[发明专利]一种皮卫星太阳能帆板双自由度转动模拟装置

说明书

本发明公开了一种皮卫星太阳能帆板双自由度转动模拟装置，包括太阳能帆板以及两个自由度的驱动模块，还包括：导轨固定座；下导轨，通过所述导轨固定座固定；上导轨，位于所述下导轨的上方并通过所述导轨固定座固定；滑环，套在所述太阳能帆板外周并安装在所述下导轨和上导轨之间；上滑块，固定在所述滑环的顶部且与所述上导轨滑动配合；下滑块，固定在所述滑环的底部且与所述下导轨滑动配合；两个万向轮组件，与所述滑环配合安装，所述太阳能帆板的两侧分别与其中一个万向轮组件固定，所述驱动模块驱动所述驱动太阳能帆板自转同时在上导轨和下导轨之间滑动；本发明通过纯机械结构来模拟帆板的双自由度转动，结构简单，工作稳定，研制成本低。

技术领域

本发明涉及太阳能帆板转动模拟技术领域，特别涉及一种皮卫星太阳能帆板双自由度转动模拟装置。

背景技术

太阳能帆板转动控制系统是卫星的关键系统之一，它是卫星本体与太阳能帆板之间能量交换的通道，也是卫星能量来源的基础。随着卫星尺寸越来越小，皮卫星成为热门话题，在重量轻、载荷小的皮卫星上，太阳能帆板转动控制系统从根本上影响着皮卫星的寿命和可靠性。而现在的皮卫星太阳能帆板转动控制系统还尚未成熟，依然有对日精度不高、体积大、重量重、寿命短等不足。

太阳能帆板转动控制系统是调节太阳能帆板转动、保证定向对日的关键系统。目前比较常见的太阳能帆板转动控制系统是单自由度的，但随着各类技术的提升，双自由度太阳能帆板转动控制系统也越来越多。相比单自由度机构，双自由度机构对日定向能力更强，几乎能够随机达到最大日照面积，很大程度上提高了卫星的能源获取量，从而延长卫星寿命，同时可以增加星载设备的能耗或者种类以更好地完成各类任务，进化成为更多功能的卫星。

航天系统部组件的可靠性要求是很严苛的，因此太阳能帆板转动控制系统的地面试验的验证是至关重要的。由于卫星在轨后帆板几乎不受重力的影响，如何有效模拟太阳能帆板的在轨转动，是急需解决的问题。由于一般皮卫星上所用电机的转矩小于0.9Nm，对于臂长大于0.36m，重量大于2.5kg的帆板来说，在地面受重力的情况下无法让电机直接带动帆板转动，因此急需开发一个能有效减小阻碍力矩的方法来解决无法在地面验证帆板双自由转动的装置。

发明内容

本发明提供了一种皮卫星太阳能帆板双自由度转动模拟装置，结构简单，运行可靠，开发成本低，可以有效在地面验证太阳能帆板双自由度转动。

一种皮卫星太阳能帆板双自由度转动模拟装置，包括太阳能帆板以及两个自由度的驱动模块，还包括：

导轨固定座；

下导轨，通过所述导轨固定座固定；

上导轨，位于所述下导轨的上方并通过所述导轨固定座固定；

滑环，套在所述太阳能帆板外周并安装在所述下导轨和上导轨之间；

上滑块，固定在所述滑环的顶部且与所述上导轨滑动配合；

下滑块，固定在所述滑环的底部且与所述下导轨滑动配合；

两个万向轮组件，与所述滑环配合安装，所述太阳能帆板的两侧分别与其中一个万向轮组件固定，所述驱动模块驱动所述驱动太阳能帆板自转同时通过驱动所述太阳能帆板带动滑环在上导轨和下导轨之间滑动。

本发明装置能有效减小阻碍力矩的来解决无法在地面验证帆板双自由转动的装置。

驱动模块包括一个自由度带动太阳能帆板自转，一个自由度驱动所述太阳能帆板带动滑环在上导轨和下导轨之间滑动，上下轨道可以采用直轨或者弯轨，针对太阳能帆板的运动，驱动模块一般采用Sada(Solar array drive assembly)，有两个自由度，一个自由度能360°转动，另外一个自由度能±90°转动，所述360°转动是在滑环里面进行，所述±90°转动是在轨道里面进行。