一种微小卫星太阳翼地面展开装置的制作方法

1.本发明涉及太阳翼地面展开技术领域，尤其涉及一种微小卫星太阳翼地面展开装置。


背景技术：

2.太阳翼是大部分空间飞行器的能源提供部件，当飞行器进入轨道运行，将通过太阳翼将太阳能转化为电能，为飞行器上的耗电载荷提供能源支持。随着现代航天技术的不断发展，飞行器的功能日趋丰富，其对电力能源的需求也越来越大，从而对太阳翼可提供太阳能电池片粘贴面积的要求也越来越大，为实现这一需求，可通过增大单折太阳翼面积或者增加太阳翼折数等手段。
3.太阳翼在轨展开时处于微重力环境，因此太阳翼地面展开实验需要抵消太阳翼重量，多折太阳翼展开轨迹差异较大，需要展开装置的吊点具备二维运动的能力，且运动时相互独立互不干扰；为了降低展开冲击铰链驱动力矩较小，太阳翼地面展开装置的附加重量与阻力越小，对太阳翼地面展开实验越有利。
4.目前太阳翼地面展开装置主要为悬吊式和气浮式，对于微小卫星气浮式附加质量较大，需要大理石台面，成本高，运输调试复杂；悬吊式桁架较大，附加质量较大，运动阻力较大，运输组装复杂。而且微小卫星多折太阳翼收拢后，太阳翼间距离较小，导致悬吊点距离较小，气浮式展开装置气浮垫尺寸较大收拢后存在干涉问题，小气浮垫存在展开过程中失稳问题；悬吊式展开装置滑块尺寸较大相互干涉，存在悬吊绳索斜拉问题，而采用尺寸较小的直线轴承在展开过程中会出现滞涩卡顿问题。
5.因此，本领域技术人员提供了一种微小卫星太阳翼地面展开装置，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种解决了收拢状态下滑架之间，滑块之间相互干涉、悬吊绳索斜拉问题的一种微小卫星太阳翼地面展开装置。
7.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
8.一种微小卫星太阳翼地面展开装置，包括：
9.桁架，所述桁架的顶端对称安装有铝托导轨，所述铝托导轨沿着桁架顶端的长度方向设置；
10.调平系统，所述调平系统安装于桁架的底端；
11.多个滑架模组，多个所述滑架模组分别安装于对应的铝托导轨上、且滑架模组沿着对应的铝托导轨长度方向移动，两个铝托导轨上对应的两个滑架模组之间通过圆柱导轨连接；
12.多个滑块模组，每个所述滑块模组安装于对应的圆柱导轨上、且滑块模组能够沿着对应的圆柱导轨的长度方向移动；每个所述滑块模组通过悬吊绳索与太阳翼的一个翼片
连接。
13.进一步的，所述滑架模组包括滑架，所述滑架的顶端与铝托导轨连接，滑架的底面上对称安装有四个高速轴承，所述位于同一侧的两个高速轴承与铝托导轨上的一个侧面之间滚动连接，每个所述高速轴承通过螺钉转动的安装于滑架的底面上。
14.进一步的，所述滑架包括对称设置的两个底板，两个所述底板之间的夹角为钝角，两个所述底板上相对的侧面向内凹陷形成第一凹槽，四个所述高速轴承分别安装于两个底板的两端，两个所述底板上对应的一个端部分别向上凸出形成竖板，两个竖板的顶端通过横板连接，两个所述竖板的顶端均开设有通孔，所述圆柱导轨的端部穿过对应的两个竖板上的通孔。
15.进一步的，每个所述高速轴承与对应的底板之间安装有支撑轴套，两个所述底板上靠近横板端部距离小于另一端的距，两个所述底板、两个竖板和横板为一体成型结构。
16.进一步的，一个所述底板的顶面上安装有侧支架，所述侧支架与对应底板之间安装有第一垫片，所述侧支架上远离横板端部的内侧面向外凸出形成安装台，所述安装台上远离侧支架的侧面通过螺钉安装有多个第一微型轴承，每个所述第一微型轴承与安装台之间均安装有调节轴套。
17.进一步的，所述滑块模组包括滑块，所述滑块的顶面向内凹陷形成滑道，所述滑道与圆柱导轨相配合，所述滑道的顶端至滑块顶面具有对称设置的斜面，每个所述斜面上通过设置有多个轴承，每个轴承通过对应的螺钉转动的安装于对应的斜面上，每个轴承与对应的斜面之间安装有第二垫片。
18.进一步的，所述滑块底部的前后两侧面分别向内凹陷形成第二凹槽，所述第二凹槽的顶端延伸至滑道内，第二凹槽的底端延伸至滑块的底面，所述第二凹槽内安装有第二微型轴承，第二微型轴承与第二凹槽的两个侧壁之间分别安装有第三垫片，所述第二微型轴承与圆柱导轨滚动连接。
19.进一步的，所述滑块包括两个对称的基块，两个所述基块的通过两个螺钉连接，同一侧的第二微型轴承和第三垫片安装于对应的螺钉上。
20.进一步的，所述桁架包括四根水平杆和四根竖直杆以及四根连接杆，四根竖直杆的顶端通过对称的两根位于上方的水平杆和对称的两根位于上方的连接杆连接、且两根水平杆和两根连接杆围成方形结构；位于同一侧的两根竖直杆的底端分别通过位于下方的水平杆连接，一根位于下方的所述连接杆的两端分别与两根竖直杆的两端连接，一根位于下方的所述连接杆与位于下方的水平杆的一端连接，另一根位于下方的连接杆分别与两根位于下方的水平杆连接、且另一根位于下方的连接杆靠近位于下发水平杆的另一端设置，位于下方的两根水平杆之间相平行，位于下方的两根连接杆之间相平行；位于上方的两根连接杆的之间安装有导轨安装架，铝托导轨安装于导轨安装架的底面上。
21.进一步的，所述调平系统包括三个调节地脚和两个辅助支撑地脚，其中两个调节地脚安装于位于下方的两个水平杆上，第三个调节地脚安装于靠近水平杆端部设置的另一根位于下方连接杆的中部，三个所述调节地脚的中线连线为三角形；两个所述辅助支撑地脚分别安装于两根位于下方的水平杆上、且位于另一根位于下方的连接杆的外侧。
22.在上述技术方案中，本发明提供的一种微小卫星太阳翼地面展开装置，具有以下有益效果：
23.1、通过滑架、滑块与铝托导轨以及圆柱导轨的配合实现多个吊点具备二维运动能力且运动时相互独立，通过滑架的偏心结构，滑块小型化设计，解决了收拢状态下滑架之间，滑块之间相互干涉、悬吊绳索斜拉问题，且滑架、滑块采用铝合金，圆柱导轨采用碳纤维材料，降低了运动部分附加质量，使地面展开实验更加接近在轨状态展开；
24.2、滑架与铝托导轨之间、滑块与圆柱导轨之间均滚动摩擦，运动阻力微小滑动顺畅，满足各种微小卫星太阳翼地面展开实验要求。
25.3、桁架由铝型材构成，具有成本低，拆装运输方便，适用范围广等优点。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明实施例提供的一种微小卫星太阳翼地面展开装置的结构示意图；
28.图2为图1中a部放大结构示意图；
29.图3为图3中滑架组件的结构示意图；
30.图4为图3中滑块组件的结构示意图。
31.附图标记说明：
32.10、桁架；11、铝托导轨；12、水平杆；13、竖直杆；14、连接杆；15、导轨安装架；
33.20、圆柱导轨；
34.30、悬吊绳索；
35.40、翼片；
36.50、滑架；51、高速轴承；52、调节轴套；53、侧支架；54、第一垫片；55、安装台；56、第一微型轴承；
37.501、底板；502、第一凹槽；503、竖板；504、横板；505、通孔；506、支撑轴套；
38.60、滑块；61、滑道；62、斜面；63、轴承；64、第二垫片；65、第二凹槽；66、第二微型轴承；67、第三垫片；
39.601、基块；
40.70、调节地脚；71、辅助支撑地脚。
具体实施方式
41.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
42.参见图1-4所示；
43.本发明实施例所述的一种微小卫星太阳翼地面展开装置，包括：
44.桁架10，所述桁架10的顶端对称安装有铝托导轨11，所述铝托导轨11沿着桁架10顶端的长度方向设置；
45.调平系统，所述调平系统安装于桁架10的底端；
46.多个滑架模组，多个所述滑架模组分别安装于对应的铝托导轨11上、且滑架模组沿着对应的铝托导轨11长度方向移动，两个铝托导轨11上对应的两个滑架模组之间通过圆
柱导轨20连接；
47.多个滑块模组，每个所述滑块模组安装于对应的圆柱导轨20上、且滑块模组能够沿着对应的圆柱导轨20的长度方向移动；每个所述滑块模组通过悬吊绳索30与太阳翼的一个翼片40连接。
48.滑架模组通过铝托导轨11与桁架10连接；滑块模组通过圆柱导轨20与滑架模组连接；每个滑块模组与太阳翼的一个翼片40的吊点通过悬吊绳索30连接，太阳翼展开带动滑块模组沿圆柱导轨20运动，滑块模组带动滑架模组沿铝托导轨11运动，从而实现太阳翼展开所需的平面运动；通过多组滑架模组与滑块模组组合满足多折太阳翼地面展开实验需求。
49.参见图1-3所示；
50.所述滑架模组包括滑架50，所述滑架50的顶端与铝托导轨11连接，滑架50的底面上对称安装有四个高速轴承51，所述位于同一侧的两个高速轴承51与铝托导轨11上的一个侧面之间滚动连接，每个所述高速轴承51通过螺钉转动的安装于滑架50的底面上。
51.所述滑架50包括对称设置的两个底板501，两个所述底板501之间的夹角为钝角，两个所述底板501上相对的侧面向内凹陷形成第一凹槽502，四个所述高速轴承51分别安装于两个底板501的两端，两个所述底板501上对应的一个端部分别向上凸出形成竖板503，两个竖板503的顶端通过横板504连接，两个所述竖板503的顶端均开设有通孔505，所述圆柱导轨20的端部穿过对应的两个竖板503上的通孔505。两个横板501的一个端部上具有竖板503，圆柱导轨20穿过对应的两个滑架50上的竖板503，并固定连接，以使滑架50形成偏心结构，进而使本技术滑架模组的尺寸小于现有技术的尺寸，使太阳翼收拢时滑块60间的距离减小，避免太阳翼收拢状态下滑块60之间干涉，悬吊绳索30斜拉的问题。
52.每个所述高速轴承51与对应的底板501之间安装有支撑轴套506，支撑轴套506用于支撑对应的高速轴承51的内圈，两个所述底板501上靠近横板504端部距离小于另一端的距离，两个所述底板501、两个竖板503和横板504为一体成型结构。
53.一个所述底板501的顶面上安装有侧支架53，所述侧支架53与对应底板501之间安装有第一垫片54，通过选用不同厚度的第一垫片54能够调整侧支架53和对应底板501之间的距离，进而调整滑架50与铝托导轨11之间的距离，在运动过程中，避免由安装调节误差引起的滑动滞涩的问题，所述侧支架53上远离横板504端部的内侧面向外凸出形成安装台55，所述安装台55上远离侧支架53的侧面通过螺钉安装有多个第一微型轴承56，每个所述第一微型轴承56与安装台55之间均安装有调节轴套52，调节轴套52能够支撑第一微型轴承56的内圈，选用不同尺寸的调节轴套52能够调节第一微型轴承56和铝托导轨11的接触位置，以使第一微型轴承56受力情况良好。
54.圆柱导轨20与滑架50连接，连接处预留2mm窜动量，用于抵消铝托导轨11自身误差以及安装误差，避免第一微型轴承56受力不均，实现滑架模组的动摩擦接近于轴承的滚动摩擦。
55.滑架50通过倾斜设置的两对共四个高速轴承51与铝托导轨11的两个侧面滚动连接，同时通过两个第一微型轴承56与铝托导轨11的第三个侧面滚动连接，实现滑架50与铝托导轨11上三个侧面的接触，能够将滑架50稳定的悬挂于铝托导轨11的下方，同时，与三个侧面之间的滚动连接，使滑架50在铝托导轨11上滑动更为顺畅，避免因偏心结构导致的滑
架50在运动过程中失稳和卡顿问题的情况发生。
56.参见图1-2、4所示；
57.所述滑块模组包括滑块60，所述滑块60的顶面向内凹陷形成滑道61，所述滑道61与圆柱导轨20相配合，所述滑道61的顶端至滑块60顶面具有对称设置的斜面62，每个所述斜面62上通过设置有多个轴承63，每个轴承63通过对应的螺钉转动的安装于对应的斜面62上，每个轴承63与对应的斜面62之间安装有第二垫片64，通过选用不同厚度的第二点片64，能够调整轴承63与对应斜面62之间的距离，轴承63为对应太阳翼的翼片40提供悬吊点。
58.所述滑块60底部的前后两侧面分别向内凹陷形成第二凹槽65，所述第二凹槽65的顶端延伸至滑道61内，第二凹槽65的底端延伸至滑块60的底面，所述第二凹槽65内安装有第二微型轴承66，第二微型轴承66与第二凹槽65的两个侧壁之间分别安装有第三垫片67，通过选用不同厚度的第三垫片67，能够调整微型轴承66和第二凹槽65之间的距离，所述第二微型轴承66与圆柱导轨20滚动连接，第二微型轴承66与圆柱导轨20之间的间隙为0.3mm，用于防止滑块60因倾覆力矩与圆柱导轨20接触造成卡顿。
59.所述滑块60包括两个对称的基块601，两个所述基块601的通过两个螺钉连接，同一侧的第二微型轴承66和第三垫片67安装于对应的螺钉上。
60.参见图1所示；
61.所述桁架10包括四根水平杆12和四根竖直杆13以及四根连接杆14，四根竖直杆13的顶端通过对称的两根位于上方的水平杆12和对称的两根位于上方的连接杆14连接、且两根水平杆12和两根连接杆14围成方形结构；位于同一侧的两根竖直杆13的底端分别通过位于下方的水平杆12连接，一根位于下方的所述连接杆14的两端分别与两根竖直杆13的两端连接，一根位于下方的所述连接杆14与位于下方的水平杆12的一端连接，另一根位于下方的连接杆14分别与两根位于下方的水平杆12连接、且另一根位于下方的连接杆14靠近位于下发水平杆12的另一端设置，位于下方的两根水平杆12之间相平行，位于下方的两根连接杆14之间相平行；位于上方的两根连接杆14的之间安装有导轨安装架15，铝托导轨11安装于导轨安装架15的底面上。
62.桁架10采用铝型材拼接组成，以降低桁架质量，结构上采用分体设计，以方便拆装运输。
63.所述调平系统包括三个调节地脚70和两个辅助支撑地脚71，其中两个调节地脚70安装于位于下方的两个水平杆12上，第三个调节地脚70安装于靠近水平杆12端部设置的另一根位于下方连接杆14的中部，三个所述调节地脚70的中线连线为三角形；两个所述辅助支撑地脚71分别安装于两根位于下方的水平杆12上、且位于另一根位于下方的连接杆14的外侧。
64.三个调节地脚70为可调万向支撑地脚，三个调节地脚实现快速调平；两个辅助支撑地脚71也为可调万向支撑地脚，加强展开装置稳定性。可调万向支撑地脚应具备足够的支撑刚度，以实现本技术装置的水平调节并保持测试期间状态稳定。
65.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

技术特征：
1.一种微小卫星太阳翼地面展开装置，其特征在于，包括：桁架(10)，所述桁架(10)的顶端对称安装有铝托导轨(11)，所述铝托导轨(11)沿着桁架(10)顶端的长度方向设置；调平系统，所述调平系统安装于桁架(10)的底端；多个滑架模组，多个所述滑架模组分别安装于对应的铝托导轨(11)上、且滑架模组沿着对应的铝托导轨(11)长度方向移动，两个铝托导轨(11)上对应的两个滑架模组之间通过圆柱导轨(20)连接；多个滑块模组，每个所述滑块模组安装于对应的圆柱导轨(20)上、且滑块模组能够沿着对应的圆柱导轨(20)的长度方向移动；每个所述滑块模组通过悬吊绳索(30)与太阳翼的一个翼片(40)连接，相邻的太阳翼(40)之间相铰接。2.根据权利要求1所述的一种微小卫星太阳翼地面展开装置，其特征在于：所述滑架模组包括滑架(50)，所述滑架(50)的顶端与铝托导轨(11)连接，滑架(50)的底面上对称安装有四个高速轴承(51)，所述位于同一侧的两个高速轴承(51)与铝托导轨(11)上的一个侧面之间滚动连接，每个所述高速轴承(51)通过螺钉转动的安装于滑架(50)的底面上。3.根据权利要求2所述的一种微小卫星太阳翼地面展开装置，其特征在于：所述滑架(50)包括对称设置的两个底板(501)，两个所述底板(501)之间的夹角为钝角，两个所述底板(501)上相对的侧面向内凹陷形成第一凹槽(502)，四个所述高速轴承(51)分别安装于两个底板(501)的两端，两个所述底板(501)上对应的一个端部分别向上凸出形成竖板(503)，两个竖板(503)的顶端通过横板(504)连接，两个所述竖板(503)的顶端均开设有通孔(505)，所述圆柱导轨(20)的端部穿过对应的两个竖板(503)上的通孔(505)。4.根据权利要求3所述的一种微小卫星太阳翼地面展开装置，其特征在于：每个所述高速轴承(51)与对应的底板(501)之间安装有支撑轴套(506)，两个所述底板(501)上靠近横板(504)端部距离小于另一端的距，两个所述底板(501)、两个竖板(503)和横板(504)为一体成型结构。5.根据权利要求4所述的一种微小卫星太阳翼地面展开装置，其特征在于：一个所述底板(501)的顶面上安装有侧支架(53)，所述侧支架(53)与对应底板(501)之间安装有第一垫片(54)，所述侧支架(53)上远离横板(504)端部的内侧面向外凸出形成安装台(55)，所述安装台(55)上远离侧支架(53)的侧面通过螺钉安装有多个第一微型轴承(56)，每个所述第一微型轴承(56)与安装台(55)之间均安装有调节轴套(52)。6.根据权利要求1所述的一种微小卫星太阳翼地面展开装置，其特征在于：所述滑块模组包括滑块(60)，所述滑块(60)的顶面向内凹陷形成滑道(61)，所述滑道(61)与圆柱导轨(20)相配合，所述滑道(61)的顶端至滑块(60)顶面具有对称设置的斜面(62)，每个所述斜面(62)上通过设置有多个轴承(63)，每个轴承(63)通过对应的螺钉转动的安装于对应的斜面(62)上，每个轴承(63)与对应的斜面(62)之间安装有第二垫片(64)。7.根据权利要求6所述的一种微小卫星太阳翼地面展开装置，其特征在于：所述滑块(60)底部的前后两侧面分别向内凹陷形成第二凹槽(65)，所述第二凹槽(65)的顶端延伸至滑道(61)内，第二凹槽(65)的底端延伸至滑块(60)的底面，所述第二凹槽(65)内安装有第二微型轴承(66)，第二微型轴承(66)与第二凹槽(65)的两个侧壁之间分别安装有第三垫片(67)，所述第二微型轴承(66)与圆柱导轨(20)滚动连接。
8.根据权利要求7所述的一种微小卫星太阳翼地面展开装置，其特征在于：所述滑块(60)包括两个对称的基块(601)，两个所述基块(601)的通过两个螺钉连接，同一侧的第二微型轴承(66)和第三垫片(67)安装于对应的螺钉上。9.根据权利要求1所述的一种微小卫星太阳翼地面展开装置，其特征在于：所述桁架(10)包括四根水平杆(12)和四根竖直杆(13)以及四根连接杆(14)，四根竖直杆(13)的顶端通过对称的两根位于上方的水平杆(12)和对称的两根位于上方的连接杆(14)连接、且两根水平杆(12)和两根连接杆(14)围成方形结构；位于同一侧的两根竖直杆(13)的底端分别通过位于下方的水平杆(12)连接，一根位于下方的所述连接杆(14)的两端分别与两根竖直杆(13)的两端连接，一根位于下方的所述连接杆(14)与位于下方的水平杆(12)的一端连接，另一根位于下方的连接杆(14)分别与两根位于下方的水平杆(12)连接、且另一根位于下方的连接杆(14)靠近位于下发水平杆(12)的另一端设置，位于下方的两根水平杆(12)之间相平行，位于下方的两根连接杆(14)之间相平行；位于上方的两根连接杆(14)的之间安装有导轨安装架(15)，铝托导轨(11)安装于导轨安装架(15)的底面上。10.根据权利要求9所述的一种微小卫星太阳翼地面展开装置，其特征在于：所述调平系统包括三个调节地脚(70)和两个辅助支撑地脚(71)，其中两个调节地脚(70)安装于位于下方的两个水平杆(12)上，第三个调节地脚(70)安装于靠近水平杆(12)端部设置的另一根位于下方连接杆(14)的中部，三个所述调节地脚(70)的中线连线为三角形；两个所述辅助支撑地脚(71)分别安装于两根位于下方的水平杆(12)上、且位于另一根位于下方的连接杆(14)的外侧。

技术总结
本发明公开了一种微小卫星太阳翼地面展开装置，其包括：桁架、调平系统、多个滑架模组和多个滑块模组，所述桁架的顶端对称安装有铝托导轨，所述铝托导轨沿着桁架顶端的长度方向设置；所述调平系统安装于桁架的底端；多个所述滑架模组分别安装于对应的铝托导轨上、且滑架模组沿着对应的铝托导轨长度方向移动，两个铝托导轨上对应的两个滑架模组之间通过圆柱导轨连接；每个所述滑块模组安装于对应的圆柱导轨上、且滑块模组能够沿着对应的圆柱导轨的长度方向移动；每个所述滑块模组通过悬吊绳索与太阳翼的一个翼片连接。本发明解决了收拢状态下滑架之间，滑块之间相互干涉、悬吊绳索斜拉问题。拉问题。拉问题。


技术研发人员：倪志学 陈善搏 张道威
受保护的技术使用者：长光卫星技术股份有限公司
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/4/4