一種球面天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種球面天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)有金屬網(wǎng)面式天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)剛度低、單元機(jī)構(gòu)復(fù)雜，且無(wú)法實(shí)現(xiàn)多次折展。本發(fā)明的中心滑塊與滑動(dòng)絲杠螺紋連接；五個(gè)第一變異剪叉組件一端的普通剪桿均與中心固定塊鉸接，同一端的限位剪桿均與中心滑塊鉸接，另一端的普通剪桿和限位剪桿均鉸接有一級(jí)折展鉸接柱；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)的一個(gè)普通剪叉單元與一個(gè)第一變異剪叉組件上的一級(jí)折展鉸接柱鉸接，每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)的一個(gè)第二變異剪叉單元與相鄰的另一個(gè)第一變異剪叉組件上的一級(jí)折展鉸接柱球鉸接，每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)的另一個(gè)第二變異剪叉單元通過(guò)兩個(gè)二級(jí)折展鉸接柱與相鄰二級(jí)折展機(jī)構(gòu)的另一個(gè)普通剪叉單元鉸接。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)重復(fù)折展，剛度好、展開(kāi)精度高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種球面天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空航天領(lǐng)域，涉及一種金屬網(wǎng)面式天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)，具體涉及一種球面天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]空間可展天線(xiàn)是航天器結(jié)構(gòu)的重要組成部分，是直接執(zhí)行衛(wèi)星功能的重要物理平臺(tái)，在移動(dòng)通信、射電天文、對(duì)地觀(guān)測(cè)和軍事偵察等領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。其中，金屬網(wǎng)面天線(xiàn)無(wú)論在收納率、形面精度、展開(kāi)口徑和工作頻率等方面均具有較好特性，已廣泛應(yīng)用于航天各類(lèi)任務(wù)中。天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)是空間可展開(kāi)天線(xiàn)的背架部分，用于支撐金屬反射網(wǎng)、保持結(jié)構(gòu)精度和維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。目前，已有的金屬網(wǎng)面式天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)存在剛度較低、基本單元結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工、制造、裝配及精度調(diào)節(jié)周期長(zhǎng)，且在軌工作階段無(wú)法實(shí)現(xiàn)多次折疊和展開(kāi)等缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種球面天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)，該球面天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)重復(fù)折展，折疊比大、整體剛度好、重復(fù)展開(kāi)精度高；并可根據(jù)實(shí)際需要沿球面延伸折展機(jī)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、一級(jí)折展機(jī)構(gòu)、一級(jí)折展鉸接柱、二級(jí)折展機(jī)構(gòu)和二級(jí)折展絞接柱。
[0005]所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑動(dòng)絲杠、諧波減速器、電機(jī)和航天器星體連接板；所述的電機(jī)固定在航天器星體連接板上，并與制動(dòng)器連接；電機(jī)的輸出軸與諧波減速器的輸入端固定；所述諧波減速器的輸出端與滑動(dòng)絲杠固定。
[0006]所述的一級(jí)折展機(jī)構(gòu)包括中心滑塊、中心固定塊和第一變異剪叉組件；所述的中心滑塊與滑動(dòng)絲杠螺紋連接，中心固定塊與滑動(dòng)絲杠固定；所述的第一變異剪叉組件包括端部相鉸接的兩個(gè)第一變異剪叉單元；第一變異剪叉單元包括中部相鉸接的普通剪桿和限位剪桿，限位剪桿設(shè)有限位塊；五個(gè)第一變異剪叉組件沿圓周均布；每個(gè)第一變異剪叉組件一端的普通剪桿與中心固定塊鉸接，同一端的限位剪桿與中心滑塊鉸接；每個(gè)第一變異剪叉組件另一端的普通剪桿和限位剪桿均鉸接有一級(jí)折展鉸接柱；每個(gè)鉸接在普通剪桿上的一級(jí)折展鉸接柱通過(guò)兩根斜拉索分別與鉸接在相鄰兩側(cè)第一變異剪叉組件的限位剪桿上的一級(jí)折展鉸接柱連接。
[0007]所述的二級(jí)折展機(jī)構(gòu)包括中心鉸接柱，以及沿圓周均布的四個(gè)二級(jí)剪叉組件和兩個(gè)第二變異剪叉組件；所述的二級(jí)剪叉組件包括端部相鉸接的兩個(gè)普通剪叉單元；普通剪叉單元包括中部相鉸接的兩根普通剪桿；所述的第二變異剪叉組件包括端部相互球鉸接的普通剪叉單元和第二變異剪叉單元；第二變異剪叉單元包括交叉設(shè)置的兩個(gè)可伸縮剪桿組件；所述的可伸縮剪桿組件包括套筒、彈簧和滑動(dòng)桿；所述的滑動(dòng)桿與套筒通過(guò)滑動(dòng)副連接；所述的彈簧設(shè)置在套筒內(nèi)，一端與套筒固定，另一端與滑動(dòng)桿固定；兩個(gè)中心鉸接柱上下設(shè)置，且與四個(gè)二級(jí)剪叉組件一端的普通剪叉單元以及兩個(gè)第二變異剪叉組件的普通剪叉單元均鉸接。
[0008]五個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)沿圓周均布；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝內(nèi)設(shè)置的一個(gè)二級(jí)剪叉組件另一端的普通剪叉單元與一個(gè)第一變異剪叉組件上的一級(jí)折展鉸接柱鉸接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝內(nèi)設(shè)置的一個(gè)第二變異剪叉組件的第二變異剪叉單元與相鄰的另一個(gè)第一變異剪叉組件上的一級(jí)折展鉸接柱球鉸接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)設(shè)置在側(cè)邊的另一個(gè)第二變異剪叉組件的第二變異剪叉單元與兩個(gè)二級(jí)折展鉸接柱鉸接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)上的兩個(gè)二級(jí)折展鉸接柱與相鄰二級(jí)折展機(jī)構(gòu)設(shè)置在側(cè)邊的另一個(gè)二級(jí)剪叉組件另一端的普通剪叉單元鉸接，且通過(guò)交錯(cuò)設(shè)置的兩根斜拉索分別與相鄰的兩個(gè)一級(jí)折展鉸接柱連接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝外設(shè)置的其余兩個(gè)二級(jí)剪叉組件另一端的普通剪叉單元分別通過(guò)交錯(cuò)設(shè)置的兩根斜拉索與相鄰的兩個(gè)二級(jí)折展鉸接柱連接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝外設(shè)置的兩個(gè)二級(jí)剪叉組件另一端的普通剪叉單元之間通過(guò)交錯(cuò)設(shè)置的兩根斜拉索連接。
[0009]每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝外設(shè)置的兩個(gè)二級(jí)剪叉組件另一端的普通剪叉單元也可開(kāi)放設(shè)置，用于連接三級(jí)折展機(jī)構(gòu)。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明由單一動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)，整體結(jié)構(gòu)呈球面對(duì)稱(chēng)，使用簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)重復(fù)折展，并可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)一步沿球面延伸折展機(jī)構(gòu)。
[0011]2、本發(fā)明收攏后體積小，質(zhì)量輕，展開(kāi)和收攏后體積的折疊比大，約為40?50。
[0012]3、本發(fā)明的制動(dòng)器和限位剪桿起到限位鎖定的作用，并結(jié)合斜拉索，使得整體剛度較好，重復(fù)展開(kāi)精度高。
[0013]4、本發(fā)明利用剪叉式機(jī)構(gòu)作為基本單元，質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工、制造、裝配及精度調(diào)節(jié)周期短。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明展開(kāi)時(shí)的整體結(jié)構(gòu)立體圖；
圖2為本發(fā)明收攏時(shí)的整體結(jié)構(gòu)立體圖；
圖3為圖1中A處的局部放大圖；
圖4為本發(fā)明中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體圖；
圖5為本發(fā)明中驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)原理圖；
圖6為本發(fā)明中一級(jí)折展機(jī)構(gòu)展開(kāi)時(shí)的立體圖；
圖7為本發(fā)明中一級(jí)折展機(jī)構(gòu)收攏時(shí)的立體圖；
圖8為本發(fā)明中第一變異剪叉組件與中心滑塊及中心固定塊的裝配立體圖；
圖9為本發(fā)明中二級(jí)折展機(jī)構(gòu)展開(kāi)時(shí)的立體圖；
圖10為本發(fā)明中二級(jí)折展機(jī)構(gòu)收攏時(shí)的立體圖；
圖11為本發(fā)明中二級(jí)剪叉組件與中心鉸接柱的裝配立體圖；
圖12為普通剪叉單元的結(jié)構(gòu)立體圖；
圖13為本發(fā)明中可伸縮剪桿組件的結(jié)構(gòu)立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]如圖1、2和3所示，一種球面天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、一級(jí)折展機(jī)構(gòu)1、一級(jí)折展鉸接柱7、二級(jí)折展機(jī)構(gòu)10和二級(jí)折展鉸接柱11。
[0017]如圖1、2、4和5所示，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑動(dòng)絲杠2、諧波減速器3、電機(jī)5和航天器星體連接板6 ;電機(jī)5固定在航天器星體連接板6上，并與制動(dòng)器4連接；電機(jī)5的輸出軸與諧波減速器3的輸入端固定；諧波減速器3的輸出端與滑動(dòng)絲杠2固定。
[0018]如圖1、4、6、7和8所示，一級(jí)折展機(jī)構(gòu)I包括中心滑塊1_1、中心固定塊1_2和第一變異剪叉組件；中心滑塊1-1與滑動(dòng)絲杠2螺紋連接，中心固定塊1-2與滑動(dòng)絲杠2固定；第一變異剪叉組件包括端部相鉸接的兩個(gè)第一變異剪叉單元；第一變異剪叉單元包括中部相鉸接的普通剪桿1-3和限位剪桿1-4，限位剪桿1-4設(shè)有限位塊；五個(gè)第一變異剪叉組件沿圓周均布；每個(gè)第一變異剪叉組件一端的普通剪桿1-3與中心固定塊1-2鉸接，同一端的限位剪桿1-4與中心滑塊1-1鉸接；每個(gè)第一變異剪叉組件另一端的普通剪桿1-3和限位剪桿1-4均鉸接有一級(jí)折展鉸接柱7 ;每個(gè)鉸接在普通剪桿1-3上的一級(jí)折展鉸接柱7通過(guò)兩根斜拉索8分別與鉸接在相鄰兩側(cè)第一變異剪叉組件的限位剪桿1-4上的一級(jí)折展鉸接柱7連接。中心滑塊1-1相對(duì)于中心固定塊1-2滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)一級(jí)折展機(jī)構(gòu)I折疊和展開(kāi)，在折疊和展開(kāi)過(guò)程中通過(guò)制動(dòng)器4和限位剪桿1-4的限位塊進(jìn)行限位鎖定。
[0019]如圖1、2、9、10、11、12和13所示，二級(jí)折展機(jī)構(gòu)10包括中心鉸接柱9，以及沿圓周均布的四個(gè)二級(jí)剪叉組件13和兩個(gè)第二變異剪叉組件；二級(jí)剪叉組件13包括端部相鉸接的兩個(gè)普通剪叉單元14 ;普通剪叉單元包括中部相鉸接的兩根普通剪桿1-3 ;第二變異剪叉組件包括端部相互球鉸接的普通剪叉單元14和第二變異剪叉單元；第二變異剪叉單元包括交叉設(shè)置的兩個(gè)可伸縮剪桿組件12 ;可伸縮剪桿組件12包括套筒12-1、彈簧12-2和滑動(dòng)桿12-3 ;滑動(dòng)桿12-3與套筒12-1通過(guò)滑動(dòng)副連接；彈簧12_2設(shè)置在套筒12_1內(nèi)，一端與套筒12-1固定，另一端與滑動(dòng)桿12-3固定；兩個(gè)中心鉸接柱9上下設(shè)置，且與四個(gè)二級(jí)剪叉組件13 —端的普通剪叉單元以及兩個(gè)第二變異剪叉組件的普通剪叉單元均鉸接。
[0020]如圖1、2和3所示，五個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)10沿圓周均布；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝內(nèi)設(shè)置的一個(gè)二級(jí)剪叉組件13另一端的普通剪叉單元與一個(gè)第一變異剪叉組件上的一級(jí)折展鉸接柱7鉸接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝內(nèi)設(shè)置的一個(gè)第二變異剪叉組件的第二變異剪叉單元與相鄰的另一個(gè)第一變異剪叉組件上的一級(jí)折展鉸接柱7球鉸接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)設(shè)置在側(cè)邊的另一個(gè)第二變異剪叉組件的第二變異剪叉單元與兩個(gè)二級(jí)折展鉸接柱11鉸接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)上的兩個(gè)二級(jí)折展鉸接柱11與相鄰二級(jí)折展機(jī)構(gòu)設(shè)置在側(cè)邊的另一個(gè)二級(jí)剪叉組件13另一端的普通剪叉單元鉸接，且通過(guò)交錯(cuò)設(shè)置的兩根斜拉索8分別與相鄰的兩個(gè)一級(jí)折展鉸接柱7連接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝外設(shè)置的其余兩個(gè)二級(jí)剪叉組件13另一端的普通剪叉單元分別通過(guò)交錯(cuò)設(shè)置的兩根斜拉索8與相鄰的兩個(gè)二級(jí)折展鉸接柱11連接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝外設(shè)置的兩個(gè)二級(jí)剪叉組件13另一端的普通剪叉單元之間通過(guò)交錯(cuò)設(shè)置的兩根斜拉索8連接。每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝外設(shè)置的兩個(gè)二級(jí)剪叉組件13另一端的普通剪叉單元也可開(kāi)放設(shè)置，用于連接三級(jí)折展機(jī)構(gòu)。
[0021]該球面天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)的工作原理:
該球面天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)展開(kāi)過(guò)程中，電機(jī)5帶動(dòng)滑動(dòng)絲杠2正轉(zhuǎn)，中心滑塊1-1在滑動(dòng)絲杠2上靠向中心固定塊1-2移動(dòng)，第一變異剪叉組件向外展開(kāi)，使得一級(jí)折展鉸接柱7向外移動(dòng)，一級(jí)折展鉸接柱7驅(qū)使五個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)10展開(kāi)；制動(dòng)器4和限位剪桿1-4起到限位鎖定的作用，完全展開(kāi)時(shí)，限位剪桿1-4的限位塊頂住第一變異剪叉單元的普通剪桿1-3，所有斜拉索8處于張緊狀態(tài)，使該球面天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)成為一個(gè)剛性結(jié)構(gòu)。該球面天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)折疊時(shí)，電機(jī)5帶動(dòng)滑動(dòng)絲杠2反轉(zhuǎn)即可。
【權(quán)利要求】
1.一種球面天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)，包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、一級(jí)折展機(jī)構(gòu)、一級(jí)折展鉸接柱、二級(jí)折展機(jī)構(gòu)和二級(jí)折展鉸接柱，其特征在于: 所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑動(dòng)絲杠、諧波減速器、電機(jī)和航天器星體連接板；所述的電機(jī)固定在航天器星體連接板上，并與制動(dòng)器連接；電機(jī)的輸出軸與諧波減速器的輸入端固定；所述諧波減速器的輸出端與滑動(dòng)絲杠固定； 所述的一級(jí)折展機(jī)構(gòu)包括中心滑塊、中心固定塊和第一變異剪叉組件；所述的中心滑塊與滑動(dòng)絲杠螺紋連接，中心固定塊與滑動(dòng)絲杠固定；所述的第一變異剪叉組件包括端部相鉸接的兩個(gè)第一變異剪叉單元；第一變異剪叉單元包括中部相鉸接的普通剪桿和限位剪桿，限位剪桿設(shè)有限位塊；五個(gè)第一變異剪叉組件沿圓周均布；每個(gè)第一變異剪叉組件一端的普通剪桿與中心固定塊鉸接，同一端的限位剪桿與中心滑塊鉸接；每個(gè)第一變異剪叉組件另一端的普通剪桿和限位剪桿均鉸接有一級(jí)折展鉸接柱；每個(gè)鉸接在普通剪桿上的一級(jí)折展鉸接柱通過(guò)兩根斜拉索分別與鉸接在相鄰兩側(cè)第一變異剪叉組件的限位剪桿上的一級(jí)折展鉸接柱連接； 所述的二級(jí)折展機(jī)構(gòu)包括中心鉸接柱，以及沿圓周均布的四個(gè)二級(jí)剪叉組件和兩個(gè)第二變異剪叉組件；所述的二級(jí)剪叉組件包括端部相鉸接的兩個(gè)普通剪叉單元；普通剪叉單元包括中部相鉸接的兩根普通剪桿；所述的第二變異剪叉組件包括端部相互球鉸接的普通剪叉單元和第二變異剪叉單元；第二變異剪叉單元包括交叉設(shè)置的兩個(gè)可伸縮剪桿組件；所述的可伸縮剪桿組件包括套筒、彈簧和滑動(dòng)桿；所述的滑動(dòng)桿與套筒通過(guò)滑動(dòng)副連接；所述的彈簧設(shè)置在套筒內(nèi)，一端與套筒固定，另一端與滑動(dòng)桿固定；兩個(gè)中心鉸接柱上下設(shè)置，且與四個(gè)二級(jí)剪叉組件一端的普通剪叉單元以及兩個(gè)第二變異剪叉組件的普通剪叉單元均鉸接； 五個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)沿圓周均布；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝內(nèi)設(shè)置的一個(gè)二級(jí)剪叉組件另一端的普通剪叉單元與一個(gè)第一變異剪叉組件上的一級(jí)折展鉸接柱鉸接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝內(nèi)設(shè)置的一個(gè)第二變異剪叉組件的第二變異剪叉單元與相鄰的另一個(gè)第一變異剪叉組件上的一級(jí)折展鉸接柱球鉸接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)設(shè)置在側(cè)邊的另一個(gè)第二變異剪叉組件的第二變異剪叉單元與兩個(gè)二級(jí)折展鉸接柱鉸接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)上的兩個(gè)二級(jí)折展鉸接柱與相鄰二級(jí)折展機(jī)構(gòu)設(shè)置在側(cè)邊的另一個(gè)二級(jí)剪叉組件另一端的普通剪叉單元鉸接，且通過(guò)交錯(cuò)設(shè)置的兩根斜拉索分別與相鄰的兩個(gè)一級(jí)折展鉸接柱連接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝外設(shè)置的其余兩個(gè)二級(jí)剪叉組件另一端的普通剪叉單元分別通過(guò)交錯(cuò)設(shè)置的兩根斜拉索與相鄰的兩個(gè)二級(jí)折展鉸接柱連接；每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝外設(shè)置的兩個(gè)二級(jí)剪叉組件另一端的普通剪叉單元之間通過(guò)交錯(cuò)設(shè)置的兩根斜拉索連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種球面天線(xiàn)支撐機(jī)構(gòu)，其特征在于:每個(gè)二級(jí)折展機(jī)構(gòu)朝外設(shè)置的兩個(gè)二級(jí)剪叉組件另一端的普通剪叉單元也可開(kāi)放設(shè)置，用于連接三級(jí)折展機(jī)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01Q1/12GK104466341SQ201410538119
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】胡明, 馮軍, 陳文華, 撖亞頔, 張鵬 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)