一种皮纳卫星太阳能翻板展开及锁紧装置的制作方法

本发明涉及航空飞行器太阳能翻板的技术领域，特别涉及一种皮纳卫星太阳能翻板展开及锁紧装置。

背景技术：

皮纳卫星正向高集成、高功能的方向发展，各种复杂功能的实现都需要能源，但皮纳卫星上能供太阳能电池片安装的空间非常有限，能源供应非常紧张，能源供应直接关系到皮纳卫星的功能和寿命，因此迫切需要给皮纳卫星上增加太阳能电池片翻板，以解决能源供应紧张问题。

现有技术中的太阳能板大多通过钛杆拉紧，释放时通过火工品切断，例如申请公布号CN 102826236 A专利文献公开了一种卫星，包括卫星主体和安装于卫星主体上的太阳能装置。太阳能装置包括第一太阳能帆板和第二太阳能帆板。在所述太阳能装置的折叠状态下，所述第一太阳能帆板和第二太阳能帆板叠合于所述卫星主体的侧面，通过火工品将折叠的所述第一太阳能帆板和第二太阳能帆板锁定于所述卫星主体的侧面。第一太阳能帆板具有第一侧边和第二侧边，第一侧边和第二侧边相邻，第一太阳能帆板通过第一侧边可转动地铰接于卫星主体的侧面。第二太阳能帆板的一侧边可转动地铰接于第一太阳能帆板的第二侧边。太阳能装置具有折叠状态和展开状态。上述结构的卫星以简单的太阳能帆板折叠和展开方式，实现了卫星太阳能帆板有效受照面积的扩展，较好地提高了太阳能装置对卫星的电力供给。

现有技术中的太阳能板展开后，需要通过复杂的结构进行定位，例如公开号CN 1168964A的专利文献公开了一种用于展开卫星上的太阳能发 电机的两块铰接镶板的装置，该镶板设有铰轴并且通过配有缆绳滑轮的挠性传动机构与其他镶板的展开装置相连，该展开装置还包括释放机构。在可绕铰轴转动的镶板展开后，铰轴可以利用该释放机构脱离挠性传动机构，并且当展开的镶板转动时，平行于铰轴布置的销钉可进入槽中。

而对于皮纳卫星来说，太阳能板的安装结构需要尽可能简单，且展开及锁紧过程需要更稳定，而现有技术的太阳能板安装方式并不能满足需求。

技术实现要素：

本发明提供了一种皮纳卫星太阳能翻板展开及锁紧装置，结构简单，安装方便，运行可靠。

一种皮纳卫星太阳能翻板展开及锁紧装置，包括沿周向围绕卫星本体分布的多块太阳能翻板，连接所述太阳能翻板和卫星本体的挠性连接机构以及束缚所述太阳能翻板成收拢状态的锁紧释放机构，所述锁紧释放机构包括：

卡箍环，环绕在所有太阳能翻板外周使所述太阳能翻板成收拢状态；

切割件，安装在卫星本体或所述太阳能翻板上，用于切断卡箍环。

本发明的多块太阳能翻板沿周向围绕卫星本体分布，配合卡箍环可以一次性将所有太阳能翻板一起固定在收拢状态；需要释放时，只需通过切割件切断卡箍环即可实现释放，太阳能翻板在挠性连接机构的作用下展开。

太阳能翻板的数量可以根据需要设定，一般采用两块，对称分布在卫星本体的两侧。

为了提高切割的有效性，同时简化结构，优选的，所述切割件包括：

热刀底座，固定在所述太阳能翻板的外侧面上；

热刀，固定在所述热刀底座上，长度大于所述卡箍环的宽度，所述卡箍环紧贴所述热刀。

所述热刀即作为卡箍环的紧固点，又作为切割点，使卡箍环并不直接箍紧太阳能翻板，即简化结构有起到保护太阳能翻板的作用。

为了提高稳定性，优选的，每块太阳能翻板对应安装两个切割件，两个切割件分别位于对应太阳能翻板的两侧。上述结构使所有太阳能翻板在释放时受力均匀，使卫星运行更稳定。

为了更好地保护太阳能翻板，优选的，所述锁紧释放机构还包括：在所述太阳能翻板成收拢状态时安装在所述太阳能翻板内侧面和卫星本体之间的缓冲件。从而减小振动。缓冲件一般采用防振阻尼，所述防振阻尼安装在翻板周边，收拢状态能吸收振动和加固结构。

所述挠性连接机构用于展开太阳能翻板，为了进一步简化结构，优选的，所述挠性连接机构包括：

转轴，转动连接所述太阳能翻板和卫星本体；

第一挠性件，在所述太阳能翻板成收拢状态时压缩，所述切割件切断卡箍环时驱动所述太阳能翻板绕所述转轴转动至展开；

锁定件，将所述太阳能翻板锁定在展开状态。

为了方便调整太阳能翻板的展开角度，优选的，所述锁定件包括：

锁紧套，固定在所述太阳能翻板上，设有中心线平行且偏离所述转轴轴线的中心孔；

锁杆，活动安装在中心孔内且与锁紧套转动固定；

第二挠性件，安装在所述锁杆和所述锁紧套之间；

锁紧底座，固定在卫星本体上，设有垂直所述转轴轴线的安装面，所述锁杆的锁舌抵靠在该安装面上，所述锁杆随所述太阳能翻板绕所述转轴转动并在所述安装面形成运动轨迹，所述安装面的运动轨迹上设有与锁舌配合的锁孔。

通过调整锁孔的位置，可以实现太阳能翻板不同角度的展开和定位。

为了方便安装和使用，优选的，所述第二挠性件采用压缩弹簧，所述锁杆设有台阶结构，所述压缩弹簧抵装在该台阶结构和锁紧套底面之间。

为了方便安装和使用，优选的，所述第一挠性件采用扭簧。

为了方便安装和使用，优选的，所述锁紧套设有沿轴向延伸的定位槽，所述锁杆上设有沿径向延伸的定位凸起，所述定位凸起卡在所述的定位槽内。

本发明的有益效果：

本发明的皮纳卫星太阳能翻板展开及锁紧装置，通过纯机械结构来固定太阳能翻板展开及锁紧装置，结构简单，安装方便，工作稳定，研制成本低。

附图说明

图1为本发明的皮纳卫星太阳能翻板展开及锁紧装置处于收拢状态的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为图2的俯视图。

图4为本发明的皮纳卫星太阳能翻板展开及锁紧装置处于展开状态的结构示意图。

图5为图4的俯视图。

图6为本发明的热刀底座的结构示意图。

图7为图3中A部分的放大结构示意图。

图8为本发明的锁紧套的结构示意图。

图9为图8的左视图。

图10为本发明的锁紧底座的结构示意图。

图11为图10的左视图。

图12为本发明的锁紧杆的结构示意图。

图13为图12的左视图。

图14为本发明的锁定件配合的结构示意图。

图15为本发明的太阳能翻板收拢时锁紧杆相对锁紧底座配合的结构 示意图。

图16为本发明的太阳能翻板展开90°时锁紧杆相对锁紧底座配合的结构示意图。

图17为本发明的太阳能翻板展开180°时锁紧杆相对锁紧底座配合的结构示意图。

图18为本发明的太阳能翻板展开240°时锁紧杆相对锁紧底座配合的结构示意图。

具体实施方式

如图1～5所示，本实施例的皮纳卫星太阳能翻板展开及锁紧装置包括：

两块太阳能翻板100，对称安装在卫星本体1的两侧；

四个卫星合页200，分为两组，对称安装在卫星本体1的两侧；

四个翻板合页300，分为两组，对称安装在太阳能翻板100上；

四个转轴400，分为两组，分别与对应的卫星合页200和翻板合页300连接；

四组锁紧件500，分为两组，每组对称安装在转轴400的外侧；

八个扭簧600，分为两组，每个转轴400上安装有两个；

四个热刀底座700，分为两组，每组对称固定在太阳能翻板100的两侧；

四个热刀800，安装在对应的热刀底座700上；

八个防振阻尼900，分为两组，分别安装在太阳能翻板100和卫星本体1之间；

卡箍环1000，采用尼龙绳，绕在四个热刀800上。

如图6所示，本实施例的热刀底座700包括伸出的两个凸耳，热刀800的两端固定在凸耳上。

如图7～14所示，本实施例的锁紧件500包括：

锁紧套510，固定在太阳能翻板100上，设有平行且偏离转轴400轴 线的中心孔511，且设有沿轴向延伸的定位槽512；

锁杆520，活动安装在中心孔511内且与锁紧套510转动固定，设有沿径向延伸的定位凸起521，定位凸起521卡在所述的定位槽512内，还设有台阶结构522；

压缩弹簧530，装在台阶结构522和锁紧套510底面之间；

锁紧底座540，固定在卫星本体1上，设有垂直所述转轴400轴线的安装面541，锁杆520的锁舌523抵靠在该安装面541上，锁杆520随太阳能翻板100绕转轴400转动并在安装面541形成运动轨迹542，安装面541的运动轨迹542上设有与锁舌配合的锁孔543。

本实施例安装时，先将将合页分别安装在对应的卫星1和太阳能翻板100上，然后将转轴400穿过卫星合页200、翻板合页300和扭簧600，将扭簧600固定在卫星1和太阳能翻板100之间，然后将锁紧底座540安装在卫星1上，将锁紧套510到安装在太阳能翻板100上，将太阳能翻板100转到合适的角度，再把压缩弹簧530和锁紧杆520装入锁紧套510，此时将太阳能翻板100转到0°，再将热刀底座700安装在太阳能翻板100上，将热刀800安装在热刀底座700上，将防振阻尼900安装在卫星1上，最后将卡箍环1000固定在热刀800上将太阳能翻板100锁紧。当太阳能翻板100需要展开时，给热刀800通电，卡箍环1000在热刀800的作用下熔断，太阳能翻板100在扭簧600的作用下开始展开，卡箍环1000在太阳能电池翻板100的作用下被弹开，当太阳能电池翻板转到指定位置时，锁紧杆520插入锁紧底座530内，太阳能电池翻板100位置被锁定。

如图15～18所示，锁紧底座540固定在卫星1上，锁紧杆520和锁紧套510安装在太阳能翻板100上，在锁紧杆520和锁紧套510间安装有压缩弹簧530，太阳能翻板100在没有展开时，如图15所示，锁紧杆520的锁舌顶在锁紧底座540的安装面541上，当太阳能翻板100转动时，锁紧杆520会一起转动，当锁紧杆520与锁紧底座540上的锁孔543重合时，压缩弹簧530会将锁紧杆520的锁舌插入锁紧底座540的锁孔543内，锁 紧杆520一端被锁紧套510限制，另一端被锁紧底座540限制，此时太阳能翻板100位置锁定。

本实施例中，可以利用锁紧杆在转动过程中运行轨迹542来精确控制太阳能翻板的转动位置，可以有效控制翻板的翻转角度范围在0～240°变化。

在太阳能翻板100转动过程中，锁紧杆520是沿着图中运行轨迹542移动，锁紧底座540上的锁孔543可以根据运动轨迹542布置，图18给出了太阳能翻板100在0°时，锁紧杆520和锁紧底座540的锁孔543的相对位置，翻板转动90°后锁紧杆520和锁紧底座540的锁孔543重合，图9和图10给出了当翻板转动180°和240°后锁紧杆和90°锁紧底座540的锁孔543的相对位置，当锁紧底座540的锁孔543对应位置时，就能将太阳能翻板100锁定在180°和240°的位置，其他任意角度的锁定都可以通过移动锁孔543的位置来实现。

本实施例的皮纳卫星太阳能翻板展开及锁紧装置，通过锁紧杆520在转动过程中运行轨迹来精确控制太阳能翻板100的展开位置，可以有效控制翻板的翻转角度范围在0～240°，通过纯机械结构来固定太阳能翻板展开及锁紧装置，结构简单，安装方便，工作稳定，研制成本低。