基于弹性金属的柔性太阳翼的制作方法

[0001]
本实用新型属于航天器机构设计领域，具体涉及一种基于弹性金属的柔性太阳翼。


背景技术：

[0002]
随着航天技术的不断发展，对于航天器机构设计的要求不断提高。太阳翼作为航天器的主要能量来源部件，占据着十分重要的地位。考虑到载运工具的空间限制及发射条件，往往要求太阳翼具有收拢展开功能，发射阶段的航天器太阳翼一般呈收拢状态，直到航天器与运载工具分离并进入自由飞行轨道之后方可解锁展开。目前太阳翼的主要类型有刚性、半刚性太阳翼，但近几年随着柔性太阳能电池的发展，柔性太阳翼开始得到人们的关注。柔性太阳翼有着重量轻，功率比高、收拢占用空间小等优点。但是目前柔性太阳翼的收拢展开机构往往过于复杂，成本较高。针对以上问题，本实用新型提出一种机构简单，成本低下的方案。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适配柔性太阳翼的结构简单、收拢占用空间小的伸展机构。
[0004]
本实用新型的主要技术方案如下：
[0005]
本申请实施例公开了一种基于弹性金属的柔性太阳翼，其包括伸展装置、固定装置、弹性翼板和太阳能面板；
[0006]
所述伸展装置为由密闭材料制成的条状可充放气气囊；所述弹性翼板上设有若干凹槽，凹槽内设置所述的伸展装置；所述太阳能面板布置在所述的弹性翼板上；弹性翼板的一侧通过固定装置固定连接在航天器上，相对的另一侧在伸展装置未充气时自然卷曲收缩，所述的凹槽从弹性翼板靠航天器的一侧延伸到相对的另一侧；伸展装置未充气时，伸展装置依靠自身弹性整体收缩为卷曲螺旋状，伸展装置充气膨胀后，弹性翼板从靠航天器的一侧向相对的另一侧逐渐展开。
[0007]
优选的，所述伸展装置充气状态下的截面形状为d形。
[0008]
优选的，所述伸展装置的充放气口位于靠近航天器的一端。
[0009]
优选的，所述的弹性翼板上的凹槽有多条，且相互平行。
[0010]
优选的，所述的太阳能面板布设在弹性翼板的任意一个面或者同时布设在弹性翼板的两个面上。
[0011]
优选的，所述的固定装置上设有用于连接航天器上的固定孔。
[0012]
优选的，所述的太阳能面板为柔性太阳翼，其跟随弹性翼板一起被展开或收缩卷曲。
[0013]
优选的，所述的弹性翼板由弹性金属制成。
[0014]
本实用新型通过对伸展装置的充放气即可实现太阳翼的伸展和收纳。从而在载运
工具进行发射时可以收拢减少空间占用，而当航天器与载运装置分离进入相应轨道后可进行伸展，在后续的过程中，也可通过充放气对太阳翼进行收纳或伸展的控制。
附图说明
[0015]
图1为本实用新型柔性太阳翼的结构示意图；
[0016]
图2为实施例中弹性翼板的结构示意图；
[0017]
图3为实施例中弹性翼板的正视图；
[0018]
图4为实施例中伸展装置充气后的形状。
具体实施方式
[0019]
下面结合说明书附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
[0020]
如图1-4所示，基于弹性金属的柔性太阳翼包括伸展装置1、固定装置3、弹性翼板4和太阳能面板5；
[0021]
所述伸展装置为由密闭材料制成的条状可充放气气囊；所述弹性翼板上设有若干凹槽，凹槽内设置有所述的伸展装置2；所述太阳能面板布置在所述的弹性翼板上；弹性翼板的一侧用于固定连接在航天器上，相对的另一侧在伸展装置未充气时受弹性而卷曲收缩，所述的凹槽从弹性翼板靠航天器的一侧延伸到相对的另一侧；伸展装置未充气时，伸展装置依靠自身弹性整体收缩为卷曲螺旋状，伸展装置充气膨胀后，弹性翼板4从靠航天器的一侧向相对的另一侧逐渐展开。
[0022]
在本实施例中，所述的伸展装置未充气时成扁状并位于凹槽内。所述伸展装置充气状态下的截面形状为d形，充气状态下伸展装置底部的形状与凹槽形状相匹配，顶部可以高出凹槽，如图4所示。所述伸展装置的充放气口位于靠近航天器的一端。由于未充气状态下，弹性翼板自然卷曲并压迫伸展装置；在伸展装置逐渐充气过程中，弹性翼板是逐渐被展开的，具体是从靠航天器的一侧向相对的另一侧逐渐展开。
[0023]
如图2所示，在本实施例中，所述的弹性翼板上设置有两条相互平行的凹槽。太阳能面板可以布设在弹性翼板的任意一个面或者同时布设在弹性翼板的两个面上。
[0024]
在本实施例中，所述的弹性翼板4在靠近航天器的一侧通过固定装置3进行固定。在本实施例中，固定装置3为两片l形结构(如角钢)，分别位于弹性翼板两侧，两片l形结构与弹性翼板4通过螺栓进行固定；同时l形结构的另一个面上设有用于将自身固定在航天器上的固定孔2。固定装置3通过螺栓直接或间接固定在航天器或其它航天器的组件上。
[0025]
所述的太阳能面板为柔性太阳翼，其跟随弹性翼板一起被展开或收缩卷曲。所述的弹性翼板由弹性金属制成。在本实施例中，所述的弹性翼板由弹性金属制成,弹性金属可以是65mn弹性钢材料。在加工成型时，通过高温热塑处理使其卷曲呈便于收纳的螺旋卷状。柔性太阳翼通过高分子金属胶(改性丙烯酸ab胶水)粘合及螺丝固定的方式与弹性翼板结合。伸展装置可以采用密封pu材料制作。
[0026]
本实用新型在未充气时呈扁状，此时弹性翼板4在自身弹性作用下成卷曲螺旋状。当气泵(气泵连接储气瓶，储气瓶内可以是空气或氮气)往伸展装置1内充气，伸展装置1因气体的充入而膨胀，增大体积，膨胀的体积推动弹性翼板4的展开，弹性翼板完全展开后，太阳能面板即平整的铺展在弹性翼板4表面；同时伸展装置1内部气压维持弹性翼板4成展开
状态。如果，想将弹性翼板4从展开状态变回收拢状态(卷曲螺旋状)，只需将伸展装置1内的气体放出或通过气泵抽气，弹性翼板4将会在自身的弹性作用下重新变回收拢状态(卷曲螺旋状)。

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