彈簧限位桿上設有容置于所述導向槽內的限位銷。

所述支撐套的頂部為錐形支撐部，所述錐形支撐部與所述斜坡杯的內壁錐面配合。

所述彈簧限位桿的下端設有用于軸向限位的限位軸肩，所述彈簧限位桿的端部通過鎖緊螺母鎖緊。

所述斜坡杯為喇叭口狀結構。

所述太陽帆板上設有安裝孔，所述斜坡杯容置于所述安裝孔內且與所述太陽帆板固定連接。

本發明的優點與有益效果是：

1.本發明的輔助支撐機構復雜度低、尺寸小、重量輕且安裝簡單。

2.本發明主要結構中輔助支撐底座采用7075鋁合金加工制造，其余均采用鈦合金加工制造，質量輕且剛度性能好。通過螺紋連接各個主要結構，通過調整壓縮彈簧給予太陽帆板的支撐力和支撐剛度，從而調整太陽帆板的收攏基頻。

3.本發明采用輔助支撐機構代替傳統的解鎖釋放機構，重量輕，成本低。

4.本發明使用限位銷限制支撐套的位移，使得太陽帆板展開后無多余飛行物產生。