Система поворота двукрылых солнечных батарей


 


Владельцы патента RU 2548314:

Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" (RU)

Изобретение относится к механизмам ориентации (поворота) солнечных батарей (СБ). Система поворота СБ содержит корпус (1) с крышками (2), выходной вал, выполненный в виде двух частей (3) и (4) с фланцами (5) и (6) для стыковки с крыльями СБ, и центральный привод (7). Безлюфтовые зубчатые передачи (8), (9) связывают через вал привода (7) части (3) и (4) выходного вала между собой. Данные передачи исключают люфт и повышают жесткость на кручение выходного вала. Для исключения люфта в подшипниках (10), (11) опор частей выходного вала предусмотрены тарельчатые пружины (12). На поверхности частей (3,4) установлены силовые токосъемные устройства (13), (14) крыльев СБ, а внутри - телеметрические токосъемные устройства (15), (16). Платы (17, 18) привода (7) являются опорами выходного вала (3,4), обеспечивая повышенную изгибную жесткость конструкции. Техническим результатом изобретения является улучшение силовой схемы и снижение тем самым массы конструкции, а также повышение надежности системы поворота СБ. 1 ил.

 

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при проектировании и использовании системы поворота солнечных батарей (СПСБ).

Настоящее изобретение предназначено для вращения двух крыльев солнечных батарей (СБ) и передачи электроэнергии с солнечных батарей на космический аппарат.

Известна система поворота солнечных батарей, патент US 4076191, состоящая из корпуса, вала с двумя фланцами для стыковки двух крыльев солнечных батарей, привода, токосъемного устройства. Силовые токосъемные устройства, передающие электрическую энергию, и телеметрические, передающие команды и телеметрическую информацию, расположены на валу, при этом привод поворачивает оба крыла СБ. Данное изобретение взято в качестве прототипа.

Недостатком этого устройства является массивная конструкция вала, обусловленная необходимой изгибной жесткостью. Кроме того, большой диаметр вала приводит к повышенному трению и износу контактов токосъемного устройства и небольшому ресурсу СПСБ.

Задачей изобретения является повышение надежности системы, снижение массы конструкции и повышение функциональных возможностей.

Поставленная задача достигается тем, что в системе поворота двукрылых солнечных батарей, содержащей корпус, выходной вал с фланцами для крепления крыльев солнечных батарей, привод их синхронного вращения, силовые и телеметрические токосъемные устройства, выходной вал выполнен из двух частей, жестко связанных между собой безлюфтовыми зубчатыми передачами с обратными передаточными отношениями. Привод с валом расположен в центре, а его корпус является опорой для каждой части вала, при этом телеметрические токосъемные устройства выполнены в виде двух блоков, размещенных внутри каждой части вала соответственно.

Суть изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид заявленного устройства.

Система ориентации солнечной батареи состоит из корпуса 1, крышек 2, выходного вала, состоящего из двух частей 3 и 4, на которых закреплены фланцы 5 и 6 для стыковки с СБ. В центре устройства установлен привод 7, который посредством зубчатых передач 8, 9 связан с обеими частями выходного вала. Две части выходного вала 3, 4 жестко связаны между собой этими же безлюфтовыми передачами 8, 9 с обратными передаточными отношениями. Безлюфтовые передачи при помощи люфтовыбирающих колес 20, 21 исключают люфт на кручение выходного вала в пределах рабочих нагрузок. Для исключения радиального люфта в подшипниках 10, 11 опор каждой части выходного вала на вал установлены тарельчатые пружины 12, выбирающие люфты путем создания осевой нагрузки на данные подшипники. Так как рабочие изгибающие моменты, действующие на выходной вал устройства поворотного, небольшие (не более 1 кгс·м), то осевая нагрузка не уменьшает работоспособность подшипников 10, 11.

На каждой части выходного вала 3, 4 установлены силовые токосъемные устройства 13, 14, передающие электроэнергию с каждого крыла СБ. Каждое токосъемное устройство выполнено по принципу подшипника с гибкими токопроводящими кольцами вместо шариков. Токосъемное устройство катящегося типа выбрано из условия обеспечения минимального трения, а значит, максимального ресурса устройства. Ресурс токосъемного устройства такой конструкции практически не ограничен. Внутри каждой части выходного вала установлены телеметрические токосъемные устройства 15, 16. Платы привода 17, 18 являются опорами вала устройства. Вал 19 привода 7 связан с обеими частями выходного вала 3, 4.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сигнала на привод 7 его вал 19 начинает вращаться и передает вращение синхронно на обе части выходного вала 3, 4.

Люфтовыбирающие колеса 20, 21 обеспечивают жесткую в пределах рабочих крутящих моментов связь двух частей выходного вала 3, 4 между собой и с приводом 7, т.е. обе части выходного вала 3, 4 на кручение работают как цельный вал.

Силовые токосъемные устройства 13, 14 передают электроэнергию от вращающихся панелей СБ на корпус 1 устройства.

Телеметрические токосъемные устройства 15, 16 передают телеметрическую информацию и управляющие сигналы с вращающихся панелей СБ на неподвижный корпус 1 устройства.

Тарельчатые пружины 12 выбирают люфты в подшипниках 10, 11 выходного вала, кроме того, они компенсируют температурные деформации корпуса 1 устройства.

Изгибающие нагрузки, приходящиеся на выходной вал от СБ, воспринимают части выходного вала 3, 4, платы привода 17, 18 и цилиндрический корпус 1. За счет уменьшения длины частей выходного вала и передачи изгибающих нагрузок на корпус устройства существенно большего диаметра суммарная жесткость устройства существенно больше чем у прототипа.

Выходной вал, воспринимающий нагрузки, приходящие от СБ, имеет меньшую массу, чем у прототипа, т.к. не имеет ограничений на диаметр со стороны токосъемных устройств и поэтому выполнен оптимальным по массово-жесткостным характеристикам. Уменьшены массовые затраты и на осевые габариты системы поворота батарей солнечных за счет размещения телеметрических токосъемных устройств 15, 16 внутри частей выходного вала 3, 4.

Снижение массы достигается и за счет использования в качестве одной из опор выходного вала плат привода, расположенных в центре конструкции.

Таким образом, применение в СПСБ разрезного вала позволило уменьшить массу и габариты устройства, увеличить его ресурс, увеличить жесткость СПСБ.

В настоящее время на предприятии выпущена конструкторская документация на СПСБ заявленной конструкции и проведены ее испытания. Испытания показали существенное уменьшение массы системы, увеличение ресурса работы и повышение жесткостных характеристик системы.

Система поворота двукрылых солнечных батарей, содержащая корпус, выходной вал с фланцами для крепления крыльев солнечных батарей, привод их синхронного вращения, силовые и телеметрические токосъемные устройства, отличающаяся тем, что ее выходной вал выполнен из двух частей, жестко связанных между собой безлюфтовыми зубчатыми передачами с обратными передаточными отношениями, привод со своим валом расположен в центре, а его корпус является опорой для каждой части вала, при этом телеметрические токосъемные устройства выполнены в виде двух блоков, размещенных внутри каждой части вала соответственно.



 

Похожие патенты:

Устройство для преобразования вращательного движения в плоскопараллельное движение узла изделия относится к машиностроению и может быть использовано в качестве механической роликовинтовой передачи со встроенным электродвигателем.

Изобретение относится к электротехнике, к магнитным бесконтактным планетарным редукторам, предназначенным для привода исполнительных механизмов и устройств с одновременной редукцией частоты вращения.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для преобразования вращательного движения в поступательное. Винтовая передача содержит винт (1), выполненный с возможностью подключения к двигателю, гайку (2) и две опоры.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к космической технике, и может быть использовано при проектировании систем раскрытия конструкций космических аппаратов.

Изобретение относится к вооружению и может быть использовано в многоствольных гранатометах. Многоствольный гранатомет (МГ) содержит основание с отверстием, рисками, опорным устройством и поворотной опорой с блоком стволов и рисками, привод опоры с самотормозящейся червячной передачей, коренную шестерню в зацеплении с зубчатым ободом на поворотной опоре, вал с хвостовиком для червячного колеса и коренной шестерни, датчик угла поворота в виде переменного резистора на корпусе привода и с шестерней с отверстием, регулируемую вращающуюся шестерню центральную, фиксатор с соосным отверстием для болта.

Изобретение относится к области авиации, в частности к конструкциям трансмиссий вертолетов. Редуктор вертолета содержит корпус, в котором размещены конические зубчатые колеса, связанные с валами несущих винтов вертолета, коническая шестерня, образующая зацепления с вышеуказанными коническими зубчатыми колесами валов винтов и связанная с валом, установленным на конических подшипниках качения и с размещенным на этом валу зубчатым колесом.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к планетарным редукторам. Трехсателлитный планетарный редуктор содержит входное зубчатое колесо, три сателлита (2, 3, 4), первый трехпарный шатун (5), второй трехпарный шатун (6), водило и неподвижное зубчатое колесо (8).

Изобретение относится к приводу регулировки для регулировочных устройств автомобильного сиденья. Привод регулировки для регулировочного устройства автомобильного сиденья содержит приводной двигатель, двухступенчатый понижающий редуктор и корпус для установки приводного двигателя и крепления двухступенчатого понижающего редуктора в оболочке корпуса, закрывающейся крышкой корпуса.

Изобретение относится к механизмам, обеспечивающим орбитальное движение дисков (колеса) редуктора, и может применяться в качестве механизма, преобразующего вращательное движение в возвратно-поступательное.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромеханических приводах, в приборостроении, в средствах автоматизации для различных технологических линий.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к карданному валу передачи крутящего момента. .

Изобретение относится к устройству вала, которое содержит вращающийся вал (4), который имеет отверстие (9), проходящее через него в его продольном направлении. .

Изобретение относится к устройству для демпфирования крутильного возмущения полого приводного вала. .

Ось машины // 2462624
Изобретение относится к области машиностроения. .

Ось машины // 2428593
Изобретение относится к области машиностроения. .

Гибкий вал // 2415312
Изобретение относится к общему машиностроению, точнее к конструкциям гибких валов, используемых в механизмах для передачи крутящего момента и осевого усилия от ведущего звена механизма ведомому при несоосности указанных звеньев.

Изобретение относится к способам закрепления на валу сопрягаемых цилиндрических деталей и может быть использовано для закрепления зубчатых колес, шкивов, полумуфт, втулок с целью передачи крутящего момента.

Гибкий вал // 2364759
Изобретение относится к общему машиностроению, точнее к конструкциям гибких валов, используемых в механизмах для передачи крутящего момента и осевого усилия от ведущего звена механизма ведомому при несоосности указанных звеньев.

Изобретение относится к передвижным, регулируемым по длине конструкциям валов или содержащим передвижные части, особенно к телескопическим, составным и имеющим разъемные соединения, в том числе содержащим отдельные приводы для перемещения указанных передвижных частей.

Изобретение относится к управлению ориентацией искусственных спутников Земли (ИСЗ) с солнечными батареями (СБ). В составе ИСЗ (3) дополнительно предусматривают автономный контур (АК) управления ориентацией ИСЗ относительно направления на Солнце (2).
Наверх