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申请/专利权人：西北工业大学

摘要：本发明公开了一种卷绕式柔性太阳电池阵展收机构及方法，包括顶部卷轴装置、展收控制装置、根部横梁装置、压紧释放装置和太阳毯装置；顶部卷轴装置位于展收机构的顶部，为太阳毯装置的展开和收纳提供支持；展收控制装置，对称分布在展收机构两侧；根部横梁装置为电池阵的搭载提供固定位置并预留提供机械接口和电接口；压紧释放装置安装在根部横梁装置中的根部轭架上。本发明展收机构通过卷绕式构型设计提高电池阵质量比功率，通过双稳态复合材料支撑杆提供展开动力，具有轻质可靠、高收纳比、可重复展收和模块化易拓展等优势。

主权项：1.一种卷绕式柔性太阳电池阵展收机构，其特征在于，包括顶部卷轴装置、展收控制装置、根部横梁装置、压紧释放装置和太阳毯装置；所述顶部卷轴装置，位于展收机构的顶部，包括卷轴支架、压紧臂支架、卷轴圆管、芯轴、芯轴轴承和轴承安装座；所述卷轴圆管包括绕毯卷轴和绕杆卷轴；所述芯轴穿过卷轴支架和芯轴轴承贯穿卷轴圆管；所述顶部卷轴装置为太阳毯装置的展开和收纳提供支持；所述展收控制装置，对称分布在展收机构两侧，包括双稳态复合材料支撑杆、稳定杆、径向压紧约束机构和展收控速机构；所述双稳态复合材料支撑杆反向卷绕在绕杆卷轴上，利用绕杆卷轴自身储存的应变能提供展开动力，并在完全展开后提供刚性支撑；所述径向压紧约束机构一端通过臂支架连接轴与压紧臂支架相连，另一端连接稳定杆，约束反向卷绕后的双稳态复合材料支撑杆的径向自然膨胀变形，使其卷绕并实现定向伸展；所述展收控速机构控制电池阵的展开时间，并实现电池阵的展开后收回；所述根部横梁装置，位于展收机构的根部，与航天器本体相连，包括电机安装座、支撑杆压条、拉簧、拉簧连接架、卷轴限位件和根部轭架，为电池阵的搭载提供固定位置并预留提供机械接口和电接口；所述压紧释放装置，安装在根部横梁装置中的根部轭架上，包括绑绳、热刀模块和热刀模块安装座；电池阵收纳时，绑绳穿过热刀模块安装座的导线槽，并将卷轴圆管绑定在根部横梁装置的卷轴限位件上；电池阵展开时，热刀模块中的电阻通电发热，熔断绑绳后实现机构解锁；所述太阳毯装置，位于由顶部卷轴装置、双稳态复合材料支撑杆和根部横梁装置构成的矩形框架内部，包括传力梁、柔性基板和缓冲泡绵；所述传力梁端通过拉簧和根部横梁装置相连，另一端卷绕在顶部卷轴装置中的绕毯卷轴上；所述顶部卷轴装置中的卷轴支架一端和芯轴相连；所述压紧臂支架角度可变，一端和臂支架连接轴相连；所述卷轴支架和压紧臂支架的另一端均和稳定杆相连；所述径向压紧约束机构包括臂支架连接轴、簧片压紧组件、预紧组件、稳定杆支架；所述簧片压紧组件包括簧片连接件、压紧滚轮、滚轮限位环、滚轮子母铆钉和压紧簧片；所述簧片连接件按构型划分包括顶部簧片连接件、中部簧片公连接件、中部簧片母连接件、底部簧片公连接件和底部簧片母连接件；所述预紧组件包括预紧支架、预紧支架导向件、预紧滚轮、预紧滚轮连接轴、预紧扭簧和预紧扭簧连接轴；所述滚轮子母铆钉穿过簧片连接件、压紧滚轮和滚轮限位环；所述压紧簧片为Ω型金属弹片，通过平直段预留的通孔连接至前后的簧片连接件上，电池阵在展收过程中，双稳态复合材料支撑杆的卷绕径向厚度发生变化，压紧簧片的圆弧段随着径向厚度变化产生变形，通过压紧滚轮向反向卷绕状态的双稳态复合材料支撑杆提供径向压力；所述预紧组件处于径向压紧约束机构的底部，一端通过预紧支架导向件与簧片压紧组件相连，另一端通过稳定杆支架与稳定杆相连；所述预紧滚轮通过预紧滚轮连接轴和预紧支架相连，相切于双稳态复合材料支撑杆变形过渡区的内侧；所述预紧扭簧连接轴将预紧支架和稳定杆支架相连，预紧扭簧位于预紧扭簧连接轴上，一端嵌入预紧支架的圆孔，另一端相切于稳定杆支架，给预紧滚轮一定的预加载力；所述展收控速机构包括系绳、系绳固定环、控速电机和绳轮；所述系绳固定环安装于稳定杆左右两端，系绳一端和系绳固定环相连，另一端缠绕在绳轮上；所述控速电机安装在根部横梁装置的电机安装座上；所述绳轮通过顶丝固定在控速电机的输出轴上；所述根部轭架由外侧至内侧分别安装支撑杆调节座、支撑杆压条、拉簧连接架、压紧释放装置和电机安装座；所述拉簧连接架有多个，均布在根部轭架上，拉簧连接架的前端加工有多个小孔，不锈钢拉簧一端穿过小孔，另一端穿过传力梁上的金属夹扣和太阳毯装置相连；所述支撑杆压条安装于双稳态复合材料支撑杆固定端中部，中间压条宽度大于两边压条宽度；螺钉穿过支撑杆压条预留通孔圆孔，将双稳态复合材料支撑杆通过支撑杆调节座固定于根部轭架。

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