【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星展开，尤其涉及一种卫星铰链展开装置。
技术介绍
1、卫星结构日益面临着多型化的需求，而这又与有限的运载容积和能力之间存在着矛盾，解决的方法是采用各种合理的空间展开结构。国外为此进行了大量的研究工作，取得了诸多成果，形成了缠绕肋天线、径向肋天线、环柱天线、单元构架式天线等多种类型的天线展开结构形式。
2、目前国内也有多家研究机构和大学也开展了卫星天线展开技术的研究，且所研究的天线结构类型都集中在径向肋天线、单元构架式天线方面，且目前市面上大多数展开机构产品虽然有体积相对小型化的产品，但由于材料的特殊性等一系列问题导致整体展开机构成本较高或试验开展较为困难。现有产品中难以找到一款相对结构简易、成本低的天线展开结构。
3、现有技术中如公告号为cn215818040u的专利文献提出了一种用于太阳能电池帆板展开自锁的铰链，该铰链虽然能够对卫星的展开的帆板进行锁定，但是其自锁是依赖于母铰上的锁舌和公铰上的锁孔实现，且该锁孔和锁舌的尺寸较小，一旦该公铰和母铰因外界干扰等因素发生微小的位置错位，或是公铰或母铰的转动速度较快，极易导致锁舌无法与锁孔正常配合或是锁舌不能及时卡入锁孔之内。以上因素不仅会使得铰链失去防止母铰或公铰回弹的锁定功能，还失去了防止母铰或公铰过度转动的功能，结构稳定性较差。此外，由于锁舌和锁孔的相互配合是该铰链中的唯一锁定方式，这意味着受到外界干扰而产生正向或逆向转动趋势的公铰会给锁舌施加垂直于锁舌延伸方向的正向或逆向的两个方向上的剪切力，这种剪切力的方向交替重复变化极易导致金属疲劳破
4、现有技术中如公布号为cn113895658a的专利文献提出了一种卫星帆板展开机构及微小卫星，卫星帆板展开机构包括：固定铰，与卫星本体连接；转动铰，转动铰包括第一铰接部以及与第一铰接部连接的连接部，第一铰接部铰接于固定铰，连接部连接有卫星帆板；第一固定件，设置于转动铰的表面；第二固定件，设置于固定铰的表面；驱动件，驱动件的一端与第一固定件连接，驱动件的另一端与第二固定件连接。该卫星帆板展开机构虽然利用了设置在固定铰上的限位挡板对第一铰接部的位置进行限位，进而可以阻挡转动铰进一步转动，但由于该限位挡板设置位置与驱动件的设置位置在空间内存在交错重叠，可能出现转动铰展开过程中由于展开机构自身的晃动或外界条件的干扰而出现驱动件中簧圈间的缝隙卡合在限位挡板上的意外情况，从而影响到驱动件的正常形变，进而导致卫星帆板展开失败或出现驱动件损坏的问题。
5、此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本专利技术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，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。
技术实现思路
1、针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种卫星铰链展开装置，尤其是一种能快速自锁的卫星铰链展开装置，旨在解决现有技术中的一个或多个技术问题。
2、为了实现空间结构的快速展开与收纳，现有技术已经出现诸多将展开机构应用在空间设备上的技术方案。例如，公开号为cn105673677a的专利文献公开了一种太阳能电池帆板展开锁定机构，其中的固定铰链通过上固定轴套和下固定轴套与旋转轴连接，活动铰链通过上活动轴套和下活动轴套与旋转轴铰接，上活动轴套的下端依次设有套设于旋转轴上的锁舌和锁定压簧，锁定压簧的下端与连接在固定铰链上的支撑板抵接，锁舌上设有锁定销，上活动轴套的下端设滑槽，滑槽的底部设有锁定槽；扭簧套设于旋转轴的下端、并两端分别与固定铰链和太阳能电池帆板连接，扭簧的上下两端分别通过固定铰链的下固定轴套和与固定铰链连接的限位板轴向限位。该技术方案的帆板展开部分的驱动扭簧与帆板锁定部分的锁定压簧同轴安装于旋转轴上，通过改变活动铰链端部滑槽的角度来调整帆板展开的锁定角度。然而，该技术方案中用于在帆板展开后进行帆板锁定的锁定销结构的运动方向与电池帆板的转动轴线平行，其具体的锁定位置需要根据锁定销与上活动轴套下端滑槽的斜面之间的位置关系进行确定，无法根据展开部件的具体角度对锁定位置进行控制。进一步地，现有技术中的卫星展开机构中常用电机驱动、液压驱动、气压驱动等复杂的动力源设施提供展开动力，体积和重量增加得较多，不利于展开机构的小型化，而小型的卫星展开机构由于锁定装置尺寸较小，通常采取利用弹性力将锁舌弹入到对应的锁孔中的简单机械结构实现铰链自锁，这种锁定方式受外界环境干扰的影响较大，一旦发生微小的结构错位则会导致展开机构丧失自锁能力，结构稳定性不佳，甚至也会因为展开速度过快，导致锁舌不能及时卡入锁孔之内，进而导致自锁失败的情况，这限制小型卫星展开结构的展开速度。
3、因此，本专利技术针对上述技术问题提出了一种卫星铰链展开装置，包括与卫星结构固定侧和活动侧连接的铰链模块，铰链模块包括与卫星结构固定侧连接的铰链固定端以及与卫星结构活动侧连接且与铰链固定端转动连接的铰链活动端。在铰链活动端转动至预设角度的情况下，设置于铰链固定端中的滑销向着铰链活动端所在的方向弹出，并以其端部伸入设置在铰链活动端的转盘上的卡口的方式阻止铰链活动端回弹，且设置于铰链活动端的限位螺钉以其与铰链固定端抵接的形式阻止铰链活动端继续转动。本专利技术的铰链展开装置通过滑销和限位螺钉的双重设置，以分别实现展开装置的防止铰链活动端回弹的功能以及防止铰链活动端过度旋转的功能，两者的结合共同达成了“自锁”的功能需求。限位螺钉的设置还能避免由于铰链活动端的转速较快，滑销不能及时弹出导致锁定失败的问题。
4、本专利技术卫星结构将自锁需求进行拆分，通过分别设置防止铰链活动端回弹的滑销以及防止铰链活动端过度旋转的限位螺钉的方式减轻了两种组件各自的负担，提升了展开装置的使用寿命。同时功能的拆分使得滑销等相关锁定组件能在铰链固定端背离卫星结构固定侧的一面设置，在不影响到卫星结构正常展开的基础上具有更为宽广的设置空间，使得其能更为自由地根据实际条件选择设置尺寸的大小。通过适当增加锁定组件的尺寸，不仅能够提升其容错能力，不会因为外界干扰等因素导致的微小结构错位而失去锁定能力，还能够借助更大的尺寸提升组件自身的结构强度，以此获得更强的抵抗变形的能力。
5、根据一种优选的实施方式，铰链固定端和铰链活动端通过转动模块转动连接，转动模块包括销轴，销轴以穿过设置于铰链固定端上的固定端安装孔与设置于铰链活动端的活动端安装孔的方式将铰链固定端和铰链活动端连接，铰链活动端能以销轴为转动轴做翻转运动。铰链活动端和铰链固定端通过销轴建立联系，销轴同时穿过了活动端安装孔和固定端安装孔，使得铰链活动端以销轴为旋转轴，可相对于铰链固定端做旋转运动，以实现卫星结构固定侧和活动侧的分离。
6、根据一种优选的实施方式，铰链固定端设置有固定端安装孔，固定端安装孔的外壁面包括彼此相连的圆弧面和平整面，限位螺钉的头部通过与固定端安装孔的平整面接触的方式防止铰链活动端过度旋转，固定本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种卫星铰链展开装置，用于卫星结构的展开，包括与卫星结构固定侧和活动侧连接的铰链模块(100)，
2.根据权利要求1所述的展开装置，其特征在于，所述铰链固定端(120)和所述铰链活动端(110)通过转动模块(200)转动连接，所述转动模块(200)包括销轴(210)，所述销轴(210)以穿过设置于所述铰链固定端(120)上的固定端安装孔(121)与设置于所述铰链活动端(110)的活动端安装孔(111)的方式将所述铰链固定端(120)和所述铰链活动端(110)连接，所述铰链活动端(110)能以所述销轴(210)为转动轴做翻转运动。
3.根据权利要求1或2所述的展开装置，其特征在于，所述铰链固定端(120)设置有固定端安装孔(121)，所述固定端安装孔(121)的外壁面包括彼此相连的圆弧面和平整面，所述限位螺钉(112)的头部通过与固定端安装孔(121)的平整面接触的方式防止所述铰链活动端(110)过度旋转，所述固定端安装孔(121)被配置为根据所述卫星结构活动侧所需的最大展开角度改变其外壁面中圆弧面和平整面各自占据的比例。
4.根据权利要求1
5.根据权利要求1～4任一项所述的展开装置，其特征在于，所述活动端安装孔(111)的周向侧壁的部分区域设置有贯穿其孔壁的螺纹孔，紧定螺钉(114)与所述螺纹孔配合并连接于所述销轴(210)的侧壁，使得所述铰链活动端(110)与所述销轴(210)同步转动。
6.根据权利要求1～5任一项所述的展开装置，其特征在于，所述铰链固定端(120)上设置有中空圆槽(122)，所述中空圆槽(122)远离所述销轴(210)的一端由弹簧法兰(126)封闭，靠近所述销轴(210)的一端敞开，所述滑销(123)设置于所述中空圆槽(122)的内部，且所述滑销(123)靠近所述弹簧法兰(126)的一端设置有压簧(125)。
7.根据权利要求1～6任一项所述的展开装置，其特征在于，所述滑销(123)上靠近所述铰链活动端(110)的一端的侧面设置有滑块(124)，所述滑块(124)与所述铰链固定端(120)接触的一面光滑。
8.根据权利要求1～7任一项所述的展开装置，其特征在于，所述转动模块(200)还包括扭簧(240)，所述扭簧(240)的螺旋形的簧圈套设于所述销轴(210)，且所述簧圈向两侧延伸的两个扭臂中的其一与所述铰链固定端(120)表面接触，另一与所述铰链活动端(110)表面接触。
9.根据权利要求1～8任一项所述的展开装置，其特征在于，所述转盘(113)设置在靠近所述限位螺钉(112)一侧的活动端安装孔(111)外壁。
10.根据权利要求1～9任一项所述的展开装置，其特征在于，在所述铰链活动端(110)未转动至预设角度的情况下，所述滑销(123)靠近所述铰链活动端(110)的一端和/或所述滑块(124)能够抵靠在所述转盘(113)的表面。
...【技术特征摘要】
1.一种卫星铰链展开装置，用于卫星结构的展开，包括与卫星结构固定侧和活动侧连接的铰链模块(100)，
2.根据权利要求1所述的展开装置，其特征在于，所述铰链固定端(120)和所述铰链活动端(110)通过转动模块(200)转动连接，所述转动模块(200)包括销轴(210)，所述销轴(210)以穿过设置于所述铰链固定端(120)上的固定端安装孔(121)与设置于所述铰链活动端(110)的活动端安装孔(111)的方式将所述铰链固定端(120)和所述铰链活动端(110)连接，所述铰链活动端(110)能以所述销轴(210)为转动轴做翻转运动。
3.根据权利要求1或2所述的展开装置，其特征在于，所述铰链固定端(120)设置有固定端安装孔(121)，所述固定端安装孔(121)的外壁面包括彼此相连的圆弧面和平整面，所述限位螺钉(112)的头部通过与固定端安装孔(121)的平整面接触的方式防止所述铰链活动端(110)过度旋转，所述固定端安装孔(121)被配置为根据所述卫星结构活动侧所需的最大展开角度改变其外壁面中圆弧面和平整面各自占据的比例。
4.根据权利要求1～3任一项所述的展开装置，其特征在于，所述销轴(210)的两端设置有轴承(220)，所述轴承(220)位于所述固定端安装孔(121)内，且两所述轴承(220)相对的内侧贴合设置有挡圈(230)，所述销轴(210)一侧的轴承(220)外侧设置有锁紧螺母(250)。
5.根据权利要求1～4任一项所述的展开装置，其特征在于，所述活动端安装孔(111)的周向侧壁的部分区域设置有贯穿其孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：王战辉，赵成，李晓明，文毅，胡桢，高彦，
申请(专利权)人：长沙天仪空间科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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