一种太阳翼展开机构的制作方法

专利2022-06-29  84


本实用新型涉及航天卫星技术领域,具体涉及一种太阳翼展开机构。



背景技术:

太阳翼是收集太阳能用于航天卫星供能的装置,是航天卫星的能源来源。航天卫星在发射状态时受运载空间限制,在发射阶段需将太阳翼折叠收拢于卫星侧壁,当卫星与火箭分离后,卫星太阳翼展开成平面状。

卫星太阳翼的展开机构在卫星的发射及运行过程中起重要作用,太阳翼的展开是卫星进入真正工作状态的非常重要的环节,如果太阳翼不能展开,卫星将因为电池剩余能量逐渐变小而失去工作能力,进而严重影响卫星在轨飞行的寿命,因此卫星太阳翼的展开机构是保证卫星正常运行的关键部件。

目前常见的太阳翼展开机构分为两种:有源与无源,有源一般用做可重复折叠解锁式太阳翼机构,在大型卫星中应用较多,通常采用电机驱动,但也存在着消耗电力资源,结构较为复杂。

而对于微小卫星,通常采用无源驱动展开太阳翼,常见的为弹簧驱动,折叠时弹簧受预应力存储弹簧势能,当机构解锁后,弹簧释放弹性势能,实现机构的展开。弹簧驱动方式的优点是系统相对独立,可靠性比较高。但弹簧驱动的驱动力不容易控制,伸展结束时的瞬间易造成相邻太阳翼片间发生强烈碰撞,使得伸展过程不可控,锁定与释放过程平稳性较差。同时在真空环境下存在真空冷焊效应,因此活动件还要具有防止真空冷焊产生的手段。

因此,设计一种结构简单,展开释放过程平稳且具有防止真空冷焊效应产生的太阳翼展开机构对于微小卫星尤为重要。



技术实现要素:

因此,本实用新型正是鉴于以上问题而做出的,本实用新型的目的在于提供一种结构简单,展开释放过程平稳且具有防止真空冷焊效应产生的太阳翼展开机构,该实用新型通过以下技术方案实现。

一种太阳翼展开机构,包括:转轴、公铰、母铰、锁定部、扭转弹簧、环形垫片、碟簧、螺母、阻尼螺母;

所述转轴从上到下依次分为螺纹段a、公铰安装段、限位段、扭转弹簧安装段、锁定部安装段、母铰安装段、螺纹段b,所述公铰安装段截面为六边形,所述锁定部安装段截面为多边形,所述扭转弹簧安装段外周侧套装有聚四氟乙烯材质的防冷焊套管,所述母铰安装段外周侧套装有聚四氟乙烯材质的t型防冷焊套管;

所述公铰中部设置有公铰安装杆,公铰安装杆悬空端设置有截面为六边形的公铰安装孔,所述公铰通过公铰安装孔套装在转轴的公铰安装段上;

所述锁定部整体呈6字形为钛合金材质,锁定部上设置有截面为多边形的锁定部安装孔,锁定部悬空端设置有锁定簧片卡装槽且卡装槽内设置有j形的锁定簧片,锁定部通过锁定部安装孔套装在转轴的锁定部安装段上;

所述母铰中部设置有母铰安装杆,母铰安装杆悬空端设置有截面为圆形的母铰安装孔,母铰安装杆悬空端的背面设置有锁紧轴,所述母铰通过母铰安装孔套装在转轴的母铰安装段上;

所述扭转弹簧套装在防冷焊套管上,扭转弹簧两端的伸长臂分别位于公铰和母铰的限位槽内;

所述环形垫片数量为五个,均为聚四氟乙烯材质,五个环形垫片均设置套装在t型防冷焊套管上且位于母铰下方;

所述碟簧数量为四个,套装在t型防冷焊套管上且位于母铰下方,所述四个碟簧与t型防冷焊套管上套装的五个环形垫片交错排布;

所述螺母安装在转轴的螺纹段a上;

所述阻尼调节螺母安装在转轴的螺纹段b上,阻尼调节螺母下部为螺纹接入段,阻尼调节螺母上部设置有压入段。

本实用新型有益效果:

本实用新型的太阳翼展开机构结构紧凑,占用太阳翼表面布片面积小;

本实用新型设置的锁定部可实现45度增减的不同安装角度,通过对锁定部安装角度的调整,太阳翼展开机构的展开角度可在45度-315度之间根据需要进行设置。

附图说明

图1为太阳翼展开机构主视图。

图2为太阳翼展开机构后视图。

图3为太阳翼展开机构爆炸图。

图4为转轴结构图。

图5为公铰结构图。

图6为锁定部结构图。

图7为母铰结构图。

图8为阻尼螺母结构图。

具体实施方式

本实用新型的优选实施例将通过参考附图进行详细描述,这样对于本实用新型所属领域的现有技术人员中具有普通技术的人来说容易实现这些实施例。然而本实用新型也可以各种不同的形式实现,因此本实用新型不限于下文中描述的实施例。另外,为了更清楚地描述本实用新型,与本实用新型没有连接的部件将从附图中省略。

如图1-图8所示,一种太阳翼展开机构,包括:转轴、公铰200、母铰300、锁定部400、扭转弹簧500、环形垫片600、碟簧700、螺母800、阻尼螺母900;

如图1-图4所示,所述转轴为钛合金材质,从上到下依次分为螺纹段a101、公铰安装段102、限位段103、扭转弹簧安装段104、锁定部安装段105、母铰安装段106、螺纹段b107,所述公铰安装段102截面为六边形,所述锁定部安装段105截面为八边形,所述螺纹段a101直径小于公铰安装段102的直径,所述公铰安装段102的直径小于限位段103的直径,所述扭转弹簧安装段104的直径小于限位段103的直径,所述锁定部安装段105的直径小于扭转弹簧安装段104的直径,所述母铰安装段106的直径小于锁定部安装段105的直径,所述螺纹段b107的直径与母铰安装段106的直径一致,所述扭转弹簧安装段104外周侧套装有聚四氟乙烯材质的防冷焊套管1041,所述母铰安装段106外周侧套装有聚四氟乙烯材质的t型防冷焊套管1061;

如图1、图2、图5所示,所述公铰200整体呈板状为钛合金材质,公铰200中部设置有公铰安装杆201,公铰安装杆201一端悬空,公铰安装杆201悬空端设置有截面为六边形的公铰安装孔202,公铰安装杆201下方设置有限位槽,公铰安装杆201上方设置有两个通孔,用于与太阳翼连接,所述公铰200通过公铰安装孔202套装在转轴的公铰安装段102上;

如图1、图3、图6所示,所述锁定部400整体呈6字形为钛合金材质,锁定部400上设置有截面为八边形的锁定部安装孔401,锁定部400悬空端设置有锁定簧片卡装槽且卡装槽内设置有j形的锁定簧片402,锁定部400通过锁定部安装孔401套装在转轴的锁定部安装段105上,锁定部安装孔401与锁定部安装段105截面均为八边形,锁定部400可实现45度增减的不同安装角度;

如图1、图2、图7所示,所述母铰300整体呈板状为钛合金材质,母铰300中部设置有母铰安装杆301,母铰安装杆301一端悬空,母铰安装杆301悬空端设置有截面为圆形的母铰安装孔302,母铰安装杆301悬空端的背面设置有锁紧轴303,母铰安装杆301的上方设置有限位槽,母铰安装杆301下方设置有两个通孔,用于与太阳翼连接,所述母铰300通过母铰安装孔302套装在转轴的母铰安装段106上,因母铰安装段106外周侧套装有聚四氟乙烯材质的t型防冷焊套管1061,母铰300与母铰安装段106之间不会形成冷焊,母铰300与锁定部400相邻面也不会形成冷焊;

如图1-图3所示,所述扭转弹簧500为弹簧钢材质,扭转弹簧500的两端均有伸出部,扭转弹簧500簧圈之间留有间隙防止冷焊产生,所述扭转弹簧500套装在防冷焊套管1041上,扭转弹簧500两端的伸出部分别位于公铰100上设置的限位槽和母铰200上设置的限位槽内,防止扭转弹簧500失稳;

如图1-图3所示,所述环形垫片600数量为五个,均为聚四氟乙烯材质,五个环形垫片600均设置套装在t型防冷焊套管1061上且位于母铰300下方;

如图1-图3所示,所述碟簧700数量为四个,均为弹簧钢材质,四个碟簧700均套装在t型防冷焊套管1061且位于母铰300下方,所述四个碟簧700与t型防冷焊套管1061上套装的五个环形垫片600交错排布,既可以防止相邻碟簧之间形成冷焊,也可以防止碟簧与相邻金属件间形成冷焊;

如图1-图3所示,所述螺母800安装在转轴的螺纹段a101上,用以固定公铰200;

如图1、图3、图8所示,所述阻尼螺母900安装在转轴的螺纹段b107上,阻尼螺母900下部为螺纹接入段901,阻尼螺母900上部设置有压入段902,阻尼螺母700通过螺纹接入段901旋入得深度利用压入段902对碟簧700形成一定压力产生旋转阻尼使得扭转弹簧500在展开时展开过程平稳缓慢不会形成瞬时冲击;

如图1、图2、图3所示,公铰200与母铰300在展开过程中,锁紧轴303位于锁紧部400的外侧,当公铰200与母铰300达到设定最大展开角度时,锁紧轴303通过锁定簧片402并位于其内侧,完成锁定功能;

依照本实施例,因锁定部400可实现45度增减的不同安装角度,所以所述太阳翼展开机构其展开角度可在45度-315度之间根据需要进行设置;

依照本实施例,所述太阳翼展开机构空可以安装在两太阳翼之间或者单折太阳翼与星体之间。

在一个实施例中,所述太阳翼展开机构的转轴的锁定部安装段截面为六边形;

所述所述太阳翼展开机构的锁定部的锁定部安装孔截面为六边形;

依照本实施例,所述太阳翼展开机构其展开角度可在60度-300度之间根据需要进行设置。

按照本申请的技术方案,也可以根据需要调整太阳翼的转轴的锁定部和锁定部的锁定部安装孔截面形状,以改变太阳翼展开机构的展开角度的调节范围,在此不做赘述。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明。对本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本实用新型的保护范围。


技术特征:

1.一种太阳翼展开机构,包括:转轴、公铰、母铰、锁定部、扭转弹簧、环形垫片、碟簧、螺母、阻尼螺母;

其特征在于:所述转轴从上到下依次分为螺纹段a、公铰安装段、限位段、扭转弹簧安装段、锁定部安装段、母铰安装段、螺纹段b,所述公铰安装段截面为六边形,所述锁定部安装段截面为多边形,所述扭转弹簧安装段外周侧套装有聚四氟乙烯材质的防冷焊套管,所述母铰安装段外周侧套装有聚四氟乙烯材质的t型防冷焊套管;

所述公铰中部设置有公铰安装杆,公铰安装杆悬空端设置有截面为六边形的公铰安装孔,所述公铰通过公铰安装孔套装在转轴的公铰安装段上;

所述锁定部整体呈6字形为钛合金材质,锁定部上设置有截面为多边形的锁定部安装孔,锁定部悬空端设置有锁定簧片卡装槽且卡装槽内设置有j形的锁定簧片,锁定部通过锁定部安装孔套装在转轴的锁定部安装段上;

所述母铰中部设置有母铰安装杆,母铰安装杆悬空端设置有截面为圆形的母铰安装孔,母铰安装杆悬空端的背面设置有锁紧轴,所述母铰通过母铰安装孔套装在转轴的母铰安装段上;

所述扭转弹簧套装在防冷焊套管上,扭转弹簧两端的伸长臂分别位于公铰和母铰的限位槽内;

所述环形垫片数量为五个,均为聚四氟乙烯材质,五个环形垫片均设置套装在t型防冷焊套管上且位于母铰下方;

所述碟簧数量为四个,套装在t型防冷焊套管上且位于母铰下方,所述四个碟簧与t型防冷焊套管上套装的五个环形垫片交错排布;

所述螺母安装在转轴的螺纹段a上;

所述阻尼螺母安装在转轴的螺纹段b上,阻尼螺母下部为螺纹接入段,阻尼螺母上部设置有压入段。

2.根据权利要求1所述的展开机构,其特征在于:所述转轴的锁定部安装段截面为六边形,所述锁定部的锁定部安装孔截面为六边形。

3.根据权利要求1所述的展开机构,其特征在于:所述转轴的锁定部安装段截面为八边形,所述锁定部的锁定部安装孔截面为八边形。

技术总结
本实用新型涉及一种太阳翼展开机构,其包括:套装在转轴上的公铰和母铰,以及在转轴上设置的锁定部、扭转弹簧、环形垫片、碟簧、螺母、阻尼螺母。本实用新型设置的锁定部可实现不同角度增减的不同安装角度,通过对锁定部安装角度的调整,太阳翼展开机构的展开角度可在多角度之间根据需要进行设置。

技术研发人员:丁强强;滕浩;陈豪智
受保护的技术使用者:深圳市魔方卫星科技有限公司
技术研发日:2019.10.12
技术公布日:2020.06.09

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