[发明专利]一种适用于空间环境的大展收比展开机构

说明书

本发明提供了一种适用于空间环境的大展收比展开机构，该展开机构包括上结构板、两组限位套、两组卷筒、两组带状弹簧、以及载荷安装板；其中，上结构板固定在探测器上，将展开机构整体与探测器固连；两组卷筒分别位于两限位套中，在电机驱动下两组卷筒联动回转，同步带动两组带状弹簧卷绕与释放；两组带状弹簧一端固定在卷筒上，伸出端与载荷安装板连接，带动载荷安装板上升及下降；载荷安装板用于负载任务的执行单元。本发明中展开机构，采用弧形截面带状弹簧作为核心零件，实现了展开机构的柔性收拢与刚性展开；收拢状态下的体积和长度均较小，展开后可得到具有一定刚度的支撑结构，解决了传统展开机构无法实现的大展收比、重量轻等技术难题。

技术领域

本发明属于深空探测技术领域，涉及一种展开机构，特别涉及一种适用于空间环境的大展收比展开机构。

背景技术

地外天体是人类了解宇宙及太阳系起源演变的重要载体，承载着丰富的科学信息，因此对地外天体进行采样返回具有重要的意义。

对地外天体开展采样前，须通过展开机构将采样器由探测器伸展至地外天体表面，并以一定压力将采样器压紧在地外天体表面，方可开始采样任务。但由于地外天体采样返回任务难度大，探测器上资源有限，对采样装置体积重量要求高，尤其要求采样装置的展开机构初始压紧收拢状态下的体积和长度要小，因此，传统机构中常用的丝杠、齿轮齿条等伸展形式无法满足收拢状态下的体积和长度要求，无成熟设计产品可借鉴。

综上，需设计新的大展收比展开机构以满足任务需求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种适用于空间环境的大展收比展开机构，采用弧形截面带状弹簧作为核心零件，实现了展开机构的柔性收拢与刚性展开；收拢状态下的体积和长度均较小，展开后可得到具有一定刚度的支撑结构，解决了传统展开机构无法实现的大展收比、重量轻等技术难题，从而完成本发明。

本发明的目的在于提供以下技术方案：一种适用于空间环境的大展收比展开机构，该展开机构包括上结构板、两组限位套、两组卷筒、两组带状弹簧、以及载荷安装板；其中，

上结构板固定在探测器上，将展开机构整体与探测器固连；

限位套固定在上结构板下方，其为单侧开口圆形套，其上的圆柱形周向结构起到限位作用，圆柱形周向结构末端连接下垂的直挡板，两直挡板均位于限位套的外侧端；

两组卷筒分别位于两限位套中，在电机驱动下两组卷筒联动回转，同步带动两组带状弹簧卷绕与释放；

两组带状弹簧一端固定在卷筒上，伸出端与载荷安装板连接，带动载荷安装板上升及下降；

载荷安装板用于负载任务的执行单元。

进一步地，带状弹簧的横截面为圆弧形，可卷绕卷筒成圆柱状，收纳在限位套中，也可完全展开成杆状，并承受轴向载荷。

进一步地，两组带状弹簧与载荷安装板对称安装。

进一步地，该展开机构还包括限位套下方的下结构板，该下结构板与上结构板之间为刚性固定，下结构板上开设非闭合的圆环状纵向通孔，纵向通孔的宽度小于带状弹簧固有的弧面高度，带状弹簧的伸出端通过纵向通过连接至载荷安装板上。

进一步地，下结构板下方围绕纵向通孔安装圆筒状导向套，导向套的内径为圆环状通孔的外径。

进一步地，导向套的末端加工锥面，锥面上窄下宽；载荷安装板上对应导向套安装有锥台，锥台的锥面与导向套的末端形成锥台-锥座配合。

进一步地，锥台与导向套的锥面上设置固体润滑膜。

本发明提供的一种适用于空间环境的大展收比展开机构，带来了有益的技术效果：