一种卫星太阳能电池阵展开机构的制作方法

1.本发明涉及航天技术领域，具体涉及一种卫星太阳能电池阵展开机构。


背景技术：

2.卫星太阳能电池阵展开有多种形式，如伸展臂、记忆合金、铰链等，然而不同规格的卫星对应不同展开方式，综合考虑成本、可靠性及卫星整体结构部署等因素，大型卫星(重量一般在500kg以上)通常使用伸展臂、记忆合金两种展开方式，微型卫星(重量一般在10kg～100kg)通常则使用铰链展开方式。
3.现有卫星太阳能电池阵展开方式中的伸展臂展开方式结构复杂、体积庞大、设计难度大；记忆合金展开方式对热控方面技术要求极高，控制有误差，则会出现展开失败；铰链展开方式则承载力有限且展开角度不易控制、展开过程冲击大。
4.为此，本领域中需要一种能够克服现有技术的缺点的卫星太阳能电池阵展开技术方案。


技术实现要素：

5.为此，根据本发明的实施例，提出了一种卫星太阳能电池阵展开机构，包括：
6.伺服电机，固定在卫星结构框架9上；
7.第一固定杆4，与卫星结构框架9固定连接；
8.第一活动杆1，其第一端与第一固定杆4的第一端通过第一销轴21枢转连接；
9.第二活动杆3，其第一端与第一固定杆4的第二端通过第二销轴22枢转连接；
10.第二固定杆6，与卫星太阳能电池阵8固定连接；
11.第三活动杆5，其第一端与第二固定杆6的第一端通过第三销轴23枢转连接；
12.第四活动杆7，其第一端与第二固定杆6的第二端通过第四销轴24枢转连接；
13.其中，第一活动杆1的第二端与第三活动杆5的第二端通过第五销轴25枢转连接；
14.第二活动杆3的第二端与第四活动杆7的第二端通过第六销轴26枢转连接；
15.第二活动杆3与第三活动杆5的中部通过第七销轴27枢转连接；
16.伺服电机的输出轴驱动第一活动杆1以第一销轴21为中心转动，从而带动卫星太阳能电池阵8相对于卫星结构框架9展开和折叠。
17.本专利涉及的卫星太阳能电池阵展开机构结构简单，稳定可靠，展开角度可控，展开冲击小，安装方便，可保证卫星太阳能电池阵按设定角度以某一恒定角速度展开到设定角度并保持在设定位置，卫星太阳能电池阵与结构框架之间的间隙可以很小(同等条件下，可确保太阳能电池阵有更大的面积)，有效地避免了太阳能电池阵展开过程中与卫星结构框架干涉导致太阳能电池阵被切掉很大一部分，同时也避免了因太阳能电池阵展开过程中产生的振动冲击对卫星姿态、轨道位置的影响。
附图说明
18.图1示出了根据本发明的实施例的卫星太阳能电池阵展开机构处于闭合状态的示意性结构图。
19.图2示出了根据本发明的实施例的卫星太阳能电池阵展开机构处于展开状态的示意性结构图。
20.图3示出了根据本发明的实施例的卫星太阳能电池阵展开机构安装在卫星上的示意性透视图。
具体实施方式
21.下面参照附图详细描述本发明的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
22.本说明书中涉及的各术语的含义一般为本领域中的通常含义，或者为本领域技术人员在阅读本说明书之后所正常理解的含义。本说明书中的用语“包括”、“包含”是开放式的，即除了所提及的各要素外，还可能包括其他未提及的要素。本说明书中的用语“连接”、“相连”等类似术语通常包括机械连接、电连接或其组合，且通常既可以包括直接连接，也包括经由其他部件的间接连通或连接。本说明书中的用语“第一”、“第二”等仅用于区分同类的不同部件，而不表示在重要性、结构、功能等方面的任何顺序。
23.现参照图1-3，其中，图1示出了根据本发明的实施例的卫星太阳能电池阵展开机构处于闭合状态的示意性结构图，图2示出了根据本发明的实施例的卫星太阳能电池阵展开机构处于展开状态的示意性结构图图3示出了根据本发明的实施例的卫星太阳能电池阵展开机构安装在卫星上的示意性透视图。
24.如图1-3中所示，根据本发明的实施例的卫星太阳能电池阵展开机构10包括：
25.伺服电机(图中未示出)，固定在卫星结构框架9上；
26.第一固定杆4，与卫星结构框架9固定连接；
27.第一活动杆1，其第一端与第一固定杆4的第一端通过第一销轴21枢转连接；
28.第二活动杆3，其第一端与第一固定杆4的第二端通过第二销轴22枢转连接；
29.第二固定杆6，与卫星太阳能电池阵8固定连接；
30.第三活动杆5，其第一端与第二固定杆6的第一端通过第三销轴23枢转连接；
31.第四活动杆7，其第一端与第二固定杆6的第二端通过第四销轴24枢转连接；
32.其中，第一活动杆1的第二端与第三活动杆5的第二端通过第五销轴25枢转连接；
33.第二活动杆3的第二端与第四活动杆7的第二端通过第六销轴26枢转连接；
34.第二活动杆3与第三活动杆5的中部通过第七销轴27枢转连接；
35.伺服电机的输出轴驱动第一活动杆1以第一销轴21为中心转动，从而带动卫星太阳能电池阵8相对于卫星结构框架9展开和折叠。
36.所述第一固定杆4和第二固定杆6可通过螺栓等方式分别与卫星结构框架9和卫星
太阳能电池阵8固定连接，其可以是如图1-2中所示那样的长方形框架，即直角连接件结构，且其长度可以从其两侧的第一销轴21和第二销轴22以及第三销轴23和第四销轴24的中心点算起。
37.各活动杆均可绕对应销轴转动，例如，每个销轴可固定在一个活动杆上，该销轴可在设置在另一个活动杆或固定杆上的销孔中转动，从而使该两个活动杆(或一个活动杆与一个固定杆)相互之间可绕该销轴转动，这样，由两个固定杆和四个活动杆就组成一个六杆机构。第一活动杆1可在第一销轴21处和伺服电机的输出轴直接或间接连接，例如，第一活动杆1可与第一销轴21固定连接或为一体，第一销轴21可在第一固定杆4上的销孔中转动，并与伺服电机的输出轴相连接，这样第一活动杆21在伺服电机的驱动下，带动第三活动杆5、第二活动3、第四活动杆7运动，并通过第二固定杆6驱动太阳能电池阵8展开(或闭合)，且能确保太阳能电池阵8不与卫星结构框架9干涉，从起始设定位置绕着各连接销轴转动到设定的终止位置，从而驱动整个机构动作，实现太阳能电池阵以恒定角速度展开到设定的角度。当伺服电机停止运行，太阳能电池阵8保持在展开状态，为整个卫星系统提供源源不断
38.在一些实施例中，第一活动杆1和第四活动杆7为直杆，第二活动杆3和第三活动杆5为弯折杆，且各杆之间的长度关系满足如下条件：
39.第一固定杆4的长度与第一活动杆1的长度之和小于或等于第二活动杆3由第二销轴22到第七销轴27的长度与第三活动杆5由第七销轴27到第五销轴25的长度之和；以及
40.第二固定杆6的长度与第四活动杆7的长度之和小于或等于第三活动杆5由第三销轴23到第七销轴27的长度与第二活动杆3由第七销轴27到第六销轴26的长度之和。
41.上述各杆或各段的长度可以从各杆或各段两端的销轴的中心点计算，且第三活动杆5由第三销轴23到第七销轴27的长度是指其包含的两段折线长度之和。
42.在一些实施例中，所述第二活动杆3在第七销轴27处朝向卫星太阳能电池阵8弯折一次，所述第三活动杆5在靠近第三销轴23处以及在第七销轴27处朝向卫星结构框架9弯折两次，且各弯折的角度使得卫星太阳能电池阵8能够由与卫星结构框架9呈90
°
角的闭合状态展开到与卫星结构框架9呈180
°
角的展开状态。具体地，如图1-2中所示，各弯折的角度及各段的长度使得在卫星太阳能电池阵8的展开过程中，第一活动杆1和第三活动杆5在第五销轴25处形成的角度，以及第二活动杆3和第三活动杆5在第七销轴27处形成的角度始终小于90
°
。
43.通过使第二活动杆3和第三活动杆5进行适当的弯折，可以方便地满足上述杆长条件，并方便地实现卫星太阳能电池阵8由与卫星结构框架9成90
°
角的闭合状态展开到与卫星结构框架9成180
°
角的展开状态。
44.以上参照附图描述了根据本发明的实施例的卫星太阳能电池阵展开机构10，应指出的是，以上描述和图示仅为示例，而不是对本发明的限制。在本发明的其他实施例中，该装置可具有更多、更少或不同的部件，且各部件之间的连接、包含和功能等关系可以与所描述和图示的不同。例如，通常一个部件除包含所图示和描述的子部件外，也可包含其他子部件；多个部件可合并为一个更大的部件，等等。所有这些变化都处于本发明的精神和范围之内。
45.根据本发明的实施例的卫星太阳能电池阵展开机构结构简单，稳定可靠，展开角度可控，展开冲击小，安装方便，可保证卫星太阳能电池阵按设定角度以某一恒定角速度展
开到设定角度并保持在设定位置，卫星太阳能电池阵与结构框架之间的间隙可以很小(同等条件下，可确保太阳能电池阵有更大的面积)，有效地避免了太阳能电池阵展开过程中与卫星结构框架干涉导致太阳能电池阵被切掉很大一部分，同时也避免了因太阳能电池阵展开过程中产生的振动冲击对卫星姿态、轨道位置的影响。
46.虽然本发明已经通过实施例披露如上，但本发明并非限定于此。本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种变动与修改，均应纳入本发明的保护范围，本发明的保护范围仅以权利要求的语言及其等价语言所限定的范围为准。

技术特征：
1.一种卫星太阳能电池阵展开机构，包括：伺服电机，固定在卫星结构框架(9)上；第一固定杆(4)，与卫星结构框架(9)固定连接；第一活动杆(1)，其第一端与第一固定杆(4)的第一端通过第一销轴(21)枢转连接；第二活动杆(3)，其第一端与第一固定杆(4)的第二端通过第二销轴(22)枢转连接；第二固定杆(6)，与卫星太阳能电池阵(8)固定连接；第三活动杆(5)，其第一端与第二固定杆(6)的第一端通过第三销轴(23)枢转连接；第四活动杆(7)，其第一端与第二固定杆(6)的第二端通过第四销轴(24)枢转连接；其中，第一活动杆(1)的第二端与第三活动杆(5)的第二端通过第五销轴(25)枢转连接；第二活动杆(3)的第二端与第四活动杆(7)的第二端通过第六销轴(26)枢转连接；第二活动杆(3)与第三活动杆(5)的中部通过第七销轴(27)枢转连接；伺服电机的输出轴驱动第一活动杆(1)以第一销轴(21)为中心转动，从而带动卫星太阳能电池阵(8)相对于卫星结构框架(9)展开和折叠。2.根据权利要求1所述的卫星太阳能电池阵展开机构，其中，第一活动杆(1)和第四活动杆(7)为直杆，第二活动杆(3)和第三活动杆(5)为弯折杆，且各杆之间的长度关系满足如下条件：第一固定杆(4)的长度与第一活动杆(1)的长度之和小于或等于第二活动杆(3)由第二销轴(22)到第七销轴(27)的长度与第三活动杆(5)由第七销轴(27)到第五销轴(25)的长度之和；以及第二固定杆(6)的长度与第四活动杆(7)的长度之和小于或等于第三活动杆(5)由第三销轴(23)到第七销轴(27)的长度与第二活动杆(3)由第七销轴(27)到第六销轴(26)的长度之和。3.根据权利要求2所述的卫星太阳能电池阵展开机构，其中，所述第二活动杆(3)在第七销轴(27)处朝向卫星太阳能电池阵(8)弯折一次，所述第三活动杆(5)在靠近第三销轴(23)处以及在第七销轴(27)处朝向卫星结构框架(9)弯折两次，且各弯折的角度使得卫星太阳能电池阵(8)能够由与卫星结构框架(9)呈90
°
角的闭合状态展开到与卫星结构框架(9)呈180
°
角的展开状态。

技术总结
公开了一种卫星太阳能电池阵展开机构，包括：伺服电机，固定在卫星结构框架上；第一固定杆，与卫星结构框架固定连接；第一活动杆，第一端与第一固定杆的第一端枢转连接；第二活动杆，第一端与第一固定杆的第二端枢转连接；第二固定杆，与卫星太阳能电池阵固定连接；第三活动杆，第一端与第二固定杆的第一端枢转连接；第四活动杆，第一端与第二固定杆的第二端枢转连接；其中，第一活动杆的第二端与第三活动杆的第二端枢转连接；第二活动杆的第二端与第四活动杆的第二端枢转连接；第二活动杆与第三活动杆的中部枢转连接；伺服电机的输出轴驱动第一活动杆以第一销轴为中心转动，从而带动卫星太阳能电池阵相对于卫星结构框架展开和折叠。折叠。折叠。


技术研发人员：刘锋 孙文明 郭青
受保护的技术使用者：北京劢亚科技有限公司
技术研发日：2022.10.27
技术公布日：2023/4/18