一种太阳翼的多节式举升机构及其装配方法和使用方法与流程

    专利查询2025-07-22  31


    本发明属于太阳翼举升机构领域,特别是涉及一种太阳翼的多节式举升机构及其装配方法和使用方法。


    背景技术:

    1、为适应卫星功率需求的不断提高,太阳翼设计正在通过多种方式不断提高供电能力。目前,使用可对日定向的折叠太阳翼成为主流,该类型太阳翼通过太阳翼驱动机构实现对日定向,通过多折增加可布片面积,从而达到发射状态收拢、在轨展开高效供电的效果。不过,该太阳翼在轨展开后,由于其面积较大,可能对部分设备视场造成遮挡,距离卫星本体越近,遮挡概率越大;同时,太阳翼如果距离卫星本体太近,其在受太阳光照后,帆板背后辐射可能造成部分设备在轨温度过高。因此,入轨后通过举升机构将太阳翼举升至距离卫星本体较远的位置很有必要。

    2、现有太阳翼举升机构一般包括轴向举升机构和立体举升机构两种,轴向举升机构举升臂仅有轴向运动能力,因此举升高度有限,如需要实现足够高的举升效果,机构在举升前高度尺寸往往已偏高,造成卫星轴向包络尺寸偏大;或者在举升前需要将举升机构伸入卫星舱内,影响卫星舱内布局,降低舱内空间利用率。立体举升机构采用举升臂在轨变构完成举升,实现横向尺寸转化为轴向高度的效果,现在常用的立体举升机构往往仅有单节或双节举升臂,为实现足够高的举升效果,需要将单节或双节的举升臂尺寸设计地较长,因此举升前需要固定在面积较大的舱板表面,且占据较大的布局空间,限制卫星构型,影响其他设备的布局;与此同时,目前常见的立体举升机构驱动力设置于举升臂和舱板连接处或者举升臂互相连接处,力臂较短,因为需要提供较大的驱动力才能实现举升,造成驱动机构设计复杂,驱动机构重量较重,对举升臂结构强度要求高等问题,这也是影响机构多节设计的原因之一。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本发明旨在提出一种太阳翼的多节式举升机构及其装配方法和使用方法,主要用于将太阳翼举升至距离卫星本体较远的位置。解决现有太阳翼举升机构占有空间较大且结构复杂的问题。

    2、为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种太阳翼的多节式举升机构,它包括举升臂组合、顶部组合、底座、解锁器和绳索,所述举升臂组合为两组,两组举升臂组合对称设置,每组举升臂组合的上下两端分别与连接顶部组合和底座,所述顶部组合与太阳翼驱动机构相连,所述太阳翼驱动机构与太阳翼相连,所述底座与卫星本体相连,所述解锁器与底座相连,所述举升臂组合在压紧状态时,绳索穿过解锁器且绳索两端分别与顶部组合和底座相连,所述举升臂组合在举升到位后处于伸直状态,所述举升臂组合包括第一举升臂、第二举升臂和举升扭簧,所述第一举升臂和第二举升臂均为多节,多节第一举升臂与第二举升臂依次铰接相连,所述举升扭簧的两端分别与相邻的两个第二举升臂相连,所述顶部组合包括太阳翼安装座、锁紧弹簧和锁紧套,所述锁紧套套装在太阳翼安装座上,所述锁紧弹簧的两端分别与太阳翼安装座和锁紧套相连,所述第一举升臂与太阳翼安装座下部铰接相连,所述举升臂组合在压紧状态时,锁紧弹簧压紧,锁紧套与第一举升臂轴向垂直,第一举升臂位于锁紧套下方,所述举升臂组合在伸直状态时,锁紧弹簧伸展,锁紧套与第一举升臂轴向平行,锁紧套与第一举升臂嵌套。

    3、更进一步的,所述第一举升臂的表面设置有第一收藏槽,所述第二举升臂的表面设置有第二收藏槽,所述举升臂组合处于压紧状态和伸直状态时,举升扭簧嵌于第一收藏槽和第二收藏槽内。

    4、更进一步的,所述第一举升臂和第二举升臂均为长杆状结构,所述第二举升臂的一端设置有限位台,所述限位台前端和第二收藏槽端面设置有扭簧固定孔,所述扭簧固定孔用于举升扭簧两端的安装。

    5、更进一步的,所述举升扭簧材质为弹簧钢,举升扭簧在自然状态下为伸直状态,举升扭簧上设置有两处扭簧结构,举升扭簧两端为直扭转臂,直扭转臂插入扭簧固定孔中。

    6、更进一步的,所述第一举升臂和第二举升臂通过铰链相连,所述铰链上开设有两个第一转轴连接孔,所述第一举升臂两侧开设有第一转轴固定孔,所述第二举升臂两侧开设有第二转轴固定孔,两个第一转轴连接孔分别与第一转轴固定孔和第二转轴固定孔对接并穿入转轴铆钉。

    7、更进一步的,所述太阳翼安装座包括太阳翼安装面、第三转轴固定孔和锁紧支撑杆,所述太阳翼安装面与太阳翼驱动机构相连,所述第三转轴固定孔与第一举升臂相连,所述锁紧支撑杆外侧套接锁紧套,所述太阳翼安装座底部设置有绳索挂钩,绳索挂钩用于连接绳索。

    8、更进一步的,所述底座上设置有第二转轴连接孔、底座固定孔和绳索固定孔,所述底座通过第二转轴连接孔与第二举升臂铰接相连,所述底座通过底座固定孔与卫星本体相连,所述绳索连接在绳索固定孔上。

    9、更进一步的,所述解锁器包括热刀、外壳和控制线,所述热刀设置在外壳内,所述控制线与热刀相连,所述外壳上设置有绳索孔,所述绳索穿过绳索孔,所述绳索与热刀位置对应。

    10、本发明还提供了一种太阳翼的多节式举升机构的装配方法,它包括以下步骤:

    11、步骤1:将多节第一举升臂与第二举升臂依次铰接相连,将举升扭簧的两端分别与相邻的两个第二举升臂相连,完成举升臂组合的安装;

    12、步骤2:将锁紧套套装在太阳翼安装座上,将锁紧弹簧的两端分别与太阳翼安装座和锁紧套相连,将锁紧套向上推压缩锁紧弹簧,露出太阳翼安装座下部,将两组举升臂组合对称并排靠拢,将第一举升臂与太阳翼安装座下部铰接相连,将两组举升臂组合下端与底座铰接相连;

    13、步骤3:将锁紧套向上推压缩锁紧弹簧,露出太阳翼安装座下部,此时,举升机构处于解锁状态,将举升机构整体向下按压,举升扭簧受力变形,第一举升臂和第二举升臂绕铰接轴转动直至贴合,将绳索的一端连接在底座上,再将绳索穿过解锁器,然后将绳索的另一端连接在顶部组合上,完成举升机构压紧状态的锁紧,最后将解锁器与底座相连;

    14、步骤4:将底座与卫星本体相连,将顶部组合与太阳翼驱动机构相连。

    15、本发明还提供了一种太阳翼的多节式举升机构的使用方法,具体为:通过解锁器将绳索断开,举升机构解锁释放,举升臂组合在举升扭簧的驱动下举升,举升机构举升到位时,举升扭簧处于伸直状态,两组举升臂组合伸直并互相贴合,在举升过程中,锁紧弹簧推动锁紧套向下运动,在两组举升臂组合贴合后,锁紧套套在两根第一举升臂外侧,实现举升臂组合伸直状态的锁紧。

    16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    17、(1)本发明所述太阳翼的多节式举升机构在压紧状态占据更小的空间,避免了机构所安装舱板布局空间的浪费。

    18、(2)本发明所述太阳翼的多节式举升机构具有多节举升臂,并且在举升到位时两组举升臂组合互相贴合并完全伸直,相比常见的太阳翼举升机构具有更高的举升高度,更大程度上避免了遮挡卫星设备视场及太阳翼辐射设备的问题。

    19、(3)本发明所述太阳翼的多节式举升机构采用单点解锁、无缘驱动的方式,降低了对功率和电接口资源的占用。

    20、(4)本发明所述太阳翼的多节式举升机构采用间隔连接举升臂的举升扭簧驱动举升,在整个举升过程中扭簧连接两侧的第二举升臂始终相互平行,多节举升臂的举升一致性高。

    21、(5)本发明所述太阳翼的多节式举升机构的举升扭簧在举升臂表面的着力点位于举升臂中段,力臂较长,不需要举升扭簧设计较大的扭力即可实现举升,与常见的举升机构相比机构设计简单,重量较轻,对举升臂强度要求低。

    22、(6)本发明所述太阳翼的多节式举升机构在压紧状态时,所有举升臂互相间贴合且与舱板紧密贴合,具有较高的刚性,有利于抵抗运载上升段的力学环境。

    23、(7)本发明所述太阳翼的多节式举升机构在举升完成后,具有顶部锁紧、侧面辅助锁紧以及举升扭簧外骨骼式加强的多种方式保障结构刚度和强度。

    24、(8)本发明所述太阳翼的多节式举升机构各组成部分设计简单,零件尺寸小、精度要求较低,可降低加工成本,缩短加工周期。

    25、(9)本发明所述太阳翼的多节式举升机构可重复压紧释放,降低了地面试验成本。

    26、(10)本发明所述太阳翼的多节式举升机构各零件相互独立,可根据卫星具体需求进行二次设计、选型,装置适应性强。


    技术特征:

    1.一种太阳翼的多节式举升机构,其特征在于:它包括举升臂组合(1)、顶部组合(2)、底座(3)、解锁器(4)和绳索(5),所述举升臂组合(1)为两组,两组举升臂组合(1)对称设置,每组举升臂组合(1)的上下两端分别与连接顶部组合(2)和底座(3),所述顶部组合(2)与太阳翼驱动机构(7)相连,所述太阳翼驱动机构(7)与太阳翼(8)相连,所述底座(3)与卫星本体(6)相连,所述解锁器(4)与底座(3)相连,所述举升臂组合(1)在压紧状态时,绳索(5)穿过解锁器(4)且绳索(5)两端分别与顶部组合(2)和底座(3)相连,所述举升臂组合(1)在举升到位后处于伸直状态,所述举升臂组合(1)包括第一举升臂(1-1)、第二举升臂(1-2)和举升扭簧(1-3),所述第一举升臂(1-1)和第二举升臂(1-2)均为多节,多节第一举升臂(1-1)与第二举升臂(1-2)依次铰接相连,所述举升扭簧(1-3)的两端分别与相邻的两个第二举升臂(1-2)相连,所述顶部组合(2)包括太阳翼安装座(2-1)、锁紧弹簧(2-2)和锁紧套(2-3),所述锁紧套(2-3)套装在太阳翼安装座(2-1)上,所述锁紧弹簧(2-2)的两端分别与太阳翼安装座(2-1)和锁紧套(2-3)相连,所述第一举升臂(1-1)与太阳翼安装座(2-1)下部铰接相连,所述举升臂组合(1)在压紧状态时,锁紧弹簧(2-2)压紧,锁紧套(2-3)与第一举升臂(1-1)轴向垂直,第一举升臂(1-1)位于锁紧套(2-3)下方,所述举升臂组合(1)在伸直状态时,锁紧弹簧(2-2)伸展,锁紧套(2-3)与第一举升臂(1-1)轴向平行,锁紧套(2-3)与第一举升臂(1-1)嵌套。

    2.根据权利要求1所述的一种太阳翼的多节式举升机构,其特征在于:所述第一举升臂(1-1)的表面设置有第一收藏槽(1-1-2),所述第二举升臂(1-2)的表面设置有第二收藏槽(1-2-2),所述举升臂组合(1)处于压紧状态和伸直状态时,举升扭簧(1-3)嵌于第一收藏槽(1-1-2)和第二收藏槽(1-2-2)内。

    3.根据权利要求2所述的一种太阳翼的多节式举升机构,其特征在于:所述第一举升臂(1-1)和第二举升臂(1-2)均为长杆状结构,所述第二举升臂(1-2)的一端设置有限位台(1-2-3),所述限位台(1-2-3)前端和第二收藏槽(1-2-2)端面设置有扭簧固定孔(1-2-4),所述扭簧固定孔(1-2-4)用于举升扭簧(1-3)两端的安装。

    4.根据权利要求3所述的一种太阳翼的多节式举升机构,其特征在于:所述举升扭簧(1-3)材质为弹簧钢,举升扭簧(1-3)在自然状态下为伸直状态,举升扭簧(1-3)上设置有两处扭簧结构(1-3-1),举升扭簧(1-3)两端为直扭转臂(1-3-2),直扭转臂(1-3-2)插入扭簧固定孔(1-2-4)中。

    5.根据权利要求1所述的一种太阳翼的多节式举升机构,其特征在于:所述第一举升臂(1-1)和第二举升臂(1-2)通过铰链(1-4)相连,所述铰链(1-4)上开设有两个第一转轴连接孔(1-4-1),所述第一举升臂(1-1)两侧开设有第一转轴固定孔(1-1-1),所述第二举升臂(1-2)两侧开设有第二转轴固定孔(1-2-1),两个第一转轴连接孔(1-4-1)分别与第一转轴固定孔(1-1-1)和第二转轴固定孔(1-2-1)对接并穿入转轴铆钉(1-5)。

    6.根据权利要求1所述的一种太阳翼的多节式举升机构,其特征在于:所述太阳翼安装座(2-1)包括太阳翼安装面(2-1-1)、第三转轴固定孔(2-1-2)和锁紧支撑杆(2-1-3),所述太阳翼安装面(2-1-1)与太阳翼驱动机构(7)相连,所述第三转轴固定孔(2-1-2)与第一举升臂(1-1)相连,所述锁紧支撑杆(2-1-3)外侧套接锁紧套(2-3),所述太阳翼安装座(2-1)底部设置有绳索挂钩(2-4),绳索挂钩(2-4)用于连接绳索(5)。

    7.根据权利要求1所述的一种太阳翼的多节式举升机构,其特征在于:所述底座(3)上设置有第二转轴连接孔(3-1)、底座固定孔(3-2)和绳索固定孔(3-3),所述底座(3)通过第二转轴连接孔(3-1)与第二举升臂(1-2)铰接相连,所述底座(3)通过底座固定孔(3-2)与卫星本体(6)相连,所述绳索(5)连接在绳索固定孔(3-3)上。

    8.根据权利要求1所述的一种太阳翼的多节式举升机构,其特征在于:所述解锁器(4)包括热刀(4-1)、外壳(4-2)和控制线(4-3),所述热刀(4-1)设置在外壳(4-2)内,所述控制线(4-3)与热刀(4-1)相连,所述外壳(4-2)上设置有绳索孔(4-2-1),所述绳索(5)穿过绳索孔(4-2-1),所述绳索(5)与热刀(4-1)位置对应。

    9.一种基于权利要求1所述的太阳翼的多节式举升机构的装配方法,其特征在于:它包括以下步骤:

    10.一种基于权利要求1所述的太阳翼的多节式举升机构的使用方法,其特征在于:通过解锁器(4)将绳索(5)断开,举升机构解锁释放,举升臂组合(1)在举升扭簧(1-3)的驱动下举升,举升机构举升到位时,举升扭簧(1-3)处于伸直状态,两组举升臂组合(1)伸直并互相贴合,在举升过程中,锁紧弹簧(2-2)推动锁紧套(2-3)向下运动,在两组举升臂组合(1)贴合后,锁紧套(2-3)套在两根第一举升臂(1-1)外侧,实现举升臂组合(1)伸直状态的锁紧。


    技术总结
    本发明提出了一种太阳翼的多节式举升机构及其装配方法和使用方法,属于太阳翼举升机构领域。解决了现有太阳翼举升机构占有空间较大且结构复杂的问题。举升机构包括举升臂组合、顶部组合、底座、解锁器和绳索,所述举升臂组合为两组,两组举升臂组合对称设置,每组举升臂组合的上下两端分别与连接顶部组合和底座,所述顶部组合与太阳翼驱动机构相连,所述太阳翼驱动机构与太阳翼相连,所述底座与卫星本体相连,所述解锁器与底座相连,所述举升臂组合在压紧状态时,绳索穿过解锁器且绳索两端分别与顶部组合和底座相连,所述举升臂组合在举升到位后处于伸直状态。它主要用于将太阳翼举升至距离卫星本体较远的位置。

    技术研发人员:李汪洋,夏开心,常浩,徐奥,帅剑澜
    受保护的技术使用者:哈尔滨工大卫星技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
    转载请注明原文地址:https://tc.8miu.com/read-30517.html

    最新回复(0)