本發明涉及航天器太陽能電池帆板鎖定機構,具體涉及一種蜂巢式太陽能電池帆板鎖定機構。
背景技術:
1、太陽能電池帆板是航天器在軌運行的主要能源,為滿足發射階段的空間限制,帆板多使用鎖定機構,需先折疊收攏,入軌后再展開并鎖定至工作位置。目前,市場上的鎖定機構普遍采用扭簧驅動,配合轉軸、軸套、鎖止槽和鎖止銷等結構實現機械鎖定。然而,在帆板展開到位瞬間,由于扭簧驅動力矩和帆板轉動慣量較大,鎖止銷與鎖止槽、活動鉸鏈與固定鉸鏈之間會發生劇烈的剛性碰撞。這種沖擊不僅影響航天器姿態穩定,還容易導致轉軸、鎖止結構和彈簧等部件發生疲勞損傷,影響機構在軌壽命。
2、為增強抗沖擊能力,現有技術多采用增加結構強度或增設阻尼器的方式。但增加強度會增加重量,不符合輕量化要求;而傳統阻尼器結構復雜,空間環境下的可靠性難以保證,且可能影響機構展開的順暢性。
3、因此,如何在有效吸收和耗散鎖定過程中的沖擊動能、保護機構部件的同時,保證軸套與轉軸之間相對轉動的靈活性,兼顧運動性能與抗碰撞效果,是當前亟待解決的技術問題。
技術實現思路
1、本發明提供一種蜂巢式太陽能電池帆板鎖定機構,解決現有鎖定機構震動幅度過大或運動不順暢的技術問題。
2、本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種蜂巢式太陽能電池帆板鎖定機構,包括:固定鉸鏈、活動鉸鏈、轉軸、扭簧、鎖止套、限位套、壓簧及鎖環,所述固定鉸鏈上固定有固定套;所述活動鉸鏈上固定有活動套,所述活動套與所述固定套相對布置且其內均嵌固有蜂巢盤,兩個所述蜂巢盤上均設有軸孔和多個蜂巢孔;所述轉軸轉動在兩個所述軸孔內;所述扭簧套設在所述轉軸外且其兩扭臂分別固定在所述固定鉸鏈和所述活動鉸鏈上,以在所述扭簧自然狀態下疊置所述固定鉸鏈和所述活動鉸鏈;所述鎖止套的一端固定在所述活動套遠離所述固定套的一端且其另一端設有鎖止槽;所述限位套與所述鎖止套間隔相對布置且固定在所述固定鉸鏈上;所述轉軸的一端轉動穿出所述鎖止套和所述限位套;所述壓簧位于所述鎖止套和所述限位套之間且套設在所述轉軸外,其一端與所述限位套接觸;所述鎖環位于所述壓簧和所述鎖止套之間且滑動套設在所述轉軸上,所述鎖環對應所述鎖止套的一端固定有鎖止銷且其與所述壓簧的另一端接觸,以在所述壓簧自然狀態下,推動所述鎖止銷插入所述鎖止槽內,鎖定展開的所述固定鉸鏈和所述活動鉸鏈。
3、本發明的有益效果是:通過在固定套和活動套內嵌固蜂巢盤,利用其蜂巢結構的能量耗散特性,有效吸收并衰減展開鎖定瞬間的剛性碰撞沖擊力,顯著抑制振動,保護轉軸、鎖止結構等部件免受疲勞損傷,延長機構在軌壽命;同時,在固定套和活動套內嵌固帶有蜂巢孔的蜂巢盤,利用蜂巢結構比強度高、比重小的特點,在不增加整體重量的前提下顯著增強了鉸鏈連接處的結構強度,滿足了航天器對輕量化和高可靠性的雙重需求。
4、在上述技術方案的基礎上,本發明還可以做如下改進。
5、進一步,所述鎖止槽的槽壁自槽底至槽口方向依次向遠離槽中線的方向傾斜布置,以便于所述鎖止銷滑入或滑出所述鎖止槽。
6、采用上述進一步的有益效果是:鎖止槽槽壁的傾斜設計,可以減少鎖止銷與槽口邊緣的接觸面積和撞擊角度,使鎖止銷更順暢地插入鎖止槽內。
7、進一步,還包括多個擋圈,所述固定套為間隔分布的多個,所述活動套為間隔分布的多個,多個所述固定套分別與多個所述活動套相鄰布置;多個所述擋圈分別固定在相鄰的所述固定套和所述活動套之間;所述轉軸轉動穿過多個所述擋圈。
8、采用上述進一步的有益效果是:利用擋圈置于固定套和活動套之間,可以防止固定套或活動套內的蜂巢盤異常脫落,提升鎖定機構的穩定性和可靠性。
9、進一步,還包括兩個墊片螺母,所述轉軸的兩端均設有螺紋;兩個所述墊片螺母分別螺紋連接在所述轉軸的兩端且分別與所述限位套和所述活動套接觸。
10、進一步,多個所述蜂巢孔的橫截面均為正六邊形。
11、進一步,兩個所述蜂巢盤均選用耐高溫、抗空間輻射和抗疲勞的材料。
1.一種蜂巢式太陽能電池帆板鎖定機構,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的一種蜂巢式太陽能電池帆板鎖定機構,其特征在于,所述鎖止槽(51)的槽壁自槽底至槽口方向依次向遠離槽中線的方向傾斜布置,以便于所述鎖止銷(12)滑入或滑出所述鎖止槽(51)。
3.根據權利要求1所述的一種蜂巢式太陽能電池帆板鎖定機構,其特征在于,還包括多個擋圈(13),所述固定套(9)為間隔分布的多個,所述活動套(10)為間隔分布的多個,多個所述固定套(9)分別與多個所述活動套(10)相鄰布置;多個所述擋圈(13)分別固定在相鄰的所述固定套(9)和所述活動套(10)之間;所述轉軸(3)轉動穿過多個所述擋圈(13)。
4.根據權利要求1所述的一種蜂巢式太陽能電池帆板鎖定機構,其特征在于,還包括兩個墊片螺母(14),所述轉軸(3)的兩端均設有螺紋;兩個所述墊片螺母(14)分別螺紋連接在所述轉軸(3)的兩端且分別與所述限位套(6)和所述活動套(10)接觸。
5.根據權利要求1所述的一種蜂巢式太陽能電池帆板鎖定機構,其特征在于,多個所述蜂巢孔(112)的橫截面均為正六邊形。
6.根據權利要求1所述的一種蜂巢式太陽能電池帆板鎖定機構,其特征在于,所述蜂巢盤(11)均選用耐高溫、抗空間輻射和抗疲勞的材料。