一种微小卫星太阳能帆板自锁铰链机构的制作方法

1.本实用新型涉及航天技术领域，具体涉及一种微小卫星太阳能帆板自锁铰链机构。


背景技术：

2.卫星发射进入预定轨道后，除了依靠自身携带的蓄电池供电外，绝大多数电能依靠卫星太阳能帆板充电获得，以维持整个系统的正常运行。传统的军用或国有卫星由于系统复杂、体积和质量大，对电能需求也就相应增加，因此其太阳能板面积也相当大，一般采用大型复杂的桁架结构将其展开并支撑。由于成本、用途、使用要求等方面原因，微小卫星在快速发展的民用卫星行业中更受青睐，由于体积、质量及发射成本等因素，复杂的桁架结构并不适用微小卫星，于是，铰链便成为微小卫星太阳能帆板必要组件。一般铰链只有展开功能，没有自锁定位功能或自锁定位功能不可靠，无法满足使用要求。
3.也就是说，现有卫星铰链机构只有展开功能，展开后无法实现确定位置自锁。卫星发射进入预定轨道后，太阳能帆板在铰链作用下打开，但不能锁定在相应位置，如此一来，太阳能帆板在卫星绕轨道运行过程中可能存在振动现象，影响卫星运行轨道，对内部元器件可能也会产生难以估量的危害，甚至造成卫星失效，因此展开铰链自锁成为必要功能。
4.因此，本领域中需要一种改进的能够展开且具有自锁功能的微小卫星太阳能帆板铰链机构。


技术实现要素：

5.根据本实用新型的实施例，提供了一种微小卫星太阳能帆板自锁铰链机构，其特征在于，包括：
6.公铰，其与卫星的固定支架固定连接；
7.母铰，其与卫星的太阳能帆板固定连接；
8.销轴，其中公铰与销轴过盈配合连接，母铰与销轴间隙配合连接；
9.扭簧，其套在销轴上，且当公铰和母铰闭合时储存有弹性势能，并作用在公铰和母铰上；
10.其中，公铰在沿销轴方向的中部具有平滑柱面，该平滑柱面上具有盲孔，母铰在沿销轴方向的中部具有凸出部，该凸出部上设有定位孔，定位孔中设有限位销，以及围绕限位销的弹簧，弹簧的弹力使得限位销紧贴在公铰中部的平滑柱面上，使得当母铰和公铰处于展开状态时，限位销的端部进入平滑柱面上的盲孔中，从而将母铰和公铰锁定在展开状态。
11.根据本实用新型的实施例的微小卫星太阳能帆板自锁铰链机构结构巧妙，定位准确，方便使用，成本低，运行可靠，可保证卫星进入轨道执行某种功能后打开太阳能帆板，达到预定展开角度后实现自锁，使得太阳能电池组进入工作状态，为卫星提供能源，避免了没有自锁可能造成的振动，而造成的严重后果。
附图说明
12.图1示出了根据本实用新型的实施例的微小卫星太阳能帆板自锁铰链机构处于展开状态的示意性透视图。
13.图2示出了根据本实用新型的实施例的微小卫星太阳能帆板自锁铰链机构处于闭合状态的示意性透视图。
14.图3示出了根据本实用新型的实施例的微小卫星太阳能帆板自锁铰链机构安装在卫星的固定框架和太阳能帆板局上的示意性透视图。
具体实施方式
15.下面参照附图详细描述本实用新型的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
16.本说明书中涉及的各术语的含义一般为本领域中的通常含义，或者为本领域技术人员在阅读本说明书之后所正常理解的含义。本说明书中的用语“包括”、“包含”是开放式的，即除了所提及的各要素外，还可能包括其他未提及的要素。本说明书中的用语“连接”、“相连”等类似术语通常包括机械连接，且通常既可以包括直接连接，也包括经由其他部件的间接连通或连接。本说明书中的用语“第一”、“第二”等仅用于区分同类的不同部件，而不表示在重要性、结构、功能等方面的任何顺序。
17.现参照图1-3，其中，图1示出了根据本实用新型的实施例的微小卫星太阳能帆板自锁铰链机构于展开状态的示意性透视图，图2示出了根据本实用新型的实施例的微小卫星太阳能帆板自锁铰链机构处于闭合状态的示意性透视图，图3示出了根据本实用新型的实施例的微小卫星太阳能帆板自锁铰链机构安装在卫星的固定框架和太阳能帆板局上的示意性透视图。
18.如图1-3中所示，根据本实用新型的实施例的微小卫星太阳能帆板自锁铰链机构10包括：
19.公铰1，其与卫星的固定支架11固定连接；
20.母铰2，其与卫星的太阳能帆板12固定连接(在图1-2中，母铰2用双点划线表示，以便清楚显示微小卫星太阳能帆板自锁铰链机构10的结构)；
21.销轴4，其中公铰1与销轴4过盈配合连接，母铰2与销轴4间隙配合连接；
22.扭簧7，其套在销轴4上，且当公铰1和母铰2闭合时储存有弹性势能，并作用在公铰1和母铰2上；
23.其中，公铰1在沿销轴4方向的中部具有平滑柱面，该平滑柱面上具有盲孔8，母铰2在沿销轴方向的中部具有凸出部，该凸出部上设有定位孔9，定位孔9中设有限位销3，以及围绕限位销3的弹簧6，弹簧6的弹力使得限位销3抵在公铰中部的平滑柱面上，使得当母铰2和公铰1处于展开状态时，限位销3的端部进入平滑柱面上的盲孔8中，从而将母铰2和公铰1
锁定在展开状态。
24.如本技术领域中所知的，铰链机构俗称合页，其通常包括两个页片和一个销轴，一个页片(可称为公铰)通常与销轴成一体或固定在一起，另一个页片(可称为母铰)通常可围绕销轴转动，从而两个页片之间可相互闭合和展开。通常两个页片分别与两个构件(例如，门和门框)固定连接，从而使得这两个构件能够相互闭合和展开。
25.在一些实施例中，所述公铰1与卫星的固定支架11固定连接，母铰2与卫星的太阳能帆板12固定连接。在另一些实施例中，公铰1与卫星的太阳能帆板12固定连接，母铰2与卫星的固定支架11固定连接。
26.所述公铰1和母铰2可分别通过螺纹连接等连接方式与卫星的固定支架11和太阳能帆板12固定连接。
27.所述公铰1可通过小过盈配合等连接方式与销轴4连接在一起，所述母铰2可以通过小间隙配合与销轴4连接在一起，从而既可以保证销轴4不会脱落，又能保证旋转精度。
28.如图1-2中所示，所述公铰1可以沿销轴4的长度方向包括中间和两端三个部分，且这三个部分分别与销轴4连接在一起；所述母铰2可以沿销轴4的长度方向包括两端的两个部分，且这两个部分与销轴4连接在一起，并分别位于公铰1的中间部分和两端的部分之间。在其他实施例中，所述公铰1和母铰2也可以包括与销轴4连接的不同数量和位置的部分。
29.所述扭簧7可以如图1-2中所示那样包括两个扭簧，且分别位于公铰1的中间部分两侧，也可以包括其他数量和位置的扭簧。扭簧7可以具有间隙地套在销轴4上，且其钢丝两端可分别固定在公铰1和母铰2上。当公铰1和母铰2闭合时，扭簧7被扭转，从而储存有势能，向公铰1和母铰2施加相互展开的力。当需要太阳能帆板12从卫星固定支架11展开时，只需解除锁定，太阳能帆板12就在扭簧7的作用下展开。
30.如图1-2中所示，公铰1在沿销轴4方向的中部部分具有平滑柱面，从而在公铰1和母铰2相互展开的过程中，母铰2的定位孔9中的限位销3在弹簧6的作用下，抵在该平滑柱面上，并沿平滑柱面滑动。当公铰1和母铰2完全展开(例如成90
°
)时，限位销3滑入平滑柱面上的盲孔8中，从而将公铰1和母铰2锁定在完全展开状态。所述限位销3可靠近端部的位置可具有台阶，弹簧6的一端可抵在该台阶上，另一端可抵在定位孔9的底部或台阶上，或者，如上述实施例中，当定位孔9为通孔时，抵在通孔端部设置的顶丝上。
31.在一些实施例中，所述定位孔9为通孔，通孔端部设有顶丝5。所述通孔端部可设有螺纹，所述顶丝5可以为与该螺纹配合的螺钉，这样，通过拧动顶丝5可以调节施加到弹簧6上的压力。
32.以上参照附图描述了根据本实用新型的实施例的微小卫星太阳能帆板自锁铰链机构，应指出的是，以上描述和图示仅为示例，而不是对本实用新型的限制。在本实用新型的其他实施例中，该装置可具有更多、更少或不同的部件，且各部件之间的连接、包含和功能等关系可以与所描述和图示的不同。例如，每个部件的形状和结构都可以与所描述和图示的不同，且各部件之间的位置和连接关系也可以与所描述和图示的不同，等等。所有这些变化都处于本实用新型的精神和范围之内。
33.本专利涉及的自锁铰链结构巧妙，定位准确，方便使用，成本低，运行可靠，可保证卫星进入轨道执行某种功能后打开太阳能帆板，达到预定展开角度后实现自锁，使得太阳能电池组进入工作状态，为卫星提供能源，避免了没有自锁可能造成的振动，而造成的严重
后果。
34.虽然本实用新型已经通过实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种变动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围仅以权利要求的语言及其等价语言所限定的范围为准。