一种太阳翼展开机构的制作方法

本实用新型涉及航天卫星设备领域，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，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，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、齿轮a、齿轮b、锁定块a、锁定块b、扭转弹簧、防冷焊套管、压缩弹簧、环形垫片、阻尼调节螺母；

所述公铰呈倒u型板状其材质为钛合金，公铰左侧为安装板其上设置有三个通孔用于与太阳翼连接，公铰右侧板状部上设置有限位槽，公铰右侧板状部下端依次设置有圆柱形限位段a、扁轴段a、螺纹段a，限位段a截面大于扁轴段a截面；

所述母铰呈倒u型板状其材质为钛合金，母铰右侧为安装板其上设置有三个通孔用于与太阳翼连接，母铰左侧板状部上设置有限位槽，母铰左侧板状部下端依次设置有圆柱形限位段b、扁轴段b、螺纹段b，限位段b截面大于扁轴段b截面；

所述支撑框为陶瓷材质，支撑框由上下水平设置的上安装板和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，上安装板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，上安装板左侧安装孔与下安装板左侧安装孔同轴，上安装板右侧安装孔与下安装板右侧安装孔同轴，上安装板两个安装孔一侧设置有扭转弹簧安装段，下安装板底面两个安装孔之间设置有锁定部套筒，锁定部套筒的截面圆心与下安装上设置的两个安装孔的圆心在同一直线上，锁定部套筒侧壁处设置有两道t形滑槽，锁定部套筒内部靠近下安装板的一端开始依次设置有t型压柄、锁定部弹簧、封口螺丝，所述封口螺丝轴线方向设置有通孔，所述t型压柄上部设置有压杆，压杆位于锁定部套筒侧壁处设置的两道t形滑槽内且压杆两端延伸至锁定部套筒的外侧，所述t型压柄下部设置有延长杆，延长杆的一端通过封口螺丝上设置的通孔延伸至封口螺丝的外侧，所述锁定部弹簧套装在延长杆上，所述t型压柄为陶瓷材质；

所述公铰上的扁轴段a安装在支撑框左侧且位于上安装板与下安装板左侧设置的安装孔内，限位段a位于上安装板顶面，所述母铰上的扁轴段b安装在支撑框右侧且位于上安装板与下安装板右侧设置的安装孔内，限位段b位于安装板顶面；

所述齿轮a为陶瓷材质，齿轮a套装在扁轴段a上位于上安装板和下安装板之间，齿轮a随扁轴段a同步转动；

所述齿轮b为陶瓷材质，齿轮b套装在扁轴段b上位于上安装板和下安装板之间，齿轮b随扁轴段b同步转动；

所述齿轮a与齿轮b相互啮合；

所述锁定块a套装在扁轴段a上位于下安装板下方，所述锁定块a上设置有缺口，所述锁定块a随扁轴段a同步转动，所述锁定块a为钛合金材质；

所述锁定块b套装在扁轴段b上位于下安装板下方，所述锁定块b上设置有缺口，所述锁定块b随扁轴段b同步转动，所述锁定块b为钛合金材质；

所述扭转弹簧为弹簧钢材质，扭转弹簧的两端均有伸出部，扭转弹簧簧圈之间留有间隙防止冷焊产生，所述扭转弹簧套装在扭转弹簧安装段上，扭转弹簧两端的伸出部分别位于公铰上设置的限位槽和母铰上设置的限位槽内，防止扭转弹簧失稳；

所述防冷焊套管为聚四氟乙烯材质，防冷焊套数量有两个分别套装在扁轴段a和扁轴段b，两个防冷焊套管分别位于锁定块a和锁定块b的下方；

所述缩弹簧为弹簧钢材质，所述压缩弹簧数量为两个分别套装在两个防冷焊套管上；

所述环形垫片数量为六个均为聚四氟乙烯材质，其中两个环形垫片分别套装在扁轴段a和扁轴段b上位且分别位于限位段a与上安装板之间和限位段b与上安装板之间，其中四个环形垫片两个一组套装在扁轴段a和扁轴段b上且位于齿轮a和齿轮b的两端；

所述阻尼调节螺母数量为两个分别安装在螺纹段a和螺纹段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，阻尼调节螺母通过螺纹接入段旋入得深度利用压入段对压缩弹簧形成一定压力产生旋转阻尼使得扭转弹簧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。

本实用新型通过压缩弹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啮合齿轮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环形垫片和防冷焊套管可以有效防止真空冷焊效应产生。

本实用新型设置的压柄及锁定块组件可以在公铰与母铰展开角为180度时进行锁定。

附图说明

图1为公铰结构图。

图2为母铰结构图。

图3为支撑框结构图。

图4为t型压柄结构图。

图5为展开机构主视图。

图6为展开机构爆炸图。

图7为阻尼调节螺母结构图。

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7所示，一种太阳翼展开机构，包括：公铰100、母铰200、支撑框300、齿轮a410、齿轮b420、锁定块a430、锁定块b440、扭转弹簧500、防冷焊套管600、压缩弹簧610、环形垫片700、阻尼调节螺母800；

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三个通孔用于与太阳翼连接，公铰100右侧板状部上设置有限位槽，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，限位段a102截面大于扁轴段a103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三个通孔用于与太阳翼连接，母铰200左侧板状部上设置有限位槽，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，限位段b202截面大于扁轴段b203截面；

如图3、图4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，下安装板302底面两个安装孔之间设置有锁定部套筒304，锁定部套筒304的截面圆心与下安装302上设置的两个安装孔的圆心在同一直线上，锁定部套筒304侧壁处设置有两道t形滑槽，锁定部套筒304内部靠近下安装板302的一端开始依次设置有t型压柄900、锁定部弹簧910、封口螺丝920，所述封口螺丝920轴线方向设置有通孔，所述t型压柄900上部设置有压杆901，压杆901位于锁定部套筒304侧壁处设置的两道t形滑槽内且压杆901两端延伸至锁定部套筒304的外侧，所述t型压柄900下部设置有延长杆902，延长杆902的一端通过封口螺丝920上设置的通孔延伸至封口螺丝920的外侧，所述锁定部弹簧910套装在延长杆902上，所述t型压柄900为陶瓷材质；

如图1-图6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，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位于安装板301顶面；

如图5、图6所示，所述齿轮a410为陶瓷材质，齿轮a410套装在扁轴段a103上位于上安装板301和下安装板302之间，齿轮a410随扁轴段a103同步转动；

如图5、图6所示，所述齿轮b420为陶瓷材质，齿轮b420套装在扁轴段b203上位于上安装板301和下安装板302之间，齿轮b420随扁轴段b203同步转动；

如图5所示，所述齿轮a410与齿轮b420相互啮合；

如图5、图6所示，所述锁定块a430套装在扁轴段a103上位于下安装板302下方，所述锁定块a430上设置有缺口，所述锁定块a430随扁轴段a103同步转动，所述锁定块a430为钛合金材质；

如图5、图6所示，所述锁定块b440套装在扁轴段b203上位于下安装板302下方，所述锁定块b440上设置有缺口，所述锁定块b440随扁轴段b203同步转动，所述锁定块b440为钛合金材质；

如图5、图6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套装在扭转弹簧安装段303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5、图6所示，所述防冷焊套管600为聚四氟乙烯材质，防冷焊套600数量有两个分别套装在扁轴段a103和扁轴段b203，两个防冷焊套管600分别位于锁定块a430和锁定块b440的下方；

如图5、图6所示，所述缩弹簧610为弹簧钢材质，所述压缩弹簧610数量为两个分别套装在两个防冷焊套管600上；

如图5所示，所述环形垫片700数量为六个均为聚四氟乙烯材质，其中两个环形垫片700分别套装在扁轴段a103和扁轴段b203上位且分别位于限位段a102与上安装板301之间和限位段b202与上安装板301之间，其中四个环形垫片700两个一组套装在扁轴段a103和扁轴段b203上且位于齿轮a410和齿轮b420的两端；

如图5、图6、图7所示，所述阻尼调节螺母800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800下部为螺纹接入段801，阻尼调节螺母800上部设置有压入段802，阻尼调节螺母800通过螺纹接入段801旋入得深度利用压入段802对压缩弹簧610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：

在本太阳翼展开机构安装前，先通过延长杆902将压杆901旋入锁定部套筒304侧壁处设置的两道t形滑槽的分叉段，当公铰100与母铰200夹角为0度时，将压杆901从锁定部套筒304侧壁设置的两道t形滑槽的分叉段旋出压杆901在锁定部弹簧910的作用下抵接在锁定块a430和锁定块b440上，当公铰100与母铰200在扭转弹簧500作用下向外展开时，因齿轮a410与齿轮b420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，当公铰100与母铰200展开角达到180度时，锁定块a430与锁定块b440上设置的缺口相对，压杆901的两端同步滑入锁定块a430和锁定块b440的缺口内，完成公铰100与母铰200之间的锁定；

依照本实施例，所述太阳翼展开机构最大展开角度为180度；

依照本实施例，所述太阳翼展开机构安装在两太阳翼之间；

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。