用于卫星的太阳翼及包括该太阳翼的卫星的制作方法

1.本实用新型的实施方式涉及卫星领域。更具体地，本实用新型涉及一种用于卫星的太阳翼及包括该太阳翼的卫星。


背景技术：

2.太阳翼又称太阳能帆板，是一种收集太阳能的装置，通常应用于卫星、宇宙飞船以为其运行提供必要的能源。
3.太阳翼包括由多个光伏板和多个板间铰链组成的帆板，板间铰链属于扭簧铰链，可以为该帆板在实施从折叠状态转化为展开状态的过程提供动力。为了从帆板上收集各个光伏板所产的电能及各个传感器组件所产生的信号，太阳翼还包括布设在帆板上且用于将各个感应组件与卫星的主体电连接的信号线束及布设在帆板上且用于将各个光伏板与主体电连接的功率线束。
4.然而，本实用新型申请人在经过长期研究后发现，现有太阳翼的信号线束和功率线束垂直地铺过相邻光伏板之间的间隙，这种布线方式导致信号线束和功率线束产生较大的阻力，阻碍了帆板的展开运动，提高帆板出现无法完全展开的风险。


技术实现要素：

5.为了解决如上所提到的一个或多个技术问题，本实用新型提供了一种用于卫星的太阳翼及包括该太阳翼的卫星，其解决了信号线束和功率线束在帆板实施展开运动时对帆板施加过大阻力的问题，由此降低了帆板出现无法完全展开的风险。
6.根据本实用新型的第一方面，其提供了一种用于卫星的太阳翼，其包括：支架，用于连接所述卫星的主体；帆板，包括多个光伏板和用于将多个所述光伏板顺序连接为一个可折叠结构的多个板间铰链，其中处于该可折叠结构中最外侧的一个所述光伏板设在所述支架上；多个感应组件，其分别设在各个所述光伏板上；信号线束，布设在所述支架和帆板上且用于各个所述感应组件与主体电连接；功率线束，布设在所述支架和帆板上且用于将各个所述光伏板与主体电连接；多个板间架组，其分别设在所述帆板中各个相邻所述光伏板之间的间隙中，所述板间架组包括间隔布置且固定在不同所述光伏板上且第一板间线架和第二板间线架；在任一个所述间隙中，所述功率线束和信号线束均被所述第一板间线架和第二板间线架固定，使得所述功率线束和信号线束位于所述第一板间线架和第二板间线架之间的部分在所述帆板处于折叠状态时被缠绕为与所述板间铰链的铰轴共轴的绞合形态，而在所述帆板处于展开状态时被释放为彼此相邻的松散形态。
7.在一个可选的技术方案中，各个所述板间线架均包括与对应所述光伏板相连的基部，以及与所述基部垂直且用于连接所述功率线束和信号线束的支撑部。
8.在一个可选的技术方案中，在各个所述板间线架的基部上设有通孔，所述通孔的横截面形状为沿着对应所述光伏板的厚度方向延伸的条形，所述板间线架还包括能够穿过所述通孔并拧入对应所述光伏板内的螺栓。
9.在一个可选的技术方案中，在所述板间线架的支撑部上设有多个线孔，所述板间线架还包括能够穿过所述线孔并将所述功率线束和信号线束固定在所述支撑部上的绑扎件；在任一个所述板间架组中，所述第一板间线架和第二板间线架之间的距离为170cm-180cm。
10.在一个可选的技术方案中，所述光伏板包括基板和间隔式铺设在所述基板的正面上的多个太阳能发电薄膜，以及设在所述基板的背面上且与所述功率线束和各个所述太阳能发电薄膜相连的汇流模块；所述感应组件包括用于测量太阳朝向的太阳敏感器、用于测量温度的温度传感器和/或用于检测所述帆板是否完全展开的微动开关；在每个所述间隙中均设有彼此共轴并分别处于对应所述板间架组两侧的两个所述板间铰链。
11.在一个可选的技术方案中，所述支架包括法兰、第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链、第一支杆和第二支杆，所述法兰与主体相连，所述第一支杆的一端通过所述第一铰链连接所述法兰远离所述主体的一侧，而另一端通过所述第二铰链连接最靠近所述支架的所述光伏板，所述第二支杆的一端通过所述第三铰链连接所述法兰远离所述主体的一侧，而另一端通过所述第四铰链连接最靠近所述支架的所述光伏板，使得所述支架能够跟随所述帆板进行折叠和展开。
12.在一个可选的技术方案中，还包括设在所述第二铰链和第四铰链之间的板端架组，所述板端架组包括固定设在最靠近所述支架的所述光伏板上且间隔布置的第一板端线架和第二板端线架，所述第一板端线架和第二板端线架用于固定所述功率线束和信号线束，使得所述功率线束和信号线束位于所述第一板端线架和第二板端线架之间的部分在所述帆板处于折叠状态时被缠绕为与所述第二铰链的铰轴共轴的绞合形态，而在所述帆板处于展开状态时被释放为彼此相邻的松散形态。
13.在一个可选的技术方案中，还包括固定设在选定支杆上且用于连接所述主体的插口部件，以及与所述插口部件相配合且连接所述功率线束和信号线束的插头部件，其中所述选定支杆为所述第一支杆和第二支杆中的一个。
14.在一个可选的技术方案中，还包括设在所述选定支杆靠近所述光伏板的端部上的转向线架，所述转向线架用于固定所述功率线束和信号线束并对其进行换向。
15.根据本实用新型的第二方面，其提供了一种卫星，其包括如本实用新型第一方面所述的太阳翼。
16.根据如上所提供的用于卫星的太阳翼及卫星，在帆板中各个相邻光伏板之间的间隙中均设有多个板间架组，板间架组包括间隔布置且固定在不同光伏板上且第一板间线架和第二板间线架，使得在任一个间隙中，功率线束和信号线束均被第一板间线架和第二板间线架固定，进而使功率线束和信号线束位于第一板间线架和第二板间线架之间的部分在帆板处于展开状态时为彼此相邻的松散形态，而在帆板处于折叠状态为与板间铰链的铰轴共轴的绞合形态。基于此，当卫星达到太空并需要展开处于折叠状态的太阳翼时，功率线束和信号线束位于第一板间线架和第二板间线架之间的部分刚开始为与板间铰链的铰轴共轴的绞合形态，但在太阳翼的展开过程中会依靠各个线束自身弹性力作用下逐渐变化为彼此相邻的松散形态，由于此部分从绞合形态变化为松散形态的动力主要来源各个线束自身弹性力，且该变化完全顺应太阳翼的展开动作，所以可以保证功率线束和信号线束不会在帆板实施展开运动时对帆板施加过大的阻力，由此可以有效降低帆板出现无法完全展开的
风险。
附图说明
17.通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
18.图1为本实用新型实施例的太阳翼的结构示意图；
19.图2为图1所示板间架组的放大示意图；
20.图3为图2所示板间线架的示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
22.下面结合附图来详细描述本实用新型的具体实施方式。
23.如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种用于卫星的太阳翼。该太阳翼包括支架1、帆板2、感应组件3、信号线束4、功率线束5和板间架组6等。其中，支架1用于连接卫星的主体。帆板2包括多个光伏板21和用于将多个光伏板21顺序连接为一个可折叠结构的多个板间铰链22，该可折叠结构中最外侧的一个光伏板21设在支架1上。感应组件3的数量为多个，多个感应组件3分别设在各个光伏板21上。信号线束4布设在支架1和帆板2上，用于将各个感应组件3与卫星的主体电连接，使得主体可以获得各传感器组件3所采集或生产的信号。功率线束5布设在支架1和帆板2上，用于将各个光伏板21与主体电连接，使得主体可以获得各个光伏板21所生产的电能。板间架组6的数量为多个，多个板间架组6分别设在帆板2中各个相邻光伏板21之间的间隙中，且板间架组6包括间隔布置且固定在不同光伏板21上的第一板间线架61和第二板间线架62。在任一个间隙中，功率线束5和信号线束4均被第一板间线架61和第二板间线架62固定，使得功率线束5和信号线束4位于第一板间线架61和第二板间线架62之间的部分在帆板2处于折叠状态时被缠绕为与板间铰链22的铰轴共轴的绞合形态，而在帆板2处于展开状态时被释放为彼此相邻的松散形态。
24.当卫星达到太空并需要展开处于折叠状态的太阳翼时，功率线束5和信号线束4位于第一板间线架61和第二板间线架62之间的部分刚开始为与板间铰链22的铰轴共轴的绞合形态，但在太阳翼的展开过程中会依靠各个线束自身弹性力作用下逐渐变化为彼此相邻的松散形态，由于此部分从绞合形态变化为松散形态的动力主要来源各个线束自身弹性力，且该变化完全顺应太阳翼的展开动作，所以可以保证功率线束5和信号线束4不会在帆板2实施展开运动时对帆板2施加过大的阻力，由此可以有效降低帆板2出现无法完全展开的风险。
25.在本实施例中，如图1所示，支架1包括法兰、第一铰链11、第二铰链12、第三铰链13、第四铰链14、第一支杆15和第二支杆16。法兰与卫星的主体相连，第一支杆15的一端通过第一铰链11连接法兰远离主体的一侧，而另一端通过第二铰链12连接最靠近支架1的光
伏板21，第二支杆16的一端通过第三铰链13连接法兰远离主体的一侧，而另一端通过第四铰链14连接最靠近支架1的光伏板21，使得支架1能够跟随帆板2进行折叠和展开，由此可以降低卫星在太阳翼处于折叠状态时所需占用的空间体积。需要说明的是，本实施例除了上述支架之外，也可选择其他结构的公知支架。
26.如图1所示，太阳翼还可包括设在第二铰链12和第四铰链14之间的板端架组7，板端架组7包括固定设在最靠近支架1的光伏板21上且间隔布置的第一板端线架71和第二板端线架72，第一板端线架71和第二板端线架72用于固定功率线束5和信号线束4，使得功率线束5和信号线束4位于第一板端线架71和第二板端线架72之间的部分在帆板2处于折叠状态时被缠绕为与第二铰链12的铰轴共轴的绞合形态，而在帆板2处于展开状态时被释放为彼此相邻的松散形态。通过这种方式，保证功率线束5和信号线束4不会在支架1和帆板2实施展开运动时对二者施加过大的阻力，由此可以有效降低支架1和帆板2出现无法完全展开的风险。
27.如图1所示，太阳翼还可包括固定设在第一支杆15上且用于连接卫星的主体的插口部件，以及与插口部件相配合且连接功率线束5和信号线束4的插头部件。同时，太阳翼还可包括设在第一支杆15靠近光伏板21的端部上的转向线架17，转向线架17用于固定功率线束5和信号线束4并对其进行换向，以避免功率线束5和信号线束4与第二铰链12产生摩擦或损坏。
28.在本实施例中，光伏板21包括基板和间隔式铺设在基板的正面上的多个太阳能发电薄膜(未示出)，以及设在基板的背面上且与功率线束5相连的汇流模块211。其中，汇流模块211用于收集来自各个太阳能发电薄膜发出的电能并集中共给功率线束5，使得功率线束5能收集各个光伏板21所发出的电能并共给卫星的主体以维持卫星的能源需求。其中，未示出的太阳能发电薄膜属于本领域的常规产品，在此不再赘述。而汇流模块211主要包括将各个太阳能发电薄膜集中连接于功率线束5的多个支路，每个支路中至少设置一个仅允许电流流向卫星的主体的二极管。
29.在本实施例中，感应组件3还可包括用于测量太阳朝向的太阳敏感器31。太阳敏感器31通过信号线束4连接卫星的主体，使得该主体可以基于太阳敏感器31的测量结果调整太阳翼的方位，使得其始终朝向太阳并产出更多的电能。
30.在本实施例中，感应组件3还可包括用于测量温度的温度传感器32。温度传感器32通过信号线束4连接卫星的主体，使得该主体可以基于温度传感器32的测量结果获得所处环境的温度。
31.在本实施例中，感应组件3还可包括用于检测帆板2是否完全展开的微动开关33。微动开关33通过信号线束4连接卫星的主体，使得该主体可以基于微动开关33的输出信号获得帆板2是否完全展开的信息。
32.在本实施例中，在每个间隙中均设有彼此共轴并分别处于对应板间架组两侧的两个板间铰链22。两个板间铰链22可以提高相邻的光伏板21在发生相对运动时的平稳性和可靠性，由此保证帆板2的展开与折叠更加顺畅。
33.在本实施例中，如图2和图3所示，第一板间线架61和第二板间线架62均包括与对应光伏板21相连的基部611，以及与基部611垂直连接且用于连接功率线束5和信号线束4的支撑部612。其中，基部611与光伏板21之间的连接可选为可拆卸连接或不可拆卸连接，但建
议优选为可以能够调节位置的可拆卸连接，比如在各个板间线架的基部611上设有通孔611a，通孔611a的横截面形状为沿着对应光伏板21的厚度方向延伸的条形，该板间线架还包括能够穿过通孔611a并拧入对应光伏板21内的螺栓613。在第一板间线架61或第二板间线架62中，条形的通孔611a和螺栓613的配合保证了该板间线架在对应光伏板21上的位置是可以被调整的，由此可以易于实现功率线束5和信号线束4位于第一板间线架61和第二板间线架62之间的部分在帆板2处于折叠状态时被缠绕为与板间铰链22的铰轴共轴的绞合形态。
34.同理，在各个板间线架的支撑部612上可设有多个线孔611b，板间线架还包括能够穿过线孔611b并将功率线束5和信号线束4固定在支撑部612上的绑扎件。绑扎件可以选择合适的一个或两个线孔611b将功率线束5和信号线束4绑扎在支撑部612上，由此更易于实现功率线束5和信号线束4位于第一板间线架61和第二板间线架62之间的部分在帆板2处于折叠状态时被缠绕为与板间铰链22的铰轴共轴的绞合形态。其中，用于将功率线束5与信号线束4固定在支撑部612上的绑扎件可以选为铁丝、绳子或者胶带等。
35.通过大量实验验证，在任一个板间架组6中，如果第一板间线架61和第二板间线架62之间的距离为170cm-180cm，那么功率线束5和信号线束4几乎不会在帆板2实施展开运动时对帆板2施加的阻力，可进一步降低帆板2出现无法完全展开的风险。
36.在一个未示出的实施例中，还提供了一种卫星，该卫星包括上述任一个实施例所述的太阳翼。由于该卫星包括上述任一个实施例所述的太阳翼，所以该卫星也能解决了功率线束5和信号线束4在帆板2实施展开运动时对帆板2施加过大阻力的问题，由此降低了帆板2出现无法完全展开的风险。
37.在本技术的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本技术另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.另外，本技术中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。
39.虽然本文已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式来提供。本领域技术人员可以在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的等同或替代方案。

技术特征：
1.一种用于卫星的太阳翼，其特征在于，包括：支架，用于连接所述卫星的主体；帆板，包括多个光伏板和用于将多个所述光伏板顺序连接为一个可折叠结构的多个板间铰链，其中处于该可折叠结构中最外侧的一个所述光伏板设在所述支架上；多个感应组件，其分别设在各个所述光伏板上；信号线束，布设在所述支架和帆板上且用于将各个所述感应组件与主体电连接；功率线束，布设在所述支架和帆板上且用于将各个所述光伏板与主体电连接；多个板间架组，其分别设在所述帆板中各个相邻所述光伏板之间的间隙中，所述板间架组包括间隔布置且固定在不同所述光伏板上的第一板间线架和第二板间线架；在任一个所述间隙中，所述功率线束和信号线束均被所述第一板间线架和第二板间线架固定，使得所述功率线束和信号线束位于所述第一板间线架和第二板间线架之间的部分在所述帆板处于折叠状态时被缠绕为与所述板间铰链的铰轴共轴的绞合形态，而在所述帆板处于展开状态时被释放为彼此相邻的松散形态。2.根据权利要求1所述的太阳翼，其特征在于，各个所述板间线架均包括与对应所述光伏板相连的基部，以及与所述基部垂直且用于连接所述功率线束和信号线束的支撑部。3.根据权利要求2所述的太阳翼，其特征在于，在各个所述板间线架的基部上设有通孔，所述通孔的横截面形状为沿着对应所述光伏板的厚度方向延伸的条形，所述板间线架还包括能够穿过所述通孔并拧入对应所述光伏板内的螺栓。4.根据权利要求3所述的太阳翼，其特征在于，在所述板间线架的支撑部上设有多个线孔，所述板间线架还包括能够穿过所述线孔并将所述功率线束和信号线束固定在所述支撑部上的绑扎件；在任一个所述板间架组中，所述第一板间线架和第二板间线架之间的距离为170cm-180cm。5.根据权利要求1到4中任一项所述的太阳翼，其特征在于，所述光伏板包括基板和间隔式铺设在所述基板的正面上的多个太阳能发电薄膜，以及设在所述基板的背面上且与所述功率线束和各个所述太阳能发电薄膜相连的汇流模块；所述感应组件包括用于测量太阳朝向的太阳敏感器、用于测量温度的温度传感器和/或用于检测所述帆板是否完全展开的微动开关；在每个所述间隙中均设有彼此共轴并分别处于对应所述板间架组两侧的两个所述板间铰链。6.根据权利要求1到4中任一项所述太阳翼，其特征在于，所述支架包括法兰、第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链、第一支杆和第二支杆，所述法兰与主体相连，所述第一支杆的一端通过所述第一铰链连接所述法兰远离所述主体的一侧，而另一端通过所述第二铰链连接最靠近所述支架的所述光伏板，所述第二支杆的一端通过所述第三铰链连接所述法兰远离所述主体的一侧，而另一端通过所述第四铰链连接最靠近所述支架的所述光伏板，使得所述支架能够跟随所述帆板进行折叠和展开。7.根据权利要求6所述太阳翼，其特征在于，还包括设在所述第二铰链和第四铰链之间的板端架组，所述板端架组包括固定设在最靠近所述支架的所述光伏板上且间隔布置的第一板端线架和第二板端线架，所述第一板端线架和第二板端线架用于固定所述功率线束和信号线束，使得所述功率线束和信号线束位于所述第一板端线架和第二板端线架之间的部分在所述帆板处于折叠状态时被缠绕为与所述第二铰链的铰轴共轴的绞合形态，而在所述
帆板处于展开状态时被释放为彼此相邻的松散形态。8.根据权利要求7所述太阳翼，其特征在于，还包括固定设在选定支杆上且用于连接所述主体的插口部件，以及与所述插口部件相配合且连接所述功率线束和信号线束的插头部件，其中所述选定支杆为所述第一支杆和第二支杆中的一个。9.根据权利要求8所述太阳翼，其特征在于，还包括设在所述选定支杆靠近所述光伏板的端部上的转向线架，所述转向线架用于固定所述功率线束和信号线束并对其进行换向。10.一种卫星，其特征在于，包括如权利要求1到9中任一项所述的太阳翼。

技术总结
本实用新型公开了一种用于卫星的太阳翼及包括该太阳翼的卫星，太阳翼包括：支架；具有光伏板和板间铰链的帆板；信号线束，用于将帆板上各个感应组件与主体电连接；功率线束，用于将帆板中各个光伏板与主体电连接；多个板间架组，其分别设在帆板中各个相邻光伏板之间的间隙中并均包括用于固定各类线束的第一和第二板间线架；在任一个间隙中，功率和信号线束位于第一和第二板间线架之间的部分在帆板处于折叠状态时被缠绕为与板间铰链的铰轴共轴的绞合形态，而在帆板处于展开状态时被释放为彼此相邻的松散形态。该太阳翼解决了信号线束和功率线束在帆板实施展开运动时对帆板施加过大阻力的问题，降低了帆板出现无法完全展开的风险。的风险。的风险。


技术研发人员：徐博 张迪 冯凯 蔡超军 吕琦
受保护的技术使用者：银河航天（北京）网络技术有限公司
技术研发日：2023.01.09
技术公布日：2023/6/7