一种太阳翼展开机构的制作方法

专利2022-06-29  90


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,同步展开不可控。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,展开同步顺畅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:公铰、母铰、支撑框、蜗轮a、蜗轮b、蜗杆、蜗杆连接轴、t型防冷焊套、扭转弹簧、阻尼调节螺母;

所述支撑框由上安装板、下安装板及设置在上安装板和下安装板两侧的固定板组成、两侧固定板一侧的安装部、上安装板顶面的扭转弹簧安装段组成,上安装板上的两个安装孔与下安装板上两个安装孔对应且同轴,安装部上设置有弹簧钢材质的簧片销;

所述公铰左侧为安装板其上设置有两个通孔用于与太阳翼连接,公铰右侧板状部上设置有水平限位槽,公铰右侧板状部下端的圆柱形限位段a、扁轴段a、螺纹段a插入上安装板、下安装板上两个安装孔中的一个安装孔;

所述母铰右侧为安装板其上设置有两个通孔用于与太阳翼连接,母铰左侧板状部上设置有水平限位槽,母铰左侧板状部下端圆柱形限位段b、扁轴段b、螺纹段b插入上安装板、下安装板上两个安装孔的另一个安装孔;

所述蜗轮a套装在扁轴段a上位于上安装板和下安装板之间,蜗轮a随扁轴段a同步转动;

所述蜗轮b套装在扁轴段b上位于上安装板和下安装板之间,蜗轮b随扁轴段b同步转动,蜗轮b两端设置有聚四氟乙烯垫片;

所述蜗杆位于蜗轮a和蜗轮b之间的支撑框侧面上;

所述蜗杆连接轴安装在蜗杆的连接孔内设置转盘的一端位于支撑框背面;

所述t型防冷焊套套装在扁轴段a和扁轴段b上;

所述扭转弹簧套装在扭转弹簧安装段上;

所述阻尼调节螺母安装在螺纹段a和螺纹段b上。

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。

本实用新型通过碟簧及阻尼螺母的设置产生旋转阻尼使得展开机构在展开过程展开状态平稳中不会形成瞬时冲击。

本实用新型设置的双轴蜗轮蜗杆可以使公铰与母铰的展开同步。

本实用新型在活动部位接触面之间设置有垫片和防冷焊套管可以有效防止真空冷焊效应产生。

附图说明

图1为公铰结构图。

图2为母铰结构图。

图3为支撑框左视图。

图4为支撑框后视图。

图5为簧片销结构图。

图6为展开机构前视图。

图7为展开机构后视蜗轮蜗杆连接图。

图8为蜗杆连接轴结构图。

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:公铰100、母铰200、支撑框300、蜗轮a410、蜗轮b420、蜗杆430、蜗杆连接轴440、t型防冷焊套500、扭转弹簧600、阻尼调节螺母900;

如图1所示,所述公铰100呈倒u型板状其材质为钛合金,公铰100左侧为安装板其上设置有两个通孔用于与太阳翼连接,公铰100右侧板状部上设置有水平限位槽,公铰100右侧板状部下端依次设置有圆柱形限位段a102、扁轴段a103、螺纹段a104,所述限位段a102截面大于扁轴段a103截面,扁轴段a103截面大于螺纹段a104截面;

如图2所示,所述母铰200呈倒u型板状其材质为钛合金,母铰200右侧为安装板其上设置有两个通孔用于与太阳翼连接,母铰200左侧板状部上设置有水平限位槽,母铰200左侧板状部下端依次设置有圆柱形限位段b202、扁轴段b203、螺纹段b204,所述限位段b202截面大于扁轴段b203截面,扁轴段b203截面大于螺纹段b204截面;

如图3、图4、图5所示,所述支撑框300为陶瓷材质,支撑框300由上下水平设置的上安装板301和下安装板302及设置在上安装板301和下安装板302两侧的固定板组成,上安装板301上设置有两个左右分布的安装孔且两个安装孔的圆心在同一直线上,下安装板302上设置有两个左右分布的安装孔且两个安装孔的圆心在同一直线上,上安装板301左侧安装孔与下安装板302左侧安装孔同轴,上安装板301右侧安装孔与下安装板302右侧安装孔同轴,上安装板301两个安装孔一侧设置有扭转弹簧安装段303,设置在上安装板302与下安装板302两侧的两个固定板上设置有同轴的安装孔,所述支撑框300背面设置有安装部304,安装部304通过螺丝与支撑框300连接固定,安装部304两平行板之间设置有弹簧钢材质的簧片销3041,所述簧片销3041的一端设置有v型的弹性簧片;

如图1-图5所示,所述公铰100上的扁轴段a103安装在支撑框300左侧且位于上安装板301与下安装板302左侧设置的安装孔内,限位段a102位于上安装板301顶面,限位段a102与上安装板301之间设置有聚四氟乙烯垫片,所述母铰200上的扁轴段b203安装在支撑框300右侧且位于上安装板301与下安装板302右侧设置的安装孔内,限位段b202位于上安装板301顶面,限位段b202与上安装板301之间设置有聚四氟乙烯垫片;

如图6-图7所示,所述蜗轮a410为陶瓷材质,蜗轮a410套装在扁轴段a103上位于上安装板301和下安装板302之间,蜗轮a410随扁轴段a103同步转动,蜗轮a410两端设置聚四氟乙烯垫片;

如图6-图7所示,所述蜗轮b420为陶瓷材质,蜗轮b420套装在扁轴段b203上位于上安装板301和下安装板302之间,蜗轮b420随扁轴段b203同步转动,蜗轮b420两端设置有聚四氟乙烯垫片;

如图7所示,所述蜗杆430为陶瓷材质,蜗杆430沿其轴线设置有连接孔且连接孔为为两段式一段截面为六变形一段截面为圆形,所述蜗杆430设置在支撑框300内位于蜗轮a410和蜗轮b420之间且与支撑框300上两个固定板上设置的安装孔同轴;

如图7所示,所述蜗轮a410、蜗轮b420分别与蜗杆430啮合;

如图7、图8所示,所述蜗杆连接轴440为陶瓷材质,所述蜗杆连接轴440一端设置有转盘441另一端为螺纹段,所述蜗杆连接轴440中间段为两段式连接轴一段截面为六边形一段截面为圆形,所述转盘441上设置有圆形通孔,所述蜗杆连接轴440安装在蜗杆430的连接孔内设置转盘441的一端位于支撑框300背面,所述蜗杆连接轴440螺纹段的一端上套装有螺帽,所述蜗杆连接轴440可随蜗杆430同步旋转;

如图6-图8所示,所述t型防冷焊套500为聚四氟乙烯材质,t型防冷焊套500数量有两个分别套装在扁轴段a103和扁轴段b203上均位于下安装板302下方,所述两个t型防冷焊套500上均套装有交错排布的两个碟簧501和两个材质为聚四氟乙烯的环形垫片502;

如图6-图8所示,所述扭转弹簧600为弹簧钢材质,扭转弹簧600的两端均有伸出部,扭转弹簧600簧圈之间留有间隙防止冷焊产生,所述扭转弹簧600套装在扭转弹簧安装段303上,扭转弹簧600两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600失稳;

如图6所示,所述阻尼调节螺母900数量为两个分别安装在螺纹段a104和螺纹段b204上,阻尼调节螺母900下部为螺纹接入段,阻尼调节螺母900上部设置有压入段,阻尼调节螺母900通过螺纹接入段旋入得深度利用压入段对碟簧501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;

本实用新型工作原理:

当公铰100与母铰200在扭转弹簧600作用下向外展开时,因蜗轮a410与蜗轮b420分别与蜗杆430啮合,扁轴段a103与扁轴段b203同步旋转,公铰100与母铰200展开过程同步,蜗杆430转动带动转盘441旋转,当公铰100与母铰200展开角达到180度时,簧片销3041插入转盘441上设置的圆形通孔内,展开过程停止并锁定;

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:公铰(100)、母铰(200)、支撑框(300)、蜗轮a(410)、蜗轮b(420)、蜗杆(430)、蜗杆连接轴(440)、t型防冷焊套(500)、扭转弹簧(600)、阻尼调节螺母(900);

其特征在于:所述支撑框(300)由上安装板(301)、下安装板(302)及设置在上安装板(301)和下安装板(302)两侧的固定板、两侧固定板一侧的安装部(304)、上安装板(301)顶面的扭转弹簧安装段(303)组成,上安装板(301)上的两个安装孔与下安装板(302)上两个安装孔对应且同轴,安装部(304)上设置有弹簧钢材质的簧片销(3041);

所述公铰(100)左侧为安装板其上设置有两个通孔用于与太阳翼连接,公铰(100)右侧板状部上设置有水平限位槽,公铰(100)右侧板状部下端的圆柱形限位段a(102)、扁轴段a(103)、螺纹段a(104)插入上安装板(301)、下安装板(302)上两个安装孔中的一个安装孔;

所述母铰(200)右侧为安装板其上设置有两个通孔用于与太阳翼连接,母铰(200)左侧板状部上设置有水平限位槽,母铰(200)左侧板状部下端圆柱形限位段b(202)、扁轴段b(203)、螺纹段b(204)插入上安装板(301)、下安装板(302)上两个安装孔的另一个安装孔;

所述蜗轮a(410)套装在扁轴段a(103)上位于上安装板(301)和下安装板(302)之间,蜗轮a(410)随扁轴段a(103)同步转动;

所述蜗轮b(420)套装在扁轴段b(203)上位于上安装板(301)和下安装板(302)之间,蜗轮b(420)随扁轴段b(203)同步转动,蜗轮b(420)两端设置有聚四氟乙烯垫片;

所述蜗杆(430)位于蜗轮a(410)和蜗轮b(420)之间的支撑框(300)侧面上;

所述蜗杆连接轴(440)安装在蜗杆(430)的连接孔内设置转盘(441)的一端位于支撑框(300)背面;

所述t型防冷焊套(500)套装在扁轴段a(103)和扁轴段b(203)上;

所述扭转弹簧(600)套装在扭转弹簧安装段(303)上;

所述阻尼调节螺母(900)安装在螺纹段a(104)和螺纹段b(204)上。

2.根据权利要求1所述的一种太阳翼展开机构,其特征在于:所述簧片销(3041)的一端设置有v型的弹性簧片。

3.根据权利要求1所述的一种太阳翼展开机构,其特征在于:所述蜗杆连接轴(440)一端设置有转盘(441)另一端为螺纹段,所述蜗杆连接轴(440)中间段为两段式连接轴一段截面为六边形一段截面为圆形,所述转盘(441)上设置有圆形通孔。

技术总结
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。一种太阳翼展开机构,包括:公铰、母铰、支撑框、蜗轮A、蜗轮B、蜗杆、蜗杆连接轴、T型防冷焊套、扭转弹簧、阻尼调节螺母;所述支撑框由上安装板、下安装板及设置在上安装板和下安装板两侧的固定板组成、两侧固定板一侧的安装部、上安装板顶面的扭转弹簧安装段组成,上安装板上的两个安装孔与下安装板上两个安装孔对应且同轴,安装部上设置有弹簧钢材质的簧片销。本实用新型解决了伸展过程不可控,锁定与释放过程平稳性较差,同步展开不可控的问题。

技术研发人员:丁强强;保玲;张浩翔
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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