一种SAR卫星太阳翼定位设备的制作方法

一种sar卫星太阳翼定位设备
技术领域
[0001]
本实用新型涉及航天技术领域，尤其涉及一种sar卫星太阳翼定位设备。


背景技术：

[0002]
太阳翼在发射状态收拢于卫星星体，星箭分离后展开。对于高分辨率光学卫星，当太阳翼展开后的基频达不到规定值时，其图像分辨率和姿态控制精度都将受到严重影响。为了解决基频低的问题，通常采用支撑机构来提高展开刚度，以对太阳翼进行定位。但是支撑机构与展开机构在空间展开时，极易发生不共轴卡死现象，导致任务失败，且传统支撑机构结构零件数量多。通过连杆对太阳翼进行支撑，会占用多余的空间，而且也增加了太阳翼在太空中被太空垃圾碰撞的危险性。
[0003]
例如，中国专利cn 108327928 a公开了一体式太阳翼支撑机构以用来定位，包括星体支撑座、第一短支撑管、第一带状弹簧、第一长支撑管、第二带状弹簧、第二长支撑管、第三带状弹簧、第二短支撑管和太阳翼支撑座顺次胶结，星体支撑座固定在卫星星体上，太阳翼支撑座固定在太阳翼上；第一带状弹簧、第二带状弹簧和第三带状弹簧的上述的胶结均为内表面胶结；还包括一一对应胶结在第一带状弹簧、第二带状弹簧和第三带状弹簧两端外表面的六个封圈。该定位机构虽然结构零件数量少、结构简单、能够自展开自锁定，一个或多个同时使用均不易发生不共轴卡死现象，可靠性高。但是，杆状机构依然没有摆脱传统思维方式，容易被太空不明物体进行撞击和损坏，也比较占用空间。连杆定位机构仅适用于较大体积的卫星。sar卫星体积本身较小，如何能够不占用空间进行太阳翼定位是sar卫星没有解决的技术问题。
[0004]
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本实用新型时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本实用新型不具备这些现有技术的特征，相反本实用新型已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。


技术实现要素：

[0005]
针对现有技术之不足，本实用新型提供一种sar卫星太阳翼定位设备，包括sar卫星的星体和太阳翼，其特征在于，sar星体包括固定设置的翼座，在所述翼座与太阳翼之间设置有能够辅助太阳翼转动的辅助定位机构，所述辅助定位机构的第一固定板固定在所述翼座的内侧面，所述辅助定位机构的第二固定板固定在太阳翼的内侧面，所述第一固定板和所述第二固定板通过设置有扭簧的销轴连接在一起并在90度范围内进行相对转动以辅助太阳翼转动至目标位置，在翼座的外侧面设置有至少两个定位机构，与所述翼座连接的所述太阳翼端面的两端分别设置有凸出的且轴向为第一维度方向的第一定位孔，在所述两个第一定位孔之间的匹配位置处设置有两个轴向为第二维度方向的第二定位孔，其中，第一维度方向与第二维度方向垂直，在所述辅助定位机构的第一固定板与第二固定板接触的情况下，太阳翼与所述翼座之间的夹角为180度，所述定位机构的触发杆在太阳翼触碰时移
位，从而定位机构内的关联机构相应移位使得第一插销从第一维度方向进入第一定位孔定位，定位机构内的第二插销从第二维度方向进入第二定位孔定位。
[0006]
优选的，所述辅助定位机构的第一固定板设置有至少一个第一穿孔，第二固定板设置有至少一个第二穿孔，所述销轴依次穿过所述第一穿孔和所述第二穿孔，并且在第一穿孔和所述第二穿孔之间的所述销轴部分套设有至少一个扭簧，所述扭簧两边的凸出边分别和所述第一固定板和所述第二固定板的内侧面接触，所述第一固定板和所述第二固定板绕所述销轴相对转动，在转动最大角度时，所述第一固定板和所述第二固定板处于同一平面，侧壁接触。
[0007]
优选的，与所述第一固定板连接的所述第二固定板的一端设置有第一导线信号端，所述第一导线信号端的连出的信号线和星体内的中心机连接；与所述第二固定板连接的所述第一固定板的一端设置有第二导线信号端，所述第二导线信号端的连出的信号线和星体内中心机连接，当所述第一固定板和所述第二固定板展开呈180度时，第一导线信号端和第二导线信号端接触并连通。
[0008]
优选的，所述第一导线信号端与所述第一固定板接触的位置设置有绝缘层，所述第二导线信号端与所述第二固定板接触的位置设置有绝缘层。
[0009]
优选的，所述定位机构至少包括第一基座，在所述第一基座上设置有一体式连接的第一维度定位机构和第二维度定位机构，其中，第一维度定位机构和第二维度定位机构的壳体均为长方体，并且所述第一维度定位机构和所述第二维度定位机构的长轴及其延伸互相垂直。
[0010]
优选的，第一维度定位机构和第二维度定位机构之间设置有宽度与第一维度定位机构的宽度相等的第二孔槽，所述第二孔槽包括若干通孔，
[0011]
在所述第一维度定位机构的一侧的一端设置有第一孔槽，所述第一孔槽与所述第二维度定位机构相对设置于两端，
[0012]
所述第一维度定位机构、第二维度定位机构、所述第一孔槽和所述第二孔槽一体式设置。
[0013]
优选的，第一引导架通过螺钉紧固在第一孔槽上，第一引导架开设有第一引孔，第一引孔的轴线平行于第一基板；第二引导架和第三引导架均通过螺钉紧固在第二孔槽上，第二引导架开设有第二引孔，第三引导架开设有第三引孔；第二引孔与第三引孔同轴设置，第二引孔和第三引孔的轴线均平行于第一基板，且第二引孔的轴线与第一引孔的轴线垂直；第一支柱、第二支柱和第三支柱与所述第一维度定位机构侧边间距设置的三个支承孔分别过盈配合。
[0014]
优选的，所述第一维度定位机构的壳体为空腔壳体，壳体上设置有轴线平行于第二引孔的第一销孔和轴线平行于第一引孔的触发杆孔；第一销孔的侧部开设第一侧槽和第一限位槽，第一限位槽的轴线垂直于第一基座，第一侧槽的轴线平行于第一引孔的轴线。
[0015]
优选的，所述第二维度定位机构的壳体为空腔壳体，其壳体上设有轴线平行于第一引孔的第二销孔；第二销孔的侧部开设第二限位槽和两个第二侧槽，第二限位槽的轴线垂直于第一基座，第二侧槽的轴线平行于第二引孔；两个第二侧槽对称设置在第二销孔两侧。
[0016]
优选的，所述定位机构还包括第一插销、第三弹簧和第二插销，
[0017]
所述第一插销与第一销孔构成滑动副，并与第一销孔通过第三弹簧连接；第二插销与第二销孔构成滑动副，并与第二销孔通过第二弹簧连接；第一限位销底部的外螺纹与第一插销侧部的螺纹孔连接，第一限位销顶部伸出第一限位槽外；第二限位销底部的外螺纹与第二插销侧部的螺纹孔连接，第二限位销顶部伸出第二维度定位机构的壳体外。
[0018]
本实用新型的有益技术效果：
[0019]
通过两个彼此垂直维度的锁定和定位，能够更稳定的固定太阳翼，并且能够在太阳翼到达指定位置时，星体能够获得定位信息。本实用新型的体积更小，所占空间较小，并且不会形成延伸出太阳翼的目标体而被太空中的垃圾或陨石碰撞至损坏。
附图说明
[0020]
图1是定位机构的安装示意图；
[0021]
图2是sar卫星太阳翼定位设备的整体结构示意图；
[0022]
图3是辅助定位机构的结构示意图；
[0023]
图4是定位机构的结构示意图；
[0024]
图5是定位机构的局部结构示意图；
[0025]
图6是定位机构的俯视结构示意图；
[0026]
图7是定位机构的定位状态的俯视结构示意图
[0027]
图8是辅助定位机构的优选结构的展开状态变化示意图；和
[0028]
图9是辅助定位机构的优选结构示意图。
[0029]
附图标记列表
[0030]
100：定位机构；200：辅助定位机构；300：星体；400：太阳翼；
[0031]
102：翼座；103：销轴；104：压紧螺母；105：扭簧106：第一限位销； 107：第一引导架；108：第一固定销；109：第一连接杆；110：第一支柱； 111：第二连接杆；112：第二支柱；113：触发杆；114:曲柄；115：第三支柱；116：第二引导架；117：第一弹簧；118：第三引导架；119：第二固定销；120：第二限位销；121:第二弹簧；122:第二插销；123:第三弹簧； 124：第一插销；125：第一锁孔；126：第二锁孔；151：第一孔槽；152：第一维度定位机构；153：第二孔槽；154：第二维度定位机构；155：第一基座；1521：第一限位槽；1522：第一侧槽；1523：第一销孔；1524：触发杆孔；1541：第二限位槽；1542：第二侧槽；1543：第二销孔；211：第一固定板；201：第二固定板；304：外圈螺母；501：导轨；502：锁定孔；503：固定座；504：导柱；505：第四弹簧；601：第一导线信号端；602：第二导线信号端；603：绝缘层。
具体实施方式
[0032]
下面结合附图进行详细说明。
[0033]
一种具有太阳翼定位装置的合成孔径雷达卫星，至少包括合成孔径雷达卫星的星体300和太阳翼400，如图2所示。
[0034]
如图1所示，太阳翼400通过翼座102与星体300的外侧连接，其中，翼座102固定在星体300上，太阳翼400通过销轴103与翼座以可转动的方式连接。
[0035]
在翼座与太阳翼之间设置有能够辅助太阳翼转动的辅助定位机构，如图 3所示。辅助定位机构的第一固定板固定在翼座的内侧面，辅助定位机构的第二固定板固定在太阳
翼的内侧面，第一固定板和第二固定板通过设置有扭簧的销轴103连接在一起并在90度范围内进行相对转动以辅助太阳翼转动至目标位置。销轴103的末端设置有压紧螺母104，避免销轴脱落。辅助定位机构的优势在于，在星剑分离的时刻，能够基于弹力驱动太阳翼展开至定位位置进行定位，从而达到辅助定位的作用。
[0036]
与第一固定板连接的第二固定板的一端设置有第一导线信号端，第一导线信号端601的连出的信号线和星体内的中心机连接。与第二固定板连接的第一固定板的一端设置有第二导线信号端602。第二导线信号端602的连出的信号线和星体内中心机连接，当第一固定板和第二固定板展开呈180度时，第一导线信号端601和第二导线信号端602接触并连通，使得信号能够传输至星体内中心机。如此设置的优势在于，通过线路的连接和信号的传输，能够确定太阳翼已经到达定位位置。
[0037]
优选的，第一导线信号端为开关，第二导线信号端为开关片。当开关片插入开关时，信号连通并传输至星体内中心机。
[0038]
优选的，第一导线信号端601与第一固定板接触的位置设置有绝缘层 603，第二导线信号端602与第二固定板接触的位置设置有绝缘层603。绝缘层603为聚酰亚胺材质。通过绝缘层的设置，能够避免导线信号端与金属部件发生通电来扰乱信号连通的缺陷。通过绝缘设置，第一导线信号端 601只有和第二导线信号端602接触才能使信号连通。
[0039]
翼座102的凹槽中设置有双维度定位的至少两个定位机构100。与翼座102接触的太阳翼的一端的两侧分别延伸设置有与定位机构的位置匹配的用于第一维度定位的凸块，凸块设置有自身轴向与销轴103的轴向并行的第一锁孔125，第一锁孔125与第二维度垂直。两个第一锁孔125之间间隔设置有与定位机构的位置匹配的用于第二维度定位的两个第二锁孔126。第一锁孔125的轴向与第二锁孔126的轴向垂直。在太阳翼400展开至与翼座102同一平面的情况下，定位机构100在第一维度和第二维度进行定位。
[0040]
优选的，如图3和4所示，定位机构100至少包括第一基座155。在第一基座155上设置有一体式连接的第一维度定位机构152和第二维度定位机构154。其中，第一维度定位机构152和第二维度定位机构154的壳体均为长方体，并且第一维度定位机构152和第二维度定位机构154的长轴及其延伸互相垂直。
[0041]
第一维度定位机构152和第二维度定位机构154之间设置有宽度与第一维度定位机构152的宽度相等的第二孔槽153。第二孔槽153包括若干通孔。在第一维度定位机构152的一侧的一端设置有第一孔槽151。第一孔槽151与第二维度定位机构154相对设置于两端。第一维度定位机构152、第二维度定位机构154、第一孔槽151和第二孔槽153一体式设置。
[0042]
优选的，如图4和5所示，第一引导架107通过螺钉紧固在第一孔槽 151上，第一引导架开设有第一引孔，第一引孔的轴线平行于第一基板155。第二引导架116和第三引导架118均通过螺钉紧固在第二孔槽153上，第二引导架116开设有第二引孔，第三引导架118开设有第三引孔。第二引孔与第三引孔同轴设置，第二引孔和第三引孔的轴线均平行于第一基板155，且第二引孔的轴线与第一引孔的轴线垂直。第一支柱110、第二支柱112和第三支柱115与第一维度定位机构152侧边间距设置的三个支承孔分别过盈配合。第一支柱110、第二支柱112和第三支柱115与所第一孔槽151 位于第一维度定位机构152的同一侧。
[0043]
优选的，第一维度定位机构152的壳体为空腔壳体，壳体上设置有轴线平行于第二引孔的第一销孔1523和轴线平行于第一引孔的触发杆孔1524。第一销孔1523的侧部开设第
一侧槽1522和第一限位槽1521。第一限位槽1521的轴线垂直于第一基座155，第一侧槽1522的轴线平行于第一引孔的轴线。
[0044]
优选的，第二维度定位机构154的壳体为空腔壳体，其壳体上设有轴线平行于第一引孔的第二销孔1543。第二销孔1543的侧部开设第二限位槽 1541和两个第二侧槽1542。第二限位槽1541的轴线垂直于第一基座155，第二侧槽1542的轴线平行于第二引孔。两个第二侧槽1542对称设置在第二销孔1543两侧。
[0045]
优选的，定位机构100还包括第一插销124、第三弹簧123和第二插销122，第一插销124与第一销孔1523构成滑动副，并与第一销孔1523 通过第三弹簧123连接；第二插销122与第二销孔1543构成滑动副，并与第二销孔1543通过第二弹簧121连接；第一限位销106底部的外螺纹与第一插销124侧部的螺纹孔连接，第一限位销106顶部伸出第一限位槽 1521外；第二限位销120底部的外螺纹与第二插销122侧部的螺纹孔连接，第二限位销120顶部伸出第二维度定位机构154的壳体外。
[0046]
优选的，定位机构100还包括第一弹簧117、第一固定销108、第二固定销119、第一连接杆109和第二连接杆111。第一固定销108的一端设有一体成型的第一卡块。第一固定销108与第一引导架的第一引孔构成滑动副。第一卡块穿过第一侧槽1522并嵌入第一插销124侧部的卡槽内。第一连接杆109通过通孔以可转动的方式套设在第一支柱110上，第二连接杆 111通过通孔以可转动的方式套设在第二支柱112上，触发杆113以可滑动的方式穿过与触发杆孔1524且两端均伸出触发杆孔1524外。l形曲柄 114的折角处的通孔以可转动方式通过第三支柱115，其一端的滑槽与第二连接杆111的另一端通过销钉构成槽销副。第二固定销119的一端设有一体成型的第二卡块。第二固定销119贯穿第二引导架116和第三引导架118，第二卡块穿过朝内侧的第二侧槽1524并嵌入第二插销122侧部的卡槽内。
[0047]
第二固定销119未设有第二卡块的一端与l形曲柄114另一端的滑槽连接。第一弹簧117套置在第二固定销119上，一端与第二固定销119中部一体成型的凸环接触，另一端与第二引导架116接触。第一弹簧为压缩弹簧，提供预紧力使定位机构保持图6的初始状态。第二固定销119和第一弹簧装配过程如下：先将第一弹簧套入第二固定销119，再在第二固定销119的两端分别套入将第一引导架116和第二引导架118，最后将第一引导架116 和第二引导架118紧固于第二凹槽153上。
[0048]
定位机构100的优势在于，体积较小，仅占用太阳翼翼座的空间，不破坏太阳翼并且实现双维度方向的双向锁定。并且，定位机构通过曲柄和连杆的运动，同时触发径向插销和轴向插销的运动，从而实现定位，避免在翼座处设置不同维度的两套独立的定位机构，从而节省定位时间。
[0049]
本实用新型的辅助定位机构在驱动太阳翼展开后，一般情况下太阳翼在于翼座接触后由于冲击力振动而摆动，可能会出现在定位过程中，定位未完成时太阳翼摆动导致的定位失败。因此优选的，辅助定位机构可以设置有锁定功能以对太阳翼进行单侧面锁定。
[0050]
优选的辅助定位机构如图8和图9所示。在辅助定位机构本身的结构基础上，第一固定板211的两端固定设置有第一连接环212和端部连接筒213。第二固定板201的两端固定设置有第二连接环(由于角度问题，未示出)和端部连接片202。销轴103依次穿过第一连接环212、第二连接环、端部连接筒213和端部连接片202，并且通过压紧螺母104和外圈螺母304固定。优选的，销轴103与端部连接筒213通过关节轴承连接，从而增加销轴的活动自由
度。
[0051]
优选的，端部连接片202的边缘呈弧形结构，并且端部连接片202上设置有未贯穿片体的弧形导轨501。弧形导轨501的末端设置有锁定孔502。端部连接筒213的穿过锁定孔502的表面轴线上设置有两个固定座503。固定座503分布在端部连接筒213的两端。贯穿两个固定座503并且套设弹簧在两个固定座503之间的导柱504与两个固定座503的轴线平行。导柱504的一端抵接弧形导轨501并且能够在弧形导轨501中滑动。当导柱504在导轨501上滑动时，限位柱506与端部连接片202一端的固定座503分离，第四弹簧505处于压缩状态；当第一固定板和第二固定板展开呈180度时，导柱504和锁定孔502配合固定，限位柱506和端部连接片202一端的固定座503接触，第四弹簧505处于自然状态。这样实现了太阳翼的单侧面锁定，有助于减少太阳翼在刚与翼座接触时的振动，从而加快定位机构的定位。
[0052]
优选的，导柱504接触滑轨501的一端为锥状结构，有利于快速进入锁定孔502。优选的，本实用新型中未说明材质的部件可以是不锈钢部件或者钛合金部件。优选的，导柱504为钛合金部件。
[0053]
本实用新型的工作原理：
[0054]
太阳翼400处于压紧状态时，太阳翼400与星体300平行。第一固定板211通过内六角螺钉与卫星主框架连接，第二固定板通过安装螺钉安装在太阳翼上。太阳翼收拢状态时，对应卫星的发射段，此时第一固定板与第二固定板成90
°
垂直状态，此时第二固定板上的第一导线信号端601与第一固定板上的第二导线信号端602之间电阻为无穷大，对应星上信号为太阳翼收拢。在卫星脱离火箭即星剑分离时，太阳翼400受到销轴103的扭簧的扭矩的推力作用，向外展开。
[0055]
当第一固定板与第二固定板成180度平行状态且触碰后，第一导线信号端601与第二导线信号端602接触使得其之间电阻为零，对应星上信号为太阳翼展开到位，即太阳翼展开成功，从而确定太阳翼的展开定位。在辅助定位机构具有锁定功能的情况下，导柱进入锁定孔对太阳翼进行单侧面的锁定。此时，太阳翼400展开到与翼座102相对的端面触碰到触发杆113，触发杆113缩进带动第二连接杆111、曲柄114、第一连接杆19、第一固定销108和第二固定119移动。此时，太阳翼400上凸台的第一锁孔125 与第一销孔1523同轴。第二固定销119克服第一弹簧117弹力，沿着第二引导架116和第三引导架118向远离第二侧槽1542的方向滑动，第二卡块脱离第二插销122侧部的卡槽；第二插销122解除限制，在第二弹簧 121弹力作用下沿第二销孔1543弹出，并插入太阳翼400的第二锁孔126，直到第二限位销120被第二限位槽1541的端部限位，第二插销停止，完成径向定位，第二插销122弹出完成径向定位的状态如图7所示。
[0056]
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

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