[发明专利]一种单电机驱动四滚筒人形杆展开机构

说明书

本发明公开了一种单电机驱动四滚筒人形杆展开机构，它涉及一种单电机驱动的太阳帆、阻力帆四滚筒人形杆展开机构，有效解决了空间站太阳帆、阻力帆驱动机构人形杆可收拢长度短，可支撑面积小的问题。该机构通过将百米级超大尺度人形杆分别缠绕到四个滚筒上，有效的解决了缠绕后尺寸过大导致的卡死、周向窜动的问题，可实现人形杆四个方向同时展开，具有可展开面积大，收拢体积小的优点。本发明能够将人形杆压扁、收拢、鼓起、展开或实现展开、压扁、收拢一系列动作。本发明结构巧妙，控制可靠，为太阳帆、阻力帆等薄膜结构展开提供了高效和可靠性的技术。

技术领域

本发明涉及一种单电机驱动四滚筒人形杆展开机构，属于空间可折展机构技术领域。

背景技术

航天器在发射时，太阳帆紧密卷曲收藏在有效载荷舱中，在轨释放后，通过人形支撑杆展开机构驱动太阳帆沿预定方向展开，再利用人形支撑杆自身的结构特点实现太阳帆在轨成型。目前美国、德国等国家在太阳帆展开领域普遍采用了碳纤维材料制作的多种截面形状支撑杆，本发明采用的人形截面形状支撑杆采用碳纤维材料经特殊工艺制成，其截面为人形，具有截面方向可压缩的特性，截面压扁之后，人形支撑杆易于实现卷曲收拢；而展开时截面鼓起恢复形状时，整根杆具有很好的刚度。因此特别适合作为太阳帆的支撑杆，实现太阳帆卷曲、收藏或展开成形。目前的支撑杆展开机构采用支撑杆的一端始终以压扁状态固定在滚筒上，依靠一段较长的辅助支搾机构使支撑杆截面逐渐过渡到中空状态，从而保证较好的支撑刚度。这种展开方案控制简单，但需要较长的辅助支撑机构来保护支撑杆从压扁到中空的过渡段，体积大，占用大量空间，且支撑杆可收拢长度短，不能支撑较大的帆面积。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的支撑杆展开机构存在的支撑杆可收拢长度短，可支撑帆面积小的问题，进而提供的一种单电机驱动四滚筒人形杆展开机构。

本发明采用的技术方案是：一种单电机驱动四滚筒人形杆展开机构，它被分为四个区域，每个区域均由驱动装置，齿轮传动装置，滚筒传动装置，径向压紧装置和机构辅助支撑装置组成，所述驱动装置由驱动电机和减速器组成，所述齿轮传动装置由第一齿轮、第一联轴器、第一套筒、第二主轴、第二齿轮、第二轴承、第二套筒、第三齿轮、第三套筒、第三主轴、第四齿轮、第三轴承、第四套筒、第五齿轮、第五套筒、第四主轴、第六齿轮、第四轴承和第六套筒组成；所述滚筒传动装置由联轴器、上端盖、第五轴承、滚筒、下端盖、滚筒压盖组成；所述径向压紧装置由压紧架体、上定位螺钉、下定位螺钉、第一螺栓、第一螺母、弹簧、压紧滚动体组成；机构辅助支撑装置由四个支撑板、顶板、中板、底板组成；所述驱动电机的输出轴与减速器连接，所述减速器安装在中板上，所述减速器的输出轴通过中板的安装孔与中板上部的第一联轴器固接，所述第一齿轮安装在第一联轴器上，所述第一齿轮上部通过第一套筒与顶板连接，所述第二主轴、第三主轴、第四主轴的两端分别通过第二轴承、第三轴承、第四轴承安装在顶板与中板的支撑孔中，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第二齿轮与第三齿轮安装在第二主轴上，所述第二齿轮下部通过第二套筒固定在第二轴承上，所述第三齿轮上部通过第三套筒将第二轴承固定，所述第三齿轮与第四齿轮啮合，所述第四齿轮与第五齿轮安装在第三主轴上，所述第四齿轮上部通过第四套筒将第三轴承固定，所述第五齿轮下部通过第五套筒将第三轴承固定，所述第五齿轮与第六齿轮啮合，所述第六齿轮安装在第四主轴上，所述第六齿轮下部通过第六套筒将第四轴承固定；所述滚筒固装在上端盖与下端盖间，所述上端盖通过第五轴承安装在中板的支撑孔中，所述上端盖的输入轴通过联轴器与第四主轴连接，所述下端盖通过第五轴承安装在底板的支撑孔中；所述压紧架体上部与上定位螺钉连接，所述压紧架体下部与下定位螺钉连接，所述上定位螺钉通过中板上的通过孔安装在中板的上部，所述下定位螺钉通过底板上的通过孔安装在底板的下部，所述第一螺栓通过压紧架体与第一螺母连接，所述压紧滚动体安装在压紧架体间，且被第一螺栓通过；所述中板的下端面与底板上端面间固定有周向均匀分布在角边缘的四个支撑板。

其中，滚筒传动装置还包括一组2根导向滚柱和导向轴承，其中左侧一根导向滚柱的两端分别通过导向轴承安装在中板的下部和底板的上部，右侧一根导向滚柱的两端分别通过导向轴承安装在中板的下部和底板的上部。