本發(fā)明屬于空間柔性太陽翼領(lǐng)域，具體地，涉及一種卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、太陽翼是航天器的主要供能裝置。柔性太陽翼，尤其是卷繞式柔性太陽翼具有收攏體積小，展開面積大，功率質(zhì)量比高的特點(diǎn)，適合星座堆疊衛(wèi)星及大功率航天器的使用。

2、卷繞式柔性太陽翼使用可卷開口碳纖維伸展桿作為驅(qū)動(dòng)展開裝置，玻璃鋼網(wǎng)格布覆聚酰亞胺薄膜(polyimidefilm)作為柔性基板。由于展開后尺寸大，一般基頻較低。

3、公開號為us9604737b2的美國專利文獻(xiàn)公開了一種定向可展柔性卷繞式太陽翼，并提出了在柔性基板與根部安裝板之間設(shè)置彈簧組，實(shí)現(xiàn)柔性翼完全展開后柔性基板伸展方向的均勻張拉。

4、公開號為cn116853522a的中國專利文獻(xiàn)公開了一種柔性太陽翼恒力張緊機(jī)構(gòu)，包括結(jié)合固定于衛(wèi)星艙體的張緊組件以及張緊繩，張緊繩的第一端通過張緊組件與衛(wèi)星艙體連接固定，第二端穿過太陽翼伸展臂遠(yuǎn)離衛(wèi)星艙體的一端并結(jié)合固定于衛(wèi)星艙體，張緊繩能夠隨著太陽翼的展開而張緊，張緊組件被配置為對張緊繩提供恒定張緊力；張緊組件包括結(jié)合固定于衛(wèi)星艙體的支架，架設(shè)于支架上的拉桿，以及連接于支架和拉桿之間的恒力彈簧；張緊繩的第一端連接于拉桿的中部，拉桿能夠隨張緊繩的伸長或者縮短相對于支架沿第一方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)恒力彈簧沿第一方向伸縮變形。

5、但上述現(xiàn)有技術(shù)中的方案僅在兩端對柔性基板進(jìn)行連接與張拉，伸展桿與柔性基板相對獨(dú)立，基頻尤其是柔性基板的基頻較低，可能存在與姿軌控基頻耦合，使柔性翼的應(yīng)用存在限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置及方法。

2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置，包括：主張緊繩1、從張緊繩2、張緊電機(jī)3以及導(dǎo)向桿輪9；

3、一端繞過導(dǎo)向桿輪9連接張緊電機(jī)3的所述主張緊繩1，在卷繞式柔性太陽翼的伸展桿4內(nèi)側(cè)延伸；

4、所述主張緊繩1與從張緊繩2的一端通過卷繞式柔性太陽翼的伸展桿4上的限位孔連接，從張緊繩2的另一端連接至卷繞式柔性太陽翼的柔性基板5；

5、所述張緊電機(jī)3設(shè)置于卷繞式柔性太陽翼的根部安裝板7。

6、優(yōu)選地，所述卷繞式柔性太陽翼能夠在卷繞狀態(tài)與展開狀態(tài)之間變化；

7、當(dāng)所述卷繞式柔性太陽翼處于所述卷繞狀態(tài)時(shí)，所述主張緊繩1分別跟隨卷繞式柔性太陽翼中兩側(cè)伸展桿4和柔性基板5一起卷繞在卷繞式柔性太陽翼的卷繞筒6上，多個(gè)從張緊繩2一端與柔性基板5連接，另一端穿過伸展桿4上限位孔與主張緊繩1連接；主張緊繩1和從張緊繩2均為繃直但無張緊力狀態(tài)；

8、當(dāng)所述卷繞式柔性太陽翼處于展開狀態(tài)時(shí)，所述張緊電機(jī)3經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)主張緊繩1繞過導(dǎo)向桿輪9，朝根部安裝板7方向拉伸張緊，多個(gè)從張緊繩2一端隨著主張緊繩1運(yùn)動(dòng)，通過限位孔轉(zhuǎn)向后另一端拉著柔性基板5側(cè)向張緊；

9、所述伸展桿4為c型開口的碳纖維圓桿，能夠發(fā)生變形并反向卷繞至所述卷繞式柔性太陽翼的卷繞筒6上，當(dāng)需要展開時(shí)再依靠自身儲(chǔ)存的彈性勢能進(jìn)行伸展，推動(dòng)卷繞筒6帶著柔性基板5朝遠(yuǎn)離根部安裝板7的方向運(yùn)動(dòng)。

10、所述主張緊繩1為n個(gè)，n≥2，分別緊貼柔性基板5兩側(cè)的具有c型開口的伸展桿4內(nèi)側(cè)的中間位置排布；其中，所述中間位置是指所述中間位置是伸展桿4的對稱線上的位置，主張緊繩1、從張緊繩2均在展開的柔性基板5的所在平面內(nèi)延伸。

11、優(yōu)選地，所述從張緊繩(2)根據(jù)張緊要求設(shè)置多組，相對于柔性基板(5)對稱分布。

12、優(yōu)選地，所述張緊電機(jī)3轉(zhuǎn)軸與主張緊繩1連接，張緊電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)使主張緊繩1朝根部安裝板7方向拉伸，進(jìn)而帶動(dòng)連接于主張緊繩1的從張緊繩2運(yùn)動(dòng)，伸展桿4上限位孔的轉(zhuǎn)向作用使從張緊繩2對柔性基板5側(cè)邊進(jìn)行拉伸張緊。

13、優(yōu)選地，控制張緊電機(jī)3的轉(zhuǎn)動(dòng)角度能夠調(diào)節(jié)主張緊繩1的拉伸量，進(jìn)而控制從張緊繩2拉伸量，調(diào)節(jié)柔性基板5側(cè)向張緊力。

14、優(yōu)選地，導(dǎo)向桿輪9能夠使主張緊繩1從伸展桿4內(nèi)側(cè)中間平滑過渡至電機(jī)3轉(zhuǎn)軸，主張緊繩1沿伸展桿4軸向施加張緊力，導(dǎo)向桿輪9為帶溝槽的結(jié)構(gòu)，限制主張緊繩1的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。伸展桿4上的限位孔為光滑圓環(huán)口。

15、根據(jù)本發(fā)明提供的一種卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊方法，包括采用如上所述的卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置，對卷繞式柔性太陽翼基板進(jìn)行側(cè)向張緊。

16、優(yōu)選地，本發(fā)明還提供一種卷繞式柔性太陽翼系統(tǒng)，包括柔性基板5、以及能夠張緊柔性基板5的如上所述的卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

18、1、本發(fā)明充分利用卷繞式柔性翼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)置主從張緊繩，實(shí)現(xiàn)柔性基板的側(cè)向張緊，提高了柔性太陽翼的整體剛度。

19、2、本發(fā)明通過主從張緊繩的合理配置，僅用兩個(gè)張緊電機(jī)作為控制點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)柔性基板側(cè)向多點(diǎn)的張緊，且通過張緊電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)可調(diào)節(jié)張緊力。

20、3、本發(fā)明作為卷繞式柔性翼的張緊結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡要，附加質(zhì)量小，且不影響原有柔性翼的卷繞伸展。

技術(shù)特征：

1.一種卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置，其特征在于，包括：主張緊繩(1)、從張緊繩(2)、張緊電機(jī)(3)以及導(dǎo)向桿輪(9)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置，其特征在于，所述卷繞式柔性太陽翼能夠在卷繞狀態(tài)與展開狀態(tài)之間變化；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置，其特征在于，所述主張緊繩(1)為n個(gè)，n≥2，分別緊貼柔性基板(5)兩側(cè)的具有c型開口的伸展桿(4)內(nèi)側(cè)的中間位置排布；其中，所述中間位置是指所述中間位置是伸展桿(4)的對稱線上的位置，主張緊繩(1)、從張緊繩(2)均在展開的柔性基板(5)的所在平面內(nèi)延伸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置，其特征在于，所述從張緊繩(2)根據(jù)張緊要求設(shè)置多組，相對于柔性基板(5)對稱分布。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置，其特征在于，所述張緊電機(jī)(3)轉(zhuǎn)軸與主張緊繩(1)連接，張緊電機(jī)(3)轉(zhuǎn)動(dòng)使主張緊繩(1)朝根部安裝板(7)方向拉伸，進(jìn)而帶動(dòng)連接于主張緊繩(1)的從張緊繩(2)運(yùn)動(dòng)，伸展桿(4)上限位孔的轉(zhuǎn)向作用使從張緊繩(2)對柔性基板(5)側(cè)邊進(jìn)行拉伸張緊。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置，其特征在于，控制張緊電機(jī)(3)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度能夠調(diào)節(jié)主張緊繩(1)的拉伸量，進(jìn)而控制從張緊繩(2)拉伸量，調(diào)節(jié)柔性基板(5)側(cè)向張緊力。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置，其特征在于，導(dǎo)向桿輪(9)能夠使主張緊繩(1)從伸展桿(4)內(nèi)側(cè)中間平滑過渡至電機(jī)(3)轉(zhuǎn)軸，主張緊繩(1)沿伸展桿(4)軸向施加張緊力，導(dǎo)向桿輪(9)為帶溝槽的結(jié)構(gòu)，限制主張緊繩(1)的側(cè)向運(yùn)動(dòng)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置，其特征在于，伸展桿(4)上的限位孔為光滑圓環(huán)口。

9.一種卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置，對卷繞式柔性太陽翼基板進(jìn)行側(cè)向張緊。

10.一種卷繞式柔性太陽翼系統(tǒng)，其特征在于，包括柔性基板(5)、以及能夠張緊柔性基板(5)的權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種卷繞式柔性太陽翼基板側(cè)向張緊裝置及方法,包括主張緊繩、從張緊繩、張緊電機(jī)以及導(dǎo)向桿輪；柔性太陽翼卷繞時(shí)，兩根主張緊繩分別跟隨兩側(cè)柔性太陽翼伸展桿和基板一起卷繞在伸展端卷繞筒上，多個(gè)從張緊繩一端與柔性基板連接，另一端穿過伸展桿上限位孔后與主張緊繩連接；柔性太陽翼展開為平面后，安裝于根部安裝板的張緊電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)主張緊繩繞過導(dǎo)向桿輪朝根部安裝板方向拉伸，多個(gè)從張緊繩一端隨著主張緊繩運(yùn)動(dòng)，通過伸展桿限位孔轉(zhuǎn)向后另一端拉著基板側(cè)向張緊。本發(fā)明充分利用卷繞式柔性翼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了卷繞式柔性太陽翼基板的側(cè)向張緊，提高了柔性太陽翼整體的剛度，具有結(jié)構(gòu)簡要，附加質(zhì)量小，側(cè)向張緊力可調(diào)控的特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳立,程濤,曹洪濤,高雪峰,李瑤瑤,胡秉晟,王霄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海衛(wèi)星裝備研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19