一种螺旋形可重复收拢的太阳翼

本发明涉及太阳翼，特别是一种螺旋形可重复收拢的太阳翼，其折展单元的数量可以设置成十四、十五以上或者根据设计需要进行设置从而改变太阳翼展开长度。

背景技术：

1、随着航空航天事业的不断发展，各类航天器都呈现出了大型化、复杂化发展趋势，给航空设备进行供能成为了一个重要问题。由于运载火箭容积的限制，要求太阳翼在发射过程中处于折叠收拢状态，与运载工具分离并进入轨道后按控制指令逐渐展开并锁定，从而给航空设备进行供能。

2、各国在航空航天领域的竞争愈发激烈，我国也需要更多的太阳翼来完成不同任务，故对设计新型太阳翼的需求尤为迫切。中国专利（cn115610709a）公开了一种折叠式可重复收拢的太阳翼机构，该机构由多组太阳能电池阵列构成，相邻的两组太阳能电池阵列通过弹性件进行连接，可重复收拢，但其传动装置较为复杂，且以弹性件连接，其结构可靠度不高。中国专利（cn115384814a）公开了一种可沿轴重复收拢的柔性太阳翼机构，包括展开机构和太阳翼，收纳率较高，但是柔性太阳翼刚度较低，稳定性不高，且展开机构过于复杂。

3、目前，尚未见到一种同时兼具高收纳率、高刚度、高稳定性、高可靠性、易于控制等特点，且以螺旋形式可重复收拢的太阳翼发明设计。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种由单自由度螺旋形二维平面折展机构组成的太阳翼，只需驱动第一滑块就能将滑块的往复直线运动转化为可螺旋折展肋的展开或收拢，具有高刚度、可靠性强、高收拢率且控制容易等优点。

2、本发明通过以下技术方案达到上述目的：一种螺旋形可重复收拢的太阳翼，包括航空设备主体、太阳能板组、太阳能板、可螺旋折展肋、折展单元、连杆机构，具体结构和连接关系为：

3、所述的航空设备主体具有四个固定支座，每个固定支座都通过螺栓连接一组太阳能板组；所述的太阳能板组包括第一组、第二组、第三组、第四组，每组都包括可螺旋折展肋、太阳能板；所述的可螺旋折展肋包括第一肋、第二肋，两个可螺旋折展肋互相对称；所述的太阳能板包括第一太阳能板、第二太阳能板、第三太阳能板、第四太阳能板、第五太阳能板、第六太阳能板、第七太阳能板、第八太阳能板、第九太阳能板、第十太阳能板、第十一太阳能板、第十二太阳能板、第十三太阳能板，每个太阳能板都固连于可螺旋折展肋下端；所述的折展单元包括第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元，从第一折展单元起，每个折展单元下端依次首尾铰接，直到第十三折展单元，每个折展单元下端设有凹形滑槽；所述的连杆机构包括伸缩杆、滑块和连杆，滑块通过凹形滑槽和第一折展单元连接，且通过销与伸缩杆第一端连接，伸缩杆第二端通过销与第二折展单元上端连接，伸缩杆中端通过销与第一折展单元中端连接，连杆第一端通过销与第一折展单元凹形滑槽内的滑块和伸缩杆第一端连接，且连杆依次交错首尾相连；所述的第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元与第一折展单元装置结构及零部件的连接关系相同。

4、所述的第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元为底角相同的不规则四边形。

5、所述的第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元的杆件需满足一定的尺度关系，所述相邻折展单元和连杆机构成比例，使可螺旋折展肋能够螺旋收缩，通过调整所述折展单元的数量，改变太阳翼展开长度。

6、所述的所有折展单元的滑块行程相同。

7、所述的第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元交错布置，使可螺旋折展肋始终处于一定平面内。

8、所述的第三折展单元、第五折展单元、第七折展单元、第九折展单元、第十一折展单元、第十三折展单元等除第一折展单元之外的奇数折展单元需要进行弯折处理。

9、所述的第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元上设置限位块，限制结构极限位置，使太阳翼在完全展开以及完全收拢时具有更好的稳定性。

10、本发明的突出优点在于：

11、1、本发明中，每个太阳能板组都为单自由度驱动，只需驱动任一可螺旋折展肋中第一折展单元的第一滑块就能将滑块的往复直线运动转化为可螺旋折展肋的展开或收拢，具有高刚度、可靠性强、高收拢率且控制容易等优点。

12、2、本发明提供一种由单自由度螺旋形二维平面折展机构组成的太阳翼，收拢形式新颖，节约了火箭携带太阳翼的空间成本，制造简单，安装容易，且可根据需求增加所述折展单元的数量，随着折展单元数量逐渐增加，展开长度也愈长，该太阳翼收纳率愈大，能为航空设备提供更多能量。

13、3、所述折展单元中凹形滑槽完全按照滑块设计行程确定长度，且模块主体上设有限位块，保证了折展天线完全展开和收拢时的稳定性，具有较强的刚度。

技术特征：

1.一种螺旋形可重复收拢的太阳翼，包括航空设备主体、太阳能板组、太阳能板、可螺旋折展肋、折展单元、连杆机构，其特征在于，具体结构和连接关系为：

2.根据权利要求1所述的一种螺旋形可重复收拢的太阳翼，其特征在于：所述的第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元为底角相同的不规则四边形。

3.根据权利要求1所述的一种螺旋形可重复收拢的太阳翼，其特征在于：所述的第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元的杆件需满足一定的尺度关系，所述的相邻折展单元和连杆机构成比例，使可螺旋折展肋能够螺旋收缩，通过调整所述折展单元的数量，改变太阳翼展开长度。

4.根据权利要求1所述的一种螺旋形可重复收拢的太阳翼，其特征在于：所述的所有折展单元的滑块行程相同。

5.根据权利要求1所述的一种螺旋形可重复收拢的太阳翼，其特征在于：所述的第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元交错布置，使可螺旋折展肋始终处于一定平面内。

6.根据权利要求1所述的一种螺旋形可重复收拢的太阳翼，其特征在于：所述的第三折展单元、第五折展单元、第七折展单元、第九折展单元、第十一折展单元、第十三折展单元等除第一折展单元之外的奇数折展单元需要进行弯折处理。

7.根据权利要求1所述的一种螺旋形可重复收拢的太阳翼，其特征在于：所述的第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元上设置限位块，限制结构极限位置，使太阳翼在完全展开以及完全收拢时具有更好的稳定性。

技术总结一种螺旋形可重复收拢的太阳翼（一种由单自由度螺旋形二维平面折展机构组成的太阳翼），包括航空设备主体、太阳能板组、太阳能板、可螺旋折展肋、折展单元、连杆机构。每个可螺旋折展肋由若干个折展单元构成，每两个可螺旋折展肋对称布置，之间铺设太阳能板构成太阳能板组。本发明与传统太阳翼相比，每组太阳能板组都能单自由度驱动并以螺旋形状可重复收拢，具有高刚度、可靠性强、高收拢率且控制容易等优点，能够较好地为卫星等航空设备供能。技术研发人员：王汝贵,金聪,李霖,喻仪殷受保护的技术使用者：广西大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17