專利名稱：包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)，可用于桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線。
背景技術(shù)：
桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線是一種應(yīng)用于星載合成孔徑雷達(dá)(SAR)系統(tǒng)的天線類型。其采用了大量可展開桁架單元，由鉸鏈連接構(gòu)成支撐骨架，再在支撐骨架上鋪設(shè)金屬網(wǎng)。其特點(diǎn)是具有重量輕、結(jié)構(gòu)剛度大、精度高和可方便地構(gòu)造成各種曲面形狀等。美國通用動(dòng)力公司早期設(shè)計(jì)了一種可展開的桁架式網(wǎng)狀天線(PETA)，它由多個(gè)可組合的四面體模塊組成，每個(gè)基本單元包含六根桿件，其中三根是可折疊的，桿的中間有鉸鏈和彈簧，折疊后的尺寸與展開尺寸之比為1 10左右。俄羅斯發(fā)射的資源系列衛(wèi)星RESURS上的SAR天線，1996年在和平號(hào)空間站自然艙上的雙波段SAR(L、S波段)天線，以及正在研制的高分辨率的小衛(wèi)星SAR天線，都使用了桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線。我國在研的環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測(cè)合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星中也使用了桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線。包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)是一種解鎖機(jī)構(gòu)，用于將桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線鎖緊在收攏狀態(tài)，以使其可靠地承受衛(wèi)星運(yùn)輸、發(fā)射等階段的過載；并能夠在指令的控制下可靠地釋放桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線，以使其可靠地展開到工作狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可用于桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線的包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)為一支撐桿，其一端與桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線連接，支撐桿上分別固定有一支撐梁、一滑動(dòng)筒組件和一個(gè)火工品拔銷器；該支撐梁的兩端各鉸接一翻轉(zhuǎn)臂；所述每個(gè)翻轉(zhuǎn)臂的根部均安裝驅(qū)動(dòng)扭簧，每個(gè)翻轉(zhuǎn)臂的頭部均安裝一包帶鎖組件；每個(gè)包帶鎖組件都將左右兩側(cè)的包帶端部的卡環(huán)鎖緊在卡子和鎖座之間；每個(gè)包帶的中部連接在桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線上，兩個(gè)包帶共同將天線捆綁在收攏狀態(tài)；每個(gè)包帶鎖組件都與滑動(dòng)筒組件之間連接了一根拉索。所述的包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)，其中包帶鎖組件的結(jié)構(gòu)為一鎖座固定在翻轉(zhuǎn)臂上；一卡子依靠旋轉(zhuǎn)軸鉸接在鎖座上；一滑動(dòng)軸安裝在鎖座和卡子前端的槽中；兩個(gè)彈簧將滑動(dòng)軸和卡子連接在一起；一拉桿將滑動(dòng)軸與拉索連接在一起；兩個(gè)銷釘安裝在卡子的后端。所述的包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)，其中滑動(dòng)筒組件的結(jié)構(gòu)為一滑動(dòng)筒安裝在支撐桿上，可沿導(dǎo)柱滑動(dòng)；彈簧沿著導(dǎo)柱安裝在滑動(dòng)筒下，可推動(dòng)滑動(dòng)筒向上滑動(dòng)；火工品拔銷器的銷子壓著滑動(dòng)筒組件，使得整個(gè)包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)處于鎖緊狀態(tài)。滑動(dòng)筒組件中的導(dǎo)柱為多個(gè)，較佳地為四個(gè)。本發(fā)明的包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)，不僅能夠?qū)㈣旒苁娇臻g結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線可靠地鎖緊在收攏狀態(tài)，以使其可靠地承受衛(wèi)星運(yùn)輸、發(fā)射等階段的過載；而且能夠在指令的控制下可靠地釋放桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線，以使其可靠地展開到工作狀態(tài)。



圖1為包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)與桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線在收攏狀態(tài)下的立體視圖。圖2為包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)與桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線在展開狀態(tài)下的局部立體視圖。圖3為包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)在鎖緊狀態(tài)下的立體視圖。圖4為包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)在釋放狀態(tài)下的立體視圖。圖5A和圖5B滑動(dòng)筒組件和火工品拔銷器的組成及構(gòu)型；其中圖5A為鎖緊時(shí)狀態(tài)，圖5B為釋放后狀態(tài)。圖6為包帶與包帶鎖組件的連接構(gòu)型。圖7為包帶鎖組件鎖緊狀態(tài)下的立體視圖。圖8為包帶鎖組件釋放狀態(tài)下的立體視圖。附圖中主要組件符號(hào)說明1包帶；2翻轉(zhuǎn)臂；3包帶鎖組件；4滑動(dòng)筒組件；5火工品拔銷器；6拉索；7支撐桿； 8支撐梁；9扭簧；10火工品拔銷器的銷子；11滑動(dòng)筒；12導(dǎo)柱；13彈簧；14拉桿；15滑動(dòng)軸；16彈簧；17卡環(huán)；18卡子；19銷釘；20旋轉(zhuǎn)軸；21鎖座。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1 圖8，是本發(fā)明包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)的構(gòu)型和組成示意圖。包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)主要由包帶1、翻轉(zhuǎn)臂2、包帶鎖組件3、滑動(dòng)筒組件4、火工品拔銷器5、拉索6、支撐桿7和支撐梁8等組成。其中，支撐桿7由碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制成，其根部一端與桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線連接。支撐桿7上還分別固定有一支撐梁8、一滑動(dòng)筒組件4和一個(gè)火工品拔銷器5，支撐桿7與支撐梁8 一起構(gòu)成包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)的安裝基礎(chǔ)。兩個(gè)翻轉(zhuǎn)臂2分別鉸接在支撐梁8的兩端，在它們的根部都安裝了驅(qū)動(dòng)扭簧9，當(dāng)其頭部安裝的包帶鎖組件3釋放包帶1后，翻轉(zhuǎn)臂2會(huì)在扭簧9的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)到展開狀態(tài)。包帶鎖組件3是包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)的核心部分，主要由拉桿14、滑動(dòng)軸15、彈簧16、卡子18、銷釘19、旋轉(zhuǎn)軸20和鎖座21等組成。包帶鎖組件3將左右兩側(cè)的包帶1端部的卡環(huán)17鎖緊在卡子18和鎖座20之間。使得左右兩側(cè)的包帶1形成了一個(gè)閉合的環(huán)形結(jié)構(gòu)，將桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線約束在收攏狀態(tài)。每個(gè)包帶鎖組件 3與滑動(dòng)筒組件4之間都連接了一根拉索6，用于將滑動(dòng)筒組件4的運(yùn)動(dòng)傳遞到包帶鎖組件 3上。火工品拔銷器5的銷子10壓著滑動(dòng)筒組件4，將滑動(dòng)筒組件4約束在鎖緊狀態(tài)。本實(shí)施例的包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)，總高度約1030mm，長(zhǎng)度約640mm，寬度約 400mm。用于收攏和展開口面尺寸約6mX 2. 8m、高度約580mm的桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線本實(shí)施例的支撐桿7上固定了一個(gè)支撐梁8、一個(gè)滑動(dòng)筒組件4和一個(gè)火工品拔銷器5。支撐桿7的根部與桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線連接，其不僅是包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)的安裝基礎(chǔ)，也是桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線的中心支撐。詳見圖1和圖2。支撐梁8的兩端各鉸接了一個(gè)翻轉(zhuǎn)臂2。翻轉(zhuǎn)臂2的根部安裝了驅(qū)動(dòng)扭簧9，頭部安裝了包帶鎖組件3。包帶鎖組件3與滑動(dòng)筒組件4之間連接了一根拉索6。詳見圖3和圖4。滑動(dòng)筒組件4的結(jié)構(gòu)為一可沿四個(gè)導(dǎo)柱12滑動(dòng)的滑動(dòng)筒11 ；四個(gè)彈簧13沿著導(dǎo)柱12安裝在滑動(dòng)筒11下，可推動(dòng)滑動(dòng)筒11向上滑動(dòng)。鎖緊狀態(tài)時(shí)，火工品拔銷器5的銷子10壓在滑動(dòng)筒組件4的上面，將滑動(dòng)筒組件4約束在鎖緊狀態(tài)。詳見圖5。本實(shí)施例的包帶鎖組件3是包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)的核心部分，其結(jié)構(gòu)為一鎖座；一卡子依靠旋轉(zhuǎn)軸鉸接在鎖座上；一滑動(dòng)軸安裝在鎖座和卡子前端的槽中；兩個(gè)彈簧將滑動(dòng)軸和卡子連接在一起；一拉桿將滑動(dòng)軸與拉索連接在一起；兩個(gè)銷釘安裝在卡子的后端。鎖緊狀態(tài)時(shí)，滑動(dòng)軸15卡在了卡子18前端的槽中，使得卡子不能繞旋轉(zhuǎn)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，銷釘19擋住了卡環(huán)17，連同卡子18和鎖座21 —起將左右兩側(cè)的包帶1端部的卡環(huán)16壓緊在卡子17和鎖座21之間。詳見圖7和圖8。為了避免展開后被甩出，每個(gè)包帶的中部都固定在桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線最外側(cè)的結(jié)構(gòu)上，跟隨著天線一起展開(圖2中未示出)。通過這樣相互的連接，支撐梁8、翻轉(zhuǎn)臂2、包帶鎖組件3和包帶1共同形成了一個(gè)閉合的區(qū)域，將桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線緊緊地約束在收攏狀態(tài)。詳見圖1和圖3。展開時(shí)，火工品拔銷器5通電起爆，其銷子10內(nèi)縮，釋放滑動(dòng)筒組件4?；瑒?dòng)筒組件4中的滑動(dòng)筒11在彈簧13的作用下，帶動(dòng)拉索6同時(shí)向上運(yùn)動(dòng)。拉索6將運(yùn)動(dòng)一直傳遞到包帶鎖組件4的拉桿14上。拉桿14向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)滑動(dòng)軸15向前滑動(dòng)，并逐漸從卡子18前端的槽中脫出。此時(shí)，滑動(dòng)軸15與卡子18之間安裝的彈簧16帶動(dòng)卡子18繞旋轉(zhuǎn)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)，卡子18的后端張開，銷釘19遠(yuǎn)離卡環(huán)17，釋放了原本壓緊在卡子18和鎖座20 之間的包帶1端部的卡環(huán)17。詳見圖5、圖6和圖8。包帶1端部的卡環(huán)17從包帶鎖組件中脫出后，釋放了翻轉(zhuǎn)臂2。翻轉(zhuǎn)臂2在其根部扭簧9的作用下，轉(zhuǎn)動(dòng)到展開狀態(tài)。詳見圖4。這樣，包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)就完成了機(jī)構(gòu)的解鎖功能，釋放了對(duì)桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線的約束，使得桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線能夠可靠地展開，形成圖2 所示的狀態(tài)。本實(shí)施例的包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)，隨桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線一起通過了系統(tǒng)級(jí)正弦振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)和熱真空試驗(yàn)條件的考核和驗(yàn)證。不僅能夠?qū)㈣旒苁娇臻g結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線可靠地鎖緊在收攏狀態(tài)，以使其可靠地承受衛(wèi)星運(yùn)輸、發(fā)射等階段的過載；而且能夠在指令的控制下可靠地釋放桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線，以使其可靠地展開到工作狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)為一支撐桿，其一端與桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線連接，支撐桿上分別固定有一支撐梁、一滑動(dòng)筒組件和一個(gè)火工品拔銷器； 該支撐梁的兩端各鉸接一翻轉(zhuǎn)臂；所述每個(gè)翻轉(zhuǎn)臂的根部均安裝有驅(qū)動(dòng)扭簧，每個(gè)翻轉(zhuǎn)臂的頭部均安裝一包帶鎖組件； 每個(gè)包帶鎖組件都將左右兩側(cè)的包帶端部的卡環(huán)鎖緊在卡子和鎖座之間；每個(gè)包帶的中部連接在桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線上，兩個(gè)包帶共同將天線捆綁在收攏狀態(tài)；每個(gè)包帶鎖組件都與滑動(dòng)筒組件之間連接了一根拉索。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)，其中，包帶鎖組件的結(jié)構(gòu)為 一鎖座固定在翻轉(zhuǎn)臂上；一卡子依靠旋轉(zhuǎn)軸鉸接在鎖座上； 一滑動(dòng)軸安裝在鎖座和卡子前端的槽中； 兩個(gè)彈簧將滑動(dòng)軸和卡子連接在一起； 一拉桿將滑動(dòng)軸與拉索連接在一起； 兩個(gè)銷釘安裝在卡子的后端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)，其中，滑動(dòng)筒組件的結(jié)構(gòu)為 一滑動(dòng)筒安裝在支撐桿上，可沿導(dǎo)柱滑動(dòng)；彈簧沿著導(dǎo)柱安裝在滑動(dòng)筒下，可推動(dòng)滑動(dòng)筒向上滑動(dòng)；火工品拔銷器的銷子壓著滑動(dòng)筒組件，使得整個(gè)包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)處于鎖緊狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)，其中，滑動(dòng)筒組件中的導(dǎo)柱為多個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)，其中，滑動(dòng)筒組件中的導(dǎo)柱為四個(gè)。
全文摘要
一種包帶式鎖緊和釋放機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)為一支撐桿，其一端與桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線連接，支撐桿上分別固定有一支撐梁、一滑動(dòng)筒組件和一個(gè)火工品拔銷器；該支撐梁的兩端各鉸接一翻轉(zhuǎn)臂；每個(gè)翻轉(zhuǎn)臂的根部均安裝驅(qū)動(dòng)扭簧，每個(gè)翻轉(zhuǎn)臂的頭部均安裝一包帶鎖組件；每個(gè)包帶鎖組件都將左右兩側(cè)的包帶端部的卡環(huán)鎖緊在卡子和鎖座之間；每個(gè)包帶的中部連接在桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線上，兩個(gè)包帶共同將天線捆綁在收攏狀態(tài)；每個(gè)包帶鎖組件都與滑動(dòng)筒組件之間連接了一根拉索。本發(fā)明不僅能使其可靠地承受衛(wèi)星運(yùn)輸、發(fā)射等階段的過載；而且能在指令的控制下可靠地釋放桁架式空間結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拋物面天線，以使其可靠地展開到工作狀態(tài)。
文檔編號(hào)H01Q1/08GK102447155SQ20101051382
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者熊永虎 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院電子學(xué)研究所