【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天，具体为一种基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线。
技术介绍
1、空间大型可展开天线结构是近年来快速发展的研究方向之一，是支撑大型空间天线的关键装备，由于其在资源探测、军事预警及深空探测测控通信中的特殊应用，加之其研制难度巨大，成为衡量一个航天大国宇航能力的标尺之一，空间大型可展开天线结构对一国社会经济、国家安全具有重大战略意义，成为当前各国争相研究和部署的热点，我国未来十年需发射数十颗卫星用于未来国家航天探测、通信、电子侦察、导航、遥感、地球观测及深空探测等领域，由于距离远，卫星接收到的信号微弱，要求星载天线具备较大的口径从而获得较高的增益。
2、为获取更快速、更优质的信号传输能力，通讯卫星需携带大口径星载天线以满足需求，此外，空间太阳能电站为了从地球同步轨道传输高功率连续微波至地面，需要上百米口径的超大型天线，而具有高增益和强方向性的星载天线因其具有较强的抗干扰能力使其在军事卫星上有着深远的应用前景，为增强天线的抗侦察性而使用的跳频通信技术和扩频通信技术则要求天线能适应较高的工作频率且具有较宽的频带，这些需求自然对未来星载天线提出了更高要求，针对上述问题，提出一种基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，以解决上述
技术介绍
提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，由十九个构型、尺寸完全相
3、所述双剪叉单元的多环形周边并联组网天线展开分为两个互相解耦的阶段，第一阶段仅各模块单元进行展开运动，同一模块单元内各双剪叉单元夹角保持不变，进行同步展开运动，第一阶段的运动为平面展开，各模块单元上、下表面内各顶点始终保持各自共面，其作用为使得天线口径扩张，第二阶段仅各连接单元进行展开运动，第二阶段的展开运动为空间运动，连接单元相互撑开使得各模块单元并联并成特定夹角，其作用为使得天线张成所需几何形状；
4、所述模块单元按照生成方式在几何位置可分为拓扑类型一模块和拓扑类型二模块两种类型，靠近中心模块的六个拓扑类型二模块为中心模块旋转生成而来，远离中心模块的六个拓扑类型二模块由靠近中心模块的拓扑类型二模块按同样的方式生成而来，而外层拓扑类型一模块由外层拓扑类型二模块逆向生成而来；
5、所述连接单元根据其工作方式共分为两种类型，第一类仅包括第一类连接单元一种样式，展开时所在平面与相邻模块单元夹角保持不变，第二类包括第二类连接单元，且分为第二类连接单元类型一、第二类连接单元类型二、第二类连接单元类型三、第二类连接单元类型四四种样式，其不仅在其所在平面内展开，其所在平面与其相连的模块单元之间还存在相对转动，所述第二类连接单元包括第二类连接单元侧杆、第二类连接单元转接侧杆、第二类连接单元转动母铰、第二类连接单元连接，所述第二类连接单元侧杆上连接有多个第二类连接单元转动公铰，可以实现绕自身对称轴的旋转，展开时所在平面与相邻模块单元夹角产生变化。
6、优选的，所述第一类连接单元包括第一类连接单元侧杆、连接单元剪叉机构上部转动模块、连接单元剪叉机构下部滑动模块、连接单元剪叉机构滑动限位、第一类连接单元连接、连接单元上下杆连接件、连接单元上杆、连接单元下杆、连接单元锁定抱爪、连接单元驱动弹簧、连接单元驱动弹簧限位、连接单元剪叉机构上剪叉杆、连接单元剪叉机构下剪叉杆、连接单元剪叉机构剪叉杆转接、连接单元剪叉机构中心铰链，所述连接单元展开状态为等腰梯形，收拢状态为细长矩形，所述第一类连接单元所在的平面与其相连的模块单元在展开过程中不产生相对转动，所述第一类连接单元均与模块单元固连，所述连接单元中部的剪叉机构用于保证整个单元在展开过程中为单自由度。
7、优选的，所述连接单元中部有一个剪叉机构，用于保证整个连接单元展开过程为单自由度展开，所述连接单元的整个展开过程由连接单元驱动弹簧驱动连接单元剪叉机构下部滑动模块进行，同时连接单元上、下部分皆有用于展开到位后自动锁定的连接单元锁定抱爪。
8、优选的，天线的每个模块单元都张有与其边缘六个双剪叉单元相配合的索网，来与之构成刚柔耦合的结构，所述索网结构由前索网、张力阵和背索网构成，天线依靠其各模块单元上依附的前索网构成工作表面，位于不同位置的模块单元的前索网型面略有不同，多个模块单元并联后形成抛物面工作表面，各模块单元上表面各点共同位于工作表面拟合而成的球面上，各模块单元的前索网与折展机构之间通过一定补偿连接来弥补误差。
9、优选的，所述连接单元锁定抱爪包括连接单元锁定抱爪公铰、连接单元锁定抱爪母铰、连接单元锁定抱爪锁定杆、锁定杆转动轴、锁定杆作动扭簧、连接单元锁定抱爪驱动卷簧、连接单元锁定抱爪转动轴、连接单元锁定抱爪固定螺母，天线在展开过程中厚度方向尺寸始终保持不变，所述模块单元收拢时为细长六棱柱，整个天线收拢时为多组细长六棱柱通过收拢时连接单元并联成的低矮类柱状结构。
10、优选的，所述双剪叉单元包括滑动杆、中心滑动模块、短侧边滑动模块组、长侧边滑动模块组、推动杆、模块角连接件、中心剪叉机构连接件、侧边剪叉机构连接件、双剪叉单元驱动弹簧和滑动模块限位，所述滑动杆上两不同的平行轴线上各安置一个单剪叉机构，实现同一双剪叉单元上前后两中心剪叉机构的交错放置，所述双剪叉单元边缘两滑动杆上两轴线各安置短侧边滑动模块组与长侧边滑动模块组的一部分，其另一部分与相邻双剪叉单元边缘的滑动杆相连，实现同一模块单元的同步展开。
11、优选的，所述单剪叉机构包括单剪叉机构铰链、单剪叉机构剪叉杆、单剪叉机构剪叉杆边缘连接件，所述单剪叉机构铰链可以使单剪叉机构中的四根单剪叉机构剪叉杆绕同轴转动。
12、优选的，所述单剪叉机构铰链包括单剪叉机构半铰链、单剪叉机构转动轴、单剪叉机构轴承、轴承挡圈，所述单剪叉机构半铰链使其相连的单剪叉机构剪叉杆可以绕单剪叉机构转动轴转动，所述单剪叉机构转动轴作为转动的主体可以与轴承挡圈配合，实现单剪叉机构轴承的安放。
13、优选的，所述中心滑动模块包含中心滑动模块滑动主体、中心滑动模块转接板、中心滑动模块上部双铰链、中心滑动模块底板，所述中心滑动模块滑动主体可以使中心滑动模块在滑动杆上滑动的同时保持较好的同轴度。
14、优选的，所述短侧边滑动模块组包括侧边滑动模块滑动主体、短侧边滑动模块组转接板、侧边滑动模块上部单铰链、侧边滑动模块底板，每个所述短侧边滑动模块组包括两个成60°夹角的侧边滑动模块滑动主体，其可以与两相邻双剪叉单元上的滑动杆分别保持较好本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，其特征在于：由十九个构型、尺寸完全相同的六棱柱模块单元构成，各所述六棱柱模块单元均视为一个环形周边式天线，且整个天线由各模块单元并联而成，各模块单元之间由连接单元连接，各所述六棱柱模块单元由六组构型、尺寸完全一致的双剪叉单元构成，所述双剪叉单元的驱动位于各模块六个角上，按照工作方式可将连接单元分为两类共五种连接单元，同类所述连接单元之间构型相同但尺寸存在差异；
2.根据权利要求1所述的基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，其特征在于：所述第一类连接单元(11)包括第一类连接单元侧杆(101)、连接单元剪叉机构上部转动模块(102)、连接单元剪叉机构下部滑动模块(103)、连接单元剪叉机构滑动限位(104)、第一类连接单元连接(105)、连接单元上下杆连接件(106)、连接单元上杆(107)、连接单元下杆(108)、连接单元锁定抱爪(109)、连接单元驱动弹簧(110)、连接单元驱动弹簧限位(111)、连接单元剪叉机构上剪叉杆(112)、连接单元剪叉机构下剪叉杆(113)、连接单元剪叉机构剪叉杆转接(114)、连接单元剪
3.根据权利要求2所述的基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，其特征在于：所述连接单元中部有一个剪叉机构，用于保证整个连接单元展开过程为单自由度展开，所述连接单元的整个展开过程由连接单元驱动弹簧(110)驱动连接单元剪叉机构下部滑动模块(103)进行，同时连接单元上、下部分皆有用于展开到位后自动锁定的连接单元锁定抱爪(109)。
4.根据权利要求1所述的基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，其特征在于：天线的每个模块单元都张有与其边缘六个双剪叉单元相配合的索网，来与之构成刚柔耦合的结构，所述索网结构由前索网(31)、张力阵(32)和背索网(33)构成，天线依靠其各模块单元上依附的前索网(31)构成工作表面，位于不同位置的模块单元的前索网(31)型面略有不同，多个模块单元并联后形成抛物面工作表面，各模块单元上表面各点共同位于工作表面拟合而成的球面上，各模块单元的前索网(31)与折展机构之间通过一定补偿连接来弥补误差。
5.根据权利要求2所述的基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，其特征在于：所述连接单元锁定抱爪(109)包括连接单元锁定抱爪公铰(1091)、连接单元锁定抱爪母铰(1092)、连接单元锁定抱爪锁定杆(1093)、锁定杆转动轴(1094)、锁定杆作动扭簧(1095)、连接单元锁定抱爪驱动卷簧(1096)、连接单元锁定抱爪转动轴(1097)、连接单元锁定抱爪固定螺母(1098)。
6.根据权利要求1所述的基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，其特征在于：所述双剪叉单元包括滑动杆(002)、中心滑动模块(003)、短侧边滑动模块组(004)、长侧边滑动模块组(005)、推动杆(006)、模块角连接件(007)、中心剪叉机构连接件(008)、侧边剪叉机构连接件(009)、双剪叉单元驱动弹簧(010)和滑动模块限位(011)，所述滑动杆(002)上两不同的平行轴线上各安置一个单剪叉机构(001)，实现同一双剪叉单元上前后两中心剪叉机构的交错放置，所述双剪叉单元边缘两滑动杆(002)上两轴线各安置短侧边滑动模块组(004)与长侧边滑动模块组(005)的一部分，其另一部分与相邻双剪叉单元边缘的滑动杆(002)相连，实现同一模块单元的同步展开。
7.根据权利要求6所述的基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，其特征在于：所述单剪叉机构(001)包括单剪叉机构铰链(0011)、单剪叉机构剪叉杆(0012)、单剪叉机构剪叉杆边缘连接件(0013)，所述单剪叉机构铰链(0011)可以使单剪叉机构(001)中的四根单剪叉机构剪叉杆(0012)绕同轴转动。
8.根据权利要求7所述的基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，其特征在于：所述单剪叉机构铰链(0011)包括单剪叉机构半铰链(00111)、单剪叉机构转动轴(00112)、单剪叉机构轴承(00113)、轴承挡圈(00114)，所述单剪叉机构半铰链(00111)使其相连的单剪叉机构剪叉杆(0012)可以绕单剪叉机构转动轴(00112)转动，所述单剪叉机构转动轴(00112)作为转动的主体可以与轴承挡圈(00114)配合，实现单剪叉机构轴承(00113)的安放。<...
【技术特征摘要】
1.一种基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，其特征在于：由十九个构型、尺寸完全相同的六棱柱模块单元构成，各所述六棱柱模块单元均视为一个环形周边式天线，且整个天线由各模块单元并联而成，各模块单元之间由连接单元连接，各所述六棱柱模块单元由六组构型、尺寸完全一致的双剪叉单元构成，所述双剪叉单元的驱动位于各模块六个角上，按照工作方式可将连接单元分为两类共五种连接单元，同类所述连接单元之间构型相同但尺寸存在差异；
2.根据权利要求1所述的基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，其特征在于：所述第一类连接单元(11)包括第一类连接单元侧杆(101)、连接单元剪叉机构上部转动模块(102)、连接单元剪叉机构下部滑动模块(103)、连接单元剪叉机构滑动限位(104)、第一类连接单元连接(105)、连接单元上下杆连接件(106)、连接单元上杆(107)、连接单元下杆(108)、连接单元锁定抱爪(109)、连接单元驱动弹簧(110)、连接单元驱动弹簧限位(111)、连接单元剪叉机构上剪叉杆(112)、连接单元剪叉机构下剪叉杆(113)、连接单元剪叉机构剪叉杆转接(114)、连接单元剪叉机构中心铰链(115)，所述连接单元展开状态为等腰梯形，收拢状态为细长矩形，所述第一类连接单元(11)所在的平面与其相连的模块单元在展开过程中不产生相对转动，所述第一类连接单元(11)均与模块单元固连，所述连接单元中部的剪叉机构用于保证整个单元在展开过程中为单自由度。
3.根据权利要求2所述的基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，其特征在于：所述连接单元中部有一个剪叉机构，用于保证整个连接单元展开过程为单自由度展开，所述连接单元的整个展开过程由连接单元驱动弹簧(110)驱动连接单元剪叉机构下部滑动模块(103)进行，同时连接单元上、下部分皆有用于展开到位后自动锁定的连接单元锁定抱爪(109)。
4.根据权利要求1所述的基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，其特征在于：天线的每个模块单元都张有与其边缘六个双剪叉单元相配合的索网，来与之构成刚柔耦合的结构，所述索网结构由前索网(31)、张力阵(32)和背索网(33)构成，天线依靠其各模块单元上依附的前索网(31)构成工作表面，位于不同位置的模块单元的前索网(31)型面略有不同，多个模块单元并联后形成抛物面工作表面，各模块单元上表面各点共同位于工作表面拟合而成的球面上，各模块单元的前索网(31)与折展机构之间通过一定补偿连接来弥补误差。
5.根据权利要求2所述的基于双剪叉单元的多环形周边并联组网天线，其特征在于：所述连接单元锁定抱爪(109)包括连接单元锁定抱爪公铰(1091)、连接单元锁定抱爪母铰(1092)、连接单元锁定抱爪锁定杆(1093)、锁定杆转动轴(1094)、锁定杆作动扭簧(1095)、连接单元锁定抱爪驱动卷簧(1096)、连接单元锁定抱爪...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛宁，陈传志，宋志成，李家琪，任志军，唐泽源，孙正楠，熊海辉，刘志迎，周恒辉，张鑫乐，李委，王嵩来，赵修文，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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