[发明专利]一种新型柔性太阳电池阵展开装置

权利要求书

1.一种新型柔性太阳电池阵展开装置，其特征在于，该装置由同步伸展机构与中央驱动机构两部分组成；

所述同步伸展机构由柔性太阳电池阵帆板、展开机构、铰链机构、驱动机构、同步机构、锁定机构、顶盘、电阻式角位移传感器以及微型拉力传感器组成；

柔性太阳电池阵帆板通过螺栓与展开机构连接；铰链机构与顶盘、展开机构连接；铰链机构集成了驱动机构、锁定机构；顶盘连接中央驱动机构以及展开机构；电阻式角位移传感器安装在柔性太阳电池阵帆板之间，与展开机构同轴；微型拉力传感器与预紧力微调计串联安装于同步机构的同步带上；

所述中央驱动机构由伺服电机、传动系统、传动拉杆、丝杠以及盘型丝杠螺母组成；

伺服电机通过伺服电机安装座与顶盘连接；伺服电机输出轴通过联轴器与传动系统输入轴相连；传动系统输出轴通过联轴器与丝杠相连；传动拉杆沿周向与盘型丝杠螺母铰接，另一端与展开机构铰接。

2.根据权利要求1所述的一种新型柔性太阳电池阵展开装置，其特征在于，所述柔性太阳电池阵帆板为一面涂有非结晶硅的环状柔性薄膜基板材料，可以拆卸与更换；柔性太阳电池阵帆板由顶盘向外顺次编号为0号，1号，2号，3号，4号，0号柔性太阳电池阵帆板的尺寸为：外径×内径×厚度为1381.8mm×381.82mm×1mm，1号柔性太阳电池阵帆板的尺寸为：外径×内径×厚度为2587.8mm×1587.8mm×1mm，2号柔性太阳电池阵帆板的尺寸为：外径×内径×厚度为3791.8mm×2791.8mm×1mm，3号柔性太阳电池阵帆板的尺寸为：外径×内径×厚度为4995.8mm×3995.8mm×1mm，4号柔性太阳电池阵帆板的尺寸为：外径×内径×厚度为6231.8mm×5231.8mm×1mm。

3.根据权利要求1所述的一种新型柔性太阳电池阵展开装置，其特征在于，所述展开机构由沿顶盘周向等距分布的12条折叠肋系组成，每条折叠肋系由顶盘向外5根刚性肋板顺次组成，分别为第一刚性肋板，第二刚性肋板，第三刚性肋板，第四刚性肋板，第五刚性肋板，刚性肋板采用铝合金5032材料，刚性肋板的尺寸为532mm×60mm×30mm。

4.根据权利要求1所述的一种新型柔性太阳电池阵展开装置，其特征在于，所述铰链机构中公铰与母铰通过铰链转轴相连，铰链转轴一端安装铰链转轴固定螺母实现轴向固定；滑销插入滑销固定架上的通孔，并安装滑销固定螺母实现相对固定；滑销转轴穿过滑销固定架的另一通孔及母铰上相应的通孔，并安装滑销转轴固定螺母实现与母铰的相连；滑销弹簧片与滑销转轴固连；平面涡卷弹簧外档杆与母铰固结。

5.根据权利要求1所述的一种新型柔性太阳电池阵展开装置，其特征在于，所述驱动机构为安装于铰链机构中的平面涡卷弹簧；平面涡卷弹簧采用非接触型外端回转式，与铰链转轴固接，在柔性太阳电池阵帆板收拢时，处于压缩状态；释放后，平面涡卷弹簧驱动柔性太阳电池阵帆板展开。

6.根据权利要求1所述的一种新型柔性太阳电池阵展开装置，其特征在于，所述锁定机构采用安装在铰链机构上的凸轮柱销式锁定机构，能重复锁定与解锁；当整个柔性太阳电池阵展开形成平面阵列时，滑销在平面涡卷弹簧的驱动下插入母铰链上的凹槽内，完成锁定。

7.根据权利要求1所述的一种新型柔性太阳电池阵展开装置，其特征在于，所述同步机构由同步带轮、同步带、同步带轮安装座、螺栓组成；同步带轮通过螺栓与同步带轮安装座固结，同步带轮安装座通过螺栓与展开机构固结，同步带轮与展开机构同轴；

第一级同步机构的两个同步带轮分别固结在顶盘和第二刚性肋板上；第二级同步机构的两个同步带轮固结在第一刚性肋板和第三刚性肋板上；第三级同步机构的两个同步带轮固结在第二刚性肋板和第四刚性肋板上；第四级同步机构的两个同步带轮固结在第三刚性肋板和第五刚性肋板上；

同步带采用PU同步带，厚度为2mm，内含钢丝，弹性模量为206GPa。

8.根据权利要求1所述的一种新型柔性太阳电池阵展开装置，其特征在于，所述传动系统为直齿轮减速装置，由大齿轮、小齿轮、联轴器以及伺服电机安装座组成，大齿轮、小齿轮、轴系均采用两端固定的方式与支座相连，伺服电机安装座固定在顶盘上，采用闭式传动，对称支撑。

9.根据权利要求1所述的一种新型柔性太阳电池阵展开装置，其特征在于，所述顶盘采用铝合金5032材料，外径为240mm，厚度为10mm；传动拉杆采用铝合金5032材料，尺寸为200mm×20mm×10mm；盘型丝杠螺母采用铝合金5032材料，圆盘直径为240mm，厚度为16mm。