雙環形桁架式可展開天線的製作方法

2023-08-11 15:55:06 2

專利名稱：雙環形桁架式可展開天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及航天航空可展開天線，具體為一雙環形桁架式可展開天線。
背景技術：
隨著通信技術與空間科學和地球觀測事業的迅猛發展，人類對大型空間天線的需求量以及對星載天線的技術性能要求也越來越高。由於運載工具有效空間的限制，許多空間結構(如空間平臺、大型可展式天線、太陽帆、伸展臂等)不得不以摺疊壓縮狀態送入太空，進入預定軌道後再展開並組裝為所設計的幾何構形。在此背景下，大型可展開衛星天線的研究也成為衛星研製工作中的關鍵技術，對天線的口徑要求越來越高，但對單環形結構， 隨著天線口徑的增大，天線重量和摺疊高度也會成比例增加，這樣會增加天線的發射成本， 而且如何防止展開初始時的鎖止，保證環形桁架天線順利地自動展開，還沒有很好的解決方案。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種具有新的結構特點的雙環形桁架式可展開天線，並降低天線總重量和摺疊時的高度，保證環形桁架天線順利地自動展開和定型。為解決上述技術問題採用的技術方案是雙環形桁架式可展開天線，包括內圈和外圈，[0006]其中內圈包括，內圈弦杆、內圈豎杆，通過齒輪節點和四支杆節點連接成為上下結構的多邊形環狀，相鄰上下弦杆與兩側的豎杆連接為展開時的並行四邊形結構；齒輪節點上設置的同步齒輪，保證其兩端連接的弦杆端繞齒輪節點可對稱、同步摺疊和展開；外圈包括，弦杆、豎杆，通過齒輪節點和六支杆節點連接成為上下結構的多邊形環狀，相鄰上下弦杆與兩側的豎杆連接為展開時的並行四邊形結構；齒輪節點兩側的設置同步齒輪，其兩端連接的弦杆端繞齒輪節點對稱、同步可摺疊和展開；齒輪節點上設置扭簧，防止天線初始展開鎖止現象，保證天線順利、自動展開；內圈和外圈之間通過連杆連接成一體，對應的上下兩個連杆和內外兩個豎杆構成平行四邊形結構，當外圈在拉索的驅動下展開時，通過連杆帶動內圈展開；齒輪節點上的同步齒輪，保證天線同步、對稱順利展開，兩端設置防止弦杆過度展開的限位塊。所述外圈的相鄰上下弦杆與兩側的豎杆連接為並行四邊形的對角連接設置有滑動套筒式伸縮杆，該滑動套筒式伸縮杆包括套管外管和套管內管；滑動套筒式伸縮杆內穿設用於控制套管外管和套管內管移動的有驅動繩索，通過電機拉動對角套筒杆內的驅動繩索，實現天線機構自動展開。有益效果雙環形桁架可展開天線的應用範圍比較大，天線口徑可以滿足較大範圍的需求，並且隨著口徑增大，天線重量和總的摺疊高度不會成比例增加。[0013]本實用新型結構簡單、使用操作簡便，能較好解決大口徑可展開天線剛度問題，防止天線初始展開時鎖止問題和展開終了的反向運動問題。節點整體性好、強度大，運動機構、控制系統簡單，在電機驅動下能實現機構自動展開，可反覆多次展開。

圖1、本實用新型雙環形桁架式可展開天線的展開結構示意圖；圖2、本實用新型雙環形桁架式可展開天線摺疊時示意圖；圖3、本實用新型雙環形桁架式可展開天線局部單元摺疊時示意圖；圖4、本實用新型雙環形桁架式可展開天線局部單元展開時結構示意圖；圖5、本實用新型雙環形桁架式可展開天線的同步齒輪和扭簧連接結構摺疊狀態示意圖；圖6、本實用新型雙環形桁架式可展開天線的同步齒輪和扭簧連接結構展開狀態示意圖；圖7、本實用新型雙環形桁架式可展開天線的同步齒輪與限位塊的約束作用示意圖；圖8、本實用新型雙環形桁架式可展開天線的滑動套筒式伸縮杆的剖面圖。圖中，1、捆綁繩索 2、豎杆 3、齒輪節點 4、驅動繩索 5、扭簧 6、套管內管 7、套管外管8、同步齒輪9、弦杆10、連杆11、限位塊12、內圈四支杆節點13內圈豎杆14、外圈六支杆節點15、內圈弦杆。
具體實施方式
如圖1、圖2所示意，本實用新型雙環形桁架可展開天線，包括內圈和外圈。其中內圈包括內圈弦杆15、內圈豎杆13，通過齒輪節點3和四支杆節點12連接成為上下結構的多邊形環狀，相鄰上下弦杆9與兩側的豎杆2連接為並行四邊形結構；齒輪節點3兩側的設置同步齒輪8，其兩端連接的弦杆9端繞齒輪節點3對稱可摺疊、展開；外圈包括弦杆9、豎杆2，通過齒輪節點3連接成為上下結構的多邊形環狀，相鄰上下弦杆9與兩側的豎杆2連接為並行四邊形結構；齒輪節點3兩側的設置同步齒輪8，其兩端連接的弦杆9端繞齒輪節點3對稱可摺疊、展開；如圖5，圖6所示，相鄰的同步齒輪8之間設置扭簧，方便弦杆9初始展開；內圈和外圈之間通過連杆10連接成一體，對應的上下兩個連杆和內外兩個豎杆構成平行四邊形結構，當外圈在拉索的驅動下展開時，通過連杆帶動內圈展開；如圖7所示，齒輪節點3兩端設置防止弦杆9過度展開的限位塊11。如圖4、圖8所示意，外圈的相鄰上下弦杆9與兩側的豎杆2連接為並行四邊形的對角連接設置有滑動套筒式伸縮杆，該滑動套筒式伸縮杆包括套管外管7和套管內管6 ；滑動套筒式伸縮杆內穿設用於控制套管外管7和套管內管6移動的有驅動繩索4，通過電機拉動對角套筒杆內的繩索，實現天線機構自動展開。雙環形桁架可展開天線是由內、外兩圈組成的對稱的正多邊形閉環結構，相對單環可展開天線，可提高環形桁架可展開天線結構的整體剛度；天線展開過程涉及解鎖、展開、定位三個階段。具體展開過程如下[0031]1、解鎖階段天線初始狀態為摺疊狀態，如圖2所示，解鎖階段，首先，天線外圈的捆綁繩索1解開，由於天線收籠時，相鄰兩單元弦杆9與豎杆2之間幾乎成豎直狀態，如圖3所示，初始展開時，可能出現展開鎖止現象，在齒輪節點3上安裝扭簧5，如圖5所示，當收籠時捆綁天線外圈的捆綁繩索1解開後，扭簧5稍微收籠一個角度以擺脫自鎖位置，帶動扭簧5上的同步齒輪8及桁架的弦杆9，使得桁架結構隨著扭簧的收籠微微展開一個角度，解鎖階段，主要是由扭簧起作用的階段；2、展開階段，電機啟動，將穿過桁架外圈對角杆的驅動繩索4收緊纏繞在繩輪上，滑動套筒式伸縮杆的套筒外管7向內管6收縮，如圖8所示；再用電機拉動滑動套筒式對角杆內的驅動繩索4，滑動套筒式對角伸縮杆的套筒外管6進一步向內管7收縮，桁架單元由細長菱形逐漸變為矩形，在同步齒輪8驅動作用下，使得天線外圈平穩展開，同時，通過內、外圈之間連杆10帶動內圈展開，實現天線的內、外圈同時展開。3、定位階段，電機停止轉動，拉索拉緊，驅動外圈對角杆套筒外管7向內管6收縮到位，穩定天線最終展開狀態，防止其發生反向收籠運動。同時，當天線展開到弦杆9與豎杆2成90°時，在齒輪節點3上的限位塊11的作用下，如圖7所示，阻止天線發生反向運動，天線展開到位，完成展開過程。以上所述僅為本實用新型的實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內， 所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的權利要求範圍之內。
權利要求1.雙環形桁架式可展開天線，其特徵在於，包括內圈和外圈，其中內圈包括，內圈弦杆(15)、內圈豎杆(13)，通過齒輪節點(3)和四桿節點(12)連接成為上下結構的多邊形環狀，相鄰上下弦杆(9)與兩側的內圈豎杆(13)連接為並行四邊形結構；齒輪節點(3)兩側的設置同步齒輪(8)，其兩端連接的內圈弦杆(15)端繞齒輪節點⑶對稱可摺疊；外圈包括，外圈弦杆(9)、豎杆O)，通過齒輪節點(3)和六支杆節點(14)連接成為上下結構的多邊形環狀，相鄰上下弦杆(9)與兩側的豎杆(2)連接為並行四邊形結構；齒輪節點(3)上設置同步齒輪(8)，其兩端連接的弦杆(9)端繞齒輪節點( 對稱可摺疊；齒輪節點(3)上設置扭簧(5)，防止天線在初始展開時的鎖上現象，實現天線的順利展開；內圈和外圈之間通過連杆(10)連接成一體，對應的上下兩個連杆(10)和內外兩個豎杆 0和13)構成平行四邊形結構，當外圈在電機帶動拉索的驅動下展開時，通過連杆(10)帶動內圈展開；同步齒輪節點⑶上的同步齒輪⑶與弦杆(9)或內圈弦杆(15)相連接，保證天線結構同步、對稱展開，並通過節點上限位塊(11)的約束，防止天線發生逆向運動。
2.根據權利要求1所述的雙環形桁架式可展開天線，其特徵在於所述外圈的相鄰上下弦杆(9)與兩側的豎杆( 連接為並行四邊形的對角連接設置有滑動套筒式伸縮杆，該滑動套筒式伸縮杆包括套管外管(7)和套管內管(6)；滑動套筒式伸縮杆內穿設用於控制套管外管(7)和套管內管(6)移動的有驅動繩索G)，驅動繩索(4)在電機驅動下，實現天線展開。
專利摘要本實用新型公開的雙環形桁架式可展開天線，包括內圈、外圈，所述外圈的相鄰上下弦杆與兩側的豎杆連接為並行四邊形的對角連接設置有滑動套筒式伸縮杆，該滑動套筒式伸縮杆包括套管外管和套管內管；滑動套筒式伸縮杆內穿設用於控制套管外管和套管內管移動的有驅動繩索，同步齒輪節點通過相鄰單元弦杆的作用，實現天線結構同步、對稱自動展開。有益效果本實用新型結構簡單、使用操作簡便，能較好解決大口徑可展開天線剛度問題，防止天線初始展開時鎖止問題和展開終了的反向運動問題。節點整體性好、強度大，運動機構、控制系統簡單，在電機驅動下能實現機構自動展開，可反覆多次展開。
文檔編號H01Q7/02GK202153555SQ20102066078
公開日2012年2月29日 申請日期2010年12月15日 優先權日2010年12月15日
發明者關富玲 申請人:關富玲, 吳新燕