一种绕轴展开的柔性太阳翼机构的制作方法

1.本发明涉及太阳翼展开领域，具体涉及一种绕轴展开的柔性太阳翼机构。


背景技术：

2.现役航天器主要采用三种可展太阳翼：1)刚性、多板、z形折展式太阳翼，一般采用弹簧驱动、一次性展开到位并锁定，此类太阳翼广泛应用，覆盖各类功率需求航天器，技术成熟度和可靠性都很高；2)可展桁架支撑的柔性翼，比如空间站；3)整体卷绕收展的柔性翼，收拢效率高，比如美国的rosa太阳翼。其中，第1类太阳翼面密度相对较高；第2、3类太阳翼具有重复收展能力，适宜尺寸需求较大的应用场景，否则展开机构质量占比较大。因此，对于展开面积相对较小、具有重复收拢展开功能需求、对重量和收拢包络要求很高的特殊应用场景，现有太阳翼仍存在一定不足。


技术实现要素：

3.因此，本发明正是鉴于以上问题而做出的，本发明的目的在于通过控制旋转轴绕轴心旋转，以实现在太阳翼的展开或收拢的同时保证太阳翼展开或收拢的稳定性，本发明是通过以下技术方案实现上述目的：
4.一种绕轴展开的柔性太阳翼机构，包括支撑板，太阳翼，移动导向机构和展开机构；所述支撑板右端设置有磁吸装置；所述支撑板左侧下端连接有安装板；所述安装板用以支撑移动导向机构与展开机构；所述太阳翼一端卷绕于位于其内部中心位置的卷绕杆上，另一端固定连接于支撑板上端；所述卷绕杆另一端设置有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮右侧设置有第二锥齿轮；所述展开机构位于移动导向机构内部；所述展开机构包括支撑柱，支撑柱外侧设置有四个限位柱，支撑柱上端外侧设置有内转动盘；内转动盘外侧设置有支撑盘，支撑盘外侧设置有外转动盘；所述支撑柱上端设置有螺纹，所述内转动盘中心处具有螺纹部；所述内转动盘上端外侧设置有第一锥齿轮部；所述第一锥齿轮部与第一锥齿轮啮合；所述内转动盘下端设置有驱动部；所述支撑盘下端固定设置有四个限位杆，且所述限位杆插入至限位柱内部；所述支撑盘下端固定设置有驱动电机，所述驱动电机输出端连接有蜗杆，蜗杆控制驱动部转动；所述外转动盘上端设置有第二锥齿轮部；所述第二锥齿轮部与第二锥齿轮啮合；所述外转动盘下端设置有延伸杆；所述延伸杆下端设置有控制件；所述移动导向机构由安装箱与导向件构成；所述安装箱上端设置有螺旋向下的第一滑槽；所述第一滑槽上可滑动安装有导向件；所述导向件中心处具有导向部；所述导向部可供卷绕杆左端穿过，且第一锥齿轮与第二锥齿轮均位于安装箱内部；所述安装箱下端内侧设置有螺旋向下的第二滑槽；所述控制件位于移动导向机构下端具有的第二滑槽中。
5.优选的，所述磁吸装置上下两端分别设置有收拢磁吸部与展开磁吸部，且所述收拢磁吸部与展开磁吸部开口朝向相反。
6.优选的，所述卷绕杆呈圆台形，且其一端在太阳翼收拢状态下位于收拢磁吸部内侧，并受收拢磁吸部吸附限位。
7.优选的，所述支撑柱、限位柱均固定设置于安装板上端。
8.优选的，所述第一锥齿轮部与驱动部之间设置有第一旋转部；所述支撑盘中心处具有第一安装部；所述内转动盘可通过第一旋转部可转动安装于第一安装部内侧。
9.优选的，所述支撑盘外侧设置有第二旋转部；所述外转动盘内侧具有第二安装部，并可通过第二安装部可转动安装于第二旋转部上。
10.优选的，所述第一锥齿轮部、第一锥齿轮与第二锥齿轮部、第二锥齿轮传动比相同。
11.本发明有益效果：
12.1、本发明通过电机对太阳翼展开的速度进行控制，防止过大的冲击力导致太阳翼展开失败的问题出现。
13.2、本发明通过在太阳翼初始位置与展开后位置分别设置有磁吸装置，可保证太阳翼展开或收拢的稳定性。
14.3、本发明可通过一个电机完成太阳翼的展开与收拢操作，且结构简单，展收比大。
附图说明
15.图1为本发明提供太阳翼收拢状态下的整体结构示意图。
16.图2为本发明提供太阳翼展开状态下的整体结构示意图。
17.图3为本发明提供的支撑板结构示意图。
18.图4为本发明提供的展开机构结构示意图。
19.图5为本发明提供的移动导向机构内部结构示意图。
20.图6为本发明提供的展开机构爆炸图。
21.附图标记说明：图中，100、支撑板；110、安装板；120、磁吸装置；121、收拢磁吸部；122、展开磁吸部；200、太阳翼；210、卷绕杆；211、第一锥齿轮；212、第二锥齿轮；300、移动导向机构；310、安装箱；311、第一滑槽；312、第二滑槽；320、导向件；321、导向部；400、展开机构；410、支撑柱；420、限位柱；430、内转动盘；431、螺纹部；432、第一锥齿轮部；433、第一旋转部；434、驱动部；440、支撑盘；441、第一安装部；442、第二旋转部；443、限位杆；444、驱动电机；450、外转动盘；451、第二安装部；452、第二锥齿轮部；453、延伸杆；454、控制件。
具体实施方式
22.本发明优选实施例将通过参考附图进行详细描述然而本发明也可以各种不同的形式实现，因此本发明不限于下文中描述的实施例，另外，为了更清楚地描述本发明，与发明没有连接的部件将从附图中省略；
23.如图1、图2所示，一种绕轴展开的柔性太阳翼机构包括：用于支撑整体机构的支撑板100，位于支撑板100右侧上端的太阳翼200，位于支撑板100左侧上端的移动导向机构300，位于移动导向机构300内部的展开机构400；
24.如图1-4所示，所述支撑板100右端设置有磁吸装置120；
25.所述磁吸装置120上下两端分别设置有收拢磁吸部121与展开磁吸部122，且所述收拢磁吸部121与展开磁吸部122开口朝向相反；
26.所述支撑板100左侧下端连接有安装板110；
27.所述安装板110用以支撑移动导向机构300与展开机构400；
28.所述太阳翼200一端卷绕于位于其内部中心位置的卷绕杆210上，另一端固定连接于支撑板100上端；
29.所述卷绕杆210呈圆台形，且其一端在太阳翼200收拢状态下位于收拢磁吸部121内侧，并受收拢磁吸部121吸附限位；
30.所述太阳翼200收拢状态下平放于支撑板100上方；
31.所述卷绕杆210另一端设置有第一锥齿轮211，所述第一锥齿轮211右侧设置有第二锥齿轮212；
32.如图1-5所示，所述移动导向机构300由安装箱310与导向件320构成；
33.所述安装箱310呈圆筒形且其下端固定设置于安装板110上端；
34.所述所述安装箱310上端设置有螺旋向下的第一滑槽311；
35.所述第一滑槽311上可滑动安装有导向件320；
36.所述导向件320中心处具有导向部321；
37.所述导向部321可供卷绕杆210左端穿过，且第一锥齿轮211与第二锥齿轮212均位于安装箱310内部；
38.所述安装箱310下端内侧设置有螺旋向下的第二滑槽312；
39.如图1-6所示，所述展开机构400包括：位于中心位置的支撑柱410，位于支撑柱410下端外侧的四个限位柱420，位于支撑柱410上端外侧的内转动盘430，位于内转动盘430外侧的支撑盘440，位于支撑盘440外侧的外转动盘450；
40.所述支撑柱410、限位柱420均固定设置于安装板110上端；
41.所述支撑柱410上端设置有螺纹；
42.所述内转动盘430中心处具有螺纹部431，即所述内转动盘430在转动时会相对安装板110竖直移动；
43.所述内转动盘430上端外侧设置有第一锥齿轮部432；
44.所述第一锥齿轮部432与第一锥齿轮211啮合；
45.所述内转动盘430下端设置有驱动部434，所述驱动部434上设置有齿牙；
46.所述第一锥齿轮部432与驱动部434之间设置有第一旋转部433；
47.所述支撑盘440中心处具有第一安装部441；
48.所述内转动盘430可通过第一旋转部433可转动安装于第一安装部441内侧；
49.所述支撑盘440外侧设置有第二旋转部442；
50.所述支撑盘440下端固定设置有四个限位杆443，且所述限位杆443插入至限位柱420内部；
51.所述支撑盘440下端固定设置有驱动电机444，所述驱动电机444输出端连接有蜗杆，并可通过蜗杆控制驱动部434转动；
52.所述外转动盘450内侧具有第二安装部451，并可通过第二安装部451可转动安装于第二旋转部442上；
53.所述外转动盘450上端设置有第二锥齿轮部452；
54.所述第二锥齿轮部452与第二锥齿轮212啮合；
55.所述第一锥齿轮部432、第一锥齿轮211与第二锥齿轮部452、第二锥齿轮212传动比相同；
56.所述外转动盘450下端设置有延伸杆453；
57.所述延伸杆453下端设置有控制件454；
58.所述控制件454位于移动导向机构300下端具有的第二滑槽312中，即当外转动盘450向下移动时并会转动；
59.工作原理；
60.太阳翼200收拢时各机构状态：卷绕杆210右端位于收拢磁吸部121内侧，并受收拢磁吸部121磁吸限位，卷绕杆210左端穿过导向件320中心位置具有的导向部321，且导向件320位于第一滑槽311上方，此时内转动盘430位于支撑柱410上端，且第一锥齿轮211与第一锥齿轮部432啮合，第二锥齿轮212与第二锥齿轮部452啮合；
61.太阳翼200展开：收拢磁吸部121解除对卷绕杆210的限位，并通过驱动电机444控制内转动盘430转动，以通过第一锥齿轮部432驱动第一锥齿轮211旋转，从而通过第一锥齿轮211、第一锥齿轮部432啮合，第二锥齿轮212、第二锥齿轮部452啮合控制驱动卷绕杆210绕内转动盘430圆心转动，且导向件320沿第一滑槽311移动，同时通过内转动盘430与支撑柱410螺纹的配合会带动内转动盘430、支撑盘440、外转动盘450向下移动，以保证太阳翼200在展开时直径逐渐减小后依然使第一锥齿轮211与第一锥齿轮部432啮合，第二锥齿轮212与第二锥齿轮部452啮合，且在外转动盘450向下移动的同时，第二滑槽312会控制控制件454旋转，以补偿当太阳翼200展开时由于直径变小导致所需转动速度的增加，太阳翼200展开完毕后卷绕杆210的右端位于展开磁吸部122的内侧，通过展开磁吸部122对卷绕杆210进行磁吸限位，以保证太阳翼200展开的稳定性；
62.太阳翼200收拢时仅需控制驱动电机444反转即可。