[发明专利]一种自适应热变形的空间展开同步机构

说明书

技术领域

本发明属于航天器附件同步展开控制技术领域，具体为一种自适应热变形的空间展开同步机构，是一种具有钢丝绳预紧张力自适应调整功能的太阳能电池阵展开同步机构。

背景技术

现代航天器上通常带有大型太阳能电池阵，考虑到运载工具空间的限制和在发射过程中承受较大的过载，在发射阶段航天器太阳能电池阵一般处于收拢状态，直到航天器与运载工具分离后，太阳能电池阵方可解锁展开。为保证各块太阳电池板能按预定轨迹运动并同步展开，太阳电池阵上一般都安装有展开同步机构，其中最常用的是绳索联动机构(CCL)。CCL由与展开机构铰链相固定的导索环和联动绳索组成，类似于一个带传动机构。在太阳能电池阵展开过程中，联动绳索的张力随展开过程会发生相应变化，张力变的太小会影响太阳能电池阵展开的同步性，而张力变的太大则会增大展开阻力矩。传统的解决方法是为展开同步机构联动绳索设定合适的预紧力。这种解决方法能使展开同步机构在较小的温差条件下具有较高的可靠性，但当空间环境温差变化剧烈时，尤其在低温条件下，因热变形引起的附加张力急剧增大，会达到甚至超出绳索材料的强度极限。

本发明提出的展开同步机构采用调整装置使联动绳索预紧张力在不同温度条件下自适应调整，有效减小了联动绳索的张力变化范围，提高了机构的温度环境适应性。

发明内容

要解决的技术问题

本发明主要用于解决展开同步机构联动绳索在太阳能电池阵展开过程中的张力变化范围过大的问题，尤其解决在低温或高温极限工况下联动绳索张力急剧变化的问题，使联动绳索张力变化保持在安全的范围内，提高机构展开的可靠性。

技术方案

在本发明的一个方面，本发明提出一种自适应热变形的空间展开同步机构，包括两个导索环、一套联动绳索；导索环上设有与太阳能电池阵转轴铰链连接的安装接口；两个导索环分别固定在太阳能电池阵的相邻两个转轴铰链上；联动绳索为封闭环形，以一定张紧力绕在两个导索环上；

其特征在于：

所述空间展开同步机构还包括若干套自适应调整装置；

每套自适应调整装置包括一个调整支座、两个导向轮、两个导向轮销轴、一个调整杆、一个调整弹簧、一个调整螺套和一个钢索限位板；调整支座上设置有与电池板侧面连接的安装接口；

两个导向轮分别通过导向轮销轴安装在调整支座上，其中对应第一导向轮的导向轮销轴上还安装有钢索限位板，对应第二导向轮的导向轮销轴在调整支座上的安装孔为长条孔；

所述调整杆穿过调整支座的安装面，所述安装面垂直于所述长条孔的长度方向；处于安装面一侧的调整杆为U型架结构，与对应第二导向轮的导向轮销轴固定配合；处于安装面另一侧的调整杆为圆柱结构，顶端固定调整螺套，圆柱结构上套有处于受压状态的调整弹簧，调整弹簧两端受安装面和调整螺套约束；

自适应调整装置固定安装在两个导索环之间的太阳能电池板侧面；位于导索环两侧的联动绳索分别穿过两个导向轮，其中联动绳索在第一导向轮外侧与第一导向轮配合，在第二导向轮内侧与第二导向轮配合。

进一步的优选方案，所述一种自适应热变形的空间展开同步机构，其特征在于：自适应调整装置的套数为偶数套，一半自适应调整装置与另一半自适应调整装置的安装方向相反。

进一步的优选方案，所述一种自适应热变形的空间展开同步机构，其特征在于：所述导索环径向环周设置有V型槽，轴向局部设有联动绳索防脱槽；所述联动绳索分为两段，每一段联动绳索上均设有防脱限位块与导索环上设置的防脱槽配合；两段联动绳索通过钢索接头连接成一个封闭环；所述钢索接头具有长度调整功能。

进一步的优选方案，所述一种自适应热变形的空间展开同步机构，其特征在于：钢索接头包括钢丝压环、左旋螺钉、右旋螺钉、左旋预紧螺母、右旋预紧螺母、调整螺母；左侧钢索穿过左旋螺钉一端安装孔，并通过钢丝压环固定；左旋螺钉另一端通过左旋预紧螺母连接在调整螺母左侧；右侧钢索穿过右旋螺钉一端安装孔，并通过钢丝压环固定；右旋螺钉另一端通过右旋预紧螺母连接在调整螺母右侧。

有益效果

本发明有效减小了同步机构运动中导索环两侧联动绳索张力的变化差异，提高了太阳能电池阵展开的同步性。

本发明采用可自适应调节的调整杆，有效解决了在低温或高温极限工况下联动绳索因热变形伸缩所致的张力急剧变化问题，提高了机构展开的可靠性，扩大了太阳能电池阵的展开温度适应范围。

本发明结构方案接口兼容性好，可拓展应用于其他类似的需同步展开的航天器展开机构中。