一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種小型航天器設(shè)備展開領(lǐng)域，特別是一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]未來小型航天器，尤其是微小衛(wèi)星，為適應天線、散熱器、太陽能電池陣以及其他設(shè)備的展開，需要結(jié)構(gòu)簡單、可靠、超輕量構(gòu)造、研制周期短的展開與鎖定一體化的展開機構(gòu)。
[0003]現(xiàn)有的鉸鏈裝置一般由驅(qū)動卷簧、軸承、鎖定等部分組成，此外還需要配合聯(lián)動裝置同時使用，結(jié)構(gòu)上較為復雜，此外鉸鏈還包含了受載的主體結(jié)構(gòu)，因此鉸鏈整體重量大，不適用于微小衛(wèi)星使用；鉸鏈軸承的設(shè)計、鎖定滑道，鎖定彈簧的壓緊力的設(shè)計和聯(lián)動裝置的調(diào)節(jié)等，都是影響鉸鏈展開過程的關(guān)鍵因素，對鉸鏈的展開可靠性產(chǎn)生影響；驅(qū)動彈簧的設(shè)計及加工過程復雜，表面另需要涂敷，驅(qū)動彈簧的質(zhì)量直接影響鉸鏈的展開性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，該展開機構(gòu)可以利用自身彎曲產(chǎn)生的應變能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自展開，在展開后依靠自身結(jié)構(gòu)提供所需要的鎖定力，達到自鎖定狀態(tài)，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的空間自展開、自鎖定運動。
[0005]本發(fā)明的上述目的是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的:
[0006]—種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，包括上基座、下基座和帶狀彈簧組件；其中上基座的下端面和下基座的上端面均為波浪形狀，上基座固定安裝在下基座的上方，彼此突起部分與凹陷部分相互配合嵌入；帶狀彈簧組件的兩端位于上基座與下基座相互配合的縫隙中。
[0007]在上述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，帶狀彈簧組件包含η個帶狀彈簧，帶狀彈簧截面為弧線形狀，每個帶狀彈簧的弧線形狀一致。
[0008]在上述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，帶狀彈簧組件中截面為凹形弧的帶狀彈簧安裝在上基座與下基座相互配合的凹形縫隙中；截面為凸形弧的帶狀彈簧安裝在上基座與下基座相互配合的凸形縫隙中，交替排列。
[0009]在上述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，截面為凹形弧的帶狀彈簧和截面為凸形弧的帶狀彈簧間距為0.05-0.3mm。
[0010]在上述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，所述的帶狀彈簧組件(3)每個帶狀彈簧為薄片結(jié)構(gòu)，厚度為0.05-0.35mm。
[0011]在上述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，η為不小于3的正整數(shù)。
[0012]在上述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，帶狀彈簧組件兩端與上基座、下基座的接觸部分涂膠，每個帶狀彈簧組件的兩端通過連接裝置與基座固定。
[0013]在上述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，帶狀彈簧組件采用高彈性材料。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
[0015](1)本發(fā)明首次采用基座、下基座、帶狀彈簧組件的組合作為展開機構(gòu)，帶狀彈簧利用利用自身彎曲產(chǎn)生的應變能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自展開，在展開后依靠自身結(jié)構(gòu)提供所需要的鎖定力，達到自鎖定狀態(tài)，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的空間自展開、自鎖定運動，加工過程簡單、工藝可靠、表面無需涂敷，力學性能穩(wěn)定，產(chǎn)品外觀、尺寸和力學性能的一致性好，且批產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定。
[0016](2)本發(fā)明中帶狀彈簧組件采用了截面為圓弧形狀的薄片結(jié)構(gòu)，兩端使用基座固定帶狀彈簧組件，展開過程中無摩擦，無潤滑，無需驅(qū)動裝置，提高了鉸鏈展開的可靠性，減輕了鉸鏈質(zhì)量，實現(xiàn)了鉸鏈利用自身形變產(chǎn)生的彈性能從而自展開的功能；
[0017](3)本發(fā)明中相鄰帶狀彈簧組件彎曲方向相反的固定在對應圓弧中，提高了結(jié)構(gòu)的展開可靠性和鎖定后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，實現(xiàn)了鉸鏈展開和鉸鏈鎖定一體化的功能，提高了鉸鏈展開的可靠性。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明微小衛(wèi)星展開機構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2為本發(fā)明微小衛(wèi)星展開機構(gòu)帶狀彈簧組件示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明微小衛(wèi)星展開機構(gòu)彎曲180°示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明微小衛(wèi)星展開機構(gòu)彎曲90°示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明微小衛(wèi)星展開機構(gòu)展開狀態(tài)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述:
[0024]如圖1所示為微小衛(wèi)星展開機構(gòu)的組成結(jié)構(gòu)圖，由圖可知，微小衛(wèi)星展開機構(gòu)包括上基座1、下基座2和帶狀彈簧組件3 ;其中上基座1的下端面和下基座2的上端面均為波浪形狀，上基座1固定安裝在下基座2的上方，彼此突起部分與凹陷部分相互配合嵌入；帶狀彈簧組件3的兩端位于上基座1與下基座2相互配合的縫隙中。
[0025]帶狀彈簧組件3包含η個帶狀彈簧，η為不小于3的正整數(shù)，本實施例中設(shè)置了 3個帶狀彈簧，帶狀彈簧組件3中截面為凹形弧的帶狀彈簧安裝在上基座1與下基座2相互配合的凹形縫隙中；截面為凸形弧的帶狀彈簧安裝在上基座1與下基座2相互配合的凸形縫隙中，交替排列。
[0026]截面為凹形弧的帶狀彈簧和截面為凸形弧的帶狀彈簧間距為0.05-0.3mm。
[0027]帶狀彈簧組件3兩端與上基座1、下基座2的接觸部分涂膠，每個帶狀彈簧組件3的兩端通過連接裝置與基座固定。
[0028]如圖2所示為微小衛(wèi)星展開機構(gòu)中帶狀彈簧組件示意圖，由圖可知，帶狀彈簧截面為弧線形狀，每個帶狀彈簧的弧線形狀一致。
[0029]所述的帶狀彈簧組件3每個帶狀彈簧為薄片結(jié)構(gòu)，厚度為0.05-0.35_。
[0030]帶狀彈簧組件3采用高彈性材料。
[0031]在上基座1和帶狀彈簧組件3上表面及下基座和帶狀彈簧組件3下表面接觸的部分涂膠，以保證帶狀彈簧組件3在工作狀態(tài)時不會竄動，每一帶狀彈簧組件3的兩端使用螺釘將其與基座固定，保證帶簧的安裝精度，并保證帶簧在工作中不發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形。
[0032]如圖3所示為微小衛(wèi)星展開機構(gòu)彎曲180°示意圖示意圖，由圖可知，在地面安裝中，將帶狀彈簧組件3彎曲至相應的展開角度，帶狀彈簧組件3的彎曲角度最大為180°。展開機構(gòu)一端固定安裝，展開機構(gòu)另一端和展開負載相連，并將展開負載在該位置鎖定。此時，帶狀彈簧組件3為彎曲狀態(tài)，帶狀彈簧組件3內(nèi)積蓄應變能。
[0033]如圖4所示為微小衛(wèi)星展開機構(gòu)中彎曲90°示意圖，由圖可知，在地面安裝中，將帶狀彈簧組件3彎曲至相應的展開角度，彎曲90°時，展開機構(gòu)一端固定安裝，另一端和展開負載相連，并將展開負載在該位置鎖定。此時，帶狀彈簧組件3為彎曲狀態(tài)，帶簧內(nèi)積蓄應變能。
[0034]如圖5所示為微小衛(wèi)星展開機構(gòu)展開狀態(tài)的示意圖，由圖可知，在空間運行，負載解鎖后，帶狀彈簧組件3在自身儲備的能量的驅(qū)動下自行展開，釋放積蓄的能量，并逐漸恢復平直狀態(tài)，帶動負載展開到位，直至3條帶狀彈簧組件3達水平狀態(tài)，展開過程結(jié)束。
[0035]微小衛(wèi)星展開機構(gòu)的工作原理如下:將帶狀彈簧組件3彎曲，帶狀彈簧組件3在彎曲過程中屈曲，材料大變形，帶狀彈簧組件3內(nèi)積聚了應變能，在所需的彎曲角度將帶狀彈簧組件3固定；在帶狀彈簧組件3的釋放過程中，帶狀彈簧組件3應變能釋放，從彎曲狀態(tài)恢復帶狀彈簧組件3初始構(gòu)型，帶狀彈簧組件3展開的同時帶動其他負載展開，完成驅(qū)動展開的功能，在展開到位后，帶狀彈簧組件3的幾何結(jié)構(gòu)構(gòu)型使得單片帶狀彈簧組件3的反向彎曲的臨界彎矩遠大于正向彎曲的臨界彎矩，帶狀彈簧組件3利用自身結(jié)構(gòu)鎖定，保持較高剛度，完成鎖定功能。
[0036]本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，其特征在于:包括上基座(1)、下基座(2)和帶狀彈簧組件(3);其中上基座(1)的下端面和下基座(2)的上端面均為波浪形狀，上基座(1)固定安裝在下基座(2)的上方，彼此突起部分與凹陷部分相互配合嵌入；帶狀彈簧組件(3)的兩端位于上基座(1)與下基座(2)相互配合的縫隙中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，其特征在于:帶狀彈簧組件(3)包含η個帶狀彈簧，帶狀彈簧截面為弧線形狀，每個帶狀彈簧的弧線形狀一致。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，其特征在于:帶狀彈簧組件(3)中截面為凹形弧的帶狀彈簧安裝在上基座(1)與下基座(2)相互配合的凹形縫隙中；截面為凸形弧的帶狀彈簧安裝在上基座(1)與下基座(2)相互配合的凸形縫隙中，交替排列。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，其特征在于:截面為凹形弧的帶狀彈簧和截面為凸形弧的帶狀彈簧間距為0.05-0.3_。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，其特征在于:所述的帶狀彈簧組件(3)每個帶狀彈簧為薄片結(jié)構(gòu)，厚度為0.05-0.35_。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，其特征在于:η為不小于3的正整數(shù)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，其特征在于:帶狀彈簧組件(3)兩端與上基座(1)、下基座(2)的接觸部分涂膠，每個帶狀彈簧組件(3)的兩端通過連接裝置與基座固定。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，其特征在于:帶狀彈簧組件(3)采用高彈性材料。
【專利摘要】一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，涉及一種小型航天器設(shè)備展開領(lǐng)域，包括上基座、下基座和帶狀彈簧組件；上基座對稱固定在下基座的上方，帶狀彈簧組件位于上基座與下基座之間的縫隙中，上基座和下基座之間配合的間隙分由三段圓弧組成，在對稱放置時，上基座和下基座形成的縫隙用于安裝帶狀彈簧組件，圓弧的弧度和帶狀彈簧組件的弧度一致，帶狀彈簧組件可以向正反兩個方向彎曲，本發(fā)明提供一種微小衛(wèi)星展開機構(gòu)，該展開機構(gòu)可以利用自身彎曲產(chǎn)生的應變能實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自展開，在展開后依靠自身結(jié)構(gòu)提供所需要的鎖定力，達到自鎖定狀態(tài)，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的空間自展開、自鎖定運動。
【IPC分類】F16C11/04, B64G1/10, F16C11/12
【公開號】CN105370713
【申請?zhí)枴緾N201510811860
【發(fā)明人】肖燕妮, 姚旗, 田昀, 韓建超, 崔超, 馬永, 趙琳娜, 高鵬, 黎昱
【申請人】北京衛(wèi)星制造廠
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年11月20日