一种四连杆展开构型的柔性太阳翼的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种四连杆展开构型的柔性太阳翼，适用于对收拢包络、重量要求均较高的航天器。
【背景技术】
[0002]随着我国航天技术发展，航天器对功率需求日益剧增。柔性太阳翼一般用于展开面积较大的场合，其宽度、重量一般都比较大，对其展开刚度要求较高，而且希望收拢包络尽可能小。传统的构型采用一种串联构型:箱板用大刚度铰链连接到主展开桁架上，箱板采用大尺寸截面的梁、板构型。存在重量重、收拢包络大等缺点。
[0003]为了同时实现大功率、小收拢包络、轻重量的需求，传统的刚性、半刚性太阳翼难以满足需求，需要使用新型的柔性太阳翼。不同于刚性、半刚性太阳翼的多块板串联的简单构型，柔性太阳翼的构型、展开方式上种类比较繁多，可设计性也较强。柔性太阳翼的构型设计是系统层级的工作重点，其构型方案的优劣基本决定了整翼的先进性指标。如何在保证展开面积的同时实现收拢包络的小型化、重量小型化，其构型方案十分重要。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种四连杆展开构型的柔性太阳翼，在满足展开尺寸的前提下，大幅降低了收拢包络，而且在满足所需刚度强度的同时大幅降低了重量，而且降低了对零部件加工误差的敏感度。
[0005]—种四连杆展开构型的柔性太阳翼，包括带有升降功能的展开机构以及分别设置在所述展开机构左右两侧的两套太阳翼组合机构；其中，每套太阳翼组合机构均包括箱板组合体、下连杆a、下连杆b、上连杆a、上连杆b、动力装置、上连杆锁定部件a、上连杆锁定部件b、上箱板锁定部件a以及上箱板锁定部件b ;
[0006]所述箱板组合体包括下箱板、上箱板以及夹持在两者之间的太阳毯，所述太阳毯由多片柔性太阳板串联组成；
[0007]所述上连杆a与上连杆b形成转动副，作为上箱板的支撑立杆；所述上连杆b的自由端与展开机构的顶端连接，并与其形成转动副；所述上连杆a与上箱板的上端面连接，并与其形成转动副；
[0008]所述下连杆a与下连杆b形成转动副，作为下箱板的支撑连杆；下连杆a的自由端与下箱板的下端面连接，并与其形成转动副；下连杆b(8)的自由端与展开机构的下端相连，并与其形成转动副；
[0009]所述下箱板上端与所述展开机构的下端连接，并与其形成转动副，该转动副上设置有驱动箱板组合体转动的动力装置；
[0010]所述上箱板锁定部件a固定连接在所述展开机构的上端，所述上箱板锁定部件b固定连接在所述上箱板的上端面上；当所述箱板组合体从与展开机构平行的状态展开至与其垂直的状态时，上箱板锁定部件a与上箱板锁定部件b互相配合并锁紧，形成上箱板锁定装置；
[0011]所述上连杆锁定部件a固定连接在所述展开机构的上端，所述上连杆锁定部件b固定连接在所述上连杆a上；当所述箱板组合体从与展开机构平行的状态展开至与其垂直的状态时，上连杆锁定部件a与上连杆锁定部件b互相配合并锁紧，形成上连杆锁定装置。
[0012]所述展开机构不限于采用盘压杆、铰接杆以及套筒。
[0013]进一步的，还包括用于控制箱板组合体与展开机构的下端连接或脱开的连接分离
目.ο
[0014]进一步的，还包括控制上箱板与下箱板连接或分离的板间连接分离装置。
[0015]较佳的，所述上连杆a与上连杆b之间、下连杆a与下连杆b之间、上连杆b的自由端与展开机构之间、上连杆a的自由端与上箱板之间、下连杆a的自由端下箱板之间、下连杆b的自由端与展开机构之间均采用铰链连接。
[0016]较佳的，所述上连杆锁定部件a和上箱板锁定部件a均采用锁舌式结构；所述上连杆锁定部件b和上箱板锁定部件b均采用锁定销；所述锁定销插入锁舌式结构中，形成锁定
目.ο
[0017]较佳的，所述动力装置为电机和减速器的组合或者弹簧和阻尼器的组合。
[0018]本发明具有如下有益效果:
[0019](I)本发明利用四连杆机构，实现了收拢状态下，箱板与主展开机构平行布置，达到了降低收拢包络的目的。
[0020](2)本发明在太阳翼展开状态下将连杆作为二力杆使用，作为上下箱板的刚度支撑部件，比其他方案(如在箱板根部安装大刚度铰链)相比，具有重量轻、且对关节处间隙不敏感的优点。
[0021](3)本发明通过在连杆机构中使用带簧机构代替传统的轴销式铰链，具有重量轻的优点。
[0022](4)本发明在上连杆机构中，使用了快速锁定机构，实现了上箱板解锁后可自成为一个三角形稳定系统。
[0023](5)本发明既可以使用电机驱动铰链，也可以采用“弹簧驱动+粘滞型阻尼器降速”的方案，但后者更优，具有简单、可靠、重量轻的优点。
【附图说明】
[0024]图1 (a)为本发明的柔性太阳翼的箱板展开前状态的原理图。
[0025]图1 (b)为本发明的柔性太阳翼的箱板展开完成状态的原理图。
[0026]图2为本发明的柔性太阳翼的箱板展开前状态的结构示意图。
[0027]图3为本发明的柔性太阳翼的箱板展开中状态的结构示意图。
[0028]图4为本发明的柔性太阳翼的箱板展开完成状态的结构示意图。
[0029]图5为本发明的柔性太阳翼的上、下箱板分离状态的结构示意图。
[0030]其中，1-展开机构、2-下箱板、3-上箱板、4-太阳毯、5-连接分离装置、6_板间连接分离装置、7-下连杆a、8-下连杆b、9_带簧铰链、10-上连杆a、11-上连杆锁定部件a、
12-上连杆锁定部件b、13-上连杆b、14-动力装置、15-上箱板锁定部件a、16-套筒顶部铰链、17-下箱板展开铰链、18-下箱板连杆铰链、19-上箱板连杆铰、20-太阳板、21-上箱板锁定部件b。
【具体实施方式】
[0031 ] 下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0032]本发明的一种四连杆展开构型的柔性太阳翼，如图1(a)和(b)所示，包括带有升降功能的展开机构I以及分别设置在所述展开机构I左右两侧的两套太阳翼组合机构；其中，每套太阳翼组合机构均包括箱板组合体、下连杆a、下连杆b8、上连杆alO、上连杆bl3、动力装置14、上连杆锁定部件all、上连杆锁定部件bl2、上箱板锁定部件al5以及上箱板锁定部件b21。
[0033]箱板组合体包括上箱板3、下箱板2以及柔性太阳毯4，柔性太阳毯4收拢折叠后被上箱板3和下箱板2夹持，太阳毯4由多片柔性太阳板20串联组成。上箱板3和下箱板2之间通过板间连接分离装置相连接，使得在运动过程中，箱板组合体成为一个整体。
[0034]上连杆alO与上连杆bl3形成转动副，作为上箱板3的支撑立杆；上连杆bl3的自由端与直线展开机构I的顶端连接，并与其形成转动副；上连杆alO与上箱板3的上端面连接，并与其形成转动副；上连杆alO、上连杆bl3、箱板组合体以及直线展开机构I的本体形成四连杆机构。
[0035]箱板组合体的下箱板2上部与直线展开机构I的下端连接，形成转动副，该转动副上设置有动力装置14，动力装置14可以是电机和减速器的组合，也可以是弹簧和阻尼器(用于限速)的组合。
[0036]下连杆a7和下连杆b8形成下箱板2的支撑连杆，下连杆a7的自由端通过连杆铰链18与下箱板2连接，形成一个转动副，下连杆b8的自由端通过套筒铰链17与下箱板2相连形成一个转动副。下连杆a7、下连杆b8、箱板组合体以及展开机构I本体形成四连杆机构。
[0037]上箱板锁定部件al5固定连接在所述上箱板3的上端面上，上箱板锁定部件b21固定连接在所述展开机构I的上端。上连杆锁定部件all固定连接在所述上连杆alO上，