(2)对比国外电池展开阵的特点,根据电池展开阵设计要求,对NJUST-1的电池展开阵进行了改进,将原来的一次展开机构变成多次展开机构,使得展开阵由原来的2片电池片结构变成了12片电池片结构;

(3)结合以上方案,对其中关键零件进行了详细设计,使之能够满足方案的要求;

(4)将设计好的电池展开阵导入ADAMS进行仿真分析,分析出展开过程中的角速度、动能、展开时间等的变化规律。

2  双单元立方星可展开太阳展开阵机构设计

2.1  任务和功能

电池展开阵是立方体纳卫星上最重要的机构之一,为立方星实现所有功能提供能源动力。随着立方星功能的越来越复杂,对电源功率的要求也越来越严苛。现阶段立方星用的多为一次展开电池阵,技术也相对成熟,但一次展开的电池阵已经不能满足立方星的功率需求,因此在本方案中提出了可展开式太阳能电池阵。可展开式太阳能电池阵在轨为一次性运行,卫星发射阶段处于收拢状态,入轨后解开束缚,电池阵展开以后不再收拢。其主要功能如下: 

(1)提供足够大的平铺面积,用于粘贴电池片以及安装电路,接收更多的太阳能并将其转化为电能; 

(2)在立方星发射阶段,太阳阵电池能够承受发射过程中各种力的干扰,保持电池阵收拢状态并且结构不损坏,同时在变轨的过程中能够承受变轨带来的载荷冲击; 

(3)当立方星星进入轨道后,烧线系统烧断尼龙线解开电池阵的束缚,电池阵能够按照设计要求展开到预设角度并进行锁定。

2.2  电池展开阵的设计要求与难点

在收拢状态时,电池展开阵的六块电池板(包括中板、左板和右板)和通过合页与卫星本体的基板相连,左板和右板各自通过一个合页与中板连接。 卫星发射阶段时六块电池板折叠在一起,通过尼龙线将六块电池板束缚住使之紧贴立方星基板,当立方星发射入轨以后,烧线系统将尼龙线烧断,解开电池阵的束缚,在力的驱动下电池阵依次展开,到达预定角度后停止展开并对每块电池板进行锁紧使之不能转动

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