در بعضي تجهيزات فضايي، مكانيزمهايي بكار برده مي شوند كه به علل مختلف، هنگام پرتاب بايد بصورت بسته و جمع شده باشد و بعد از پرتاب و قرارگيري در مدار با فرمان زميني، از حالت جمع شدگي خارج و بعد از انجام ماموريت توسط يك قفل در شرايط مطلوب عملكردي نگهداشته شود. كاركرد مكانيزم بدين صورت است كه هر پنل كه توسط دو لولا مهار مي شود، پس از آزاد شدن قفل اوليه مكانيزم، توسط محرك خود (موتور يا فنر) محور لولاي متصل به پنلها حركت مي نمايد تا زماني كه مجموعه به موقعيت مطلوب برسد، همزمان يك زبانه در روي بادامكي كه بر روي لولاي دوم (لولاي غير فعال كه قفل انتهايي نيز روي آن تعبيه شده است) به حركت در ميايد و در هنگام رسيدن به موقعيت مشخص، اين زبانه در درون يك شكاف افتاده و پنلها را در موقعيت مطلوب ثابت مي كنند. اين زبانه توسط يك فنر تحت فشار قرار مي گيرد تا از شكاف خارج نشود. در اين هنگام ديگر به عملكرد محرك اوليه لولاها نيازي نمي باشد و مكانيزم به صورت ثابت و بدون نياز به سيستم كنترلي براي بقيه عمر خود در موقعيت مطلوب قرار خواهد گرفت.

در اختراع پيش‌رو، از طرح صليبي براي پلتفرم سازه بهره گرفته شده كه منجر به افزايش چشمگيري در استحكام كلي سازه شده است. در پلتفرم ارائه شده تمام قطعات سازه‌اي، با استفاده از الگوريتم ژنتيك چند هدفه بهينه‌سازي شده‌اند كه باعث افزايش چشمگيري در استحكام و كاهش قابل قبولي در وزن سازه شده است. پلتفرم مذكور داراي بيشترين استحكام و فركانس‌هاي طبيعي طولي و عرضي نسبت به وزن يكسان در مقايسه با ساير طرح‌هاي معمول مي‌باشد. نتايج تست‌هاي مكانيكي انجام شده بر روي ماهواره اين ادعا را اثبات مي‌كنند. همچنين در اين طرح اكثر قطعات ماهواره بر روي صفحات صليبي نصب مي‌شوند كه باعث كاهش ممان‌هاي اينرسي ضربدري مي‌شوند. استفاده از صفحات صليبي بستر يكپارچه‌اي براي اتصال قطعات ماهواره فراهم كرده و انتقال حرارت هدايتي در بين تجهيزات ماهواره را افزايش داده و ماهواره از لحاظ شرايط حرارتي به پايداري مطلوبي دست پيدا مي‌كند. از طرف ديگر ماژولار بودن تجميع ماهواره در اين طرح، زمان و پيچيدگي تجميع را به شدت كاهش مي‌دهد. براي كمي نمودن اين مزايا بايد عنوان كرد كه استفاده از اين پلتفرم، 20 درصد وزن سازه را كاهش مي‌دهد كه باعث كاهش چشمگيري در هزينه‌هاي پرتاب ماهواره خواهد شد.

در ماهواره هايي كه مجهز به سيستم هاي باز شونده پنل هاي خورشيدي هستند، پس از آنكه ماهواره در مدار قرار گرفت و پايداري و كنترل وضعيت به حد مطلوب رسيد، فرآيند باز شدن پنل‌هاي خورشيدي آغاز مي‌گردد. به اين ترتيب كه بعد از برقراري ارتباط تله متري در مود راه اندازي، صفحات خورشيدي بمنظور تامين توان مورد نياز باز خواهند شد. بصورت كلي عمل باز شدن پنل‌ها شامل سه مرحله مي‌باشد: الف) مرحله رهايش كه در اين حالت وضعيت جمع‌شدگي پنل‌ها عملاً آزاد مي‌شود. ب) مرحله گسترش پس از آزاد سازي تا رسيدن به وضعيت و موقعيت مطلوب نهايي ادامه مي‌يابد. ج) مرحله قفل ، كه از آن براي قفل كردن وضعيت نهايي و ماندگاري در آن وضعيت استفاده مي‌شود. در مرحله رهايش كه در حقيقت موضوع مورد بررسي در اين مقاله مي باشد، قفل اوليه مكانيزم در مجموعه‌ي زمين، تجميع مي‌شود. در اين حالت، مكانيزم رهايش روي سيستم نصب مي‌گردد تا پس از اعمال دستور رهايش، عمل كرده و مجموعه‌ي پنل‌ها را رها كند. در اين ماهواره هدف بازشدن پنلها بعد از قرارگرفتن در مدار مي باشد. به عبارت ديگر انتخاب پروفايل باز شدن پنل‌ها بر اساس نيازمندي‌هاي زيرسيستم توان شكل مكانيزم رهايش را مشخص مي‌كند. در مكانيزم هاي فضايي كه داراي مكانيزم هاي متحرك مي باشند وجود قفل اوليه به منظور مهار صلب مكانيزم در زمان پرتاب يك جزء اساسي مي باشد. مكانيزم قفل اوليه خود شامل دو بخش مي باشد. يك بخش كه وظيفه مهار كامل مكانيزم را بر عهده دارد و بخش ديگر كه وظيفه رهايش مكانيزم و آزاد سازي مجموعه به منظور انجام حركت مطلوب را بر عهده دارد.

بنام خدا اينجانبان : سيد محمدرضا حسيني نامي (شماره ملي : 0940777215 ، نام پدر : سيد جمال) سيد محمد ابراهيم علي نقي مداح (شماره ملي : : 2249859851 ، نام پدر : : محمدرحيم) يوسف صادقي(شماره ملي : 1465791930 ، نام پدر : اذن¬اله) الف)عنوان اختراع: مكانيزم لولا و قفل انتهايي (پنلهاي خورشيدي) در وسايل فضايي(ماهواره) ب)زمينه فني اختراع: الكترومكانيك ج)مشكل فني وبيان هدف اختراع: دراكثر وسايل پرنده وفضايي ، مكانيزمهايي بكاربرده مي شوند كه به علل مختلف (از جمله محدوديت حجم ويا ..)،هنگام پرتاب بايد بصورت بسته وجمع شده باشد وبعد از پرتاب و قرارگيري در مدار با فرمان زميني ،از حالت جمع شدگي خارج و به وضعيت مطلوب خود منتقل شوند. اين وسايل بعد از مونتاژ،درحالت بسته وقفل قرارگرفته، و پس از آن ازاد شده و در موقعيت اصلي خود نسبت به سازه ماهواره قرار مي گيرند تا بتوانند ماموريت خود را به درستي انجام دهند.اين امر مستلزم طراحي يك مجموعه موقعيت دهي مانند يك لولا با دقت و صلبيت بالا مي باشد. اين مكانيزم نيازمند يك موتور به منظور موقعيت دهي پنل ها در هنگام باز شدن و يك لولاي غيرفعال به منظور تحمل قسمتي از بار وارده به مجموعه مي باشد. مكانيزم بدين صورت طراحي گرديده است كه بايد ماژول ها يا قطعاتي (مثلا پنلهاي خورشيدي) كه در زمان پرتاب براساس دلايلي از جمله كوچكي محفظه نگهداري و ماموريت محوله و..،ب بسته وجمع هستند وبعد از پرتاب در زمان مشخص ودر محل(مدار) معيني با دقت وصلبيت بالا باز شوند ،لذا بايد اين توانمندي با قابليت اطمينان بالا وجود داشته باشد كه پنلها پس از پرتاب ماهواره و قرارگيري در مدار بتوانند در موقعيت صحيح خود نسبت به سازه ماهواره به منظور انجام ماموريت خود قرار گيرند. كاركرد مكانيزم بدين صورت است كه هر پنل توسط دو لولا (لولاي فعال وغير فعال) مهار مي شود. در ابتدا و پس از آزاد شدن قفل اوليه مكانيزم، يك موتور كه بر روي يكي از دو لولا قرار دارد ( كه از اين پس لولاي فعال ناميده مي شود) محور لولاي متصل به پنلها را به حركت در مي آورد. اين امر باعث چرخش پنلها حول محور لولا مي شود تا زماني كه مجموعه به موقعيت مطلوب برسد. اين محور از طريق سيستم ياتاقان بندي بولبرينگي مهار شده است و در سوي ديگر به يك ريزالور جهت تشخيص ميزان دوران مجهز است. بحث ياتاق بندي و هم محوري ياتاقانهاي اين مجموعه بسيار مهم و بر عملكرد لولاها بسيار تاثيرگذار مي باشد. البته با طراحي خاص اين لولا و استفاده از كوپلينگ ثابت براي انتقال قدرت از موتور و كوپلينگ فنري براي انتقال ميزان دوران به ريزالور به ميزان زيادي از حساسيت مجموعه نسبت به ساخت كم شده است. همزمان يك مجموعه لولاي دوم (لولاي غير فعال) به حركت در ميايد كه هيچگونه وظيفه ايجاد گشتاور ويا نيرو نداشته وبه هيچ عملگر محركي نيز متصل نمي باشد وتنها وظيفه آن حفظ استحكام مجموعه وافزايش صلبيت آن وبه نحوي تقسيم بارهاي ايجاد شده بين لولاي فعال وغير فعال تا علاوه بر مشخصات ذكر شده ، از لحاظ وزني نيز بهينه باشد. همچنين سيستم ياتاقان بندي اين مجموعه از نوع بولبرينگي است. مي توان بر روي اين لولا ميكروسوئيچي نيز براي مشخص شدن انتهاي مسير تعبيه نمود بعبارتي يك بخش الكترونيكي وجود دارد كه وظيفه راه¬اندازي موتورهاي پله¬اي، راه¬اندازي، خواندن رزالور و خواندن وضعيت ميكروسوئيچ را دارد و از طريق ارتباط سريال، كنترلر در اختيار استفاده¬كننده مي¬باشد. كنترلر قرار داده شده در اين مجموعه بعد از دريافت فرمان دوران لولاها (باز شدن پنل)، ابتدا بايد مجموعه¬¬اي كه داراي قفل اوليه مي باشد، آزاد سازي شده و از طريق موتور پله¬اي پنل¬ را، باز مي¬نمايند.(قابليت دوران از 0 تا 180 درجه را دارا مي باشد.) در طول باز شدن پنل¬، اطلاعات وضعيت ميكروسوئيچ و رزالور به كامپيوتر و يا ساير بردها مي¬تواند ارسال گردد. در اين روش قابليت بسته شدن پنل وجود دارد. د) توضيحات و فرمولهاي مربوط به لولا هاي بازكننده (پنلهاي خورشيدي): لولاي فعال: به مجموعه اي مونتاژ شده گفته مي شود كه شامل چندين جزء ،بوده و هدف مجموعه حركت دادن يك جز متحرك از حال اوليه( كه عموما همان حالت قفل اوليه پرتاب مي باشد) به موقعيت نهايي عملكردي خود در سيستم هاي مختلف اطلاق مي گردد. لولاي غيرفعال: به مجموعه اي مونتاژ شده گفته مي شود كه شامل چندين جزء ،بوده و هدف مجموعه نگهداشتن صلب وسيله يا قطعه مورد نظر در يك مجموعه متحرك در وضعيت مطلوب عملكردي آن مي باشد. كوپلينگ: يك قطعه مكانيكي است كه وظيفه انتقال حركت دوراني از يك محور به يك محور ديگر كه با يكديگر همراستا هستند را دارد. كوپلينگها به دو دسته كوپلينگهاي انتقال قدرت و كوپلينگ هاي انتقال موقعيت دوراني تقسيم بندي مي شوند كه هر كدام دسته بندي هاي محتلفي دارند. ولي در يك دسته بندي كلي كوپلينگهاي انتقال قدرت صلب هستند و بايد دقت هم محوري در آنها بالا باشد ولي كوپلينگهاي انتقال حركت دوراني مي توانند تا حدودي انعطاف پذير باشند. همراستايي محوري: يك نوع از تعاريف تلرانسي و ابعادي است كه اشاره به خطاي محوري چند سوراخ كه در راستاي هم قرار دارند مي كند

مجموعه مكانيزم گسترش يك پنل خورشيدي شامل يك لولاي فعال به عنوان تامين كننده انرژي جنبشي حركت و يك لولاي غيرفعال جهت كنترل سرعت باز شدن پنل خورشيدي و همچنين تثبيت آن در انتهاي مسير حركت آن توسط قفل انتهايي مي باشد. در مكانيزم هاي گسترشي متداول پنل هاي خورشيدي ماهواره از يك فنر پيچشي در مكانيزم لولاي فعال به عنوان محرك و از يك ميراكننده در مكانيزم لولاي غيرفعال به عنوان كنترل كننده سرعت گسترش پنل خورشيدي استفاده مي شود. در مكانيزم هاي گسترشي متداول ميراكننده داراي يك ضريب ميرايي مشخص و ثابت است كه قابل تغيير نيست. در طرح پيشنهادي حاضر، در مكانيزم لولاي غيرفعال از يك موتور الكتريكي DC گيربكسدار جاروبكي به عنوان ميراكننده حركت استفاده شده كه در اين حالت موتور DC در يك مدار همراه با يك مقاومت الكتريكي به صورت اتصال كوتاه قرار مي گيرد و تغيير مقاومت الكتريكي موجود در مدار مي توان ضريب ميرايي ميراكننده و در نتيجه سرعت گسترش پنل خورشيدي را به دلخواه تغيير داد. لولاي فعال شامل يك جفت فنر پيچشي، پنجه نگهدارنده پنل خورشيدي، پايه اتصال به بدنه ماهواره، شفت و بلبرينگ مي باشد. لولاي غيرفعال شامل يك موتور DC گيربكسدار جاروبكي، مكانيزم پين-فنر جهت قفل انتهايي، پنجه نگهدارنده پنل خورشيدي، پايه اتصال به بدنه ماهواره، جايگاه اتصال دو عدد ميكروسوئيچ، شفت و بلبرينگ مي باشد.