[发明专利]空间可展开屏蔽面装置

说明书

技术领域

本发明属于航天技术领域，具体是一种可展开屏蔽面装置。主要应用于太空中遮阳罩、屏蔽面等大型可展开装置，也可应用于地面上伪装棚、展览棚、临时帐篷大型可展开装置。

背景技术

随着航天技术的不断发展和航天应用的不断扩展，空间大型可展开装置如可展开天线、太阳能帆板等得到了越来越广泛的应用，甚至成为卫星应用成败的关键部件之一。运载火箭容纳尺寸、运载能力的限制，航天应用高成本、高风险的特点，地面研制环境与太空工作环境的显著差异，都使得空间大型可展开装置的设计成为航天应用的关键技术之一。空间大型可展开装置不仅要求能够可靠展开，而且要求在太空环境下能够形成并保持足够的构型精度。航天应用的大型可展开装置，可以用三个方面的参数衡量其综合特性：其一是面密度，其二是构型精度，其三是收纳率。

经过对现有技术的文献检索发现，尽管现有的、以星载可展开天线为主的大型可展开装置多种多样，但以上三个参数综合特性优良的大型可展开装置并不多见。美国Astro宇航公司1997年10月公开的AstroMesh可展开天线(美国专利5680145)具有较好的面密度(约0.36Kg/m²)和型面精度，但这种天线的高度收纳率较差，约0.5，我国现有运载火箭仅能容纳口径十几米的这种天线，国内目前也正在仿制和研发这种天线。英国学者W.W.Gan和S.Pellegrino于2003年4月发表在AIAA 2003-1450的报告“Closed-Loop Deployable Structures”中提到一种具有超轻结构特点的封闭环式可展开装置，但仅对粗糙的数学模型进行了简单的运动学分析，尚未从系统结构上进行详细设计。有些文献虽然公开了相关的空间可展开结构技术方案，但结构的面密度、构型精度、收纳率这些综合性能指标都达不到期望的使用目标。

发明的内容

本发明的目的是提供一种空间可展开屏蔽面装置，以实现在面密度、构型精度、收纳率几方面具有综合的性能指标，并为构建满足性能要求的空间大型可展开遮阳罩、屏蔽面结构提供稳固的支撑装置。

为实现上述目的，本发明提供了两种空间可展开屏蔽面装置的技术方案。

技术方案1

本发明提供的以中心对称形式安置在卫星上的可展开屏蔽面装置，即空间正置可展开屏蔽面装置包括：折叠式环杆、折叠式肋杆和连接关节，其中折叠式环杆与环杆连接关节连接，构成环杆收拢、展开环结构；折叠式肋杆与肋杆连接关节连接，构成肋杆收拢、展开肋结构，该环结构与肋结构通过环肋连接关节和肋框连接关节连成一个整体。

上述空间正置可展开屏蔽面装置，其中所述的折叠式肋杆固定在折叠式环杆内，通过环杆连接关节和肋杆连接关节的驱动、锁定，分别控制折叠式环杆和折叠式肋杆由竖直的收拢状态展开到水平的工作状态。

上述空间正置可展开屏蔽面装置，其中所述的折叠式环杆收拢在一个圆柱面或圆桶面上，折叠式肋杆收拢在均匀分布的径向上。

上述空间正置可展开屏蔽面装置，其中所述的环杆连接关节，采用两部同步机构通过扭簧驱动，两部同步机构连接处设有角度，使环杆由收拢到展开过程中绕固定的轴线作平面转动。该环杆和肋杆可采用直杆或者曲线杆，截面可采用实心截面或者空心截面。

技术方案2

本发明提供的安置在卫星侧面的非中心对称可展开屏蔽面装置，即空间偏置可展开屏蔽面装置包括：折叠式环杆和连接关节，折叠式环杆与环杆连接关节连接，构成环杆收拢、展开整体结构，该整体结构通过外接连接关节与航天器连接。

所述的外接杆连接关节，由两部同步机构和内外夹板组成，外侧夹板上设有轴孔，轴孔内设有与外部航天器相应结构连接的安装螺栓。

上述第一种结构的工作原理是：在捆绑的收拢状态下，环杆连接关节、肋杆连接关节中的扭簧存储弹性势能；解除捆绑后，扭簧的弹性势能转化为驱动能，驱动环杆、肋杆展开；展开到位后，环杆连接关节、肋杆连接关节上的定位装置将各环杆、肋杆锁定，从而形成空间大型可展开装置。

上述第二种结构的工作原理是：解除捆绑后，扭簧的弹性势能转化为驱动能，驱动环杆展开，展开到位后环杆连接关节上的定位装置将各环杆锁定，从而形成空间大型可展开装置。