一种扇形太阳翼重复展开收拢锁定机构的制作方法

1.本发明属于太阳翼技术领域，尤其涉及一种扇形太阳翼重复展开收拢锁定机构。


背景技术：

2.航天器在轨长期运行过程中，主要依靠太阳翼为航天器提供电能。太阳翼利用贴于其上电池片，将光能转化为电能，供航天器使用。
3.太阳翼的工作模式为：航天器发射时，太阳翼处于收拢状态，减小所占用的体积；需要可靠锁定，以承受上升段的振动工况；航天器入轨后，太阳翼展开状态，进行发电；展开状态需要锁定，以提高展开基频。
4.扇形太阳翼具有收拢体积小、结构简单、重量轻的特点。由2块刚性盖板、多个撑杆以及柔性翼面构成，展开后近似圆形；收拢状态由刚性盖板实现压紧。
5.现有技术中扇形太阳翼的展开收拢机构尺寸较大，且十分不可靠，无法进行重复的展开和收拢动作。


技术实现要素：

6.为解决上述问题，本发明的目的是提供一种扇形太阳翼重复展开收拢锁定机构，该机构结构紧凑、尺寸小、重量轻，能够可靠的且可重复的实现扇形太阳翼的展开、收拢和锁定的功能。
7.为实现上述目的，本发明的技术方案为：
8.一种扇形太阳翼重复展开收拢锁定机构，包括：
9.固定盖板；
10.驱动装置，固设于所述固定盖板的第一端且具有输出轴；
11.主动轮，设于所述输出轴，所述驱动装置用于带动所述主动轮旋转；
12.中心轮，转动连接于所述固定盖板的第二端，且所述中心轮上设有凸起部；
13.皮带，连接所述主动轮和所述中心轮；
14.转动盖板，所述转动盖板的第二端与所述固定盖板的第二端之间通过转动组件转动连接，且所述转动盖板的第二端设有凹槽部，所述转动盖板和所述固定盖板之间用于设置扇形太阳翼；
15.锁定槽，设于所述主动轮朝向所述转动盖板的一端面，且所述锁定槽的一侧设有与所述凸起部正对的开口；
16.锁定杆，设于所述转动盖板的第一端；
17.收拢锁定时，所述固定盖板与所述转动盖板平行且相邻，所述锁定杆位于所述锁定槽内且与其开口错位，所述锁定槽的侧壁对所述锁定杆限位以实现所述转动盖板的锁定；
18.解锁展开时，所述驱动装置驱动所述主动轮转动，转动至所述锁定槽的开口与所述锁定杆正对时实现解锁；同时所述主动轮通过所述皮带传动带动所述中心轮转动，使所
述凸起部进入所述凹槽部，通过两者的配合带动所述转动盖板绕所述固定盖板转动以实现展开，此时所述锁定杆经所述锁定槽的开口离开其内。
19.根据本发明一实施例，所述转动组件包括：
20.连接转臂，一端通过第一转动副转动连接于所述固定盖板、另一端通过第二转动副转动连接于所述转动盖板；
21.第一齿轮，固设于所述固定盖板且其中心轴与所述第一转动副同轴；
22.第二齿轮，固设于所述转动盖板且其中心轴与所述第二转动副同轴。
23.根据本发明一实施例，所述驱动装置为电机。
24.根据本发明一实施例，所述皮带为同步带。
25.根据本发明一实施例，所述凸起部为凸起轴，所述凹槽部为v形槽，所述v形槽靠近所述固定盖板的一侧边为以所述中心轮的中心轴为圆心的圆弧面。
26.本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
27.(1)本发明实施例中通过锁定槽的侧壁对锁定杆限位以实现转动盖板的锁定，通过主动轮转动至使锁定槽的开口与锁定杆正对时实现解锁。同时通过凸起部和凹槽部的配合带动转动盖板绕固定盖板转动以实现展开。使得整体结构紧凑、尺寸小、重量轻，能够可靠的且可重复的实现扇形太阳翼的展开、收拢和锁定的功能。
28.(2)本发明实施例中转动组件包括连接转臂、第一齿轮和第二齿轮，使得固定盖板和转动盖板之间的转动连接强度更大。
29.(3)本发明实施例中凸起部为凸起轴、凹槽部为v形槽，v形槽靠近固定盖板的一侧边为以中心轮的中心轴为圆心的圆弧面，使得凸起轴在v形槽中运动时无障碍。
附图说明
30.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：
31.图1为本发明的整体示意图；
32.图2为本发明图1的爆炸图；
33.图3为本发明的中心轮部分放大图；
34.图4为本发明的主动轮部分放大图；
35.图5为本发明锁定状态示意图；
36.图6为本发明解锁状态示意图；
37.图7为本发明展开180度状态示意图；
38.图8为本发明展开360度且处于解锁状态示意图；
39.图9为本发明展开360度且处于锁定状态示意图；
40.图10为本发明太阳翼展开360度时的示意图；
41.图11为本发明的转动组件示意图。
42.附图标记说明：
43.1：固定盖板；2：电机；3：主动轮；4：中心轮；5：同步带；6：转动盖板；7：凸起轴；8：v形槽；9：锁定槽；10：开口；11：锁定杆；12：扇形太阳翼；13：连接转臂；14：第一齿轮；15：第二齿轮；16：转动轴。
具体实施方式
44.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
45.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
46.参看图1至11，本发明的核心是提供一种扇形太阳翼重复展开收拢锁定机构，包括固定盖板1、驱动装置、主动轮3、中心轮4、皮带、转动盖板6、锁定槽9和锁定杆11。
47.固定盖板1的第二端和转动盖板6的第二端之间通过转动组件转动连接，使得转动盖板6可相对固定盖板1转动。转动盖板6和固定盖板1之间用于设置扇形太阳翼12。
48.具体的，转动组件包括连接转臂13、第一齿轮14和第二齿轮15。连接转臂13一端通过第一转动副转动连接于固定盖板1、另一端通过第二转动副转动连接于转动盖板6，第一转动副和第二转动副均为转轴。第一齿轮14固设于固定盖板1且其中心轴与第一转动副同轴，第二齿轮15固设于转动盖板6且其中心轴与第二转动副同轴，连接转臂13转动180度时，转动盖板6转动度。通过连接转臂13连接固定盖板1和转动盖板6使转动连接更加牢靠，且通过第一齿轮14和第二齿轮15传动使得转动连接更加可靠。
49.固定盖板1的第一端固设有驱动装置，且驱动装置具有输出轴。本实施例中驱动装置为电机2，能实现正转和反转。输出轴上设有主动轮3，电机2通过输出轴带动主动轮3旋转。
50.固定盖板1的第二端通过转动轴16转动连接有中心轮4，且中心轮4上设有朝向固定盖板1上端面凸起的凸起部，本实施例中凸起部为凸起轴7。主动轮3和中心轮4之间通过皮带连接，皮带优选为同步带5。电机2带动主动轮3旋转，主动轮3通过同步带5传动带动中心轴旋转。
51.转动盖板6的第二端设有凹槽部，本实施例中凹槽部为v形槽8，中心轮4转动时可带动凸起轴7进入v形槽8中，进而通过凸起轴7和v形槽8的配合使得中心轮4可带动转动盖板6绕固定盖板1转动。进一步的，v形槽8靠近固定盖板1的一侧边为以中心轮4的中心轴为圆心的圆弧面，使得凸起轴7在v形槽8中运动时无障碍。
52.转动盖板6的第一端设有锁定杆11。主动轮3朝向转动盖板6的一端面设有锁定槽9，锁定杆11设于锁定槽9中，且锁定槽9的一侧设有与凸起轴7正对的开口10，也就是说锁定槽9的开口10与凸起轴7位于同一直线上。锁定杆11与锁定槽9的开口10错位时，锁定槽9对锁定杆11限位，实现转动盖板6锁定在固定盖板1上。锁定杆11与锁定槽9的开口10正对时，转动盖板6转动可带动锁定杆11离开锁定槽9，实现解锁。
53.收拢锁定时，固定盖板1与转动盖板6平行且相邻，锁定杆11位于锁定槽9内且与其开口10错位，锁定槽9的侧壁对锁定杆11限位以实现转动盖板6的锁定，使转动盖板6固定在固定盖板1上。
54.解锁展开时，电机2驱动主动轮3转动，转动至锁定槽9的开口10与锁定杆11正对时实现解锁；同时主动轮3通过同步带5传动带动中心轮4转动，使凸起轴7进入凹槽部，通过两者的配合带动转动盖板6绕固定盖板1转动以实现展开，此时锁定杆11经锁定槽9的开口10
离开其内，以使转动盖板6可以顺利继续旋转。
55.下面对本发明工作过程作进一步说明：
56.图6为本发明解锁状态示意图，主动轮3逆时针转动90
°
，锁定槽9的开口10朝右侧正对锁定杆11，解除对锁定杆11的限位。中心轮4在同步带5的传动下，同步逆时针转动90
°
，凸起轴7转动到右侧v形槽8的顶端。
57.图7为本发明展开180度状态示意图，主动轮3逆时针转动180
°
。中心轮4在同步带5的作用下，同步逆时针转动180
°
，凸起轴7转动到上侧，带动v形槽8的顶端转动90
°
，转动盖板6展开180
°
。
58.图8为本发明展开360度且处于解锁状态示意图，主动轮3逆时针转动270
°
，锁定槽9的开口10朝左侧。中心轮4在同步带5的作用下，同步逆时针转动270
°
，凸起轴7转动到左侧，带动v形槽8的顶端转动180
°
。转动盖板6展开360
°
，扇形翼完全展开。转动盖板6运动到固定盖板1的左侧，锁定杆11位于锁定槽9的开口10处。
59.图9为本发明展开360度且处于锁定状态示意图，主动轮3逆时针转动360
°
，锁定槽9的开口10朝下侧，实现对锁定杆11的限位。中心轮4在同步带5的作用下，同步逆时针转动360
°
，凸起轴7转动到下侧。
60.图10为本发明太阳翼展开360度时的示意图，主动轮3顺时针转动360
°
可实现对扇形太阳翼12的解锁、收拢和重新锁定，具体过程为上述步骤的逆过程。
61.本发明的扇形太阳翼重复展开收拢锁定机构可实现对扇形太阳翼12收拢状态的解锁、扇形翼展开以及展开后的锁定功能。该机构结构紧凑、尺寸小、重量轻，能够通过一套电机2驱动，可靠的实现扇形太阳翼12的展开、收拢和锁定的功能。
62.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。