申请/专利权人：西北工业大学

申请日：2020-10-18

公开（公告）日：2024-05-10

公开（公告）号：CN112202399B

主分类号：H02S20/32

分类号：H02S20/32;F24S30/48;H02S30/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.10#授权;2021.01.26#实质审查的生效;2021.01.08#公开

摘要：本发明提出一种可实现双自由度对日定向的太阳能帆板模块化能量单元，包括模块框架、太阳能帆板、控制太阳能帆板二维旋转的控制器和执行机构以及接口模块。太阳能帆板折叠后紧贴于立方星体侧表面，保证安装本模块后的星体仍属于标准尺寸，能够使用标准立方星弹射器发射，发射后再进行太阳翼展开并与转轴锁定，继而在俯仰、滚转两个通道进行转动，实现双自由度太阳追踪，提高光伏电池对太阳能的转化效率，增加相同太阳能帆板面积下的光伏产能；使用标准化的接口模块实现多太阳翼模块的组合工作与功率容量扩展，仅改变帆板长度和不同立方星截面下的机构配置，即可以独立模组的形式适配不同构型立方体卫星，简化立方星设计。

主权项：1.一种双自由度对日定向太阳能帆板立方星模块化能量单元，其特征在于：根据立方星端面布局，选择一个或多个所述能量单元安装于立方星端面；所述能量单元包括模块框架、太阳能帆板、控制太阳能帆板二维旋转的控制器和执行机构以及接口模块；所述模块框架采用立方星标准1U框架；控制太阳能帆板二维旋转的控制器和执行机构以及接口模块安装在模块框架中；根据立方星端面布局，在所述模块框架的一个或多个侧面布置有太阳能帆板；单个所述太阳能帆板的尺寸与N+1个立方星标准单元沿一个方向累加后的整体侧面尺寸匹配；所述太阳能帆板由各自对应的所述执行机构独立控制进行二维旋转，且太阳能帆板在展开前的起始状态时，与立方星侧表面完全贴合；所述太阳能帆板的光伏电池安装面上具有太阳敏感器，能够感知当前光伏电池的入射太阳光角度；根据当前光伏电池的入射太阳光角度，所述控制器能够控制执行机构驱动太阳能帆板二维旋转，使太阳能帆板光伏电池安装面的法线方向始终指向太阳；所述接口模块包括通信接口、电源接口和机械接口；所述通信接口所述能量单元与立方星进行通信，所述电源接口能量单元向立方星传输光伏电池产生的电能，所述机械接口用于连接能量单元与立方星；太阳能帆板二维旋转运动分为：太阳能帆板在长度方向一端进行的太阳能帆板展开俯仰运动，以及太阳能帆板整体绕长度方向的滚转运动；所述执行机构包括俯仰通道驱动电机以及太阳能帆板俯仰运动套管；所述俯仰通道驱动电机的驱动轴平行于所述模块框架的底面以及该执行机构所对应的模块框架侧面；所述俯仰通道驱动电机能够驱动太阳能帆板俯仰运动套管绕俯仰通道驱动电机驱动轴转动，且太阳能帆板俯仰运动套管的长度方向与俯仰通道驱动电机驱动轴垂直；所述太阳能帆板俯仰运动套管内沿套管长度方向安装有太阳能帆板滚转轴和滚转通道伺服电机；所述滚转通道伺服电机能够驱动太阳能帆板滚转轴绕自身轴线转动；所述太阳能帆板滚转轴一端与太阳能帆板滚转轴端盖固定连接，并能够带动太阳能帆板滚转轴端盖同步转动；所述太阳能帆板滚转轴端盖边缘与所述太阳能帆板长度方向一端边缘通过转动部件连接，且所述转动部件的转轴平行于俯仰通道驱动电机驱动轴；所述转动部件上安装有弹性驱动机构，所述弹性驱动机构能够驱动太阳能帆板绕转动机构转轴进行太阳能帆板展开俯仰运动至太阳能帆板面与太阳能帆板滚转轴平行，且太阳能帆板面与太阳能帆板滚转轴平行后，太阳能帆板长度方向端部与太阳能帆板滚转轴端盖顶紧限位，保持太阳能帆板面与太阳能帆板滚转轴平行状态；太阳能帆板展开过程中，太阳能帆板俯仰运动套管绕俯仰通道驱动电机驱动轴转动的时针方向，与太阳能帆板绕转动部件转轴转动的时针方向相反；太阳能帆板展开过程中，起始时所述弹性驱动机构驱动太阳能帆板绕转动机构转轴以角速度ω1转动，经延迟时间td后再控制太阳能帆板俯仰运动套管绕俯仰通道驱动电机驱动轴以角速度ω2转动，且ω1≥ω2。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西北工业大学 一种双自由度对日定向太阳能帆板立方星模块化能量单元

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD