本發(fā)明涉及航天器太陽翼技術領域，具體涉及一種柔性太陽毯勻載、張緊、位移補償機構。

背景技術：

大型柔性太陽翼具有面積大重量輕的特點，由于其面積大，在空間高低溫交變環(huán)境中將產生由于熱脹冷縮引起的不可忽視的位移，為防止結構破壞，必須采用一套位移補償裝置。另外，柔性太陽毯必須處于張緊狀態(tài)下才能保持一定的剛度特性，才能滿足在軌姿軌控要求。同時，未張緊的太陽毯亦存在鉤掛等風險。因此，必須對太陽毯進行張緊和位移補償。大型柔性太陽翼是較為前沿的空間技術，國內外未調研到解決其張緊和位移補償?shù)南嚓P裝置。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種太陽毯勻載、張緊、位移補償機構，能夠補償柔性太陽翼在空間高低溫交變產生的脹縮位移，而在補償位移的過程中能夠提供均勻、恒定的張緊力，保證太陽翼具有穩(wěn)定的剛度特性，且補償尺度大、并有較強的抗干擾能力。

本發(fā)明的太陽毯勻載、張緊、位移補償機構，包括：恒力矩彈簧收繩機構、張緊鋼絲繩、均載梁、均載彈簧、柔性過渡毯和琴鋼絲鉸鏈；其中，恒力矩彈簧收繩機構包括收繩輪和恒力彈簧，恒力彈簧的兩端分別與收繩輪和太陽翼固定箱板固連，收繩輪在恒力彈簧作用下，始終受到單一方向的恒扭矩作用；張緊鋼絲繩一端纏繞在恒力矩彈簧收繩機構的收繩輪上，另一端與均載梁垂直固連；均載梁通過安裝在其上的、均布的多個均載彈簧與柔性過渡毯相連；柔性過渡毯通過琴鋼絲鉸鏈與柔性太陽毯連接。

進一步的，所述琴鋼絲鉸鏈由鉸鏈基體A鉸鏈基體B和琴鋼絲組成，所述鉸鏈基體A與鉸鏈基體B均開有凹凸相間豁口；鉸鏈基體A與鉸鏈基體B的豁口相互匹配形成一種咬合形態(tài)，琴鋼絲貫穿咬合的豁口。

有益效果：

(1)本發(fā)明可實現(xiàn)柔性太陽毯的位移補償功能，并在位移補償過程中始終提供恒定的張緊力，其他裝置提供的力通常是變化較大的。本發(fā)明一次解決了柔性太陽毯張緊和位移補償?shù)膬身椥枨?，且通過一系列均載手段將張緊力均勻施加至太陽毯上，性能優(yōu)良。

(2)本發(fā)明通過恒力矩彈簧收繩機構對張緊鋼絲繩施加張緊力，柔性太陽毯收縮時，能將張緊鋼絲繩從恒力矩彈簧收繩機構中拉出，柔性太陽毯膨脹時，恒力矩彈簧收繩機構又能將張緊鋼絲繩收回，在張緊鋼絲繩拉出和收回的過程中，恒力矩彈簧收繩機構施加在張緊鋼絲繩的拉力保持恒定。

(3)通過均載梁與均載彈簧將張緊鋼絲繩傳遞過來的兩股集中張緊力分散成多股張緊力。均載梁起到分散力的作用，均載彈簧保證分散出的各股力大小均勻，避免出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象。柔性過渡毯進一步將均載彈簧傳遞的多股張緊力均勻分散成面內作用力，達到均勻加載的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明補償機構結構示意圖。

圖2為恒力矩彈簧收繩機構結構示意圖。

圖3為均載梁與均載彈簧連接示意圖。

圖4為太陽毯與琴鋼絲鉸鏈連接示意圖。

其中，1-太陽翼固定箱板，2-恒力矩彈簧收繩機構，3-鋼絲繩，4-均載梁，5-均載彈簧，6-柔性過渡毯，7-琴鋼絲鉸鏈，8-柔性太陽毯，9-收繩輪，11-鉸鏈基體A，12-鉸鏈基體B，13-琴鋼絲。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。

本發(fā)明提供了一種太陽毯勻載、張緊、位移補償機構，如圖1所示，包括恒力矩彈簧收繩機構2、張緊鋼絲繩3、均載梁4、均載彈簧5、柔性過渡毯6和琴鋼絲鉸鏈7。其中，兩套恒力矩彈簧收繩機構2安裝于柔性太陽翼固定箱板1上，張緊鋼絲繩3一端纏繞在恒力矩彈簧收繩機構2上，另一端與均載梁4垂直固連。均載梁4通過安裝在其上的、均布的多個均載彈簧5與柔性過渡毯6相連，如圖3所示。柔性過渡毯6通過琴鋼絲鉸鏈7與柔性太陽毯8連接。柔性太陽翼由多個柔性太陽毯組成，相鄰柔性太陽毯之間亦通過琴鋼絲鉸鏈相連。

如圖2所示，恒力矩彈簧收繩機構2安裝在太陽翼固定箱板1上，恒力矩彈簧收繩機構2包括收繩輪9和恒力彈簧，其中，恒力彈簧的兩端分別與收繩輪9和太陽翼固定箱板1固連，張緊鋼絲繩3纏繞在恒力矩彈簧收繩機構2的收繩輪9上。恒力矩彈簧收繩機構2是一種被動收繩機構，收繩輪9在恒力彈簧作用下，始終受到單一方向的恒扭矩作用，該扭矩轉化成對張緊鋼絲繩3的張緊力。當張緊鋼絲繩3另一端受到的拉力大于恒力彈簧產生的力時，張緊鋼絲繩3被拉出，反之張緊鋼絲繩3被收回。張緊鋼絲繩3另一端的驅動根源是柔性太陽毯的變形位移，而張緊鋼絲繩3的伸縮長度變化能夠補償變形位移，避免柔性太陽翼收縮過度產生較大內應力或者膨脹過度導致松弛散亂。

如圖3所示，張緊鋼絲繩3將張緊力傳遞至均載梁4，均載梁4上分散安裝多個均載彈簧5。均載梁4將張緊鋼絲繩3的集中力分散傳遞至各彈簧安裝點。在沒有均載彈簧5的情況下，各安裝點分擔的力與各點張緊程度相關，離散性較嚴重。有均載彈簧5后，通過各彈簧的拉伸長度的微略差異即可自發(fā)調配各點的張緊程度，而對于剛度較低的均載彈簧5而言，拉伸長度的微略差異造成的力的差異可忽略不計，因此達到了各點均勻承載的目的。多個均載彈簧5均連接至同一塊柔性過渡毯6上，這分散的多股力在柔性過渡毯6傳遞一定區(qū)域后，逐漸形成均勻的面內張力。

如圖4所示，柔性過渡毯6與柔性太陽毯8之間通過琴鋼絲鉸鏈7相連。琴鋼絲鉸鏈7的鉸鏈基體A11與鉸鏈基體B12均開有凹凸相間豁口。兩者相互匹配形成一種咬合形態(tài)，中間穿入琴鋼絲13形成鉸鏈連接。這種連接方式能在柔性過渡毯6與柔性太陽毯8之間均勻的傳遞載荷。由于琴鋼絲鉸鏈7整體具有一定柔度，可以適應一定范圍內的變形差異。各柔性太陽毯8之間也采用了相同的連接方式。

本發(fā)明中，恒力矩彈簧收繩機構為張緊鋼絲繩提供恒定的張緊力，并能適應鋼絲繩的伸縮位移，實現(xiàn)位移補償功能。均載梁將集中的鋼絲繩張力分散成多點作用力。均載彈簧用于調配各連接點的作用力，避免出現(xiàn)局部連接點應力集中現(xiàn)象。柔性過渡毯將均載彈簧力轉換成面內張力。琴鋼絲鉸鏈用于太陽毯之間的連接，保證各太陽毯之間能夠以線接觸的方式均勻傳遞張力。以上部件協(xié)調作用，實現(xiàn)了太陽毯的均載、張緊以及位移補償功能，均載和張緊提高了太陽毯剛度，降低了太陽毯擾動，位移補償使太陽毯能夠適應空間高低溫交變環(huán)境。

綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。