一種四連桿展開構(gòu)型的柔性太陽翼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航天技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種四連桿展開構(gòu)型的柔性太陽翼，適用于對(duì)收攏包絡(luò)、重量要求均較高的航天器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)航天技術(shù)發(fā)展，航天器對(duì)功率需求日益劇增。柔性太陽翼一般用于展開面積較大的場(chǎng)合，其寬度、重量一般都比較大，對(duì)其展開剛度要求較高，而且希望收攏包絡(luò)盡可能小。傳統(tǒng)的構(gòu)型采用一種串聯(lián)構(gòu)型:箱板用大剛度鉸鏈連接到主展開桁架上，箱板采用大尺寸截面的梁、板構(gòu)型。存在重量重、收攏包絡(luò)大等缺點(diǎn)。
[0003]為了同時(shí)實(shí)現(xiàn)大功率、小收攏包絡(luò)、輕重量的需求，傳統(tǒng)的剛性、半剛性太陽翼難以滿足需求，需要使用新型的柔性太陽翼。不同于剛性、半剛性太陽翼的多塊板串聯(lián)的簡(jiǎn)單構(gòu)型，柔性太陽翼的構(gòu)型、展開方式上種類比較繁多，可設(shè)計(jì)性也較強(qiáng)。柔性太陽翼的構(gòu)型設(shè)計(jì)是系統(tǒng)層級(jí)的工作重點(diǎn)，其構(gòu)型方案的優(yōu)劣基本決定了整翼的先進(jìn)性指標(biāo)。如何在保證展開面積的同時(shí)實(shí)現(xiàn)收攏包絡(luò)的小型化、重量小型化，其構(gòu)型方案十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種四連桿展開構(gòu)型的柔性太陽翼，在滿足展開尺寸的前提下，大幅降低了收攏包絡(luò)，而且在滿足所需剛度強(qiáng)度的同時(shí)大幅降低了重量，而且降低了對(duì)零部件加工誤差的敏感度。
[0005]—種四連桿展開構(gòu)型的柔性太陽翼，包括帶有升降功能的展開機(jī)構(gòu)以及分別設(shè)置在所述展開機(jī)構(gòu)左右兩側(cè)的兩套太陽翼組合機(jī)構(gòu)；其中，每套太陽翼組合機(jī)構(gòu)均包括箱板組合體、下連桿a、下連桿b、上連桿a、上連桿b、動(dòng)力裝置、上連桿鎖定部件a、上連桿鎖定部件b、上箱板鎖定部件a以及上箱板鎖定部件b ;
[0006]所述箱板組合體包括下箱板、上箱板以及夾持在兩者之間的太陽毯，所述太陽毯由多片柔性太陽板串聯(lián)組成；
[0007]所述上連桿a與上連桿b形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，作為上箱板的支撐立桿；所述上連桿b的自由端與展開機(jī)構(gòu)的頂端連接，并與其形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；所述上連桿a與上箱板的上端面連接，并與其形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；
[0008]所述下連桿a與下連桿b形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，作為下箱板的支撐連桿；下連桿a的自由端與下箱板的下端面連接，并與其形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；下連桿b(8)的自由端與展開機(jī)構(gòu)的下端相連，并與其形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；
[0009]所述下箱板上端與所述展開機(jī)構(gòu)的下端連接，并與其形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，該轉(zhuǎn)動(dòng)副上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)箱板組合體轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力裝置；
[0010]所述上箱板鎖定部件a固定連接在所述展開機(jī)構(gòu)的上端，所述上箱板鎖定部件b固定連接在所述上箱板的上端面上；當(dāng)所述箱板組合體從與展開機(jī)構(gòu)平行的狀態(tài)展開至與其垂直的狀態(tài)時(shí)，上箱板鎖定部件a與上箱板鎖定部件b互相配合并鎖緊，形成上箱板鎖定裝置；
[0011]所述上連桿鎖定部件a固定連接在所述展開機(jī)構(gòu)的上端，所述上連桿鎖定部件b固定連接在所述上連桿a上；當(dāng)所述箱板組合體從與展開機(jī)構(gòu)平行的狀態(tài)展開至與其垂直的狀態(tài)時(shí)，上連桿鎖定部件a與上連桿鎖定部件b互相配合并鎖緊，形成上連桿鎖定裝置。
[0012]所述展開機(jī)構(gòu)不限于采用盤壓桿、鉸接桿以及套筒。
[0013]進(jìn)一步的，還包括用于控制箱板組合體與展開機(jī)構(gòu)的下端連接或脫開的連接分離
目.ο
[0014]進(jìn)一步的，還包括控制上箱板與下箱板連接或分離的板間連接分離裝置。
[0015]較佳的，所述上連桿a與上連桿b之間、下連桿a與下連桿b之間、上連桿b的自由端與展開機(jī)構(gòu)之間、上連桿a的自由端與上箱板之間、下連桿a的自由端下箱板之間、下連桿b的自由端與展開機(jī)構(gòu)之間均采用鉸鏈連接。
[0016]較佳的，所述上連桿鎖定部件a和上箱板鎖定部件a均采用鎖舌式結(jié)構(gòu)；所述上連桿鎖定部件b和上箱板鎖定部件b均采用鎖定銷；所述鎖定銷插入鎖舌式結(jié)構(gòu)中，形成鎖定
目.ο
[0017]較佳的，所述動(dòng)力裝置為電機(jī)和減速器的組合或者彈簧和阻尼器的組合。
[0018]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0019](I)本發(fā)明利用四連桿機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了收攏狀態(tài)下，箱板與主展開機(jī)構(gòu)平行布置，達(dá)到了降低收攏包絡(luò)的目的。
[0020](2)本發(fā)明在太陽翼展開狀態(tài)下將連桿作為二力桿使用，作為上下箱板的剛度支撐部件，比其他方案(如在箱板根部安裝大剛度鉸鏈)相比，具有重量輕、且對(duì)關(guān)節(jié)處間隙不敏感的優(yōu)點(diǎn)。
[0021](3)本發(fā)明通過在連桿機(jī)構(gòu)中使用帶簧機(jī)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的軸銷式鉸鏈，具有重量輕的優(yōu)點(diǎn)。
[0022](4)本發(fā)明在上連桿機(jī)構(gòu)中，使用了快速鎖定機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了上箱板解鎖后可自成為一個(gè)三角形穩(wěn)定系統(tǒng)。
[0023](5)本發(fā)明既可以使用電機(jī)驅(qū)動(dòng)鉸鏈，也可以采用“彈簧驅(qū)動(dòng)+粘滯型阻尼器降速”的方案，但后者更優(yōu)，具有簡(jiǎn)單、可靠、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0024]圖1 (a)為本發(fā)明的柔性太陽翼的箱板展開前狀態(tài)的原理圖。
[0025]圖1 (b)為本發(fā)明的柔性太陽翼的箱板展開完成狀態(tài)的原理圖。
[0026]圖2為本發(fā)明的柔性太陽翼的箱板展開前狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3為本發(fā)明的柔性太陽翼的箱板展開中狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖4為本發(fā)明的柔性太陽翼的箱板展開完成狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖5為本發(fā)明的柔性太陽翼的上、下箱板分離狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]其中，1-展開機(jī)構(gòu)、2-下箱板、3-上箱板、4-太陽毯、5-連接分離裝置、6_板間連接分離裝置、7-下連桿a、8-下連桿b、9_帶簧鉸鏈、10-上連桿a、11-上連桿鎖定部件a、
12-上連桿鎖定部件b、13-上連桿b、14-動(dòng)力裝置、15-上箱板鎖定部件a、16-套筒頂部鉸鏈、17-下箱板展開鉸鏈、18-下箱板連桿鉸鏈、19-上箱板連桿鉸、20-太陽板、21-上箱板鎖定部件b。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0032]本發(fā)明的一種四連桿展開構(gòu)型的柔性太陽翼，如圖1(a)和(b)所示，包括帶有升降功能的展開機(jī)構(gòu)I以及分別設(shè)置在所述展開機(jī)構(gòu)I左右兩側(cè)的兩套太陽翼組合機(jī)構(gòu)；其中，每套太陽翼組合機(jī)構(gòu)均包括箱板組合體、下連桿a、下連桿b8、上連桿alO、上連桿bl3、動(dòng)力裝置14、上連桿鎖定部件all、上連桿鎖定部件bl2、上箱板鎖定部件al5以及上箱板鎖定部件b21。
[0033]箱板組合體包括上箱板3、下箱板2以及柔性太陽毯4，柔性太陽毯4收攏折疊后被上箱板3和下箱板2夾持，太陽毯4由多片柔性太陽板20串聯(lián)組成。上箱板3和下箱板2之間通過板間連接分離裝置相連接，使得在運(yùn)動(dòng)過程中，箱板組合體成為一個(gè)整體。
[0034]上連桿alO與上連桿bl3形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，作為上箱板3的支撐立桿；上連桿bl3的自由端與直線展開機(jī)構(gòu)I的頂端連接，并與其形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；上連桿alO與上箱板3的上端面連接，并與其形成轉(zhuǎn)動(dòng)副；上連桿alO、上連桿bl3、箱板組合體以及直線展開機(jī)構(gòu)I的本體形成四連桿機(jī)構(gòu)。
[0035]箱板組合體的下箱板2上部與直線展開機(jī)構(gòu)I的下端連接，形成轉(zhuǎn)動(dòng)副，該轉(zhuǎn)動(dòng)副上設(shè)置有動(dòng)力裝置14，動(dòng)力裝置14可以是電機(jī)和減速器的組合，也可以是彈簧和阻尼器(用于限速)的組合。
[0036]下連桿a7和下連桿b8形成下箱板2的支撐連桿，下連桿a7的自由端通過連桿鉸鏈18與下箱板2連接，形成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，下連桿b8的自由端通過套筒鉸鏈17與下箱板2相連形成一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。下連桿a7、下連桿b8、箱板組合體以及展開機(jī)構(gòu)I本體形成四連桿機(jī)構(gòu)。
[0037]上箱板鎖定部件al5固定連接在所述上箱板3的上端面上，上箱板鎖定部件b21固定連接在所述展開機(jī)構(gòu)I的上端。上連桿鎖定部件all固定連接在所述上連桿alO上，