一種空間可展開支撐臂機構的制作方法
【專利摘要】一種空間可展開支撐臂機構，包括若干個結構相同的可展開支撐模塊串聯(lián)疊加組成；所述每個模塊由四個結構相同的可展開基本單元組成，基本單元由中心桿、上弦桿、上斜腹桿、豎桿、下弦桿、下斜腹桿、扭簧、彈簧和鎖柱組成；中心桿分別與上弦桿、下斜腹桿和下弦桿的一端鉸接；上弦桿的另一端與豎桿鉸接；豎桿的另外兩個鉸接點分別與上斜腹桿和下弦桿相連；上斜腹桿與下斜腹桿間采用滑動連接；扭簧安裝于中心桿與下斜腹桿的鉸接點處，并與中心桿和下斜腹桿搭接。本發(fā)明優(yōu)點：減少能源消耗，減輕結構的重量，工作穩(wěn)定可靠；應用范圍廣、適應能力強；不僅適用于衛(wèi)星天線，還可應用于搭建地面救援用臨時橋梁及可變形的益智兒童玩具中。
【專利說明】一種空間可展開支撐臂機構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及宇航空間用機構，特別涉及了一種空間可展開支撐臂機構。
【背景技術】
[0002]衛(wèi)星天線是人類進行深空探測、移動通信和射電天文等科學活動必要的物理平臺，衛(wèi)星進入軌道后，衛(wèi)星天線在控制系統(tǒng)的指令下緩慢展開并借助支撐臂與衛(wèi)星本體保持一定的距離，以防止衛(wèi)星天線與衛(wèi)星本體間產(chǎn)生信號的干擾及耦合振動，但火箭高昂的發(fā)射成本決定了火箭載荷艙的空間是十分有限而寶貴的，支撐臂的尺寸通常非常大，其長度達到數(shù)十米甚至上百米，這就要求支撐臂具有一定的折疊與展開或單向的展開功能，當衛(wèi)星處于地面發(fā)射狀態(tài)時，支撐臂成收攏狀態(tài)，當衛(wèi)星進入軌道后，支撐臂成展開狀態(tài)，為衛(wèi)星天線提供可靠的支撐。目前許多支撐臂機構采用電機作為動力源，依靠電機輸出的扭矩帶動整個機構展開，電機驅(qū)動雖然可以有效的控制展開速度，減少機構展開過程中的沖擊振動，但復雜的驅(qū)動機構不但增加了結構的重量，也降低了結構的可靠性，容易弓I起支撐臂機構展開失敗，導致空間探測任務無法實現(xiàn)，從而造成巨大的經(jīng)濟損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了實現(xiàn)結構簡單、重量輕、工作穩(wěn)定、可靠性高的目的，特提供了一種空間可展開支撐臂機構。
[0004]本發(fā)明提供了一種空間可展開支撐臂機構，其特征在于:所述的空間可展開支撐臂機構，包括若干個結構相同的可展開支撐模塊串聯(lián)疊加組成；所述每個模塊由四個結構相同的可展開基本單元組成，基本單元由中心桿、上弦桿、上斜腹桿、豎桿、下弦桿、下斜腹桿、扭簧、彈簧和鎖柱組成；
[0005]所述中心桿分別與上弦桿、下斜腹桿和下弦桿的一端鉸接；上弦桿的另一端與豎桿鉸接；豎桿的另外兩個鉸接點分別與上斜腹桿和下弦桿相連；上斜腹桿與下斜腹桿間采用滑動連接；扭簧安裝于中心桿與下斜腹桿的鉸接點處，并與中心桿和下斜腹桿搭接。
[0006]所述的中心桿、上弦桿、上斜腹桿、豎桿、下弦桿、下斜腹桿為中空結構。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點:
[0008]本發(fā)明所述的的空間可展開支撐臂機構在完全收攏狀態(tài)下，可有效減少衛(wèi)星天線與衛(wèi)星本體的總體體積，保證衛(wèi)星收納在載荷艙內(nèi)；本發(fā)明的空間可展開支撐臂機構依靠扭簧實現(xiàn)動力驅(qū)動，不需要增加額外的驅(qū)動電機，減少了能源消耗，也減輕了結構的重量；本發(fā)明的空間可展開支撐臂機構其展開過程通過釋放扭簧的彈性勢能實現(xiàn)，并采用鎖柱將機構鎖死，實施方式簡單、工作穩(wěn)定可靠；本發(fā)明的空間可展開支撐臂機構其模塊尺寸和數(shù)量可隨使用要求靈活設計改變，應用范圍廣、適應能力強；本發(fā)明的空間可展開支撐臂機構不僅適用于衛(wèi)星天線，還可以應用于搭建地面救援用臨時橋梁及可變形的益智J L童玩具中?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0009]下面結合附圖及實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明:
[0010]圖1是空間可展開支撐臂機構展開狀態(tài)示意圖；
[0011]圖2是空間可展開支撐臂機構收攏狀態(tài)示意圖；
[0012]圖3是可展開模塊展開狀態(tài)示意圖；
[0013]圖4是可展開模塊收攏狀態(tài)示意圖；
[0014]圖5是基本單元展開狀態(tài)示意圖；
[0015]圖6是基本單元收攏狀態(tài)示意圖；
[0016]圖7是上斜腹桿滑動連接處結構示意圖；
[0017]圖8是基本單元收攏時上、下斜腹桿滑動連接處結構剖視圖；
[0018]圖9是基本單元展開時上、下斜腹桿滑動連接處結構剖視圖；
[0019]圖中:1為衛(wèi)星本體，2為衛(wèi)星天線，3為可展開支撐模塊組成，4為可展開基本單元4，5為中心桿，6為上弦桿，7為上斜腹桿，8為豎桿，9為下弦桿，10為下斜腹桿，11為扭簧，12為彈簧，13為鎖柱，14為圓柱形孔洞，15為滑道，16為階梯孔。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]結合圖1?圖2說明本實施方式，本實施方式的空間可展開支撐臂機構由若干個結構相同的可展開支撐模塊3串聯(lián)疊加組成，所述每個模塊3由四個結構相同的可展開基本單元4組成，所述基本單元4由中心桿5、上弦桿6、上斜腹桿7、豎桿8、下弦桿9、下斜腹桿10、扭簧11、彈簧12、鎖柱13等組成；所述中心桿5分別與上弦桿6、下斜腹桿10和下弦桿9的一端鉸接；所述上弦桿6的另一端與豎桿8鉸接；所述豎桿8的另外兩個鉸接點分別與上斜腹桿7和下弦桿9相連；所述上斜腹桿7與下斜腹桿10間采用滑動連接；所述扭簧11安裝于中心桿5與下斜腹桿10的鉸接點處，并與中心桿5和下斜腹桿10搭接。支撐臂兩端分別連接衛(wèi)星本體I和衛(wèi)星天線2，當衛(wèi)星本體I處于地面發(fā)射狀態(tài)時，支撐臂處于收攏狀態(tài)，使得衛(wèi)星本體I和衛(wèi)星天線2相對距離最小，保證衛(wèi)星本體I和衛(wèi)星天線2都能夠收納于火箭載荷艙內(nèi)，待衛(wèi)星本體I進入預定軌道后，支撐臂各個模塊3順次伸展直至完全展開，保證衛(wèi)星天線2與衛(wèi)星本體I的相對距離滿足使用要求。
[0022]實施例2
[0023]結合圖3?圖4說明本實施方式，本實施方式的空間可展開支撐臂機構的模塊3由四個結構相同的可展開基本單元4組成，四個基本單元4以中心桿5為旋轉(zhuǎn)中心，成圓周均勻分布，當模塊3處于收攏狀態(tài)時，位于中心桿5和每個基本單元4內(nèi)下斜腹桿10處的扭簧11被壓縮并存儲一定的彈性勢能，當模塊3展開時，扭簧11釋放彈性勢能，每個基本單元4隨之展開，從而模塊3完成展開。
[0024]實施例3
[0025]結合圖5?圖6說明本實施方式，本實施方式的空間可展開支撐臂機構的基本單元4由中心桿5、上弦桿6、上斜腹桿7、豎桿8、下弦桿9、下斜腹桿10、扭簧11、彈簧12、鎖柱13等組成，所述中心桿5分別與上弦桿6、下斜腹桿10和下弦桿9的一端鉸接；所述上弦桿6的另一端與豎桿8鉸接；所述豎桿8的另外兩個鉸接點分別與上斜腹桿7和下弦桿9相連；所述上斜腹桿7與下斜腹桿10間采用滑動連接；所述扭簧11安裝于中心桿5與下斜腹桿10的鉸接點處，并與中心桿5和下斜腹桿10搭接。扭簧11是基本單元4展開的動力源，當基本單元4處于收攏狀態(tài)時，位于中心桿5和下斜腹桿10處的扭簧11被壓縮并存儲一定的彈性勢能，當基本單元4展開時，扭簧11釋放彈性勢能，從而使整個基本單元4完全展開。
[0026]實施例4
[0027]結合圖5?圖9說明本實施方式，本實施方式的空間可展開支撐臂機構的基本單元4的鎖緊依靠上斜腹桿7和下斜腹桿10間的滑動機構實現(xiàn)，上斜腹桿7滑動連接處為薄壁圓筒結構，在圓筒的開口端開有兩個圓柱形孔洞14，并在內(nèi)壁處對稱設有兩個滑道15，下斜腹桿10滑動連接處為實心圓柱結構，在靠近頂端處設有階梯孔16，階梯孔16中間放置彈簧12，彈簧12兩端分別與鎖柱13相連，鎖柱13在上斜腹桿7的滑道15內(nèi)前后滑動，當基本單元4展開時，彈簧12將鎖柱13頂入上斜腹桿7的孔洞14內(nèi)，整個結構實現(xiàn)鎖緊。
【權利要求】
1.一種空間可展開支撐臂機構，其特征在于:所述的空間可展開支撐臂機構，包括若干個結構相同的可展開支撐模塊串聯(lián)疊加組成；所述每個模塊由四個結構相同的可展開基本單元組成，基本單元由中心桿、上弦桿、上斜腹桿、豎桿、下弦桿、下斜腹桿、扭簧、彈簧和鎖柱組成； 所述中心桿分別與上弦桿、下斜腹桿和下弦桿的一端鉸接；上弦桿的另一端與豎桿鉸接；豎桿的另外兩個鉸接點分別與上斜腹桿和下弦桿相連；上斜腹桿與下斜腹桿間采用滑動連接；扭簧安裝于中心桿與下斜腹桿的鉸接點處，并與中心桿和下斜腹桿搭接。
2.按照權利要求1所述的空間可展開支撐臂機構，其特征在于:所述的中心桿、上弦桿、上斜腹桿、豎桿、下弦桿、下斜腹桿為中空結構。
【文檔編號】B64G1/66GK103587721SQ201310612343
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權日:2013年11月25日
【發(fā)明者】田大可 申請人:中國航空工業(yè)集團公司沈陽發(fā)動機設計研究所