一种记忆合金空间太阳翼展开装置的制作方法

本发明属于空间航天器结构技术领域，具体涉及一种记忆合金空间太阳翼展开装置。

背景技术：

目前卫星太阳翼上采用的动力驱动展开机构主要有火工品搭配弹簧驱动铰链和电机两种结构形式，但前者结构中火工品只能一次性工作，可测试性差，且以刚性弹簧为驱动力的铰链机构对太阳翼造成的冲击较大；而后者结构复杂且耐空间环境能力差。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种记忆合金空间太阳翼展开装置，包括：

安装组件，用于安装滚筒组件和轴板组件；

滚筒组件，用于安装第一太阳电池阵；所述滚筒组件可转动设置于所述安装组件上；

第一太阳电池阵，用于在展开时接受太阳光发电；所述第一太阳电池阵与所述滚筒组件连接；

轴板组件，用于安装第二太阳电池阵；所述轴板组件设置于所述安装组件上，且与所述滚筒组件相对；

第二太阳电池阵，用于在展开时接受太阳光发电；所述第二太阳电池阵与所述轴板组件连接；

锁定组件，用于在所述滚筒组件转动至预设角度时锁定锁杆组件；所述锁定组件设置于所述滚筒组件上，且与所述轴板组件相对；

锁杆组件，用于在所述滚筒组件转动至预设角度时与所述锁定组件配合保持所述第一太阳电池阵和所述第二太阳电池阵展开；所述锁杆组件设置于所述轴板组件上，且与所述滚筒组件相对；

驱动组件，用于在通电加热时驱动所述滚筒组件相对于所述轴板组件转动，以使所述第一太阳电池阵远离所述第二太阳电池阵；所述驱动组件与所述滚筒组件连接。

优选地，所述安装组件包括：杆体，所述杆体第一端向外延伸形成第一安装杆而第二端向外延伸形成第二安装杆，所述滚筒组件套设于所述第一安装杆上，所述轴板组件套设于所述第二安装杆上。

优选地，所述滚筒组件包括：滚筒和轴承，其中，所述滚筒轴心处开设有安装孔，所述轴承紧固于所述安装孔中，且套设于所述安装组件中杆体的第一安装杆上，所述滚筒的圆周面上开设有安装槽，所述驱动组件的末端设置于所述安装槽中。

优选地，所述第一太阳电池阵包括：第一电池板，所述第一电池板与所述滚筒组件中滚筒连接。

优选地，所述轴板组件包括：轴板，所述轴板上设置有第一安装孔和第二安装孔，所述安装组件中杆体的第二安装杆对应紧固于所述第一安装孔中，所述锁杆组件对应紧固于所述第二安装孔中，且伸出所述第二安装孔，并靠近所述滚筒组件中的滚筒。

优选地，所述第二太阳电池阵包括：第二电池板，所述第二电池板与所述轴板组件中轴板连接，且与所述第一太阳电池阵中的第一电池板相对。

优选地，所述锁定组件包括：锁定块，所述锁定块设置于所述滚筒组件中的滚筒上，所述安装组件中的杆体朝向所述锁定块延伸形成抵紧杆，所述锁定块上设置有抵紧槽、斜坡导轨和锁孔，当所述滚筒组件相对于所述轴板组件转动并使所述第一太阳电池阵与所述第二太阳电池阵相向运动而靠近时，所述抵紧杆与所述抵紧槽内壁抵紧；当所述滚筒组件相对于所述轴板组件转动并使所述第一太阳电池阵与所述第二太阳电池阵相背运动而展开时，所述锁杆组件经由所述斜坡导轨引导而对应伸入所述锁孔中。

优选地，所述锁杆组件包括：套筒、顶杆和弹簧，其中，所述套筒紧固于所述轴板组件中轴板的第二安装孔中，所述顶杆设置于所述套筒中，且侧壁上设置有卡环，所述弹簧设置于所述套筒中，且两端分别与所述套筒内底壁和所述顶杆抵紧，所述卡环与所述套筒开口边缘抵紧，以使所述顶杆限制于所述套筒中运动，所述顶杆伸出所述套筒开口，当所述滚筒组件相对于所述轴板组件转动并使所述第一太阳电池阵与所述第二太阳电池阵相背运动而展开时，所述顶杆经由所述锁定组件中锁定块的斜坡导轨引导而对应伸入锁孔中。

优选地，所述驱动组件包括：记忆合金弹簧、电源和控制器，其中，所述记忆合金弹簧的第一端缠绕于所述滚筒组件中滚筒的安装槽中而第二端固定于固定点处，所述电源分别与所述记忆合金弹簧和所述控制器连接，当所述控制器控制所述电源对所述记忆合金弹簧通电时，所述记忆合金弹簧加热收缩并带动所述滚筒相对于所述轴板组件中的轴板转动，以使所述第一太阳电池阵与所述第二太阳电池阵相背运动而展开。

本申请提供的一种记忆合金空间太阳翼展开装置具有如下有益效果：

(1)驱动方式采用形状记忆合金丝，不需要液压装置、电机装置，结构形式简单可靠；

(2)通过对记忆合金丝进行通电加热，获得可控的驱动力，不存在传统方式中弹簧驱动力在展开过程中对太阳翼产生的较大冲击。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种记忆合金空间太阳翼展开装置的整体结构示意图；

图2是本发明提供的一种记忆合金空间太阳翼展开装置的爆炸示意图；

图3是本发明提供的一种记忆合金空间太阳翼展开装置的爆炸示意图；

图4是本发明提供的一种记忆合金空间太阳翼展开装置的爆炸示意图；

图5是本发明提供的一种记忆合金空间太阳翼展开装置中记忆合金弹簧的工作状态示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-5，在本申请实施例中，本发明提供了一种记忆合金空间太阳翼展开装置，包括：安装组件10、滚筒组件20、第一太阳电池阵30、轴板组件40、第二太阳电池阵50、锁定组件60、锁杆组件70和驱动组件(未示出)，下面对各部分进行详细描述。

如图1-5，在本申请实施例中，本发明提供的一种记忆合金空间太阳翼展开装置包括：

安装组件10，用于安装滚筒组件20和轴板组件40；

滚筒组件20，用于安装第一太阳电池阵30；所述滚筒组件20可转动设置于所述安装组件10上；

第一太阳电池阵30，用于在展开时接受太阳光发电；所述第一太阳电池阵30与所述滚筒组件20连接；

轴板组件40，用于安装第二太阳电池阵50；所述轴板组件40设置于所述安装组件10上，且与所述滚筒组件20相对；

第二太阳电池阵50，用于在展开时接受太阳光发电；所述第二太阳电池阵50与所述轴板组件40连接；

锁定组件60，用于在所述滚筒组件20转动至预设角度时锁定锁杆组件70；所述锁定组件60设置于所述滚筒组件20上，且与所述轴板组件40相对；

锁杆组件70，用于在所述滚筒组件20转动至预设角度时与所述锁定组件60配合保持所述第一太阳电池阵30和所述第二太阳电池阵50展开；所述锁杆组件70设置于所述轴板组件40上，且与所述滚筒组件20相对；

驱动组件，用于在通电加热时驱动所述滚筒组件20相对于所述轴板组件40转动，以使所述第一太阳电池阵30远离所述第二太阳电池阵50；所述驱动组件与所述滚筒组件20连接。

本申请中的空间太阳翼由第一太阳电池阵30和第二太阳电池阵50共同构成，当空间太阳翼展开处于关闭状态时，第一太阳电池阵30和第二太阳电池阵50互相靠近并相对，第一太阳电池阵30和第二太阳电池阵50无法接受阳光的照射而发电；当空间太阳翼处于展开状态时，驱动组件通电加热驱动滚筒组件20相对于轴板组件40转动，此时，滚筒组件20带动第一太阳电池阵30转动，第一太阳电池阵30远离第二太阳电池阵50，当滚筒组件20转动至预设角度时，第一太阳电池阵30和第二太阳电池阵50展开，并可以接受太阳光照射而发电，且锁定组件60锁定锁杆组件70，使得滚筒组件20和轴板组件40之间的角度不发生变化，第一太阳电池阵30和第二太阳电池阵50保持展开状态。

如图1-5，在本申请实施例中，所述安装组件10包括：杆体11，所述杆体11第一端向外延伸形成第一安装杆12而第二端向外延伸形成第二安装杆13，所述滚筒组件20套设于所述第一安装杆12上，所述轴板组件40套设于所述第二安装杆13上。

如图1-5，在本申请实施例中，所述滚筒组件20包括：滚筒21和轴承22，其中，所述滚筒21轴心处开设有安装孔23，所述轴承22紧固于所述安装孔23中，且套设于所述安装组件10中杆体11的第一安装杆12上，所述滚筒21的圆周面上开设有安装槽24，所述驱动组件的末端设置于所述安装槽24中。

如图1-5，在本申请实施例中，所述轴板组件40包括：轴板41，所述轴板41上设置有第一安装孔42和第二安装孔43，所述安装组件10中杆体11的第二安装杆13对应紧固于所述第一安装孔42中，所述锁杆组件70对应紧固于所述第二安装孔43中，且伸出所述第二安装孔43，并靠近所述滚筒组件20中的滚筒21。

在本申请实施例中，轴承22设置于杆体11上的第一安装杆12上，且轴承22安装于滚筒21轴心处的安装孔23中，滚筒21可以通过轴承22在第一安装杆12上转动；第二安装杆13紧固于轴板41的第一安装孔42中，轴板41固定于第二安装杆13上，且无法绕第二安装杆13转动，故而，当驱动组件向滚筒21施加驱动力时，可以带动滚筒21在第一安装杆12上转动，此时滚筒21相对于轴板41转动。由于滚筒21与第一太阳电池阵30连接，轴板41与第二太阳电池阵50连接，故而当滚筒21相对于轴板41转动时，第一太阳电池阵30相对于第二太阳电池阵50转动，整个空间太阳翼逐渐展开并接受太阳而发电。

如图1-5，在本申请实施例中，所述第一太阳电池阵30包括：第一电池板31，所述第一电池板31与所述滚筒组件20中滚筒21连接。

如图1-5，在本申请实施例中，所述第二太阳电池阵50包括：第二电池板51，所述第二电池板51与所述轴板组件40中轴板41连接，且与所述第一太阳电池阵30中的第一电池板31相对。

在本申请实施例中，第一电池板31和第二电池板51均具有正面和背面，二者的正面可以接受并利用太阳光发电，二者的背面无法利用太阳光发电。当空间太阳翼处于关闭状态时，第一电池板31和第二电池板51的正面相对，太阳光无法照射在电池板上，空间太阳翼无法发电；当空间太阳翼处于工作状态时，第一电池板31和第二电池板51的正面夹角为钝角或者为180°，此时第一电池板31和第二电池板51可以接受太阳光照射而发电。

如图1-5，在本申请实施例中，所述锁定组件60包括：锁定块61，所述锁定块61设置于所述滚筒组件20中的滚筒21上，所述安装组件10中的杆体11朝向所述锁定块61延伸形成抵紧杆14，所述锁定块61上设置有抵紧槽62、斜坡导轨63和锁孔64，当所述滚筒组件20相对于所述轴板组件40转动并使所述第一太阳电池阵30与所述第二太阳电池阵50相向运动而靠近时，所述抵紧杆14与所述抵紧槽62内壁抵紧；当所述滚筒组件20相对于所述轴板组件40转动并使所述第一太阳电池阵30与所述第二太阳电池阵50相背运动而展开时，所述锁杆组件70经由所述斜坡导轨63引导而对应伸入所述锁孔64中。

如图1-5，在本申请实施例中，所述锁杆组件70包括：套筒71、顶杆72和弹簧73，其中，所述套筒71紧固于所述轴板组件40中轴板41的第二安装孔43中，所述顶杆72设置于所述套筒71中，且侧壁上设置有卡环74，所述弹簧73设置于所述套筒71中，且两端分别与所述套筒71内底壁和所述顶杆72抵紧，所述卡环74与所述套筒71开口边缘抵紧，以使所述顶杆72限制于所述套筒71中运动，所述顶杆72伸出所述套筒71开口，当所述滚筒组件20相对于所述轴板组件40转动并使所述第一太阳电池阵30与所述第二太阳电池阵50相背运动而展开时，所述顶杆72经由所述锁定组件60中锁定块61的斜坡导轨63引导而对应伸入锁孔64中。

在本申请实施例中，当空间太阳翼处于关闭状态时，此时，第一太阳电池阵30与第二太阳电池阵50相对，抵紧杆14与抵紧槽62内壁抵紧，抵紧槽62可以对抵紧杆14施加阻挡作用，由于抵紧杆14与杆体11连接，抵紧槽62设置于锁定块61上，而锁定块61设置于滚筒21上，故而滚筒21相对于杆体11保持暂停，第一太阳电池阵30不会在重力作用下再次靠近第二太阳电池阵50，防止其撞击第二太阳电池阵50；当空间太阳翼从关闭状态转换为展开状态过程中，此时，驱动组件驱动滚筒21转动时，锁杆组件70朝向锁定组件60运动。具体地，顶杆72逐渐靠近锁定块61，并经由锁定块61的斜坡导轨63引导而对应伸入锁孔64中。当斜坡导轨63抵紧顶杆72时，顶杆72挤压弹簧73并缩回至套筒71中，当运动至锁孔64处时，弹簧73释放弹性势能并将套筒71中的顶杆72弹出，并使顶杆72对应插入锁孔64中，并保持锁定于锁孔64中。当弹簧73将顶杆72推出套筒71时，卡环74与套筒71开口边缘抵紧，从而防止顶杆72脱离套筒71的限制作用。

在本申请实施例中，所述驱动组件包括：记忆合金弹簧、电源和控制器，其中，所述记忆合金弹簧的第一端缠绕于所述滚筒组件20中滚筒21的安装槽24中而第二端固定于固定点处，所述电源分别与所述记忆合金弹簧和所述控制器连接，当所述控制器控制所述电源对所述记忆合金弹簧通电时，所述记忆合金弹簧加热收缩并带动所述滚筒21相对于所述轴板组件40中的轴板41转动，以使所述第一太阳电池阵30与所述第二太阳电池阵50相背运动而展开。

在本申请实施例中，记忆合金弹簧由记忆合金丝绕线成弹簧形状而制成，记忆合金弹簧的第一端缠绕于滚筒21的安装槽24中而第二端固定于固定点处，且记忆合金弹簧与电源连接。控制器可以控制电源对记忆合金弹簧通电，当记忆合金弹簧通电加热后，如图5，记忆合金弹簧收缩，由于其连接固定点和滚筒21，故而在加热后滚筒21会受到记忆合金弹簧的拉动作用而相对于轴板41转动，并带动第一太阳电池阵30与所述第二太阳电池阵50相背运动，并最终使得空间太阳翼展开。

本申请提供的一种记忆合金空间太阳翼展开装置具有如下有益效果：

(1)驱动方式采用形状记忆合金丝，不需要液压装置、电机装置，结构形式简单可靠；

(2)通过对记忆合金丝进行通电加热，获得可控的驱动力，不存在传统方式中弹簧驱动力在展开过程中对太阳翼产生的较大冲击。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。