[发明专利]行星轮系式折展装置及其折展方法

说明书

本发明公开了行星轮系式折展装置及其折展方法。大多数航天器折展机构仅有一级展开，缺乏锁止装置，折叠比小，且传动效率低。本发明行星轮系式折展装置，包括旋转机构、翻转板、折展组件、行星轮系传动机构、齿轮驱动件和静止板。旋转机构包括固定板、连接板和第一电机；行星轮系传动机构包括扇形内齿轮、行星齿轮、太阳轮、第一支架、第二支架和行星架；折展组件包括第一连杆、第二连杆、第一滑块、第二滑块和支撑架；支撑架共有2n+1个，2n+1个支撑架依次排列设置，相邻两个支撑架的内端均铰接。本发明折叠比大，利用支撑架上的薄膜太阳能电池来控制展开角度，具有较高的精确性和稳定性。

技术领域

本发明属于航空航天领域，具体涉及一种行星轮系式折展装置及其折展方法。

背景技术

太阳能是航天器的主要能量来源。为了保证接收到足够的太阳能，折展机构大量应用于工程机械和航空航天领域。目前，成熟的太阳能电池板展开机构主要有铰接可展开机构，杆状可展开机构，其特点在于展开后的受光面积大。但此类太阳能电池板展开机构所用的太阳能电池板主要是刚性结构，存在单位质量的供电功率低等问题。此外，大多数航天器折展机构仅有一级展开，缺乏锁止装置，折叠比小，且传动效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种行星轮系式折展装置及其折展方法。

本发明行星轮系式折展装置，包括旋转机构、翻转板、折展组件、行星轮系传动机构、齿轮驱动件和静止板。所述的旋转机构包括固定板、连接板和第一电机；所述的固定板与连接板的一端通过固定在连接板上的铰接轴铰接。铰接轴由第一电机驱动。

所述的行星轮系传动机构包括扇形内齿轮、行星齿轮、太阳轮、第一支架、第二支架和行星架；扇形内齿轮与太阳轮同轴设置且构成转动副。行星齿轮与扇形内齿轮内啮合，与太阳轮外啮合。第一支架固定在太阳轮上。第二支架固定在行星齿轮上。行星齿轮及太阳轮均与行星架构成转动副。第一支架与静止板的一端固定。静止板的另一端与连接板固定。第一支架与翻转板固定。扇形内齿轮由齿轮驱动件驱动。

所述的折展组件包括第一连杆、第二连杆、第一滑块、第二滑块和支撑架；支撑架共有2n+1个，1≤n≤10，2n+1个支撑架依次排列设置，相邻两个支撑架的内端均铰接。2n+1个支撑架中位于正中位置的支撑架作为主支撑架；2n+1个支撑架中位于最外侧的两个支撑架分别作为第一侧支撑架和第二侧支撑架。主支撑架与行星架固定。第一连杆的一端与第一侧支撑架铰接，另一端与第一滑块铰接。第一滑块与翻转板构成滑动副。第二连杆的一端与第二侧支撑架铰接，另一端与第二滑块铰接。第二滑块与静止板构成滑动副。

相邻的两个支撑架均通过一张薄膜太阳能电池连接。合拢状态下，所有支撑架及薄膜太阳能电池均收拢于翻转板与静止板之间。

本发明行星轮系式折展装置还包括锁解机构；锁解机构包括楔块和锁解组件；楔块固定在翻转板上。楔块与固定板上开设的楔块槽位置对应。锁解组件包括楔座、夹紧块和弹簧；楔座呈U形，并固定在静止板上，楔座内壁的两侧面与两个夹紧块分别通过弹簧连接。合拢状态下，楔块卡在固定板上的楔块槽内。薄膜太阳能电池收拢于翻转板与静止板之间。展开状态下，楔块卡在锁解组件内的两块夹紧块之间。

合拢状态下，楔块卡在固定板上的楔块槽内。展开状态下，楔块卡在锁解组件内的两块夹紧块之间。

所述扇形内齿轮的圆心角为60～360°。

本发明行星轮系式折展装置还包括固定凸台、第一铰接座、第二铰接座和滚动轴承。所述的第一铰接座固定在固定板上。所述的铰接轴通过滚动轴承支承在第一铰接座上。所述的固定凸台固定在固定板上；固定凸台上固定有第一电机；第一电机输出轴与铰接轴的一端固定；铰接轴的另一端与第二铰接座固定。第二铰接座与连接板的一端固定。