一种可调整角度的太阳翼展开机构的制作方法

1.本发明涉及太阳翼展开机构，尤其涉及的是一种可调整角度的太阳翼展开机构。


背景技术：

2.航天器在轨长期运行过程中，主要依靠太阳翼为航天器提供电能。太阳翼利用贴于其上电池片，将光能转化为电能，供航天器使用，太阳翼的工作模式为：航天器发射时，太阳翼处于收拢状态，减小所占用的体积；需要可靠锁定，以承受上升段的振动工况；航天器入轨后，太阳翼展开状态，进行发电；展开状态需要锁定，以提高展开基频。
3.目前，国内航天器的太阳翼展开大多采用一次性无源展开到位并锁定的方案，即依靠铰链中驱动弹簧的动力，把太阳帆板展开到规定位置，然后依靠铰链中的锁定装置把太阳帆板固定在规定位置上，对于展开面积相对较小、具有重复收拢展开功能需求、对重量和收拢包络要求很高的特殊应用场景，现有太阳翼仍存在一定不足。
4.但现有太阳翼展开机构通常仅具有将太阳翼展开的功能，并不能满足太阳翼工作模式的需求，且对于航天器具有重复收拢展开功能需求、对重量和收拢包络要求很高的特殊应用场景，现有太阳翼仍存在一定不足。


技术实现要素：

5.因此，本发明正是鉴于以上问题而做出的，本发明的目的在于通过改变展开机构的形态，从而完成太阳翼对压紧、展开、锁定、收拢功能的需求，本发明是通过以下技术方案实现上述目的：
6.一种可调整角度的太阳翼展开机构，包括压紧板、太阳翼、展开机构、基板，压紧板下端安装有太阳翼，太阳翼与展开机构均安装于基板上端，所述太阳翼左右两端均设置有展开机构，展开机构由多个第一展开板、第二展开板、连接柱构成，第一展开板位于第二展开板的左端，且其两端与中端通过连接柱交错连接形成剪叉结构用于对太阳翼展开，第一展开板的底端一侧和第二展开板的顶端一侧分别滑动设置在基板和压紧板内，位于最下端的第一展开板后端可旋转安装有控制柱，控制柱的后端固定设置有限位件，限位件的后端贴合设置有电磁件，电磁件通电后，电磁件与限位件相吸，基板的左右两侧均开设有用于对电磁件限位的移动槽，移动槽的前端均开设有第一转动槽与第二转动槽，用于展开机构调节太阳翼的转动角度，基板的前端右侧处固定设置有驱动电机，驱动电机的输出端连接有驱动杆，驱动杆与两个展开机构连接。
7.优选的，所述移动槽的内侧均开设有与控制柱相适配的限位槽，以供控制柱移动，且限位槽的前端为贯通槽。
8.优选的，所述压紧板左右两端均设置有安装部，安装部前端下方外侧均设置有安装件，安装部下端内侧均设置有滑动槽，压紧板前端均匀分布有四个连接部。
9.优选的，所述太阳翼由多个柔性太阳能电池毯组成，且柔性太阳能电池毯的左右两侧均固定设置有连接板。
10.优选的，位于最上方的两个连接板、柔性太阳能电池毯的前端均固定设置有上连接件，上连接件的一端与其对应的安装部下端固定连接，上下相邻的所述连接板、柔性太阳能电池毯之间均通过中连接件呈之字形连接。
11.优选的，位于最下方的两个所述连接板、柔性太阳能电池毯的前端均固定设置有下连接件，且下连接件一端与基板固定连接，上连接件、中连接件、下连接件均为弹性材料构成且处于同一竖直位置。
12.优选的，所述限位件呈圆弧状贴合设置在电磁件一侧。
13.优选的，所述第一展开板中部偏前处上端固定设置有第一锁定件，且第一锁定件向第二展开板方向延伸，第一锁定件后端开设有槽孔，且槽孔内部设置有通电消磁磁铁，第二展开板中部偏后处上端固定设置有第二锁定件，且第二锁定件向第一展开板方向延伸，第二锁定件上端设置有铁性片，第一锁定件与第二锁定件相互吸附。
14.优选的，位于最上端的所述第二展开板后端向第一展开板方向延伸设置有滑动件，滑动件安装于滑动槽内部且可相对于其前后滑动。
15.优选的，位于最下端的所述第二展开板前端上开设有控制槽，驱动杆与两个展开机构中的控制槽均固定连接。
16.本发明有益效果：
17.1、本发明通过展开机构控制压紧板下压，可防止在航天器发射时出现太阳翼震动散落等问题，且通过压紧板对太阳翼进行全面压紧，以均匀分布太阳翼受到的压力，防止太阳翼受到造成损坏。
18.2、本发明可通过驱动电机驱动展开机构从而将太阳翼充分展开，且在太阳翼展开后，展开机构中的两个通电消磁磁铁相互吸引，以保持展开机构的展开形态，从而提高太阳翼的展开基频。
19.3、本发明在太阳翼展开后可通过驱动电机以根据航天器所处的位置改变太阳翼的角度，使太阳光始终直射至太阳能电池板上，从而增加太阳能电池的光电转化效率。
20.4、本发明可通过控制电磁铁改变展开机构的运动姿态，可同时完成太阳翼的展开与收拢的功能，从而可适应太阳翼的特殊应用场景的需求。
21.5、本发明仅通过改变展开机构的形态，就可完成太阳翼压紧、展开、锁定、收拢的功能需求，且无需繁冗的动力系统与控制系统，同时结构简单、结构紧凑，从而降低了太阳翼的控制成本与发射成本。
附图说明
22.图1为本发明提供的整体机构的结构示意图。
23.图2为本发明提供的整体结构的爆炸结构示意图。
24.图3为本发明提供的第一视角下的压紧板结构示意图。
25.图4为本发明提供的第二视角下的压紧板结构示意图。
26.图5为本发明提供的太阳翼结构示意图。
27.图6为本发明提供的第一视角下的右侧展开机构结构示意图。
28.图7为本发明提供的第一视角下的右侧展开机构结构正视图。
29.图8为本发明提供的第二视角下的右侧展开机构结构示意图。
30.图9为本发明提供的太阳翼展开状态下的基板结构示意图。
31.图10为本发明提供的图9中a处结构放大图。
32.图11为本发明提供的太阳翼展开状态下的基板结构上视图。
33.附图标记说明：
34.图中，100、压紧板；110、安装部；111、安装件；112、滑动槽；120、连接部；200、太阳翼；210、连接板；211、上连接件；212、中连接件；213、下连接件；300、展开机构；310、第一展开板；311、安装柱；312、控制柱；313、限位件；314、电磁件；315、第一锁定件；320、第二展开板；321、滑动件；322、控制槽；323、第二锁定件；330、连接柱；400、基板；401、移动槽；402、限位槽；403、第一转动槽；404、第二转动槽；410、限位板；420、驱动电机；421、驱动杆。
具体实施方式
35.本发明优选实施例将通过参考附图进行详细描述然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例，另外，为了更清楚地描述本发明，与发明没有连接的部件将从附图中省略；
36.如图1-4所示，一种可调整角度的太阳翼展开机构，包括：压紧板100、太阳翼200、展开机构300、基板400；
37.所述压紧板100位于整体机构的上端，且其下端安装有太阳翼200；
38.所述太阳翼200左右两端均设置有展开机构300；
39.所述太阳翼200与展开机构300均安装于基板400上端；
40.所述压紧板100左右两端均设置有安装部110；
41.两个所述安装部110前端下方外侧均设置有安装件111；
42.两个所述安装部110下端内侧均设置有滑动槽112；
43.所述压紧板100前端均匀分布有四个连接部120；
44.如图1、图4、图5所示，所述太阳翼200由多个柔性太阳能电池毯组成，且柔性太阳能电池毯的左右两侧均固定设置有连接板210；
45.位于最上方的两个所述连接板210、柔性太阳能电池毯的前端均固定设置有上连接件211；
46.所述上连接件211的一端与其对应的安装部110下端固定连接；
47.上下相邻的所述连接板210、柔性太阳能电池毯之间均通过中连接件212呈之字形连接；
48.位于最下方的两个所述连接板210、柔性太阳能电池毯的前端均固定设置有下连接件213，且下连接件213一端与基板400固定连接；
49.所述上连接件211、中连接件212、下连接件213均为弹性材料构成且处于同一竖直位置，并当太阳翼200压紧时，上连接件211、中连接件212、下连接件213为正常状态；
50.如图4、图6-8所示，所述展开机构300由多个第一展开板310、第二展开板320、连接柱330构成；
51.所述第一展开板310位于第二展开板320的左端，且其两端与中端通过连接柱330交错连接形成剪叉结构；
52.位于最上端的所述第一展开板310前端向第二展开板320方向延伸设置有安装柱
311；
53.所述安装柱311可旋转安装于安装件111上；
54.位于最下端的所述第一展开板310后端可旋转安装有控制柱312；
55.所述控制柱312的后端固定设置有呈圆弧状的限位件313，且限位件313的后端表面设置有铁性片；
56.所述限位件313的后端贴合设置有电磁件314，即当电磁件314通电后，电磁件314会吸附限位件313；
57.所述第一展开板310中部偏前处上端固定设置有第一锁定件315，且第一锁定件315向第二展开板320方向延伸；
58.所述第一锁定件315后端开设有槽孔，且槽孔内部设置有通电消磁磁铁；
59.位于最上端的所述第二展开板320后端向第一展开板310方向延伸设置有滑动件321；
60.所述滑动件321安装于滑动槽112内部且可相对于其前后滑动；
61.位于最下端的所述第二展开板320前端上开设有控制槽322；
62.所述第二展开板320中部偏后处上端固定设置有第二锁定件323，且第二锁定件323向第一展开板310方向延伸；
63.所述第二锁定件323上端设置有铁性片，即当太阳翼200展开时，第一锁定件315与第二锁定件323相互吸附；
64.如图6、图9-11所示，所述基板400的左右两侧均开设有移动槽401，以供限位件313、电磁件314移动；
65.两个所述移动槽401的内侧均开设有限位槽402，以供控制柱312移动，且限位槽402的前端为贯通槽；
66.两个所述移动槽401的前端均开设有第一转动槽403与第二转动槽404，且限位槽402在第一转动槽403出断开，以供展开机构300转动；
67.两个所述移动槽401的上端均设置有限位板410，用以限位限位件313、电磁件314的竖直移动；
68.所述限位板410均固定设置于基板400上端且位于移动槽401的两侧，并在第一转动槽403处断开；
69.所述基板400的前端右侧处固定设置有驱动电机420；
70.所述驱动电机420的输出端连接有驱动杆421，且驱动杆421与两个展开机构300中的控制槽322均固定连接；
71.工作原理：
72.当太阳翼处于收拢状态时：限位件313、电磁件314与滑动件321分别处于移动槽401与滑动槽112后端，压紧板100压紧太阳翼200，并控制驱动电机420锁轴，以保证对太阳翼200的压紧效果。
73.当太阳翼需展开时：对电磁件314进行通电，并通过驱动电机420带动驱动杆421反向转动，从而带动第一展开板310与第二展开板320展开，并同时带动压紧板100向上升起以展开太阳翼200，且在太阳翼200展开的同时，限位件313、电磁件314与滑动件321分别向移动槽401与滑动槽112前端移动，直至太阳翼200完全展开，此时限位件313离开移动槽401且
位于第一转动槽403上端，电磁件314依旧位于移动槽401中，第一锁定件315对第二锁定件323进行吸附，以保持太阳翼200的展开姿态。
74.当太阳翼需转动角度时：停止对电磁件314通电，并通过驱动电机420控制整体展开机构300转动，以通过压紧板100带动太阳翼200转动角度，以使太阳光直射至太阳翼200上，从而增加光电转化效率。
75.当太阳翼需收拢时：通过驱动电机420带动展开机构300回位，使限位件313与电磁件314贴合，并对电磁件314与第一锁定件315通电，使电磁件314吸附限位件313，第一锁定件315解除对第二锁定件323的吸附，随后通过驱动电机420正向转动，从而通过驱动杆421带动第一展开板310、第二展开板320、限位件313、电磁件314、滑动件321回位，同时上连接件211、中连接件212、下连接件213控制连接板210回位，以带动太阳翼200收拢，并通过压紧板100对太阳翼200进行压紧。

技术特征：
1.一种可调整角度的太阳翼展开机构，包括压紧板(100)、太阳翼(200)、展开机构(300)、基板(400)，压紧板(100)下端安装有太阳翼(200)，太阳翼(200)与展开机构(300)均安装于基板(400)上端，其特征在于：所述太阳翼(200)左右两端均设置有展开机构(300)，展开机构(300)由多个第一展开板(310)、第二展开板(320)、连接柱(330)构成，第一展开板(310)位于第二展开板(320)的左端，且其两端与中端通过连接柱(330)交错连接形成剪叉结构用于对太阳翼(200)展开，第一展开板(310)的底端一侧和第二展开板(320)的顶端一侧分别滑动设置在基板(400)和压紧板(100)内，位于最下端的第一展开板(310)后端可旋转安装有控制柱(312)，控制柱(312)的后端固定设置有限位件(313)，限位件(313)的后端贴合设置有电磁件(314)，电磁件(314)通电后，电磁件(314)与限位件(313)相吸，基板(400)的左右两侧均开设有用于对电磁件(314)限位的移动槽(401)，移动槽(401)的前端均开设有第一转动槽(403)与第二转动槽(404)，用于展开机构(300)调节太阳翼的转动角度，基板(400)的前端右侧处固定设置有驱动电机(420)，驱动电机(420)的输出端连接有驱动杆(421)，驱动杆(421)与两个展开机构(300)连接。2.根据权利要求1所述的一种可调整角度的太阳翼展开机构，其特征在于：所述移动槽(401)的内侧均开设有与控制柱(312)相适配的限位槽(402)，以供控制柱(312)移动，且限位槽(402)的前端为贯通槽。3.根据权利要求1所述的一种可调整角度的太阳翼展开机构，其特征在于：所述压紧板(100)左右两端均设置有安装部(110)，安装部(110)前端下方外侧均设置有安装件(111)，安装部(110)下端内侧均设置有滑动槽(112)，压紧板(100)前端均匀分布有四个连接部(120)。4.根据权利要求3所述的一种可调整角度的太阳翼展开机构，其特征在于：所述太阳翼(200)由多个柔性太阳能电池毯组成，且柔性太阳能电池毯的左右两侧均固定设置有连接板(210)。5.根据权利要求4所述的一种可调整角度的太阳翼展开机构，其特征在于：位于最上方的两个连接板(210)、柔性太阳能电池毯的前端均固定设置有上连接件(211)，上连接件(211)的一端与其对应的安装部(110)下端固定连接，上下相邻的所述连接板(210)、柔性太阳能电池毯之间均通过中连接件(212)呈之字形连接。6.根据权利要求5所述的一种可调整角度的太阳翼展开机构，其特征在于：位于最下方的两个所述连接板(210)、柔性太阳能电池毯的前端均固定设置有下连接件(213)，且下连接件(213)一端与基板(400)固定连接，上连接件(211)、中连接件(212)、下连接件(213)均为弹性材料构成且处于同一竖直位置。7.根据权利要求1所述的一种可调整角度的太阳翼展开机构，其特征在于：所述限位件(313)呈圆弧状贴合设置在电磁件(314)一侧。8.根据权利要求1所述的一种可调整角度的太阳翼展开机构，其特征在于：所述第一展开板(310)中部偏前处上端固定设置有第一锁定件(315)，且第一锁定件(315)向第二展开板(320)方向延伸，第一锁定件(315)后端开设有槽孔，且槽孔内部设置有通电消磁磁铁，第二展开板(320)中部偏后处上端固定设置有第二锁定件(323)，且第二锁定件(323)向第一展开板(310)方向延伸，第二锁定件(323)上端设置有铁性片，第一锁定件(315)与第二锁定件(323)相互吸附。
9.根据权利要求3所述的一种可调整角度的太阳翼展开机构，其特征在于：位于最上端的所述第二展开板(320)后端向第一展开板(310)方向延伸设置有滑动件(321)，滑动件(321)安装于滑动槽(112)内部且可相对于其前后滑动。10.根据权利要求1所述的一种可调整角度的太阳翼展开机构，其特征在于：位于最下端的所述第二展开板(320)前端上开设有控制槽(322)，驱动杆(421)与两个展开机构(300)中的控制槽(322)均固定连接。

技术总结
本发明涉及太阳翼技术领域，具体为一种可调整角度的太阳翼展开机构，包括压紧板、太阳翼、展开机构、基板，压紧板下端安装有太阳翼，太阳翼与展开机构均安装于基板上端，所述太阳翼左右两端均设置有展开机构，展开机构由多个第一展开板、第二展开板、连接柱构成，第一展开板位于第二展开板的左端，且其两端与中端通过连接柱交错连接形成剪叉结构用于对太阳翼展开，第一展开板的底端一侧和第二展开板的顶端一侧分别滑动设置在基板和压紧板内，位于最下端的第一展开板后端可旋转安装有控制柱，控制柱的后端固定设置有限位件，限位件的后端贴合设置有电磁件；本发明可通过控制电磁铁改变展开机构的运动姿态，同时调节太阳翼的角度。同时调节太阳翼的角度。同时调节太阳翼的角度。


技术研发人员：王语 李钦儒 叶啸
受保护的技术使用者：重庆开拓卫星科技有限公司
技术研发日：2023.07.07
技术公布日：2023/9/7