一种双向展收的模块化抛物柱面天线空间可展开机构制造技术

本发明专利技术提出了一种双向展收的模块化抛物柱面天线空间可展开机构，包括多个活动连接的模块单元，每个模块单元在工作状态下呈以多个运动关节组件为节点，以主肋组件、折叠杆组件分别为横向连接件、纵向连接件的双“日”字形结构，该双“日”字形结构中共用的三个运动关节组件分别与两侧连接的主肋组件之间安装有一个运动锁止装置，所述主肋组件两侧连接的两个运动关节组件之间安装有运动辅助装置。本发明专利技术中的实体零件所占用的空间小，能够减小天线收拢后的体积，在保证抛物柱面天线的形面精度的同时，一方面提高了空间可展开机构的展收效率，同时实现了轻质化。同时实现了轻质化。同时实现了轻质化。

【技术实现步骤摘要】
一种双向展收的模块化抛物柱面天线空间可展开机构


[0001]本专利技术属于空间可展开天线
，涉及一种空间可展开机构，具体涉及一种双向展收的模块化抛物柱面天线空间可展开机构，可应用于卫星通信、地球观测、深空探测等领域。

技术介绍

[0002]随着航天科技事业的飞速发展，在轨航天器的数目越来越多，空间电磁环境日益复杂，传统的单波束天线已难以在当前的空间环境中正常服役。抛物柱面天线由于其反射面独特的成形方式，能够实现多频段信号共用和自动波束扫描，在空间可展开天线
中用广阔的应用前景。另一方面，随着空间技术的不断发展，结构尺寸大型化已成为星载反射面天线发展的必然趋势，但受到火箭运载空间和能力的限制，传统的固面天线难以实现大型化设计，因此，大型星载天线正朝着高展收比、模块化、轻质化的方向发展。
[0003]现有的模块化抛物柱面天线的空间可展开机构的展收效率和重量仍难以满足星载反射面天线大型化的要求，例如，申请公布号为CN 114865276 A，名称为“一种基于厚板折纸结构的空间可展抛物面天线背架”的专利申请，公开了一种基于厚板折纸结构的空间可展抛物面天线背架，包括多个不同形状和尺寸的厚板折纸模块，不同模块通过铰链连接组成一个单自由度厚板可展开机构，可以实现拉伸和曲面变形。该专利技术的结构简单，展收比较大，但存在的缺陷在于，组成厚板折纸模块的两个四边形厚板单元和四个三角形厚板单元均采用具有一定厚度的板状结构，增加了天线收拢后的体积，一方面会限制天线背架展收效率的进一步提高，同时导致天线背架整体较笨重。/>
技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种双向展收的模块化抛物柱面天线空间可展开机构，旨在保证抛物柱面天线的形面精度的同时，提高空间可展开机构的展收效率，并降低可展开机构的重量。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案包括多个活动连接的模块单元，其中：
[0006]所述模块单元在工作状态下呈以多个运动关节组件1为节点，以主肋组件2、折叠杆组件3分别为横向连接件、纵向连接件的双“日”字形结构，该双“日”字形结构中共用的三个运动关节组件1分别与两侧连接的主肋组件2之间安装有一个运动锁止装置4，所述主肋组件2两侧连接的两个运动关节组件1之间安装有运动辅助装置5；所述运动关节组件1包括两个弹性驱动元件11；所述折叠杆组件3包括分别位于其两侧和中间的三个折叠杆铰链31，折叠杆铰链31内设置有铰链蜗卷弹簧311；
[0007]所述多个模块单元通过运动关节组件1与主肋组件2、折叠杆组件3的交替连接，实现沿横向、纵向的扩展，并通过调整与运动关节组件1连接的两个主肋组件2在抛物线方向的夹角θ，使机构的展开形状逼近理想抛物柱面；
[0008]所述运动关节组件1中的两个弹性驱动元件11通过其存储的弹性势能，驱动与该
运动关节组件1横向连接的两个主肋组件2转动，使机构由收拢状态沿横向即天线的抛物线方向展开为工作状态；所述折叠杆组件3中的三个折叠杆铰链31内的铰链蜗卷弹簧311通过其存储的弹性势能，驱动该折叠杆组件3展开，使机构由收拢状态沿纵向即天线的抛物柱面母线方向展开为工作状态。
[0009]作为优选，所述运动关节组件1，还包括支撑架12和两个平行设置的传动部件13；所述传动部件13包括与主肋组件2固定的传动齿轮131，以及与折叠杆组件2固定的传动轴132；所述传动齿轮131固定在传动轴132上，两个传动部件13中的传动齿轮131相互啮合，在各自弹性驱动元件11的驱动下相向转动，驱动模块单元沿横向由收拢状态展开为工作状态。
[0010]作为优选，所述弹性驱动元件11，包括蜗卷弹簧111和弹簧盒112；所述蜗卷弹簧111的内圈与传动轴132的轴端固定，外圈与弹簧盒112固定；所述弹簧盒112固定在支撑架12上的安装沉孔内。
[0011]作为优选，所述主肋组件2，包括两端固定有第一连杆接头21的第一连接杆22，以及与两个第一连杆接头21固定的索网调节装置23；相邻两排主肋组件2中的索网调节装置23上悬挂有用于铺设天线金属网的绳索。
[0012]作为优选，所述折叠杆组件3，还包括设置于三个折叠杆铰链31之间的第二连接杆32；所述折叠杆铰链31中，位于折叠杆组件3两侧的折叠杆铰链31的一端通过第二连杆接头33与第二连接杆32固定，另一端与传动部件13中的传动轴132固定，位于折叠杆组件3中间的折叠杆铰链31的两端均通过第二连杆接头33与第二连接杆32固定。
[0013]作为优选，所述运动锁止装置4，包括与主肋组件2中的第一连杆接头21固定的主动锁止件41和与运动关节组件1中的支撑架12固定的被动锁止件42；所述主动锁止件41上设置有顶杆411和楔形挂钩412；所述顶杆411用于防止机构在展开到位后继续展开，所述楔形挂钩412能够滑入被动锁止件42上设置的挂钩槽421内，以防止机构在展开到位后反向收拢。
[0014]作为优选，所述运动辅助装置5，包括两端固定有转动关节51的第三连接杆52；所述转动关节51包括支撑轴511和可绕其转动的第三连杆接头512；所述支撑轴511固定于运动关节组件1中的支撑架12内，所述第三连杆接头512与第三连接杆52固定；所述运动辅助装置5与所连接的两个运动关节组件1和运动关节组件1之间的主肋组件2构成一个平行四边形机构。
[0015]作为优选，所述第一连接杆21、第二连接杆32和第三连接杆52采用轻质管材。
[0016]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0017]1.本专利技术中的模块单元呈现以多个运动关节组件为节点，以主肋组件、折叠杆组件分别为横向连接件、纵向连接件的双“日”字形结构，除连接运动关节组件的主肋组件和折叠杆组件外，其余空间不存在实体零件，避免了现有技术中组成厚板折纸模块的各个单元具有一定厚度而导致天线收拢后的体积较大的缺陷，在保证抛物柱面天线的形面精度的同时，一方面提高了空间可展开机构的展收效率，同时减小了可展开机构的重量，有利于实现轻质化。
[0018]2.本专利技术中的两个运动关节组件与其连接的运动辅助装置和主肋组件形成平行四边形机构，在机构展开过程中，运动关节组件中的支撑架不会随其内的传动部件的转动
而偏转，提高了天线机构展收过程的平稳性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的整体结构示意图；
[0020]图2为本专利技术的收拢状态示意图；
[0021]图3为本专利技术运动关节组件结构示意图；
[0022]图4为本专利技术主肋组件结构示意图；
[0023]图5为本专利技术索网调节装置结构示意图；
[0024]图6为本专利技术绳索调整组件结构示意图；
[0025]图7为本专利技术折叠杆组件结构示意图；
[0026]图8为本专利技术折叠杆铰链结构示意图；
[0027]图9为本专利技术运动锁止装置结构示意图；
[0028]图10为本专利技术运动辅助装置结构示意图；
[0029]图11位本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向展收的模块化抛物柱面天线空间可展开机构，包括多个活动连接的模块单元，其特征在于，所述模块单元在工作状态下呈以多个运动关节组件(1)为节点，以主肋组件(2)、折叠杆组件(3)分别为横向连接件、纵向连接件的双“日”字形结构，该双“日”字形结构中共用的三个运动关节组件(1)分别与两侧连接的主肋组件(2)之间安装有一个运动锁止装置(4)，所述主肋组件(2)两侧连接的两个运动关节组件(1)之间安装有运动辅助装置(5)；所述运动关节组件(1)包括两个弹性驱动元件(11)；所述折叠杆组件(3)包括分别位于其两侧和中间的三个折叠杆铰链(31)，折叠杆铰链(31)内设置有铰链蜗卷弹簧(311)；所述多个模块单元通过运动关节组件(1)与主肋组件(2)、折叠杆组件(3)的交替连接，实现沿横向、纵向的扩展，并通过调整与运动关节组件(1)连接的两个主肋组件(2)在抛物线方向的夹角θ，使机构的展开形状逼近理想抛物柱面；所述运动关节组件(1)中的两个弹性驱动元件(11)通过其存储的弹性势能，驱动与该运动关节组件(1)横向连接的两个主肋组件(2)转动，使机构由收拢状态沿横向即天线的抛物线方向展开为工作状态；所述折叠杆组件(3)中的三个折叠杆铰链(31)内的铰链蜗卷弹簧(311)通过其存储的弹性势能，驱动该折叠杆组件(3)展开，使机构由收拢状态沿纵向即天线的抛物柱面母线方向展开为工作状态。2.根据权利要求1所述的模块化空间可展开机构，其特征在于，所述运动关节组件(1)，还包括支撑架(12)和两个平行设置的传动部件(13)；所述传动部件(13)包括与主肋组件(2)固定的传动齿轮(131)，以及与折叠杆组件(2)固定的传动轴(132)；所述传动齿轮(131)固定在传动轴(132)上，两个传动部件(13)中的传动齿轮(131)相互啮合，在各自弹性驱动元件(11)的驱动下相向转动，驱动模块单元沿横向由收拢状态展开为工作状态。3.根据权利要求2所述的模块化空间可展开机构，其特征在于，所述弹性驱动元件(11)，包括蜗卷弹簧(111)和弹簧盒(112)；所述蜗卷弹簧(111)的内圈与传动轴(132)的轴端固定，外圈与弹簧盒(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾子杰，李团结，董航佳，杨丽，刘天明，周鑫，钱俊杰，戴子祺，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：