1.本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种太阳能电池阵的自动展开收拢装置。


背景技术：

2.随着经济的发展、科技的进步，人类对未知世界有着不断地向往，对宇宙深处的奥秘不断憧憬。人类对宇宙的不断探索，离不开航天器的应用。然而航天器中的主要能源供给离不开太阳能电池阵，因此，目前人类通常将太阳能电池阵应用于卫星中，从而满足卫星正常运转的能量需求。卫星上的自动展开收拢装置作用于柔性太阳能电池阵。在卫星发射时，自动展开收拢装置将柔性太阳能电池阵折叠、收拢，星箭分离后展开，使得柔性太阳能电池阵对准太阳，为卫星的正常工作提供能量。由于卫星在执行紧急避障、升轨、降轨等变轨任务时，需要卫星上的自动展开收拢装置进行多次重复地展开和收拢，以保护柔性太阳能电池阵并及时为卫星提供正常的能源供给。
3.然而，现有技术中的太阳能电池阵的自动展开收拢装置结构复杂，成本高，零部件居多，在多次展开和收拢过程中故障率高，操作技术难度大。
4.因此，亟需设计一种太阳能电池阵的自动展开收拢装置来解决现有技术中存在的上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提出一种太阳能电池阵的自动展开收拢装置，该太阳能电池阵的自动展开收拢装置结构简单、零部件少，成本低，易于操作，同时可实现多次自动展开和收拢。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.本发明提供一种太阳能电池阵的自动展开收拢装置，安设于带有控制系统的卫星星体上，包括：
8.连接底板，所述连接底板固接于所述卫星星体上；
9.控制组件，所述控制组件设置为两个，且两个所述控制组件设置在所述连接底板的两个端部处，两个所述控制组件与所述控制系统电连接；
10.支架，所述支架的一端通过转动销连接于所述连接底板，所述支架的另一端通过滑动销能够与两个所述控制组件中的任意一个进行连接，以使所述控制组件能够控制所述支架的展开和收拢；
11.驱动装置，所述驱动装置与所述支架连接，且所述驱动装置电连接于所述控制系统；
12.当所述控制系统发出展开信号时，远离所述转动销的所述控制组件解除与所述滑动销的连接，所述驱动装置能够带动所述滑动销沿第一方向进行运动，以使所述支架展开；当所述控制系统发出收拢信号时，靠近所述转动销的所述控制组件解除与所述滑动销的连接，所述驱动装置能够带动所述滑动销沿第二方向进行运动，以使所述支架收拢。
13.作为一种可选方案，所述控制组件包括限位件，所述限位件能够在所述支架展开后或收拢后与所述滑动销卡接连接。
14.作为一种可选方案，所述控制组件还包括旋转片和连接杆，所述连接杆的一端连接于所述旋转片，另一端连接于所述限位件。
15.作为一种可选方案，所述控制组件还包括弹性件和电磁铁，所述弹性件的一端连接于所述旋转片，所述弹性件的另一端连接于所述连接杆，所述限位杆与所述旋转片连接，所述限位杆被配置为限制所述旋转片的转动；所述电磁铁设置在所述连接底板上，且所述电磁铁的至少部分位于所述旋转片的正下方。
16.作为一种可选方案，所述驱动装置包括齿链、两个齿轮以及传动杆，所述齿链套设在两个所述齿轮上，所述传动杆的一端连接于所述支架，另一端连接于所述齿链，以使当所述齿链运动时，所述传动杆能够带动所述支架展开或收拢。
17.作为一种可选方案，所述驱动装置还包括连接薄片，所述连接薄片套设在所述传动杆上，且所述连接薄片与所述齿链固接，以使所述齿链能够带动所述连接薄片运动。
18.作为一种可选方案，所述驱动装置还包括带有输出轴的电机，所述输出轴与所述齿轮连接，以使所述电机在工作时，所述输出轴能够带动所述齿轮旋转。
19.作为一种可选方案，所述连接底板上还设置有光电开关，所述驱动装置还包括遮挡片，所述遮挡片与所述齿链连接，所述光电开关与所述控制系统电连接；当所述支架完全展开时，所述遮挡片能够遮挡所述光电开关，以使所述光电开关能够将展开完毕电信号反馈至所述控制系统。
20.作为一种可选方案，所述连接底板上设置有第一滑轨，所述滑动销与所述第一滑轨滑动连接。
21.作为一种可选方案，所述连接底板上还开设有通孔，所述第一滑轨的至少部分贴设于所述通孔的内壁。
22.本发明的有益效果在于：本发明所提供的太阳能电池阵的自动展开收拢装置结构简单，零部件少，在控制系统、控制组件和驱动装置的协同配合下，使得支架能够实现自动展开和收拢，展开和收拢响应速度快，进而提高了太阳能电池阵的自动展开收拢装置的工作效率，同时该太阳能电池阵的自动展开收拢装置能够多次重复使用，节约成本。
附图说明
23.图1为本发明实施例提供的太阳能电池阵的自动展开收拢装置在展开状态下的结构示意图；
24.图2为图1中a处的局部放大图；
25.图3为图1中b处的局部放大图；
26.图4为本发明实施例提供的太阳能电池阵的自动展开收拢装置在收拢状态下的结构示意图；
27.图5为图1中c处的局部放大图；
28.图6为本发明实施例提供的太阳能电池阵的自动展开收拢装置在展开状态下的另一视角的结构示意图；
29.图7为图6中d处的局部放大图。
30.附图标记：
31.1、连接底板；11、滑动销；12、转动销；13、光电开关；14、第一滑轨；15、通孔；16、第二滑轨；17、凸台；171、固定件；18、条形孔；19、螺杆；191、调整轴；
32.2、控制组件；21、限位件；22、旋转片；23、连接杆；24、弹性件；25、电磁铁；26、限位杆；27、支撑架；
33.3、支架；31、长杆；32、支撑杆；
34.4、驱动装置；41、齿链；42、齿轮；43、传动杆；44、连接薄片；45、电机；46、遮挡片。
具体实施方式
35.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
36.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
39.如图1-图3所示，本实施例提供一种太阳能电池阵的自动展开收拢装置，该太阳能电池阵的自动展开收拢装置安设于带有控制系统的卫星星体上，主要包括连接底板1、控制组件2、支架3以及驱动装置4。其中，连接底板1固接于卫星星体上，控制组件2设置为两个，且两个控制组件2设置在连接底板1的两个端部处，两个控制组件2与控制系统电连接。
40.进一步地，支架3的一端通过转动销12连接于连接底板1，支架3的另一端通过滑动销11能够与两个控制组件2中的任意一个进行连接，以使控制组件2能够控制支架3的展开和收拢。驱动装置4与支架3连接，且驱动装置4电连接于控制系统。
41.具体地，当控制系统发出展开信号时，远离转动销12的控制组件2解除与滑动销11的连接，驱动装置4能够带动滑动销11沿第一方向进行运动，以使支架3展开；当控制系统发出收拢信号时，靠近转动销12的控制组件2解除与滑动销11的连接，驱动装置4能够带动滑动销11沿第二方向进行运动，以使支架3收拢。
42.更进一步地，在第一预设状态时，此时支架3处于收拢状态，也就是说，此时远离转动销12的控制组件2与滑动销11连接，使得支架3能够收拢在连接底板1上，进而提高支架3
的稳定性。当卫星星体上的控制系统发出展开信号时，远离转动销12的控制组件2则会解除与滑动销11的连接，这样在驱动装置4的带动下滑动销11会沿着第一方向运动，也就是说沿着靠近转动销12的方向进行运动，进而使得支架3能够在滑动销11运动的过程中逐渐展开，直至滑动销11运动至连接底板1的端部时，此时支架3已经完全展开，此时靠近转动销12的控制组件2与滑动销11连接，以使太阳能电池阵的自动展开装置在正常工作的过程中，支架3不会出现晃动，进而提高支架3的稳定性和可靠性。
43.优选地，支架3由多根长杆31构成，且相邻的两根长杆31之间设置有支撑杆32，从而有利于提高支架3的稳定性和可靠性。为了便于支架3的展开和收拢，在本实施例中，支撑杆32通过深沟球轴承与长杆31进行连接，当然用户还可以设置其他便于支架3的展开和收拢的连接方式，此处不再一一赘述。支架3选取刚度高、质量轻的碳纤维材质制成，且相邻两个长杆31之间的距离随着离连接底板1的距离增加而依次减小，这样能够进一步地提高支架3的承载能力，进而提高安设在支架3上的柔性太阳能电池阵的稳定性，同时也使得支架3更加轻量化。值得注意的是，沿着远离连接底板1的方向，支架3的厚度逐渐减小，这样不仅能够节省支架3的耗材，同时也可以提高支架3受力的稳定性和可靠性，延长支架3的使用寿命。
44.与现有技术相比，本实施例中所提供的太阳能电池阵的自动展开收拢装置结构简单，零部件少，在控制系统、控制组件2和驱动装置4的协同配合下，使得支架3能够实现自动展开和收拢，展开和收拢响应速度快，进而提高了太阳能电池阵的自动展开收拢装置的工作效率，同时该太阳能电池阵的自动展开收拢装置能够多次重复使用，节约成本。
45.如图1所示，在本实施例中，连接底板1上设置有第一滑轨14，滑动销11与第一滑轨14滑动连接，这样能够提高滑动销11运动的效率，进而提高支架3在展开和收拢过程中的流畅性。此外，由于二硫化钼的化学性不活泼、不溶于有机溶剂、水和稀酸中、摩擦因数小、具有类似石墨的叠层结构，同时在放射线居多的太空中也能够保持一定的稳定性。因此，鉴于以上二硫化钼的性质，用户可以在第一滑轨14上增镀一层含有二硫化钼的固体润滑剂，从而有利于减少滑动销11与第一滑轨14的摩擦力，进一步地提高滑动销11在第一滑轨14上运动的效率。
46.优选地，在本实施例中设置第一滑轨14和第二滑轨16，且第一滑轨14和第二滑轨16均设置在连接底板1上，其中，第一滑轨14被配置为便于滑动销11的运动，传动杆43搭接在第二滑轨16上，这样通过第一滑轨14和第二滑轨16的协同作用，能够有利于提高传动杆43的稳定性，避免传动杆43受力不均匀。
47.进一步地，如图1所示，在本实施例中，连接底板1上还开设有通孔15，第一滑轨14的至少部分贴设于通孔15的内壁。这样通孔15一方面有利于减轻连接底板1的重量，达到轻便的效果，有利于连接底板1的安装；另一方面通孔15有利于安装第一滑轨14，能够使得第一滑轨14处于一条直线，进而提高滑动销11在第一滑轨14上运动的流畅性，提高支架3展开和收拢的工作效率。
48.如图1、图2所示，在本实施例中，控制组件2包括限位件21，限位件21能够在支架3展开后或收拢后与滑动销11卡接连接。
49.示例性地，当支架3完全展开时，此时滑动销11运动至第一滑轨14靠近转动销12的端部，进而使得限位件21能够与滑动销11卡接连接，从而提高支架3的稳定性和可靠性。在
本实施例中，限位件21带有半圆弧结构，当限位件21与滑动销11连接时，半圆弧结构能够对滑动销11起到卡接和限位的作用，从而提高滑动销11的稳固性，避免滑动销11在第一滑轨14上随意滑动。
50.优选地，控制组件2还包括旋转片22、连接杆23、弹性件24以及电磁铁25，连接杆23的一端连接于旋转片22，另一端连接于限位件21。且在连接底板11上还设置有支撑架27，连接杆23穿设在支撑架27上。弹性件24的一端连接于旋转片22，弹性件24的另一端连接于连接杆23，电磁铁25设置在连接底板1上，且电磁铁25的至少部分位于旋转片22的正下方。
51.进一步地，在本实施例中控制组件2还包括限位杆26，限位杆26与旋转片22连接，限位杆26被配置为限制旋转片22转动。示例性地，旋转片22上开设有安装孔(图中未示出)，且安装孔内部设置有内螺纹，限位杆26上设置有外螺纹，用户能够通过内螺纹和外螺纹的配合螺接以使限位杆26固定在旋转片上。当然，用户还可以设置其他连接形式，如将旋转片22与限位杆26设置为一体成型结构、或通过卡接连接、套接连接或者过盈配合连接的形式使旋转片22与限位杆26固定连接，只要能够实现旋转片22与限位杆26的固定连接的连接方式均属于本实施例的保护范围，此处不再一一赘述。
52.更进一步地，控制系统与控制组件2中的电磁铁25电连接，当控制系统发出展开信号时，控制系统能够使电磁铁25通电，进而使得电磁铁25具有磁性，然后电磁铁25对旋转片22进行吸附，使得旋转片22发生旋转，进而带动连接杆23上的限位件21也进行转动，这样限位件21与滑动销11就会解除卡接连接，从而使得滑动销11能够在驱动装置4的带动下向第一方向运动，即支架3逐渐展开。当支架3完全展开时，控制系统控制电磁铁25断电，旋转片22在弹性件24的扭力的作用下，恢复原状，此时靠近转动销12的控制组件2上的限位件21与滑动销11进行卡接连接，从而实现对滑动销11的固定，提高支架3展开后的稳定性和可靠性。值得注意的是，当电磁铁25断电时，弹性件24恢复原状，此时，限位杆26能够与支撑架27发生抵接，支撑架27能够对限位杆26起到一定的限位作用，进而能够进一步地限制与限位杆26固接的旋转片22的转动，提高旋转片22的稳定性和可靠性。
53.优选地，为了提高旋转片22与电磁铁25的吸附作用，在本实施例中，用户可以在旋转片22上系挂含有铁、钴、镍材质的金属片，进而增大电磁铁25与旋转片22的吸附磁力。
54.如图1、图3所示，在本实施例中，驱动装置4包括齿链41、两个齿轮42以及传动杆43，齿链41套设在两个齿轮42上，传动杆43的一端连接于支架3，另一端连接于齿链41，以使当齿链41运动时，传动杆43能够带动支架3展开或收拢。
55.优选地，在本实施例中传动杆43和滑动销11可以一体加工成型，也可以通过螺纹连接、卡接连接或者是套接连接等连接形式进行可拆卸连接，进而提高滑动销11和传动杆43连接的稳定性和可靠性。当然，只要能够实现传动杆43和滑动销11的稳固连接的连接方式均属于本实施例的保护范围，在此不再一一赘述。
56.优选地，驱动装置4还包括连接薄片44，连接薄片44套设在传动杆43上，且连接薄片44与齿链41固接，以使齿链41能够带动连接薄片44运动。连接薄片44的设置能够使得齿链41在传动过程中，齿链41始终保持直线传动，进而避免齿链41出现缠绕、打结等现象，同时，连接薄片44能够将齿链41的传递动力传导至传动杆43上，进而使得传动杆43可以带动支架3实现展开或收拢，结构简单，便于安装和拆卸，有利于后期的更换和维修。此外连接薄片44具有一定的高度，进而使得齿链41与连接薄片44能够形成一定的高度差，这样当支架3
进行收拢时，连接薄片44能够对支架3形成一定的错位，避免支架3与齿链41发生重叠干涉，进而使得支架3不易与齿链41发生碰撞甚至缠绕的现象，从而有利于后续支架3的展开工作，提高支架3的展开和收拢效率。
57.如图1、图4所示，在本实施例中，驱动装置4还包括带有输出轴(图中未示出)的电机45，输出轴与齿轮42连接，以使电机45在工作时，输出轴能够带动齿轮42旋转。这样有利于提高齿轮42转动的效率。电机45设置于连接底板1的远离齿轮42的一侧，节省空间，从而有利于支架3的展开和收拢。在本实施例中，电机45的周侧还设置有保护架(图中未示出)，保护架能够对电机45以及输出轴起到一定的保护作用，进而提高电机45驱动齿轮42转动的工作效率。
58.如图2、图4所示，在本实施例中，连接底板1上还设置有光电开关13，驱动装置4还包括遮挡片46，遮挡片46与齿链41连接，光电开关13与控制系统电连接；当支架3完全展开时，遮挡片46能够遮挡光电开关13，以使光电开关13能够将展开完毕电信号反馈至控制系统。
59.进一步地，当滑动销11运动至第一滑轨14靠近转动销12的一端时，此时支架3处于完全展开的状态，遮挡片46遮挡光电开关13，使的光电开关13产生电信号波动，进而光电开关13能够将此电信号反馈至卫星星体内的控制系统，控制系统随即控制驱动装置4中的电机45、控制组件2中的电磁铁25进行断电，电磁铁25失去磁性，进而使得旋转片22能够在弹性件24扭力的作用回转至原状，从而带动连接杆23上的限位件21对滑动销11进行卡接连接，提高支架3的稳定性和可靠性。
60.优选地，如图1和图5所示，在本实施例中，在连接底板上还设置有多个凸台17，支撑架27设置在凸台17上，这样有利于支撑架27与连接底板11的连接。凸台17的设置一方面有利于提高连接底板11的平面度，进而能够保证滑动销11在第一滑轨14和第二滑轨16上运动的稳定性和精确度，减小加工误差，提高自动展开收拢装置上的太阳能电池阵与太阳光线所成角度的准确性，进而提高太阳能电池阵的发电效率。另一方面，凸台17设定为固定尺寸，由于支撑架27需要与凸台17配合连接，这样能够有利于支撑架27的批量化生产，进而提高支撑架27的生产效率和降低生产成本。
61.优选地，如图1和图5所示，本实施例中的太阳能电池阵的自动展开收拢装置还包括固定件171，且固定件171设置为多个，连接底板11采用质量较轻、强度较高的碳纤维材质制成，凸台17上和支撑架27上均设置有安装孔(图中未示出)，固定件171能够部分穿过支撑架27上的安装孔与凸台17固定连接，进而提高凸台17与支撑架27连接的稳定性和可靠性，从而提高支撑架27与连接底板连接的稳固性能。示例性地，固定件171可以选取m4全牙螺栓。
62.优选地，如图6和图7所示，在本实施例中，连接底板11上还开设有便于调整齿轮42位置的条形孔18，且齿轮42设置在条形孔18的上部。本实施例中的太阳能电池阵的自动展开收拢装置还包括调整轴191和螺杆19。调整轴191穿设在螺杆19上，且螺杆19的两端设置在条形孔18内部。当齿链41需要张紧时，用户只需要通过旋转螺杆19。进而使得螺杆19能够带动齿轮42在条形孔18内部沿着靠近电磁铁25的方向运动，从而带动齿轮42上的齿链41进行张紧，提高齿链41与齿轮42连接的稳定性，避免齿轮42在转动过程中齿链41发生脱落的风险。当然，当用户需要松弛齿链41时，用户只需要通过沿着相反的方向旋转螺杆19即可，
进而能够使得齿轮42能够沿着远离电磁铁25的方向运动，从而达到松弛齿链41的目的。螺杆19上还可以设置多个螺栓，用于对螺杆19进行精确定位，避免在螺杆19转动过程中，发生偏移等现象。
63.本实施例中的太阳能电池阵的自动展开收拢装置工作过程如下：
64.(1)请参考图1，当支架3需要展开时，卫星星体内的控制系统为驱动装置4中的电机45和控制组件2中的电磁铁25进行通电，此时电磁铁25具有磁性，电磁铁25将旋转片22进行吸附，旋转片22发生转动，进而带动弹性件24、连接杆23和限位件21进行转动，使得限位件21解除与滑动销11的卡接连接。此时，电机45能够驱动齿轮42进行旋转，齿轮42带动齿链41转动，从而使得齿链41上的连接薄片44向着靠近转动销12的方向运动(沿第一方向)。在连接薄片44运动的过程中，连接薄片44能够将齿链41的动力传递至传动杆43，进而使得传动杆43能够将这部分动力传递至支架3上，从而能够推动支架3进行展开。
65.当支架3完全展开时，此时与齿链41连接的遮挡片46能够遮挡光电开关13，使得光电开关13发生电信号波动，光电开关13能够将此电信号反馈至卫星星体内的控制系统，控制系统随即控制驱动装置4中的电机45、控制组件2中的电磁铁25进行断电，电磁铁25失去磁性，进而使得旋转片22能够在弹性件24扭力的作用回转至原状，从而带动连接杆23上的限位件21(靠近转动销12)对滑动销11进行卡接连接，进而避免支架3在正常工作时，出现支架3晃动、位移的现象，从而提高太阳能电池阵的自动展开收拢装置的稳定性。
66.(2)请参考图4，当支架3需要收拢时，卫星星体内的控制系统为驱动装置4中的电机45和控制组件2中的电磁铁25进行通电，此时电磁铁25具有磁性，电磁铁25将旋转片22进行吸附，旋转片22发生转动，进而带动弹性件24、连接杆23和限位件21进行转动，使得限位件21解除与滑动销11的卡接连接。此时，电机45能够驱动齿轮42进行反向旋转，齿轮42带动齿链41转动，这样使得齿链41上的连接薄片44能够沿着远离转动销12的方向进行运动(沿第二方向)。在连接薄片44运动的过程中，连接薄片44会带动传动杆43进行运动，进而使得传动杆43带动支架3沿着靠近连接底板1的方向进行收拢。
67.当支架3完全收拢时，与齿链41连接的遮挡片46遮挡光电开关13，使得光电开关13发生电信号波动，光电开关13能够将此电信号反馈至卫星星体内的控制系统，控制系统随即控制驱动装置4中的电机45、控制组件2中的电磁铁25进行断电，电磁铁25失去磁性，进而使得旋转片22能够在弹性件24扭力的作用回转至原状，从而带动连接杆23上的限位件21(远离转动销12)对滑动销11进行卡接连接，这样有利于提高支架3的稳定性和可靠性，避免卫星星体在运行过程中支架3出现晃动的现象。
68.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。