可折展模塊及採用該可折展模塊的曲面桁架天線支撐機構的製作方法
2023-05-09 18:08:16
專利名稱：可折展模塊及採用該可折展模塊的曲面桁架天線支撐機構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種曲面桁架天線支撐機構，具體涉及一種可折展模塊及採用該可折展模塊的曲面桁架天線支撐機構。
背景技術：
隨著科學技術的日新月異，在衛星通訊、對地觀測、全球定位、宇宙探索等前沿領域，對於能夠發射到外太空的大口徑、高精度天線的需求越來越迫切，與此同時，由於目前運載設備的搭載空間有限，所以不得不要求天線在發射過程中的體積要小，重量要輕，為解決這一矛盾，能夠研製出擁有高收納率，同時又具備高可靠性和高精度的大型可展開天線已經成為世界範圍內航天領域的一項關鍵技術。可展開天線發展至今，其結構形式多種多樣，如果按照其反射面的類型進行分類的話，其主要可分為三大類充氣式展開天線、固體反射面可展開天線、金屬網反射面可展開天線，其中由可展開支撐機構和金屬反射網組成 的金屬網反射面可展開天線因其具有高收納率、輕質量、可拓展性強等優點，在航天領域中應用最為廣泛。天線支撐機構是金屬網反射面可展開天線的主體結構，現有的天線支撐機構存在加工、製造、裝配及精度調節周期長，重量大，展開可靠性差的問題。
發明內容
本發明的目的是為了解決現有的天線支撐機構存在加工、製造、裝配及精度調節周期長，重量大，展開可靠性差的問題，進而提供一種可折展模塊及採用該可折展模塊的曲面桁架天線支撐機構。本發明的技術方案是一種可折展模塊，它包括上基座、下基座、中心杆、第一驅動元件、滑塊、兩根斜拉索和多個可折展肋單元，上基座和下基座均為帶有多個第一凸起的基座，且每個第一凸起上均開有一個第一凹槽，上基座和下基座由上至下依次設置，且上基座的第一凹槽位置和下基座的第一凹槽位置在上下方向上相對應，中心杆穿設在上基座和下基座上，第一驅動元件套裝在上基座和下基座之間的中心杆上，滑塊為帶有多個第二凸起的滑塊，每個第二凸起上設有一個第二凹槽，滑塊套裝在上基座和第一驅動元件之間的中心杆上，多個可折展肋單元以環形陣列的方式可轉動設置在上基座和下基座的第一凹槽內，所述每個可折展肋單元均包括上弦杆、下弦杆、外杆、斜腹杆、上支撐杆、下支撐杆和第二驅動元件，上弦杆和下弦杆依次可轉動設置在上基座和下基座的第一凹槽內，上弦杆和下弦杆的末端與外杆可轉動連接，上支撐杆的一端可轉動設置在上基座的第一凹槽上，上支撐杆的另一端與斜腹杆的一端可轉動連接，斜腹杆的另一端與下弦杆的下端可轉動連接，下支撐杆的一端可轉動設置在滑塊的第二凹槽上，下支撐杆的另一端與上支撐杆可轉動連接，第二驅動元件的一端設置在下基座的第一凹槽內，第二驅動元件的另一端可滑動設置在下弦杆上，第一驅動元件和第二驅動元件共同驅動可折展肋單元展開，多個可折展肋單元的外杆之間通過斜拉索連接。本發明還提供了一種可折展模塊的曲面桁架天線支撐機構，它包括多個可折展模塊和多個彎板，以其中一個可折展模塊為中心模塊，多個可折展模塊以環形陣列的方式設置在中心模塊的多個可折展肋單元的外沿上，且多個可折展模塊均通過多個彎板與中心模塊的多個可折展肋單元的外沿連接。本發明與現有技術相比具有以下效果I.本發明的單個可折展模塊為整體對稱結構，多個可折展模塊能夠根據實際的應用需求選擇合適數量的可折展模塊，使用靈活、方便。2.本發明收攏後體積小，重量輕，展開後體積與收攏後體積的摺疊比為10-20。3.本發明中加入了斜拉索，整體剛度較好，形面精度好，重複展開精度高。4.本發明採用第一驅動元件和第二驅動元件共同驅動曲面桁架天線支撐機構展開，展開可靠性好。5.本發明結構簡單，加工、製造、裝配及精度調節周期短。
圖I是本發明可折展肋單元的結構示意圖；圖2是可折展模塊展開時的結構圖；圖3是可折展模塊收攏時的結構圖；圖4是曲面桁架天線支撐機構展開時的結構示意圖； 圖5是圖4在B處的放大圖；圖6是曲面桁架天線支撐機構收攏時的示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖I-圖3說明本實施方式，本實施方式的可折展模塊包括上基座I、下基座2、中心杆3、第一驅動元件4、滑塊5、兩根斜拉索6和多個可折展肋單元7，上基座I和下基座2均為帶有多個第一凸起的基座，且每個第一凸起上均開有一個第一凹槽，上基座I和下基座2由上至下依次設置，且上基座I的第一凹槽位置和下基座2的第一凹槽位置在上下方向上相對應，中心杆3穿設在上基座I和下基座2上，第一驅動元件4套裝在上基座I和下基座2之間的中心杆3上，滑塊5為帶有多個第二凸起的滑塊，每個第二凸起上設有一個第二凹槽，滑塊5套裝在上基座I和第一驅動元件4之間的中心杆3上，多個可折展肋單元7以環形陣列的方式可轉動設置在上基座I和下基座2的第一凹槽內，所述每個可折展肋單元7均包括上弦杆8、下弦杆9、外杆10、斜腹杆11、上支撐杆12、下支撐杆13和第二驅動元件14，上弦杆8和下弦杆9依次可轉動設置在上基座I和下基座2的第一凹槽內，上弦杆8和下弦杆9的末端與外杆10可轉動連接，上支撐杆12的一端可轉動設置在上基座I的第一凹槽上，上支撐杆12的另一端與斜腹杆11的一端可轉動連接，斜腹杆11的另一端與下弦杆9的下端可轉動連接，下支撐杆13的一端可轉動設置在滑塊5的第二凹槽上，下支撐杆13的另一端與上支撐杆12可轉動連接，第二驅動元件14的一端設置在下基座2的第一凹槽內，第二驅動元件14的另一端可滑動設置在下弦杆9上，第一驅動元件4和第二驅動元件14共同驅動可折展肋單元展開，多個可折展肋單元7的外杆10之間通過斜拉索6連接。
具體實施方式
二 結合圖2說明本實施方式，本實施方式的每根斜拉索6均以上下交錯的方式設置在相鄰兩個外杆10的上下兩端。如此設置，有效的保證了可折展模塊展開後具有足夠的剛度及重複展開的精度。其它組成和連接關係與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結合圖I和圖2說明本實施方式，本實施方式的可折展肋單元7還包括彎頭15，斜腹杆11的另一端與外杆10的下端之間通過彎頭15可轉動連接。如此設置，轉動靈活、方便。其它組成和連接關係與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
四結合圖I和圖2說明本實施方式，本實施方式的第一驅動元件4為壓縮彈簧，第二驅動元件14為片簧。如此設置，可折展模塊的展開可靠性好。其它組成和連接關係與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五結合圖2和圖3說明本實施方式，本實施方式的可折展肋單元7的數量為6個。如此設置，整體結構對稱，保證展開和收攏的穩定性。其它組成和連接關係與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六結合圖4-圖6說明本實施方式，本實施方式的曲面桁架天線支撐機構，包括多個可折展模塊和多個彎板16，以其中一個可折展模塊為中心模塊，多個可折展模塊以環形陣列的方式設置在中心模塊的多個可折展肋單元7的外沿上，且多個可折展模塊均通過多個彎板16與中心模塊的多個可折展肋單元7的外沿連接。當本實施方式在使用超過7個可折展模塊時，多個可折展模塊以具體實施方式
六的連接方式依次向外擴展連接。
具體實施方式
七結合圖4說明本實施方式，本實施方式的每根斜拉索6均以上下交錯的方式設置在相鄰兩個外杆10的上下兩端。如此設置，有效的保證了可折展模塊展開後具有足夠的剛度及重複展開的精度。其它組成和連接關係與具體實施方式
六相同。
具體實施方式
八結合圖5和圖6說明本實施方式，本實施方式的可折展肋單元7還包括彎頭15，斜腹杆11的另一端與外杆10的下端之間通過彎頭15可轉動連接。如此設置，轉動靈活、方便。其它組成和連接關係與具體實施方式
七相同。·
具體實施方式
九結合圖4說明本實施方式，本實施方式的第一驅動元件4為壓縮彈簧，第二驅動元件14為片簧。如此設置，可折展模塊的展開可靠性好。其它組成和連接關係與具體實施方式
八相同。
具體實施方式
十結合圖4和圖6說明本實施方式，本實施方式的可折展肋單元7的數量為6個，可折展模塊的數量可為任意多個。如此設置，能夠根據使用時的具體情況，選擇合適數量的可折展肋單元和可折展模塊，使用靈活、方便。其它組成和連接關係與具體實施方式
九相同。
權利要求
1.一種可折展模塊，其特徵在於它包括上基座(I)、下基座(2)、中心杆(3)、第一驅動元件(4)、滑塊(5)、兩根斜拉索(6)和多個可折展肋單元(7)，上基座(I)和下基座(2)均為帶有多個第一凸起的基座，且每個第一凸起上均開有一個第一凹槽，上基座(I)和下基座(2)由上至下依次設置，且上基座(I)的第一凹槽位置和下基座(2)的第一凹槽位置在上下方向上相對應，中心杆(3)穿設在上基座(I)和下基座(2)上，第一驅動元件(4)套裝在上基座(I)和下基座(2)之間的中心杆(3)上，滑塊(5)為帶有多個第二凸起的滑塊，每個第二凸起上設有一個第二凹槽，滑塊(5)套裝在上基座(I)和第一驅動元件(4)之間的中心杆(3 )上，多個可折展肋單元(7 )以環形陣列的方式可轉動設置在上基座(I)和下基座(2 )的第一凹槽內，所述每個可折展肋單元(7)均包括上弦杆(8)、下弦杆(9)、外杆(10)、斜腹杆(11)、上支撐杆(12)、下支撐杆(13 )和第二驅動元件(14)，上弦杆(8 )和下弦杆(9 )依次可轉動設置在上基座(I)和下基座(2)的第一凹槽內，上弦杆(8)和下弦杆(9)的末端與外杆(10)可轉動連接，上支撐杆(12)的一端可轉動設置在上基座(I)的第一凹槽上，上支撐杆(12)的另一端與斜腹杆(11)的一端可轉動連接，斜腹杆(11)的另一端與下弦杆(9)的下端可轉動連接，下支撐杆(13)的一端可轉動設置在滑塊(5)的第二凹槽上，下支撐杆(13)的另一端與上支撐杆(12)可轉動連接，第二驅動元件(14)的一端設置在下基座(2)的第一凹槽內，第二驅動元件(14)的另一端可滑動設置在下弦杆(9)上，第一驅動元件(4)和第二驅動元件(14)共同驅動可折展肋單元展開，多個可折展肋單元(7)的外杆(10)之間通過斜拉索(6)連接。
2.根據權利要求I所述的一種可折展模塊，其特徵在於所述每根斜拉索(6)均以上下交錯的方式設置在相鄰兩個外杆(10)的上下兩端。
3.根據權利要求2所述的一種可折展模塊，其特徵在於所述可折展肋單元(7)還包括彎頭(15)，斜腹杆(11)的另一端與外杆(10)的下端之間通過彎頭(15)可轉動連接。
4.根據權利要求3所述的一種可折展模塊，其特徵在於所述第一驅動元件(4)為壓縮彈簧，第二驅動元件(14)為片簧。
5.根據權利要求4所述的一種可折展模塊，其特徵在於所述可折展肋單元(7)的數量為6個。
6.一種利用權利要求I實現的曲面桁架天線支撐機構，其特徵在於它包括多個可折展模塊和多個彎板(16)，以其中一個可折展模塊為中心模塊，多個可折展模塊設置在中心模塊的多個可折展肋單元(7)的外沿上，且多個可折展模塊均通過多個彎板(16)與中心模塊的多個可折展肋單元(7)的外沿連接。
7.根據權利要求6所述的曲面桁架天線支撐機構，其特徵在於所述每根斜拉索(6)均以上下交錯的方式設置在相鄰兩個外杆(10)的上下兩端。
8.根據權利要求7所述的曲面桁架天線支撐機構，其特徵在於所述可折展肋單元(7)還包括彎頭(15)，斜腹杆(11)的另一端與外杆(10)的下端之間通過彎頭(15)可轉動連接。
9.根據權利要求8所述的曲面桁架天線支撐機構，其特徵在於所述第一驅動元件(4)為壓縮彈簧，第二驅動元件(14)為片簧。
10.根據權利要求9所述的曲面桁架天線支撐機構，其特徵在於可折展肋單元(7)的數量為6個。
全文摘要
可折展模塊及採用該可折展模塊的曲面桁架天線支撐機構，它涉及一種可折展模塊和曲面桁架天線支撐機構。本發明為了解決現有的天線支撐機構存在加工、製造、裝配及精度調節周期長，重量大，展開可靠性差的問題。本發明可折展模塊的上基座和下基座由上至下依次設置，中心杆穿設在上基座和下基座上，第一驅動元件套裝在上基座和下基座之間的中心杆上，滑塊套裝在上基座和第一驅動元件之間的中心杆上，多個可折展肋單元以環形陣列的方式可轉動設置在上基座和下基座上，多個可折展模塊設置在中心模塊的多個可折展肋單元的外沿上，模塊數量依次逐漸遞增。本發明適用於航天工程領域可折展天線的支撐桁架機構中。
文檔編號H01Q1/12GK102904001SQ201210417579
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者鄧宗全, 郭宏偉, 劉榮強, 劉兆晶, 田大可 申請人:哈爾濱工業大學