可在轨更换电池板的充气展开太阳翼.pdf

可在轨更换电池板的充气展开太阳翼，它涉及一种充气展开太阳翼。针对太阳翼电池板在轨运行出现损坏或老化现象时，由宇航员对其进行整体更换，浪费材料，飞行器稳定性差，宇航员的生命安全无保障问题。两根支撑管通过接盘与第一、二横板固接，电池基板上固装有电池片，充气管道与支撑管连通，导线与支撑管连接，支撑管上套装有开口滑环，电池基板与开口滑环固接，第二横板上固装有两个拉环，与第一横板固接的两个接盘上各固装有一个缠线转轮，拉绳的一端缠绕在缠线转轮上，另一端穿过拉环及开口滑环上的拉绳穿过孔。本发明通过拉绳的作用方便对电池基板及其上的电池片进行更换，确保了宇航员的生命安全，减少了材料浪费，空间飞行器稳定性好。

1、  一种可在轨更换电池板的充气展开太阳翼，所述太阳翼包括多块电池基板(1)、多个电池片(2)、两根支撑管(3)、第一横板(4)、第二横板(5)、两个控制阀(6)、两根导线(7)、四个卡箍(8)、两根充气管道(9)和四个接盘(10)；所述两根支撑管(3)平行设置，所述第一横板(4)和第二横板(5)分别设置在两根支撑管(3)的两端，每根支撑管(3)的两端分别插装在相应接盘(10)的中心孔内，支撑管(3)与相应接盘(10)的中心孔紧配合，每根支撑管(3)通过接盘(10)与第一横板(4)和第二横板(5)的两端固接构成整体框架式结构，每根支撑管(3)的两端各固装有一个卡箍(8)，两根支撑管(3)之间设置有多块电池基板(1)，每块电池基板(1)的上表面上固装有多个纵横排列的电池片(2)，每根支撑管(3)的两端为封闭端，所述两根充气管道(9)的一端分别穿过第一横板(4)与两根支撑管(3)连通，每根充气管道(9)上装有一个控制阀(6)，每根支撑管(3)内装有一根导线(7)，导线(7)与支撑管(3)的电加热层连接，导线(7)的两端穿过支撑管(3)和第一横板(4)露在外面，支撑管(3)为可刚化充气展开支撑管；其特征在于：所述太阳翼还包括多个开口滑环(11)、两个拉环(12)、两根拉绳(13)和两个缠线转轮(14)；每根支撑管(3)上套装有多个开口滑环(11)，开口滑环(11)与支撑管(3)滑动配合，每块电池基板(1)的两端分别装在至少一个开口滑环(11)的开口内，所述开口滑环(11)与电池基板(1)固接，开口滑环(11)上设有至少一个拉绳穿过孔(11-1)，所述第二横板(5)的里侧面上的两端各固装有一个拉环(12)，与第一横板(4)固接的两个接盘(10)上各固装有一个缠线转轮(14)，拉绳(13)的一端缠绕在缠线转轮(14)上，拉绳(13)的另一端穿过拉环(12)并依次交替由上向下穿过开口滑环(11)上的拉绳穿过孔(11-1)及由下向上穿过开口滑环(11)上的拉绳穿过孔(11-1)；或者依次交替由下向上穿过开口滑环(11)上的拉绳穿过孔(11-1)及由上向下穿过开口滑环(11)上的拉绳穿过孔(11-1)。

2、  根据权利要求1所述可在轨更换电池板的充气展开太阳翼，其特征在于：所述开口滑环(11)上设有两个拉绳穿过孔(11-1)。

3、  根据权利要求1或2所述可在轨更换电池板的充气展开太阳翼，其特征在于：每块电池基板(1)的两端分别装在一个开口滑环(11)的开口内。

4、  根据权利要求1或2所述可在轨更换电池板的充气展开太阳翼，其特征在于：每块电池基板(1)的两端分别装在两个开口滑环(11)的开口内。

5、  根据权利要求1或2所述可在轨更换电池板的充气展开太阳翼，其特征在于：每块电池基板(1)的两端分别装在四个开口滑环(11)的开口内。

可在轨更换电池板的充气展开太阳翼
技术领域
本发明涉及一种充气展开太阳翼，属于航天技术领域。
背景技术
太阳翼是卫星等空间飞行器的主要电源形式，在卫星、载人飞船、空间站等空间飞行器上广泛使用。空间环境极其复杂，高真空、强紫外线、原子氧、“冷黑”以及存在的大量微流星和空间碎片，使太阳翼的电池板在轨运行时出现损坏或老化的问题，这就需要对其进行更换。传统的做法是由宇航员对有损坏或已经老化的电池板的太阳翼进行整体更换，而有些情况下损坏只是一小部分，整体更换会造成资源的浪费，加之太阳翼展开后尺寸很大，宇航员需要在空间环境中行走很远的距离才能对其进行更换，对宇航员的生命安全造成威胁。空间环境的复杂性不利于这项工作的实施，它不仅威胁着宇航员的生命安全，而且在更换的过程中也影响着空间飞行器的稳定性。从上述分析可以看出，设计出一种易于更换的太阳翼的电池板是极其重要的，它不仅可以保护宇航员的人身安全，节约资源，还有利于空间飞行器的稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种可在轨更换电池板的充气展开太阳翼，以解决太阳翼电池板在轨运行出现损坏或老化现象时，由宇航员对已损坏或老化的电池板的太阳翼进行整体更换，不仅对宇航员的生命安全造成威胁，同时还浪费材料、影响空间飞行器稳定性的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明所述太阳翼包括多块电池基板、多个电池片、两根支撑管、第一横板、第二横板、两个控制阀、两根导线、四个卡箍、两根充气管道和四个接盘；所述两根支撑管平行设置，所述第一横板和第二横板分别设置在两根支撑管的两端，每根支撑管的两端分别插装在相应接盘的中心孔内，支撑管与相应接盘的中心孔紧配合，每根支撑管通过接盘与第一横板和第二横板的两端固接构成整体框架式结构，每根支撑管的两端各固装有一个卡箍，两根支撑管之间设置有多块电池基板，每块电池基板的上表面上固装有多个纵横排列的电池片，每根支撑管的两端为封闭端，所述两根充气管道的一端分别穿过第一横板与两根支撑管连通，每根充气管道上装有一个控制阀，每根支撑管内装有一根导线，导线与支撑管的电加热层连接，导线的两端穿过支撑管和第一横板露在外面，支撑管为可刚化充气展开支撑管；所述太阳翼还包括多个开口滑环、两个拉环、两根拉绳和两个缠线转轮；每根支撑管上套装有多个开口滑环，开口滑环与支撑管滑动配合，每块电池基板的两端分别装在至少一个开口滑环的开口内，所述开口滑环与电池基板固接，开口滑环上设有至少一个拉绳穿过孔，所述第二横板的里侧面上的两端各固装有一个拉环，与第一横板固接的两个接盘上各固装有一个缠线转轮，拉绳的一端缠绕在缠线转轮上，拉绳的另一端穿过拉环并依次交替由上向下穿过开口滑环上的拉绳穿过孔及由下向上穿过开口滑环上的拉绳穿过孔；或者依次交替由下向上穿过开口滑环上的拉绳穿过孔及由上向下穿过开口滑环上的拉绳穿过孔。
本发明的有益效果是：一、本发明由于采用可刚化充气展开的支撑管作为主体结构可方便的在其上套装开口滑环。二、本发明由于在支撑管上套装了开口滑环，当太阳翼的电池基板或电池片损坏或老化时，通过拉绳的作用，可方便地对电池基板及其上的电池片进行更换，确保了宇航员的生命安全，同时还减少了材料的浪费，保证空间飞行器具有较好的稳定性。三、本发明由于在充气管道上装有控制阀，可控制充气管道充入支撑管内部的气体流量和流速，使支撑管展开过程较为稳定。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图(每块电池基板1的两端分别与一个开口滑环11固接)；图2是本发明的整体结构示意图(每块电池基板1的两端分别与两个开口滑环11固接)；图3是图2的A部放大图；图4是本发明的整体结构示意图(每块电池基板1的两端分别与四个开口滑环11固接)。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式所述太阳翼包括多块电池基板1、多个电池片2、两根支撑管3、第一横板4、第二横板5、两个控制阀6、两根导线7、四个卡箍8、两根充气管道9和四个接盘10；所述两根支撑管3平行设置，所述第一横板4和第二横板5分别设置在两根支撑管3的两端，每根支撑管3的两端分别插装在相应接盘10的中心孔内，支撑管3与相应接盘10的中心孔紧配合，每根支撑管3通过接盘10与第一横板4和第二横板5的两端固接构成整体框架式结构，每根支撑管3的两端各固装有一个卡箍8，两根支撑管3之间设置有多块电池基板1，每块电池基板1的上表面上固装有多个纵横排列的电池片2，每根支撑管3的两端为封闭端，所述两根充气管道9的一端分别穿过第一横板4与两根支撑管3连通，每根充气管道9上装有一个控制阀6，以控制充气时的气体流速，每根支撑管3内装有一根导线7，导线7与支撑管3的电加热层连接，导线7的两端穿过支撑管3和第一横板4露在外面，支撑管3为可刚化充气展开支撑管，可刚化充气展开支撑管的材料和结构与专利号为ZL 200510010368.7、申请日为2005年09月26日、发明专利名称为“可刚化充气展开的平面框架支撑结构”中的可刚化充气展开的支撑管相同，所述太阳翼还包括多个开口滑环11、两个拉环12、两根拉绳13和两个缠线转轮14；每根支撑管3上套装有多个开口滑环11，开口滑环11与支撑管3滑动配合，每块电池基板1的两端分别装在至少一个开口滑环11的开口内，所述开口滑环11与电池基板1通过铆钉15固接，开口滑环11上设有至少一个拉绳穿过孔11-1，所述第二横板5的里侧面上的两端各固装有一个拉环12，与第一横板4固接的两个接盘10上各固装有一个缠线转轮14，拉绳13的一端缠绕在缠线转轮14上，拉绳13的另一端穿过拉环12并依次交替由上向下穿过开口滑环11上的拉绳穿过孔11-1及由下向上穿过开口滑环11上的拉绳穿过孔11-1；或者依次交替由下向上穿过开口滑环11上的拉绳穿过孔11-1及由上向下穿过开口滑环11上的拉绳穿过孔11-1。
具体实施方式二：结合图1～图3说明本实施方式，本实施方式所述开口滑环11上设有两个拉绳穿过孔11-1。适合开口滑环11宽度尺寸较大的情况，便于拉动开口滑环11。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的每块电池基板1的两端分别装在一个开口滑环11的开口内，适合开口滑环11宽度尺寸较大的情况下，便于安装。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式的每块电池基板1的两端分别装在两个开口滑环11的开口内，适合开口滑环11宽度尺寸不太大的情况下。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式五：结合图4说明本实施方式，本实施方式的每块电池基板1的两端分别装在四个开口滑环11的开口内，适合开口滑环11宽度尺寸较小的情况下，可减轻太阳翼的整体重量。其它与具体实施方式一或二相同。
工作原理：拉绳13穿过开口滑环11上的拉绳穿过孔11-1，可对电池基板1在支撑管3上进行拉动。当某一块电池基板1上的电池片2发生损坏或老化时，宇航员可用手先卸下套在充气管道9上的控制阀6，在用手卸下第一横板4和与第一横板4固接的接盘10，然后用双手拉住拉绳13拉动开口滑环11在支撑管3上滑动(缠线转轮14转动放线)，把电池基板1一片一片的拉过来，再把电池基板1从支撑管3上取下，直到取下已经遭到破坏或已经老化的电池基板1为止，再换上新的电池基板1，把拉绳13套在开口滑环11的拉绳穿过孔11-1里，接着双手拉动拉绳13，把电池基板1拉回原来的位置，再把拉绳13在缠在拉环12上，支撑管3通过接盘10与第一横板4固接、导线7和充气管道9穿过第一横板4装在支撑管3上，用卡箍10将支撑管3固定好，最后再将控制阀6装在充气管道9上即可，此实施方式需要两名宇航员配合完成。