太阳翼展开机构、太阳能发电装置及立方星的制作方法

本实用新型涉及太阳能技术领域、航天领域以及教学领域，具体涉及一种太阳翼展开机构、安装有该太阳翼展开机构的太阳能发电装置，以及安装有该太阳翼展开机构的立方星。

背景技术：

近十几年来，我国的航天事业正处于蓬勃发展的时期，随着航天事业的稳步发展，轻量化和小型化的立方星以其成本低廉、研制周期短和技术创新等特点受到了航天界的高度重视。而且各国也争相研制和发射了很多立方星。

太阳翼展开机构在航天领域有非常重要的作用，现有立方星的太阳翼机构大多采用弹簧机构，当立方星进入轨道后，控制系统控制弹簧机构打开，弹簧机构带动太阳翼展开。但是，这种弹簧机构只能控制太阳翼展开机构展开，而无法控制太阳翼展开机构收起。

技术实现要素：

实用新型要解决的问题

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种太阳翼展开机构，其结构简单、制造成本低，能够灵活地展开和收起，且能够承载较大的太阳翼。

用于解决问题的方案

本实用新型提供一种太阳翼展开机构，所述太阳翼展开机构包括：

支撑板，其用于安装太阳翼；

连杆机构，其与所述支撑板连接，用于带动所述支撑板转动；

驱动装置，其与所述连杆机构连接，驱动所述连杆机构转动以带动所述支撑板转动，实现所述太阳翼的展开和收起；

安装支架，所述支撑板能转动地连接到所述安装支架，所述驱动装置安装到所述安装支架。

所述连杆机构包括主动杆、从动杆、所述主动杆的一端固定连接到所述驱动装置，所述主动杆的另一端能转动地连接到所述从动杆的一端，所述从动杆的另一端能转动地连接到所述支撑板。

所述驱动装置具有能够转动的驱动轴，所述主动杆的一端固定连接到所述驱动轴。

所述驱动轴能够在预定的转动角度范围内正反向转动。

所述驱动装置为舵机，所述舵机的所述驱动轴连接到所述连杆机构并驱动所述连杆机构转动。

所述安装支架包括上框架、下框架、连接柱和安装板，所述连接柱竖直安装于所述上框架和所述下框架之间，将所述上框架和所述下框架固定形成立方体框架结构，所述安装板安装于所述连接柱并位于所述上框架和所述下框架之间，所述驱动装置安装于所述安装板。

所述支撑板为矩形板，所述支撑板的一端通过合页能转动地安装到所述上框架的外侧面。

本实用新型还一种太阳能发电装置，其包括根据本实用新型的太阳翼展开机构和太阳翼，所述太阳翼安装于所述支撑板，所述太阳翼展开机构能够带动所述太阳翼展开和收起。

本实用新型还提供一种使用本申请的太阳翼展开机构的立方星，其安装有根据本实用新型的太阳翼展开机构。

实用新型的效果

本实用新型的太阳翼展开机构由驱动装置控制连杆机构以带动支撑板展开和收起，太阳翼能够安装于支撑板上，其结构简单、成本低，且能够承载较大的太阳翼。

在至少一个实施方式中，本实用新型的太阳翼展开机构的展开和收起动作由舵机的控制模块控制，其动作可靠，且其转动角度和转动速度能够控制。

附图说明

图1为本实用新型的太阳翼展开机构在支撑板展开状态下的立体图；

图2为本实用新型的太阳翼展开机构在支撑板收起状态下的立体图；

图3为本实用新型的太阳能发电装置在太阳翼展开状态下的立体图；

图4为本实用新型的太阳能发电装置在太阳翼收起状态下的立体图；

图5为本实用新型的立方星在太阳翼展开状态下的立体图；

图6为本实用新型的立方星在太阳翼收起状态下的立体图。

附图标记说明

100-支撑板；110-支撑轴安装部；200-连杆机构；210-主动杆；220-从动杆；230-连接轴；240-支撑轴；300-驱动装置；310-舵机；400-支架；410-上框架；420-下框架；430-连接柱；440-框架立柱；450-安装板；451-安装部；460-套管；500-合页；600-太阳翼。

具体实施方式

以下参考附图对本实用新型的太阳翼展开机构进行详细说明。

参考图1和图2，本实用新型的太阳翼展开机构包括：支撑板100、连杆机构200、驱动装置300和安装支架400。支撑板100的一端能转动地连接到安装支架400，连杆机构200的一端连接到支撑板100，另一端连接到驱动装置300，驱动装置300安装于安装支架400。驱动装置300能够带动连杆机构200转动，连杆机构200带动支撑板100转动，从而实现支撑板100的展开和收起。支撑板100上可以安装各种规格的太阳翼，通过控制驱动装置300的动作便可实现太阳翼的展开和收起。

具体地，在本实施方式中，安装支架400设置为立方体框架。安装支架400包括上框架410、下框架420、连接柱430、框架立柱440、安装板450和套管460。上框架410和下框架420为大小大致相同的矩形框架，连接柱430设置为4个。上框架410和下框架420上下对准布置，4个连接柱430在上框架410和下框架420之间竖直安装，将上框架410和下框架420固定，形成立方体框架结构。框架立柱440安装于立方体框架结构的四条竖直棱边，框架立柱440用于加固框架结构，并对连接柱430起到一定的保护作用。连接柱430除了用于连接上框架410和下框架420以形成立方体框架结构外，还可以用来安装安装板450和其他零部件等。为了便于安装安装板450和其他零部件，安装柱430优选地设置于靠近框架立柱440的位置。4个连接柱430的下端同时套装高度相同的套管460，然后在连接柱上套装安装板450。安装板450的安装孔大于连接柱的外径而小于套管460的外径。这样，安装板450便能够被连接柱430和套管460固定。套管460用于在竖直方向上固定安装板450，因此通过改变套管460的长度便可以调节安装板450的安装高度。安装板450具有竖直向上延伸的安装部451。驱动装置300安装于该安装部451。

驱动装置300优选地设置为舵机310，舵机310安装于安装板450的安装部451，并且舵机310的驱动轴(图中未示出)沿水平方向延伸。舵机310优选0至180度舵机，即舵机310输出的转动角度能够在0至180度之间调整。舵机310包括集成控制模块(图中未示出)，在集成控制模块中输入预定的控制程序，舵机310的驱动轴便会按照预定的控制程序转动。连杆机构200连接到舵机310的驱动轴。集成控制模块控制舵机310的驱动轴转动，驱动轴带动连杆机构200转动，连杆机构200带动支撑板100转动，从而实现了太阳翼的展开和收起。

支撑板100优选地设置为矩形板。支撑板100的一端通过合页500连接到安装支架400的上框架410的任一外侧面。支撑板100能够绕合页500的轴芯转动。具体地，支撑板100可以由与框架立柱440平行的竖直位置转动到与上框架410重叠的水平位置，即转动角度能够达到270度。支撑板100的大小和形状的设置取决于其所要支撑的太阳翼的大小和形状。支撑板100的靠近安装支架400的一端的两侧设置有与支撑板100的板主体垂直地延伸(图1中向下延伸)的两个支撑轴安装部110。

连杆机构200包括主动杆210、从动杆220、连接轴230、支撑轴240。主动杆210的一端固定连接到舵机310的驱动轴，另一端通过连接轴230可转动地连接到从动杆220的一端。从动杆220的另一端通过支撑轴240连接到支撑轴安装部110。具体地，支撑轴240的两端安装到支撑轴安装部110，支撑轴240的中间位置可转动地连接从动杆220的另一端。由此，主动杆210、从动杆220、支撑板100以及安装支架400组成了四连杆机构。驱动装置300通过该四连杆机构可以带动支撑板100在预定的角度范围内自由转动。支撑板100上安装太阳翼，驱动装置300便能够带动太阳翼在预定角度范围内转动，从而达到控制太阳翼展开和收起的目的。

为了布置更大面积的太阳翼，安装支架400可以设置为多单元框架，即可以将多个上述的立方体框架结构在竖直方向上叠加，形成具有更大的表面积和容纳空间的安装支架400。图1和图2所示的安装支架400为二单元框架。

另外，本实用新型的太阳翼展开机构可以包括多个驱动装置300、连杆结构200和支撑板100。如图1和图2所示，安装支架400的两个侧面同时安装有支撑板100，这样有利于进一步增大太阳翼的面积以提高发电功率。当然，安装支架400的三个侧面或四个侧面可同时安装支撑太阳翼的支撑板100，具体可根据实际需求进行合理的布置。

在本实施方式中，作为优选，支撑板100的转动角度范围可优选地限定于0至90度之间，即支撑板100在图1所示的水平位置和图2所示的竖直位置之间转动，且转动方向可以改变。但是，本实用新型的太阳翼展开机构的展开角度不限于此，可以通过改变安装支架400的结构、调整主动杆210、从动杆220以及支撑轴安装部110的长度来调整支撑板100的转动角度，以满足实际需求。

舵机310的控制模块控制驱动轴的转动动作，该转动动作通过主动杆210、从动杆220传递到支撑板100。本实用新型的太阳翼展开机构结构简单、制造成本低、动作可靠，可应用到对展开动作的可靠性要求很高的航天航空技术领域，也可以用到教学领域的仿真或者模拟飞行器中。

参考图3和图4，本实用新型还提供一种太阳能发电装置。该太阳能发电装置包括上述的太阳翼展开机构和太阳翼600。太阳翼600安装于太阳翼展开机构的支撑板100上。本实用新型的太阳能发电装置能够安装面积较大的太阳翼，发电效率高，且本实用新型的太阳能发电装置展开和收起的动作可靠。

参考图5和图6，本实用新型还提供一种使用上述的太阳翼展开机构的立方星。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。