一种基于四棱锥单元的阵列式折展天线机构制造技术

本发明专利技术公开了一种基于四棱锥单元的阵列式折展天线机构，其中四棱锥单元由一个顶花盘、一个第一底花盘、一个第二底花盘、一个第三底花盘、一个第四底花盘、四根第一底部连杆、四根第二底部连杆、四根腹杆组成。该机构通过阵列形式在竖向和横向组合出多组紧密连接的阵列式折展天线机构，形成阵列之后的四棱锥单元的顶花盘两两之间通过顶端第一连杆和顶端第二连杆进行连接。该阵列式折展天线机构通过添加转动副处的驱动，各个花盘之间紧密依靠，形状规则且各个花盘姿态保持一致均位于同一个平面内。本发明专利技术的四棱锥单元阵列式折展天线机构具有高刚度，高收拢率、高支撑性能、口径大小可调等综合优势。可调等综合优势。可调等综合优势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于四棱锥单元的阵列式折展天线机构


[0001]本专利技术涉及折展天线机构
，具体涉及一种基于四棱锥单元的阵列式折展天线机构。

技术介绍

[0002]目前，各国在航天领域的竞争愈发激烈，为把各种机械设备安全高效的运送到太空，以便进一步开展科学研究，对于空间可展机构的需求是未来发展的必然趋势。空间可展单元易于展开收拢，便于运输，安装简便，质量轻巧等独特优势在太空轨道建设以及卫星通信等重大航天项目领域具有重要的研究意义。
[0003]随着空间技术的迅猛发展，对高精度、大口径、轻质量化提出了更高的要求，可展机构有多个基本单元可由不同的组合方式、数量、大小实现天线体积的调整及灵活变换。以四棱锥可展单元及其组成的抛物面可展天线机构为代表的可展机构具有桁架结构，能够有效提高整体机构的刚度，减少变形带来的不利影响，使空间可展天线机构在工作过程中变得更加安全、高效和便捷。
[0004]在可展天线研究领域，诸多专利技术人提供了各种各样的解决方案。如中国专利：一种基于直四棱柱单元的高折展比双层环形可展天线机构，专利号：CN201910984462.4，它包括若干个相同的直四棱柱单元，每个直四棱柱单元由镜像对称的上下两层可展模块通过四根连接杆固连，若干个相邻直四棱柱单元进行组网。该专利可实现双层环形天线的高效率折展，然而其未能形成阵列式结构。如中国专利：剪叉式六棱柱可展单元及其组成的空间可展机构，专利号：CN201710499274.3，包括十二个花盘、六组剪叉折叠杆和十二组折叠连杆,其中一组折叠连杆依靠连杆长度限制基本可展单元的展开程度,剩余十一组折叠连杆均为过约束折展连杆。该专利可实现较高折展效率，然而其未能形成阵列式结构。如中国专利：单自由度平板天线折展单元及平板天线折展机构，专利号：CN111509358B，其包括天线平板、支撑杆、连接块以及伸缩杆，该专利的平板天线折展机构由多个上述单自由度平板天线折展单元连接而成，整体机构具有一个自由度,易于控制，然而其未能形成阵列式结构。
[0005]目前，阵列式折展天线机构相对较少，为了适应需求不断增长的航空可展天线，对于阵列式折展天线机构的研究具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种具有高刚度，结构简单、高收拢率、高支撑性能、天线口径易调整等综合优势的可展天线结构。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：
[0008]一种基于四棱锥单元的阵列式折展天线机构，其包括n*n个四棱锥单元，所述四棱锥单元组成结构相同，在横向与纵向组合连接的2*2的四棱锥单元中，下方横向排列的左侧单元为第1四棱锥单元，上方竖向排列的左侧单元为第2四棱锥单元，下方横向排列的右侧单元为第3四棱锥单元，上方竖向排列的右侧单元为第4四棱锥单元；第1四棱锥单元与第2
四棱锥单元进行连接时，第一底花盘和第二底花盘作为所述两组四棱锥单元的共用底花盘，且第一底部连杆和第二底部连杆作为所述两组四棱锥单元的公共连杆进行组合连接；所述第1四棱锥单元的下表面与第2四棱锥单元的下表面平行。竖向排列的四棱锥单元两两之间通过阵列连接组合。第1四棱锥单元与第3四棱锥单元进行连接时，第一底花盘和第三底花盘作为所述两组四棱锥单元的共用底花盘，且第一底部连杆和第二底部连杆作为所述两组四棱锥单元的公共连杆进行组合连接，所述第1四棱锥单元的下表面与第3四棱锥单元的下表面平行，第4四棱锥单元与第3四棱锥单元进行连接时，第三底花盘和第四底花盘作为所述两组四棱锥单元的共用底花盘，且第一底部连杆和第二底部连杆作为所述两组四棱锥单元的公共连杆进行组合连接，所述第4四棱锥单元的下表面与第3四棱锥单元的下表面平行，竖向排列的四棱锥单元两两之间通过阵列连接组合，第4四棱锥单元与第2四棱锥单元进行连接时，第一底花盘和第三底花盘作为所述两组四棱锥单元的共用底花盘，且第一底部连杆和第二底部连杆作为所述两组四棱锥单元的公共连杆进行组合连接，所述第4四棱锥单元的下表面与第2四棱锥单元的下表面平行，横向排列的四棱锥单元两两之间通过阵列连接组合，横向排列的四棱锥单元两两之间通过阵列连接组合，相邻两个四棱锥单元的顶花盘之间通过第一顶端连杆和第二顶端连杆进行连接，所述第一顶端连杆和第二顶端连杆之间通过转动副进行连接。n*n个四棱锥单元均按上述方式连接。
[0009]本专利技术的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
[0010]优选地，四棱锥单元由一个顶花盘、一个第一底花盘、一个第二底花盘、一个第三底花盘、一个第四底花盘、四根第一底部连杆、四根第二底部连杆、四根腹杆组成；所述顶花盘下表面环形凹槽内交错旋转连接有四根腹杆，所述四根腹杆的两端均设置有半圆形耳环，所述四根腹杆的一端半圆形耳环通过转动副连接至顶花盘环形凹槽的轴孔处，所述四根腹杆的另一端半圆形耳环分别通过转动副连接至第一底花盘、第二底花盘、第三底花盘、第四底花盘的上表面环形凹槽的轴孔处；所述第一底花盘圆周外侧的四组方形槽口中的相邻两组方形槽口分别通过转动副连接有一根第一底部连杆和一根第二底部连杆，所述第一底部连杆和一根第二底部连杆以第一底花盘的所在中心轴线呈90
°
角布置；所述四个底花盘通过第一底部连杆、第二底部连杆之间的转动副进行顺次首位连接，所述第一底部连杆、第二底部连杆之间的转动副中心轴线垂直于两根底部连杆，且与顶花盘的下表面保持平行；所述第一底部连杆、第二底部连杆之间的转动副通过添加一个自由度的扭簧驱动，释放扭簧之后机构可完全展开；所述顶花盘下表面连接的四根腹杆分别与四个底花盘连接，两两相邻的底花盘通过第一底部连杆、第二底部连杆进行连接，整体组成四棱锥空间结构。
[0011]优选地，四棱锥单元两两进行连接组合时共用底花盘，在第1四棱锥单元、第2四棱锥单元、第3四棱锥单元、第4四棱锥单元中，共用底花盘为第1四棱锥单元的第二底花盘、第2四棱锥单元的第四底花盘、第3四棱锥单元的第一底花盘、第4四棱锥单元的第三底花盘；共用底花盘上表面环形凹槽内沿圆周布置有四个轴孔，每相邻两个轴孔之间的轴线呈90
°
角布置；所述四个轴孔分别用来连接与四个四棱锥单元的其中一根腹杆，所述轴孔与腹杆一端的半圆形耳环通过转动副连接；所述共用底花盘所在平面与四根腹杆的中心轴线呈空间倾斜夹角，共用底花盘沿圆周方向外侧的四组方形槽口用于放置两根第一底部连杆、两根第二底部连杆，所述四组方形槽口与两根第一底部连杆、两根第二底部连杆通过转动副进行连接。
[0012]优选地，底花盘上表面的环形凹槽内的一个轴孔通过转动副连接至一根腹杆一端的半圆形耳环，底花盘圆周外侧的四组方形槽口中的相邻两组方形槽口分别通过转动副连接有一根第一底部连杆和一根第二底部连杆，所述第一底部连杆和第二底部连杆以第三底花盘的所在中心轴线呈90
°
角布置。
[0013]优选地，本专利技术中所使用到的顶花盘和底花盘均为规格相同的花盘，花盘沿圆周方向外侧设有四组方形槽口，所述两两相邻的方形槽口呈90
°
角布置，所述方形槽口用来放置四本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于四棱锥单元的阵列式折展天线机构，其特征在于，包括n*n个四棱锥单元，所述四棱锥单元组成结构相同，在横向与纵向组合连接的2*2的四棱锥单元中，下方横向排列的左侧单元为第1四棱锥单元，上方竖向排列的左侧单元为第2四棱锥单元，下方横向排列的右侧单元为第3四棱锥单元，上方竖向排列的右侧单元为第4四棱锥单元；第1四棱锥单元与第2四棱锥单元进行连接时，第一底花盘和第二底花盘作为所述两组四棱锥单元的共用底花盘，且第一底部连杆和第二底部连杆作为所述两组四棱锥单元的公共连杆进行组合连接；所述第1四棱锥单元的下表面与第2四棱锥单元的下表面平行；竖向排列的四棱锥单元两两之间通过阵列连接组合；第1四棱锥单元与第3四棱锥单元进行连接时，第一底花盘和第三底花盘作为所述两组四棱锥单元的共用底花盘，且第一底部连杆和第二底部连杆作为所述两组四棱锥单元的公共连杆进行组合连接，所述第1四棱锥单元的下表面与第3四棱锥单元的下表面平行，第4四棱锥单元与第3四棱锥单元进行连接时，第三底花盘和第四底花盘作为所述两组四棱锥单元的共用底花盘，且第一底部连杆和第二底部连杆作为所述两组四棱锥单元的公共连杆进行组合连接，所述第4四棱锥单元的下表面与第3四棱锥单元的下表面平行，竖向排列的四棱锥单元两两之间通过阵列连接组合，第4四棱锥单元与第2四棱锥单元进行连接时，第一底花盘和第三底花盘作为所述两组四棱锥单元的共用底花盘，且第一底部连杆和第二底部连杆作为所述两组四棱锥单元的公共连杆进行组合连接，所述第4四棱锥单元的下表面与第2四棱锥单元的下表面平行，横向排列的四棱锥单元两两之间通过阵列连接组合，横向排列的四棱锥单元两两之间通过阵列连接组合，相邻两个四棱锥单元的顶花盘之间通过第一顶端连杆和第二顶端连杆进行连接，所述第一顶端连杆和第二顶端连杆之间通过转动副进行连接。2.如权利要求1所述的基于四棱锥单元的阵列式折展天线机构，其特征在于，所述四棱锥单元由一个顶花盘、一个第一底花盘、一个第二底花盘、一个第三底花盘、一个第四底花盘、四根第一底部连杆、四根第二底部连杆、四根腹杆组成；所述顶花盘下表面环形凹槽内交错旋转连接有四根腹杆，所述四根腹杆的两端均设置有半圆形耳环，所述四根腹杆的一端半圆形耳环通过转动副连接至顶花盘环形凹槽的轴孔处，所述四根腹杆的另一端半圆形耳环分别通过转动副连接至第一底花盘、第二底花盘、第三底花盘、第四底花盘的上表面环形凹槽的轴孔处；所述第一底花盘圆周外侧的四组方形槽口中的相邻两组方形槽口分别通过转动副连接有一根第一底部连杆和一根第二底部连杆，所述第一底部连杆和一根第二底部连杆以第一底花盘的所在中心轴线呈90
°
角布置；所述四个底花盘通过第一底部连杆、第二底部连杆之间的转动副进行顺次首位连接，所述第一底部连杆、第二底部连杆之间的转动副中心轴线垂直于两根底部连杆，且与顶花盘的下表面保持平行；所述第一底部连杆、第二底部连杆之间的转动副通过添加一个自由度的扭簧驱动，释放扭簧之后机构可完全展开；所述顶花盘下表面连接的四根腹杆分别与四个底花盘连接，两两相邻的底花盘通过第一底部...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭金伟，何健亮，张国兴，夏新露，王佳，李冲，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：