[发明专利]一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼

说明书

本发明公开了一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，包括：抬升机构、伸展机构、两个柔性太阳电池阵、压紧释放装置和箱体展开锁定机构；伸展机构顶部两端分别连接两个柔性太阳电池阵，底部与抬升机构连接；初始状态时，两个柔性太阳电池阵关于伸展机构对称；伸展机构和柔性太阳电池阵上分别设置有多个压紧点，压紧释放装置设置在相应的压紧点位置处，实现对伸展机构和柔性太阳电池阵的压紧；伸展机构顶部两端与第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵的连接位置处设置有箱体展开锁定机构，用于将柔性太阳电池阵向两侧展开到位并锁定。本发明具有收拢包络小、展开面积大、展开构型稳定的优点，适用于大功率航天器平台。

技术领域

本发明属于航天技术领域，尤其涉及一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼。

背景技术

随着我国航天技术发展，航天器对功率需求日益剧增。如通信卫星、电子侦察卫星等对发电功率需求超过了10kW，大型天基雷达卫星、深空探测电推进卫星对电能的需求高达40kW，我国未来空间站功率需求甚至达到了百千瓦量级。

以未来某型号空间站为例，该某型号空间站的三个舱(核心舱、实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ)需配合多套太阳电池翼共同使用，多套太阳电池翼作为空间站发电装置，以支撑空间站的正常运行。

目前，国内外现多采用刚性、半刚性的传统太阳电池翼。然而，传统太阳电池翼受制于收拢布局、展开方式、展开基频等约束条件，其展开面积和发电功率受到极大限制，很难在保证足够大展开面积的同时满足收拢包络要求和承载要求，存在收拢包络大、重量重、功率低等问题。

相对而言，柔性太阳电池翼具有高功率质量比和高功率体积比的技术优势，将成为大功率飞行器的优选方案之一。目前国内柔性太阳电池翼还未有在轨工程应用的先例。国际空间站采用了8个柔性太阳电池翼作为发电装置，使用四边形盘绕式伸展机构支撑双边柔性阵构型，太阳翼通过航天飞机运送至国际空间站，并通过航天员出舱进行组建和展开。日本ADEOS-II和HIMAT卫星采用了单边阵的柔性太阳电池翼构型，受限于收拢状态包络，展开后宽度方向的利用率不足，若要实现大面积展开则需要采用更长的伸展机构，动力学特征和承载能力较差。

综上，随着空间科学技术的飞速发展，各种大功率的科研设备对航天器平台的功率提出了更高、更大的需求，传统的刚性、半刚性太阳翼很难在保证大功率的情况下满足高刚度、轻质量、高收纳比等复杂使用要求，而传统的柔性太阳电池翼非全自动展开或者展开面积和刚度受限。因此，必须采用一种新型机械结构的柔性太阳电池翼。

发明内容

本发明解决的技术问题：克服现有技术的不足，提供一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，具有收拢包络小、展开面积大、展开构型稳定、功率质量比高的优点，适用于大功率航天器平台。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼，包括：抬升机构、伸展机构、柔性太阳电池阵、压紧释放装置和箱体展开锁定机构；其中，柔性太阳电池阵，包括：第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵；

伸展机构顶部两端分别连接第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵，底部与抬升机构连接；初始状态时，第一柔性太阳电池阵、第二柔性太阳电池阵、伸展机构之间平行，且第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵关于伸展机构对称；

伸展机构和柔性太阳电池阵上分别设置有多个压紧点，压紧释放装置设置在相应的压紧点位置处，通过在压紧点处施加压紧力，实现对伸展机构和柔性太阳电池阵的压紧；

伸展机构顶部两端与第一柔性太阳电池阵和第二柔性太阳电池阵的连接位置处设置有箱体展开锁定机构，用于将柔性太阳电池阵向两侧展开到位并锁定。

在上述伸展机构支撑双边阵的大面积柔性太阳电池翼中，抬升机构，包括：固定关节、转动关节、抬升机构驱动组件和锁定组件；