CubaSat solar wing and repeatable unlocking mechanism

ZHANG Jiaolong; LIU Yiheng; XING Haoyu; HUANG He; GUO Jianguo

doi:10.37188/OPE.20223020.2446

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CubaSat solar wing and repeatable unlocking mechanism

Micro/Nano Technology and Fine Mechanics | 更新时间：2022-10-27

- CubaSat solar wing and repeatable unlocking mechanism
- Optics and Precision Engineering Vol. 30, Issue 20, Pages: 2446-2456(2022)
- 作者机构：
  
  1.西北工业大学精确制导与控制研究所，陕西西安 710072
  2.西北工业大学微小卫星技术及应用国家地方联合工程实验室，陕西西安 710072
  3.西北工业大学宁波研究院，浙江宁波 315000
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.20223020.2446
  CLC： V423.6
- Received：14 June 2022，
  
  Revised：28 June 2022，
  
  Published：25 October 2022
- 稿件说明：
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张佼龙,刘益恒,邢皓钰等.立方星太阳翼及其可重复解锁机构[J].光学精密工程,2022,30(20):2446-2456.

ZHANG Jiaolong,LIU Yiheng,XING Haoyu,et al.CubaSat solar wing and repeatable unlocking mechanism[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(20):2446-2456.
张佼龙,刘益恒,邢皓钰等.立方星太阳翼及其可重复解锁机构[J].光学精密工程,2022,30(20):2446-2456. DOI： 10.37188/OPE.20223020.2446.

ZHANG Jiaolong,LIU Yiheng,XING Haoyu,et al.CubaSat solar wing and repeatable unlocking mechanism[J].Optics and Precision Engineering,2022,30(20):2446-2456. DOI： 10.37188/OPE.20223020.2446.

摘要

为了解决立方星太阳翼在严格尺寸约束下无法实现地面多次解锁试验验证的问题，提出了一种可重复电磁解锁的轻质量、高刚度的太阳翼。首先，提出一种微型铰链式展开机构，具有展开锁定和到位指示功能。其次，提出的电磁解锁机构能够解决压紧释放装置无法多次解锁的问题，具有低冲击，无污染，响应快的特点。最后，对太阳翼基板的尺寸构型和辅助支撑布局进行灵敏度分析与优化。仿真结果表明：太阳翼在优化后质量减轻20%，展开状态下的基频提升16%，满足太阳翼轻质量、高刚度的要求。本文提出的立方星太阳翼经过地面鉴定级振动和冲击力学试验验证以及热真空试验，并且通过八一03卫星完成在轨验证，满足立方星在轨的使用要求，可为后续立方星太阳翼的设计及研制提供参考。

Abstract

In order to solve the problem that the CubeSat solar wing cannot be verified by multiple ground unlocking tests under strict dimensional constraints， a lightweight and high stiffness solar wing with repeatable electromagnetic unlocking mechanism is proposed. Firstly， a micro hinged deployment mechanism with the functions of deployment， locking and in-position indication is proposed. Secondly， the proposed electromagnet unlocking mechanism solves the problem that the compression release device cannot be unlocked repeatedly. Meanwhile， it has the advantages of low impact， no pollution and rapid response. Finally， the sensitivity analysis and optimization are performed after the dimensional configuration and auxiliary support layout of the solar wing. The simulation results indicate that the weight of the solar wing is reduced by 20%， and the fundamental frequency in the unfolded state is raised by 16%， which meet the requirements of light weight and high stiffness. The ground qualification level vibration， shock response spectrum， thermal vacuum test and on-orbit flight verification of the BY-03 satellite are carried out， which show this solar wing meets the application requirements. This concept can be used as a reference for design and development of CubaSat solar wing.

关键词

Keywords

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