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一种柔性帆展开装置的制作方法

2022-03-05 03:57:42 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及微纳卫星技术领域,具体为一种用于微纳卫星离轨的柔性帆展开装置。


背景技术:

2.随着微电子、微机电和新材料、先进制造等高新技术的发展,小卫星技术获得突飞猛进的发展,逐渐成为引领航天技术发展的引擎之一,小卫星数量在最近几年呈爆炸性增长,严重威胁在轨航天器的安全。为减小卫星数量对在轨航天器的威胁,机构空间碎片委员会在《iadc空间碎片减缓指南》中的要求,低轨航天器任务结束后应在25年内移除航天器以便再进入大气烧毁。
3.目前,卫星的主要离轨方式包括推进技术、充气球技术、电动力系绳以及离轨帆等。但由于微小卫星体积和资源的限制,导致一些适用于传统卫星的离轨技术难以适用。其中推进技术会占用星上一些额外的推进剂,增加了卫星的质量,并且在离轨阶段还需要持续的推力矢量控制,对星上其它子系统的寿命提出更高要求,尤其是电源和太阳能电池板。充气球技术需要星上携带一定的增压装置,给卫星发射和长时间工作带来了一定的安全隐患,并且高压气体引起的不可避免的气体泄漏也缩短了该技术的使用寿命。电动力系绳是利用高速运动的导电绳索切割地磁场磁力线产生垂直于系绳和当地磁场方向的作用力,对于一些极地轨道卫星而言,电动力系绳方式存在一定的局限。


技术实现要素:

4.本发明要解决的技术问题是,提供一种柔性帆展开装置,能够克服现有技术的不足,实现了大型柔性帆面在发射阶段易于收拢存储,在轨展开时不需要额外的动力源,展开方式安全可靠,对安装着柔性帆展开装置的卫星的发射过程和在轨工作过程不造成安全隐患。
5.本发明提供的柔性帆展开装置,包括壳体机构、触发机构、桅杆展开机构、储帆机构和柔性帆;所述柔性帆折叠设置于储帆机构中,固定端固定连接于储帆机构,自由端与展开机构固定连接,所述触发机构设置于储帆机构的开口处,用于解除储帆机构对柔性帆的限制;所述桅杆展开机构包括桅杆组件和沿所述桅杆组件周向分布的导向组件;所述桅杆组件包括桅杆和中心卷筒,所述桅杆组件包括两个背靠背的弹性的桅杆,缠绕于所述中心卷筒的外圆周处,在自由状态可自动舒展成直线型;所述中心卷筒上留有复位接口。
6.本发明提供的柔性帆展开装置,在卫星在轨运行时,将柔性帆折叠密闭地容置在储帆机构中,柔性帆不暴露在空间环境中,避免柔性帆的损坏。因为桅杆组件包括两个背靠背的弹性的桅杆,当触发机构解除储帆机构对柔性帆的限制后,桅杆能够依靠自身的弹性复位特性,自由端会从柔性帆展开装置中不断向外部空间环境伸出,直至舒展成直线型。从而带动与桅杆固定连接的柔性帆在空间环境无动力源地展开。无动力源的展开方式能够有效节约卫星的运行能源,不涉及火工的展开方式不会对卫星的发射和在轨运行造成安全隐
患。所述中心卷筒上留有复位接口,能够将桅杆复位,重新收纳至桅杆展开机构中。在地面组装柔性帆展开装置时,可对桅杆进行展开试装配,试装配完成后,可重新将柔性帆展开装置复位。
7.根据本发明的一个方面,所述桅杆展开机构与所述储帆机构相互独立,所述储帆机构固定设置于壳体机构中,所述中心卷筒可转动地设置于壳体机构中。
8.本发明提供的柔性帆展开装置采用模块化设计,桅杆展开机构与所述储帆机构相互独立,可实现不同模块的组合使用和分别维护。
9.根据本发明的一个方面,所述壳体机构包括盒体、桅杆盖板、帆盖板和电路板保护罩;所述盒体具有底板和垂直于底板设置的侧壁,所述侧壁的下部的固定端与所述底板的边缘端部为一体成型;所述桅杆盖板和所述帆盖板的一端均与所述侧壁的自由端垂直地固定连接,另一端端面相互配合地盖合于所述侧壁的上部。
10.根据本发明的一个方面,所述储帆机构包括帆盒上盖、帆盒、柱盖、绳柱、轴向垫片、导向轴承、调整垫环、桅杆转轴、限位钉、帆盒侧盖和帆盒侧盖转轴;
11.所述柱盖、所述绳柱固定在帆盒内远离所述帆盒侧盖的一端,用于固定柔性帆的固定端;所述帆盒与所述帆盒上盖通过设置于所述帆盒上盖的限位钉固定连接,所述帆盒侧盖的下端通过帆盒侧盖转轴铰接于帆盒上,上侧与限位绳的一端固定连接;所述限位绳的另一端固定连接于所述触发机构;所述帆盒、所述帆盒上盖和所述帆盒侧盖的内部是柔性帆的容置空间;所述弹性的桅杆的自由端贴着帆盒的两侧壁放置,同时由帆盒侧盖对所述弹性的桅杆的自由端限位;所述帆盒的两侧壁与所述桅杆转轴具有对桅杆的展出导向的功能。
12.所述桅杆转轴依次穿过帆盒、导向轴承、调整垫环、导向轴承、轴向垫片,一端通过卡箍固定在帆盒上。
13.本发明提供的柔性帆展开装置,收拢状态下,由储帆机构实现柔性帆的收置,帆的固定。在收拢状态下,桅杆的自由端不容置于桅杆展开机构中,而是伸入储帆机构中,紧贴着三角形的帆盒的两侧面容置。此时,设置于三角形的帆盒的底边位置的帆盒侧盖处于关闭状态,阻挡在桅杆的伸出方向的前方,对桅杆的自由端实行限位控制。所述帆盒的顶角位置设置桅杆转轴,在所述桅杆转轴上套装着导向轴承,桅杆的自由端分别设置与所述桅杆转轴的两侧。在桅杆的展出过程中,导向轴承与桅杆表面之间是转动接触,摩擦力较小。导向轴承和帆盒的两侧面在桅杆的展开过程中,对桅杆起导向作用。
14.根据本发明的一个方面,所述桅杆组件还包括卷筒压片、卷筒上盖、卷筒下盖和两个滚动轴承,其中,所述中心卷筒外圆表面上设置用于固定桅杆的安装平面,所述安装平面从所述中心卷筒的上端面延伸至下端面,且垂直于端面;
15.所述卷筒压片包括本体、压装平面和柱面,其中,所述柱面与所述中心卷筒的外圆面具有相同的半径,所述卷筒压片将所述弹性的桅杆的一端夹持固定在安装平面与压装平面之间时,所述柱面与中心卷筒的外圆周面可构成一个完整的圆柱面,用于缠绕存置所述弹性的桅杆;卷筒上盖、卷筒下盖分别与所述中心卷筒的上下端面固定连接,在弹性的桅杆展开的过程中在轴向方向上限制弹性的桅杆的运动;滚动轴承固定安装于中心卷筒的两端轴部。
16.在桅杆展开的过程中,中心卷筒随着桅杆伸出不断旋转,由于滚动轴承的设置,中
心卷筒的旋转阻力较小,能够保证桅杆的顺利伸出。因为所述柱面与中心卷筒的外圆周面可构成一个完整的圆柱面,所以所述卷筒压片将所述弹性的桅杆的一端夹持固定在安装平面与压装平面之间时,在将桅杆缠绕在中心卷筒上的过程中,能够保证桅杆以连续的圆形的形状缠绕,保证桅杆表面光滑不会出现褶痕影响桅杆的弹性。
17.根据本发明的一个方面,所述导向组件包括第一导向支架、第二导向支架、导向销轴、导向转套;所述导向转套是中空圆柱体,可转动地套装于导向销轴;所述导向销轴固定安装于成柱面型且中间位置具有贯穿方孔的第一导向支架、所述第二导向支架,所述方孔的高度大于所述导向转套的长度;所述第一导向支架、所述第二导向支架固定安装在壳体机构的底板,周向环绕地设置在所述桅杆组件的周边,所述第一导向支架、所述第二导向支架之间的开口位置对应所述储帆机构的桅杆转轴;在柔性帆的收纳状态下,所述弹性的桅杆的自由端紧贴着所述导向转套和所述桅杆转轴的外圆周表面,且所述弹性的桅杆的端头与所述储帆侧盖的内壁紧密地接触。
18.导向组件沿弹性的桅杆组件周向分布,对弹性的桅杆组件的外圈进行限位和导向,保证弹性的桅杆正常卷曲和顺利展出。
19.根据本发明的一个方面,所述触发机构包括将电能转变为热能的熔断元件,所述触发机构固定设置于所述帆盖板上;所述熔断元件与所述限位绳紧密地接触。
20.本发明提供的柔性帆展开装置,使用非火工的方式打开储帆盖,安全有效地解除对柔性帆的限制。在使用过程中,当熔断元件通过电能转化成的热能将所述限位绳熔断后,帆盒侧盖的上部不再被限位绳控制,帆盒侧盖以帆盒侧盖转轴为转动中心轴向外向下转动成打开状态,即解除了帆盒侧盖对桅杆的限位,桅杆可带同柔性帆一同展开。
21.根据本发明的一个方面,还包括电控机构,所述电控机构包括设置于所述底板上的桅杆展开反馈组件和设置在帆盖板上的储帆开盖反馈组件;所述弹性的桅杆的固定端表面设置绝缘材料,所述储帆机构包括导电片。
22.在本发明提供的柔性帆展开装置中,可通过电控机构对桅杆是否完全展开及储帆盖是否顺利打开进行检测。
23.根据本发明的一个方面,所述桅杆展开反馈组件包括帆触点座、帆触头、帆触头后盖、帆触头座、帆安装支架和帆压缩弹簧;
24.帆触头座过盈配合安装在帆触点座上,帆触头间隙配合地安装在帆触头座中,帆触头能够在帆触头座中滑动,并且在帆压缩弹簧的作用下,始终保持伸出状态,与弹性的桅杆保持紧密地接触;帆触头后盖压接固定在帆触头座外侧,帆触头后盖端部可电连接导线;帆触点座固定设置在帆安装支架上,通过所述帆安装支架固定在所述盒体上。
25.在本发明提供的柔性帆展开装置中,通过桅杆展开反馈组件的具体结构,实现触头与桅杆始终紧密接触。当桅杆完全伸出后,固定端从原本成卷容置的桅杆卷的最内部变成最外部,使帆触头与固定端能够接触,因为所述弹性的桅杆的固定端表面设置绝缘材料,桅杆展开反馈组件的电路断开,显示桅杆完全展开。
26.根据本发明的一个方面,所述储帆开盖反馈组件包括盖触点座、盖触头、开盖触头后盖、盖触头座、盖压缩弹簧;
27.所述储帆开盖反馈组件固定安装在所述帆盖板上;当帆盒侧盖为闭合状态时,盖触头与所述储帆机构的导电片紧密地接触。
28.当帆盒侧盖为打开状态时,盖触头与所述储帆机构的导电片不再接触。储帆开盖反馈组件的电路断开,显示帆盒侧盖处于打开状态。
29.与现有技术相比,本发明具有以下显著的有益效果:本发明提供的柔性帆展开装置通过设置弹性的桅杆实现柔性帆的无动力源驱动展开,其中,桅杆为两根背靠背的弧形弹性桅杆,缠绕在中心卷筒上,有向外膨胀的弹性力,通过导向组件限制弹性桅杆朝着特定方向展开。导向组件中设置了导向转套,通过优化导向组件布局和形式,保证弹性桅杆展开过程中具有较小摩擦阻力矩,实现机构的可靠展开。
30.本发明提供的柔性帆展开装置,采用模块化的设计,整个装置可以单独使用,也可以根据需要进行组合使用。柔性帆展开后呈现三角形形状,通过组合,可以形成四边形展开。装置桅杆展开机构与储帆机构相互独立,可以方便更换和复位。
31.在本发明提供的柔性帆展开装置中,设置采用触点式的桅杆展开反馈组件和储帆开盖反馈组件,实现装置主要活动部件的位置检测。
32.本发明的装置的触发机构采用熔断触发,在柔性帆展开后,通过更换限位绳,实现触发机构的重复使用。同时,比如桅杆展开机构的中心卷筒上留有复位接口,储帆机构可以独立拆出,实现整个装置的可重复使用和可测试性功能。
附图说明
33.图1为本发明的一个实施例的柔性帆展开装置的结构示意图;
34.图2为本发明的一个实施例的柔性帆展开装置的爆炸图;
35.图3为本发明的一个实施例的柔性帆展开装置的装配状态局部剖视图;
36.图4为本发明的一个实施例中的收拢状态的桅杆组件的立体结构示意图;
37.图5为本发明的一个实施例中的导向组件的立体结构示意图;
38.图6为本发明的一个实施例中的储帆机构的结构示意图;
39.图7为本发明的一个实施例中的储帆开盖反馈组件的结构示意图;
40.图8为本发明的一个实施例中的桅杆展开反馈组件的结构示意图;
41.图9为本发明的一个实施例中的柔性帆展开装置的展开状态示意图。
42.附图编号:10-壳体机构;101-盒体;102-桅杆盖板;103-帆盖板;104-电路板保护罩;20-触发机构;201-熔断元件;30-桅杆展开机构;301-桅杆组件;30101-桅杆;30102-中心卷筒;30103-卷筒压片;30104-卷筒上盖;30105-卷筒下盖;30106-滚动轴承;302-导向组件;30201-第一导向支架;30202-第二导向支架;30203-导向销轴;30204-导向转套;40-储帆机构;401-帆盒上盖;402-帆盒;403-柱盖;404-绳柱;405-轴向垫片;406-导向轴承;407-调整垫环;408-桅杆转轴;409-限位钉;410-帆盒侧盖;411-帆盒侧盖转轴;412-导电片;50-电控机构;501-桅杆展开反馈组件;50101-帆触点座;50102-帆触头;50103-帆触头后盖;50104-帆触头座;50105-帆安装支架;50106-帆压缩弹簧;502-储帆开盖反馈组件;50201-盖触点座;50202-盖触头;50203-盖触头后盖;50204-盖触头座;50205-盖压缩弹簧;60-柔性帆;
具体实施方式
43.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方
式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.需要说明的是,本发明中涉及的“上”“下”“左”“右”仅为描述性语言,不能认为是对本发明的限定。
45.如图1、图2和图3所示,本发明的一个实施例的柔性帆展开装置,包括壳体机构10、触发机构20、桅杆展开机构30、储帆机构40和柔性帆60;柔性帆60折叠设置于储帆机构40中,固定端固定连接于储帆机构40,自由端与展开机构固定连接,触发机构20设置于储帆机构40的开口处,用于解除储帆机构40对柔性帆60的限制;桅杆展开机构30包括桅杆组件301和沿桅杆组件301周向分布的导向组件302;桅杆组件301包括桅杆30101和中心卷筒30102,桅杆组件301包括两个背靠背的弹性的桅杆30101,缠绕于中心卷筒30102的外圆周处,在自由状态可自动舒展成直线型;中心卷筒30102上留有复位接口。
46.该实施例的柔性帆展开装置,在卫星在轨运行时,将柔性帆60折叠密闭地容置在储帆机构40中,柔性帆60不暴露在空间环境中,避免柔性帆60的损坏。因为桅杆组件301包括两个背靠背的弹性的桅杆30101,当触发机构20解除储帆机构40对柔性帆60的限制后,桅杆30101能够依靠自身的弹性复位特性,自由端会从柔性帆展开装置中不断向外部空间环境伸出,直至舒展成直线型。从而带动与桅杆30101固定连接的柔性帆60在空间环境无动力源地展开。无动力源的展开方式能够有效节约卫星的运行能源,不涉及火工的展开方式不会对卫星的发射和在轨运行造成安全隐患。中心卷筒30102上留有复位接口,能够将桅杆30101复位,重新收纳至桅杆展开机构30中。在地面组装柔性帆展开装置时,可对桅杆30101进行展开试装配,试装配完成后,可重新将柔性帆展开装置复位。
47.在该实施例中,桅杆展开机构30与储帆机构40相互独立,储帆机构40固定设置于壳体机构10中,中心卷筒30102可转动地设置于壳体机构10中。
48.该实施例的柔性帆展开装置采用模块化设计,桅杆展开机构30与储帆机构40相互独立,可实现不同模块的组合使用和分别维护。
49.如图2所示,在该实施例中,壳体机构10包括盒体101、桅杆盖板102、帆盖板103和电路板保护罩104;盒体101具有底板和垂直于底板设置的侧壁,侧壁的下部的固定端与底板的边缘端部为一体成型;桅杆盖板102和帆盖板103的一端均与侧壁的自由端垂直地固定连接,另一端端面相互配合地盖合于侧壁的上部。
50.如图6所示,在该实施例中,储帆机构40包括帆盒上盖401、帆盒402、柱盖403、绳柱404、轴向垫片405、导向轴承406、调整垫环407、桅杆转轴408、限位钉409、帆盒侧盖410和帆盒侧盖转轴411;
51.柱盖403、绳柱404固定在帆盒402内远离帆盒侧盖410的一端,用于固定柔性帆60的固定端;帆盒402与帆盒上盖401通过设置于帆盒上盖401的限位钉409固定连接,帆盒侧盖410的下端通过帆盒侧盖转轴411铰接于帆盒402上,上侧与限位绳的一端固定连接;限位绳的另一端固定连接于触发机构20;帆盒402、帆盒上盖401和帆盒侧盖410的内部柔性帆60的容置空间;弹性的桅杆30101的自由端贴着帆盒402的两侧壁放置,同时由帆盒侧盖410对弹性的桅杆30101的自由端限位;帆盒402的两侧壁与桅杆转轴408在桅杆30101展出的过程中对桅杆30101有导向作用。
52.桅杆转轴408依次穿过帆盒402、导向轴承406、调整垫环407、导向轴承406、轴向垫片405,一端通过卡箍固定在帆盒402上。
53.该实施例的柔性帆展开装置,收拢状态下,由储帆机构40实现柔性帆60的收置,帆的固定。在收拢状态下,桅杆30101的自由端不容置于桅杆展开机构30中,而是伸入储帆机构40中,紧贴着三角形的帆盒402的两侧面容置。此时,设置于三角形的帆盒402的底边位置的帆盒侧盖410处于关闭状态,阻挡在桅杆30101的伸出方向的前方,对桅杆30101的自由端实行限位控制。帆盒402的顶角位置设置桅杆转轴408,在桅杆转轴408上套装着导向轴承406,桅杆30101的自由端分别设置与桅杆转轴408的两侧。在桅杆30101的展出过程中,导向轴承406与桅杆30101表面之间是转动接触,摩擦力较小。导向轴承406和帆盒402的两侧面在桅杆30101的展开过程中,对桅杆30101起导向作用。
54.如图4所示,在该实施例中,桅杆组件301还包括卷筒压片30103、卷筒上盖30104、卷筒下盖30105和两个滚动轴承30106,其中,中心卷筒30102外圆表面上设置用于固定桅杆30101的安装平面,安装平面从中心卷筒30102的上端面延伸至下端面,且垂直于端面;
55.卷筒压片30103包括本体、压装平面和柱面,其中,柱面与中心卷筒30102的外圆面具有相同的半径,卷筒压片30103将弹性的桅杆30101的一端夹持固定在安装平面与压装平面之间时,柱面与中心卷筒30102的外圆周面可构成一个完整的圆柱面,用于缠绕存置弹性的桅杆30101;卷筒上盖30104、卷筒下盖30105分别与中心卷筒30102的上下端面固定连接,在弹性的桅杆30101展开的过程中在轴向方向上限制弹性的桅杆30101的运动;滚动轴承30106固定安装于中心卷筒30102的两端轴部。
56.在桅杆30101展开的过程中,中心卷筒30102随着桅杆30101伸出不断旋转,由于滚动轴承30106的设置,中心卷筒30102的旋转阻力较小,能够保证桅杆30101的顺利伸出。因为柱面与中心卷筒30102的外圆周面可构成一个完整的圆柱面,所以卷筒压片30103将弹性的桅杆30101的一端夹持固定在安装平面与压装平面之间时,在将桅杆30101缠绕在中心卷筒30102上的过程中,能够保证桅杆30101以连续的圆形的形状缠绕,保证桅杆30101表面光滑不会出现褶痕影响桅杆30101的弹性。
57.如图5所示,在该实施例中,导向组件302包括第一导向支架30201、第二导向支架30202、导向销轴30203、导向转套30204;导向转套30204是中空圆柱体,可转动地套装于导向销轴30203;导向销轴30203固定安装于成柱面型且中间位置具有贯穿方孔的第一导向支架30201、第二导向支架30202,方孔的高度大于导向转套30204的长度;第一导向支架30201、第二导向支架30202固定安装在壳体机构10的底板,周向环绕地设置在桅杆组件301的周边,第一导向支架30201、第二导向支架30202之间的开口位置对应储帆机构40的桅杆转轴408;在柔性帆60的收纳状态下,弹性的桅杆30101的自由端紧贴着导向转套30204和桅杆转轴408的外圆周表面,且弹性的桅杆30101的端头与储帆侧盖的内壁紧密地接触。
58.导向组件302沿弹性的桅杆组件301周向分布,对弹性的桅杆组件301的外圈进行限位和导向,保证弹性的桅杆30101正常卷曲和顺利展出。
59.如图2所示,在该实施例中,触发机构20包括将电能转变为热能的熔断元件201,触发机构20固定设置于帆盖板103上;熔断元件201与限位绳紧密地接触。
60.该实施例的柔性帆展开装置,使用非火工的方式打开储帆盖,安全有效地解除对柔性帆60的限制。在使用过程中,当熔断元件201通过电能转化成的热能将限位绳熔断后,
帆盒侧盖410的上部不再被限位绳控制,帆盒侧盖410以帆盒侧盖转轴411为转动中心轴向外向下转动成打开状态,即解除了帆盒侧盖410对桅杆30101的限位,桅杆30101可带同柔性帆60一同展开。
61.在该实施例中,还包括电控机构50,电控机构50包括设置于底板上的桅杆展开反馈组件501和设置在帆盖板103上的储帆开盖反馈组件502;弹性的桅杆30101的固定端表面设置绝缘材料,储帆机构40包括导电片412。
62.在该实施例的柔性帆展开装置中,可通过电控机构50对桅杆30101是否完全展开及储帆盖是否顺利打开进行检测。
63.如图8所示,在该实施例中,桅杆展开反馈组件501包括帆触点座50101、帆触头50102、帆触头后盖50103、帆触头座50104、帆安装支架50105和帆压缩弹簧50106;
64.帆触头座50104过盈配合安装在帆触点座50101上,帆触头50102间隙配合地安装在帆触头座50104中,帆触头50102能够在帆触头座50104中滑动,并且在帆压缩弹簧50106的作用下,始终保持伸出状态,与弹性的桅杆30101保持紧密地接触;帆触头后盖50103压接固定在帆触头座50104外侧,帆触头后盖50103端部可电连接导线;帆触点座50101固定设置在帆安装支架50105上,通过帆安装支架50105固定在盒体101上。
65.在该实施例的柔性帆展开装置中,通过桅杆展开反馈组件501的具体结构,实现触头与桅杆30101始终紧密接触。当桅杆30101完全伸出后,固定端从原本成卷容置的桅杆30101卷的最内部变成最外部,使帆触头50102与固定端能够接触,因为弹性的桅杆30101的固定端表面设置绝缘材料,桅杆展开反馈组件501的电路断开,显示桅杆30101完全展开。
66.如图7所示,在该实施例中,储帆开盖反馈组件502包括盖触点座50201、盖触头50202、盖触头后盖50203、盖触头座50204、盖压缩弹簧;
67.储帆开盖反馈组件502固定安装在帆盖板103上;当帆盒侧盖410为闭合状态时,盖触头50202与储帆机构40的导电片412紧密地接触。
68.当帆盒侧盖410为打开状态时,盖触头50202与储帆机构40的导电片412不再接触。储帆开盖反馈组件502的电路断开,显示帆盒侧盖410处于打开状态。
69.如图9所示,在该实施例中设置的柔性帆60为用于卫星离轨时使用的离轨帆。同时,该实施例的柔性帆展开装置也可用于空间攻防罩、柔性天线的收拢展开。离轨帆技术主要是通过在轨展开大面积帆面增加卫星阻力,从而加速卫星的离轨。该实施例的柔性帆展开装置,可以依靠自身所储存的机械能展开,整个装置质量轻、结构简单、成本低,适用于快速响应、任务周期短的微小卫星。本实施例的展开装置,可以实现空间柔性帆60的展开,为微纳卫星的离轨提供阻力,加快卫星离轨,同时采用模块化的设计思路,实现装置系列化、标准化。
70.当柔性帆展开装置处于柔性帆60存储状态时,弹性的桅杆30101缠绕在中心卷筒30102上呈收拢状态,导向组件302布置在中心卷筒30102四周,限制弹性桅杆30101在弹性力作用下展开,柔性帆60折叠后存放在储帆机构40中,柔性帆60呈三角形,三个角通过柔性绳索分别与绳柱404、两个弹性的桅杆30101连接。桅杆展开反馈组件501的帆触头50102在帆压缩弹簧50106作用下与弹性的桅杆30101自由端贴合,信号为导通状态。弹性的桅杆30101的两个自由端在自身弹性力作用下挤压在帆盒402内壁上,帆盒侧盖410下端与底板通过帆盒侧盖转轴411相连,上端通过触发组件锁紧,此时帆盒侧盖410限制弹性的桅杆
30101展开,同时将柔性帆60限制在储帆机构40中,防止柔性帆60展开。储帆开盖反馈组件502的盖触头50202与导电片412接触,信号为导通状态。
71.在柔性帆60展开的过程中,触发机构20接受指令信号后通电,通过熔断元件201的电能转变为热能将限位绳熔断,帆盒侧盖410的限位解除后,在弹性的桅杆30101的推力作用下绕帆盒侧盖转轴411旋转打开,储帆开盖反馈组件502的盖触头50202与导电片412分离,反馈帆盒侧盖410打开信号,帆盒侧盖410解除对弹性的桅杆30101和柔性帆60的限位,使弹性的桅杆30101在导向组件302的限制下沿着帆盒402两个侧边内壁展开,弹性的桅杆30101展开过程中导向组件302提供滚动摩擦,减小桅杆30101展出过程中受到的摩擦阻力。弹性的桅杆30101展出时,两个自由端通过柔性绳索带动柔性帆60展开,当展开到位后,桅杆展开反馈组件501的帆触头50102与弹性桅杆30101的固定端的绝缘材料接触,反馈弹性的桅杆30101展开到位,此时弹性的桅杆30101为柔性帆60提供刚性支撑,使柔性帆60保持展开状态。
72.该实施例的柔性帆展开装置,在测试阶段,完成展开测试后,还可以进行复位操作。具体地,将柔性帆60拆下进行折叠,重新放入储帆机构40中,固定端与绳柱404连接固定,利用中心卷筒30102的复位接口,通过转动中心卷筒30102,在导向组件302限制下弹性的桅杆30101缠绕在中心卷筒30102上,待弹性的桅杆30101收拢到位后,将柔性帆60的自由端的两端分别与两个弹性的桅杆30101的自由端重新连接。复位触发机构20和限位绳,对帆盒侧盖410重新限位,实现整个装置复位到收拢状态。
73.上述内容仅为本发明的具体实施方式的例子,对于其中未详尽描述的设备和结构,应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
74.以上仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
再多了解一些

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