一种适用于卫星堆叠的柔性太阳翼收展装置及收展方法与流程

本发明属于卫星，具体涉及一种适用于卫星堆叠的柔性太阳翼收展装置及收展方法。

背景技术：

1、针对大面积太阳电池翼，当航天器对太阳翼重量和体积控制很严时，柔性太阳翼将成为一个很好的选择，其优点是收拢体积小、展开面积大、重量轻。本发明提出了一种新型的柔性太阳翼收藏和展开方式，结合了目前主流的太阳翼折叠和卷绕两种折展方式的优点，通过将太阳翼及其展开机构进行分次展开的方式，与传统柔性太阳翼的桁架式展开机构和自回弹展开机构相比，太阳翼收拢后为扁平状，收拢体积更小，且尺寸拓展性好，可适应于巨型星座太阳翼。

2、综合国、内外柔性太阳翼展开方案，按照阵面的收藏方式大致可以归纳为折叠式和卷绕式两种方式。

3、因卷绕式展开方式受电池、电路折弯半径限制，且卷绕后形成的圆柱式结构不适合堆叠式装星布局。

4、自回弹式展开系统采用能够自展开的弹性杆式伸展臂带动太阳翼展开并提供支撑，如美国dss公司研制的卷绕式太阳电池阵rosa，这种方式相比于桁架式展开系统，大幅度减小了机构的整体质量，展开刚度与桁架式相当，收纳比高，同时避免了大量展开铰链、镀膜件的使用，成本比桁架式的低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有太阳翼收展方式不适用于堆叠式卫星装星尺寸要求的问题，而提供了一种适用于卫星堆叠的柔性太阳翼收展装置及收展方法。

2、为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：

3、一种适用于卫星堆叠的柔性太阳翼收展装置，其特殊之处在于，包括基板组件、底板，设置在底板上的自回弹伸展臂、绳轮组件和驱动装置，以及第一压紧释放装置和第二压紧释放装置；

4、所述基板组件包括下刚性板、若干柔性板和上刚性板，所述柔性板堆叠设置在上刚性板和下刚性板之间；

5、所述基板组件两端对称固定有底板，所述底板上均设有伸展臂和绳轮组件；其中一底板上设有驱动装置；

6、所述伸展臂一端固定在底板上，另一端在展开后与航天产品上的固定座连接；所述伸展臂的展开方向与基板组件展开方向相同；

7、所述展开臂上套装有若干张力调整组件，所述张力调整组件与柔性板侧壁固定连接；相邻所述张力调整组件之间固定连接；

8、所述绳轮组件中绳索贯穿所述伸展臂腔体内，从伸展臂另一端伸出后与连接在上刚性板侧壁的张力调整组件连接；

9、所述驱动装置用于驱动所述绳轮组件转动，使绳轮组件在收绳时，带动所述张力调整组件沿伸展臂本体滑动，进而带动所述上刚性板和若干柔性板依次展开；

10、所述第一压紧释放组件能够在基板组件处于收拢状态时固定所述基板组件，并能够在基板组件需要展开时，解锁释放所述基板组件；

11、所述第二压紧组件能够在所述伸展臂处于收拢状态时固定所述伸展臂，并能够在所述伸展臂需要展开时，解锁释放所述伸展臂。

12、进一步地，所述第一压紧释放组件为多个可熔断绳索。

13、进一步地，所述张力调整组件包括拉环和绳索，所述拉环套装在所述伸展臂上，所述拉环通过一绳索与所述柔性板侧壁或上刚性板侧壁固定连接；

14、相邻所述拉环之间通过绳索固定连接。

15、本发明还提供一种适用于卫星堆叠的柔性太阳翼收展方法，其特殊之处在于，采用上述柔性太阳翼收展装置实现，包括收拢过程和展开过程；

16、所述展开过程为：

17、步骤1，初始状态，基板组件构成的太阳翼收拢压紧在卫星舱板上；

18、步骤2，第二压紧释放装置解锁，位于基板组件两侧的伸展臂在自身弹性回复力作用下缓慢展开到位；绳索组件中绳索随伸展臂同步展开；

19、步骤3，第一压紧释放装置解锁；驱动装置驱动所述绳索组件收绳，带动张力调整组件沿伸展臂本体滑动，带动上刚性板和若干柔性板依次展开；

20、步骤4，下刚性板、若干柔性板和上刚性板依次展开至共面，所述太阳翼展开完成；

21、所述收拢过程为：

22、首先，驱动装置驱动所述绳索组件释放绳索；张力调整组件沿伸展臂本体反向滑动，带动柔性板和上刚性板依次收拢，直至下刚性板、柔性板和上刚性板堆叠于卫星舱板上；第一压紧释放装置锁紧收拢后的基板组件；

23、然后，解除伸展臂与航天产品上固定座的连接，卷绕伸展臂于底板上，通过所述第二压紧锁定组件固定。

24、本发明的优点是：

25、1、本发明针对大型组网卫星太阳翼收拢体积及成本控制要求，提出了一种新型的太阳翼收展装置，采用柔性自回弹伸展臂卷绕收藏，所述伸展臂在自身弹性回复力作用下实现自动展展开或卷绕收拢，并且太阳翼阵面不随自回弹伸展臂一起卷绕，而是采用单独折叠的方式；伸展臂展开后，在绳轮组件及驱动装置作用下，收拢的太阳翼沿着伸展臂所形成的轨道缓慢展开到位。采用本发明装置收拢后，太阳翼收拢体积大幅减小，使整个系统的收纳比更高，也更适用于堆叠式卫星装星尺寸要求。

26、2、当太阳翼尺寸拓展时，只需增加自回弹伸展臂的长度，而收拢后伸展臂的卷绕直径无明显增加，整个太阳翼的收拢体积不会明显增大。因此，本发明太阳翼收展装置的尺寸拓展性好，也更适用于大批量巨型星座。

27、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种适用于卫星堆叠的柔性太阳翼收展装置，其特征在于，包括基板组件、底板，设置在底板上的伸展臂、绳轮组件和驱动装置，以及第一压紧释放装置和第二压紧释放装置；

2.根据权利要求1所述柔性太阳翼收展装置，其特征在于，所述第一压紧释放组件为多个可熔断绳索。

3.根据权利要求2所述柔性太阳翼收展装置，其特征在于，所述张力调整组件包括拉环和绳索，所述拉环套装在所述伸展臂上，所述拉环通过一绳索与所述柔性板侧壁或上刚性板侧壁固定连接；

4.一种适用于卫星堆叠的柔性太阳翼收展方法，其特征在于，采用权利要求1所述柔性太阳翼收展装置实现，包括收拢过程和展开过程；

技术总结本发明提供一种适用于卫星堆叠的柔性太阳翼收展装置及收展方法，包括基板组件、底板，设置在底板上的自回弹伸展臂、绳轮组件和驱动装置，以及第一压紧释放装置和第二压紧释放装置。基板组件构成太阳翼阵面，两个伸展臂分别位于基板组件两侧，需要展开时，第二压紧释放装置解锁，伸展臂在自身回弹作用下先自动展开；然后驱动装置驱动绳索组件转动，带动绳索运动，张力调整组件沿展开臂本体滑动，带动基板组件中上刚性板和若干柔性板依次展开到位。采本发明装置收拢后，整个系统的收纳比高，适用于堆叠式卫星装星尺寸要求。技术研发人员：李东伟,赵泓滨,饶建兵,雷静,刘晨,王梦,刘世海,赵生豪,袁岁维受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第三十九研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/4