一种折叠式可重复收拢的太阳翼机构的制作方法

1.本发明涉及太阳翼展开领域，具体涉及一种折叠式可重复收拢的太阳翼机构。


背景技术：

2.对航天器而言，太阳翼是其主要的供能装置。功率、质量、寿命、成本等指标是衡量太阳翼技术水平的标准和依据，柔性太阳翼因其质量小、发电效率高和比功率较高而成为新一代太阳翼的发展趋势，但现有柔性太阳翼都是通过利用弹簧储存的弹性势能或者结构中弹性材料的变形势能提供展开力，完成展开过程后锁定，保持展开状态，但是均为一次展开，只能够完成由收拢变为展开的过程，对于具有重复收拢展开功能需求、对重量和收拢包络要求很高的特殊应用场景，现有太阳翼仍存在一定不足。


技术实现要素：

3.因此，本发明正是鉴于以上问题而做出的，本发明的目的在于通过控制导向机构的移动与收放绳的收放以控制太阳翼的稳定展开与收拢，本发明是通过以下技术方案实现上述目的：
4.一种折叠式可重复收拢的太阳翼机构，包括位于整体机构上端的展收板，位于展收板下方的太阳翼，位于太阳翼下方的支撑机构，位于支撑机构下方两端的两个驱动机构；所述展收板的前后两端均设置有压紧件；所述太阳翼由多组太阳能电池阵列构成，且相邻的两组太阳能电池阵列通过弹性件进行连接；所述太阳翼上端的太阳能电池阵列与展收板下端连接，下端的太阳能电池阵列与支撑机构上端连接；单个所述弹性件上具有两个通孔以供展收绳穿过；所述单个所述弹性件两头对折时两个通孔能实现同轴对齐；四条展收绳均穿过折叠后太阳能电池阵列四角上具有的弹性件；所述支撑机构包括：用以支撑该机构的支撑板，位于支撑板两端的限位板，位于限位板一侧的安装板，位于安装板上端的磨轮件；所述支撑板前后两端均设置有移动槽；所述限位板与安装板之间留有供压紧件移动的空间，二者均固定安装在支撑板前后两侧；所述磨轮件旋转安装于安装板上端，且其远离支撑板一端具有驱动部；所述驱动部外侧安装有驱动皮带；驱动皮带下端设置有驱动机构；四条所述展收绳下端均与驱动机构缠绕连接。
5.优选的，所述支撑机构底部前后两侧均设置有驱动机构；两个所述驱动机构之间设置有驱动杆以进行动力传输；单个所述驱动机构包括：位于该机构外侧且用于支撑与防护的容纳箱，位于容纳箱外表面一侧的驱动电机，位于容纳箱内部中心处的传动部，位于容纳箱内部两端的导向部，位于容纳箱内部且位于导向部远离驱动电机一侧的双向螺杆；所述容纳箱上端与支撑板下端固定连接；所述容纳箱内壁一侧具有导向槽；所述驱动电机穿过容纳箱侧壁并在输出端设置有驱动齿轮；所述驱动齿轮与传动部中的第一齿轮啮合；所述第一齿轮远离驱动电机一端设置有第一展收轮；所述第一展收轮远离驱动电机一端设置有第一锥齿轮；所述第一齿轮下端与第二齿轮啮合；所述第二齿轮远离驱动电机一端设置有第二展收轮；所述第二展收轮远离驱动电机一端设置有安装部；所述安装部用以安装驱
动皮带；所述第一展收轮与第二展收轮上均与展收绳下端相缠绕；所述导向部中的导向件可滑动安装于导向槽中；所述导向件远离驱动电机一端设置有两个导向轮；两个所述导向轮同一水平设置，且其之间穿过展收绳；所述展收绳绕过导向轮下端具有固定轮的外侧；所述固定轮固定连接于容纳箱内壁一侧；所述导向轮远离驱动电机一端设置有控制杆；所述控制杆下端与双向螺杆外侧具有的螺纹槽接触；所述双向螺杆可旋转安装于容纳箱内部两侧；所述双向螺杆上设置有第二锥齿轮；所述第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合。
6.优选的，单个所述驱动机构为例，所述两根展收绳一端分别卷绕在第一展收轮、第二展收轮上，另一端绕过固定轮外侧并穿过两个导向轮之间，且依次穿过移动槽、弹性件并最终与展收板下端两角处固定连接。
7.优选的，所述压紧件通过安装件与展收板固定连接。
8.优选的，所述移动槽从上至下贯穿支撑板。
9.优选的，所述磨轮件可与压紧件接触，且磨轮件表面粗糙。
10.优选的，所述驱动皮带贯穿于支撑板上下两端，且其上部分穿过支撑板并与驱动部接触以作为从动端，下部分位于驱动机构中以作为主动端。
11.本发明有益效果：
12.1、本发明通过在太阳翼两侧设置有弹性件，并可通过弹性件的弹力控制太阳翼自动展开，并可保证太阳翼展开后稳定保持其形态；
13.2、本发明通过电机对太阳翼展开的速度进行控制，防止过大的冲击力导致太阳翼展开失败的问题出现；
14.3、本发明通过控制导向机构的移动与收放绳的收放以控制太阳翼稳定展开并可实现对太阳翼重复收拢，从而适应不同航天器不同状态下的不同需求；
15.4、本发明通过四根收放绳对太阳翼的收放进行控制，并可在当其中一条收放绳断裂后依然可以保证太阳翼的稳定展开，从而提高太阳翼收放的安全性；
16.5、本发明在太阳翼收拢状态下通过磨轮件与压紧件之间的摩擦力，可保持太阳翼始终压紧，从而减小收放绳所受的压力，减小了收放绳断裂的可能性。
附图说明
17.图1为本发明提供的太阳翼收拢状态下的整体结构示意图。
18.图2为本发明提供的太阳翼展开状态下的整体结构示意图。
19.图3为本发明提供的展收板结构示意图。
20.图4为本发明提供的太阳翼整体结构示意图。
21.图5为本发明提供的支撑机构整体结构示意图。
22.图6为本发明提供的驱动机构整体结构示意图。
23.图7为本发明提供的驱动机构内部结构示意图。
24.图8为本发明提供的驱动机构内部传动结构示意图。
25.图9为本发明提供的驱动机构内部传动结构正视图。
26.附图标记说明：图中，100、展收板；110、安装件；120、压紧件；200、太阳翼；210、弹性件；211、展收绳；300、支撑机构；310、支撑板；311、移动槽；320、限位板；330、安装板；340、磨轮件；341、驱
动部；342、驱动皮带；400、驱动机构；401、驱动杆；410、容纳箱；411、导向槽；420、驱动电机；421、驱动齿轮；430、传动部；431、第一齿轮；432、第一展收轮；433、第一锥齿轮；434、第二齿轮；435、第二展收轮；436、安装部；440、导向部；441、导向件；442、导向轮；443、控制杆；444、固定轮；450、双向螺杆；451、第二锥齿轮。
具体实施方式
27.本发明优选实施例将通过参考附图进行详细描述然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例，另外，为了更清楚地描述本发明，与发明没有连接的部件将从附图中省略；
28.如图1-3所示，一种折叠式可重复收拢的太阳翼机构包括：位于整体机构上端的展收板100，位于展收板100下方的太阳翼200，位于太阳翼200下方的支撑机构300，位于支撑机构300下方两端的两个驱动机构400；
29.所述展收板100的前后两端均设置有安装件110；
30.所述安装件110下端固定设置有压紧件120；
31.如图1-4所示，所述太阳翼200由多组太阳能电池阵列构成，且相邻的两组太阳能电池阵列通过弹性件210进行连接，以使每相邻的两组太阳能电池阵列均呈z字形排列；所述太阳翼200上端的太阳能电池阵列与展收板100下端连接，下端的太阳能电池阵列与支撑机构300上端连接；
32.当相邻的太阳能电池阵列平行设置时所述弹性件210为正常状态；
33.如图4所示，所述弹性件210上具有通孔以供展收绳211穿过；所述单个所述弹性件210两头对折时两个通孔能实现同轴对其；四条展收绳211均穿过折叠后太阳能电池阵列四角上具有的弹性件210；
34.如图1-5所示，所述支撑机构300包括：用以支撑该机构的支撑板310，位于支撑板310两端的限位板320，位于限位板320一侧的安装板330，位于安装板330上端的磨轮件340；
35.所述支撑板310前后两端均设置有移动槽311；
36.所述移动槽311从上至下贯穿支撑板310；
37.所述限位板320与安装板330之间留有供压紧件120移动的空间；
38.所述磨轮件340可旋转安装于安装板330上端，且其远离支撑板310一端具有驱动部341；
39.所述磨轮件340可与压紧件120接触，且磨轮件340表面粗糙，以增加磨轮件340与压紧件120之间的摩擦力；
40.所述驱动部341外侧安装有驱动皮带342；
41.所述驱动皮带342贯穿于支撑板310上下两端，且其上部分穿过支撑板310并与驱动部341接触以作为从动端，下部分位于驱动机构400中以作为主动端；
42.如图1-9所示，两个所述驱动机构400之间设置有驱动杆401以进行动力传输；
43.单个所述驱动机构400包括：位于该机构外侧且用于支撑与防护的容纳箱410，位于容纳箱410外表面一侧的驱动电机420，位于容纳箱410内部中心处的传动部430，位于容纳箱410内部两端的导向部440，位于容纳箱410内部且位于导向部440远离驱动电机420一侧的双向螺杆450；
44.所述容纳箱410上端与支撑板310下端固定连接；
45.所述容纳箱410内壁一侧具有导向槽411；
46.所述驱动电机420穿过容纳箱410侧壁并在输出端设置有驱动齿轮421；
47.所述驱动齿轮421与传动部430中的第一齿轮431啮合；
48.所述第一齿轮431远离驱动电机420一端设置有第一展收轮432；
49.所述第一展收轮432远离驱动电机420一端设置有第一锥齿轮433；
50.所述第一齿轮431下端与第二齿轮434啮合；
51.所述第二齿轮434远离驱动电机420一端设置有第二展收轮435；
52.所述第二展收轮435远离驱动电机420一端设置有安装部436；
53.所述安装部436用以安装驱动皮带342；
54.所述第一展收轮432与第二展收轮435上均缠绕有展收绳211；
55.所述第一展收轮432与第二展收轮435均可旋转安装于容纳箱410内壁上；
56.所述导向部440中的导向件441可滑动安装于导向槽411中；
57.所述导向件441远离驱动电机420一端设置有两个导向轮442；
58.两个所述导向轮442同一水平设置，且其之间穿过有展收绳211；
59.所述展收绳211绕过导向轮442下端具有固定轮444的外侧；
60.所述固定轮444固定连接于容纳箱410内壁一侧；
61.所述导向轮442远离驱动电机420一端设置有控制杆443；
62.所述控制杆443下端与双向螺杆450外侧具有的螺纹槽接触；
63.所述双向螺杆450可旋转安装于容纳箱410内部两侧；
64.所述双向螺杆450上设置有第二锥齿轮451；
65.所述第二锥齿轮451与第一锥齿轮433啮合；
66.以单个所述驱动机构400为例，所述两根展收绳211一端分别卷绕在第一展收轮432、第二展收轮435上，另一端绕过固定轮444外侧并穿过两个导向轮442之间，且依次穿过移动槽311、弹性件210并最终与展收板100下端两角处固定连接；
67.工作原理：
68.太阳翼处于收拢状态时：展收板100压紧太阳翼200以保持收拢状态，压紧件120下端处于限位板320与安装板330之间且受磨轮件340摩擦限位，太阳翼200中的各太阳能电池阵列相互接触，弹性件210处于形变状态，此时两个导向轮442位于双向螺杆450两端。
69.太阳翼展开：通过驱动电机420控制驱动齿轮421转动，从而控制第一展收轮432、第二展收轮435释放展收绳211，且在第一展收轮432旋转的同时通过第一锥齿轮433与第二锥齿轮451的配合控制双向螺杆450转动，从而通过控制杆443与双向螺杆450外侧螺纹的配合控制导向轮442向驱动电机420方向移动，即带动导向轮442之间的展收绳211向驱动电机420方向移动，同时第二展收轮435的旋转会通过安装部436、驱动皮带342、驱动部341的配合控制磨轮件340转动，从而控制压紧件120向上移动，直至磨轮件340与压紧件120不再接触，太阳翼200开始展开，随后通过驱动电机420控制驱动齿轮421继续转动，以通过弹性件210使得太阳翼200自动展开，直至太阳翼200完全展开。
70.太阳翼收拢：通过驱动电机420控制驱动齿轮421反转以收拢展收绳211，从而控制导向轮442、弹性件210向远离压紧件120方向移动，并通过展收板100对太阳翼200进行压
缩，且如有其中一根展收绳211断裂，其余三根展收绳211会带动展收板100继续移动，直至压紧件120与磨轮件340接触，从而通过磨轮件340的转动使展收板100移动至限位板320与安装板330之间，直至展收板100压紧太阳翼200，并通过磨轮件340对压紧件120进行限位，以减少展收绳211所受的拉力，从而达到保护展收绳211的效果。