技術領域

本發(fā)明涉及一種天線反射面展開機構，特別涉及一種應用于航天空間飛行器領域中小口徑反射面天線上使用的高可靠、高展開剛度的展開機構。

背景技術：

目前，為滿足衛(wèi)星發(fā)射時的包絡尺寸要求，航天器上中小口徑反射面天線一般采用徑向肋式展開結構形式，主要有采用彈簧驅動的無源展開方式及采用電機驅動的有源展開方式，采用無源展開方案機構重量較輕，但到位時易對星體產生較大的沖擊，而有源展開則以TDRS衛(wèi)星上天線展開機構為典型實現(xiàn)技術方案，具有展開速度可靠、展開可靠度高的特點，但一般結構尺寸較大、重量較重。

現(xiàn)有徑向肋天線展開機構一般采用電機及絲杠驅動、連桿傳動的高精度傘狀天線展開機構，其方案包括絲杠、滑動盤、鎖定臂、天線肋等，該方案的不足點在于：

1、采用的連桿驅動壓力角變化范圍大，運動過程出現(xiàn)死點；

2、滑動盤行程較長，使機構及結構整體尺寸特別是高度尺寸大，整體重量較重；

3、展開后鎖定機構離徑向肋與底座連接點距離較遠，這部分結構剛度降低展開后天線整體剛度。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種徑向肋式天線反射面展開機構，以解決現(xiàn)有技術中的展開機構結構較復雜、占用尺寸空間大、鎖定后剛度不高的技術性問題。

本發(fā)明采用的技術方案是：

一種徑向肋式反射面展開機構，包括電機、減速器、絲杠、底板、底座、滑動環(huán)、傳動桿、徑向肋、鎖定機構安裝座、鎖定連接支架、鎖定彈簧、鎖鉤、鎖定軸、導向桿、導向連接架、絲杠螺母。

底座與底板相連，所述徑向肋式反射面展開機構布置在底座上，電機與減速器連接，減速器連接絲杠，電機驅動減速器轉動后，轉動傳遞至絲杠上；絲杠螺母套裝于絲杠上，絲杠螺母將絲杠的轉動轉化為滑動；滑動環(huán)與絲杠螺母及導向連接架連接，導向連接架外圍孔與導向桿配合連接，實現(xiàn)滑動環(huán)的上下移動；滑動環(huán)通過旋轉軸與傳動桿連接，帶動傳動桿同步運動；傳動桿與徑向肋通過旋轉軸連接，徑向肋與底座通過旋轉軸連接，實現(xiàn)徑向肋的展開及收攏；徑向肋與鎖定軸連接，徑向肋展開到位后鎖定軸落入鎖鉤內，鎖鉤對鎖定軸實現(xiàn)鎖定，鎖鉤通過鎖定連接支架和鎖定機構安裝座連接；鎖定機構安裝座與底座連接；鎖定彈簧一端壓在鎖定連接支架凹槽內，另一端壓在鎖鉤一側。

進一步地，所述鎖鉤對鎖定軸各具有2段弧形外輪廓，施加壓力至鎖鉤，鎖定軸向下運動，弧形外輪廓相互擠壓，鎖鉤外擴，鎖定彈簧變形蓄能，鎖定軸到位，鎖鉤在鎖定彈簧驅動下回復初始位置，鎖鉤對鎖定軸實現(xiàn)鎖定。

進一步地，所述鎖鉤至少有2個。

進一步地，所述徑向肋式反射面展開機構最終鎖定后所有徑向肋直接與底座連成整體。

進一步地，所述傳動桿具有長度調整機構，所述長度調整機構包括兩端帶有反向內螺紋的調整桿和連接軸，連接軸帶有外螺紋，連接徑向肋和滑動環(huán)，通過調整連接軸與調整桿的螺接位置調整傳動桿的長度，實現(xiàn)徑向肋的同步展開。

進一步地，所述滑動環(huán)、底座、底板、徑向肋采用碳纖維復合材料。

進一步地，所述徑向肋式反射面展開機構通過曲柄滑塊運動實現(xiàn)徑向肋的展開及收攏。

進一步地，所述徑向肋式反射面展開機構不經過機構運動死點。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、滑動環(huán)的尺寸在工程可實現(xiàn)的范圍內可任意變化而不改變其展開運動特性，結構適應性強，整體優(yōu)化布局，占用空間小、實現(xiàn)機構輕量化；

2、展開過程中，避免了機構原理上的“死點”，傳動效率高；

3、鎖定組件離徑向肋與底座旋轉軸的距離近，展開后剛度高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的展開機構結構及組成示意圖；

圖2為圖1中展開機構的三維結構圖；

圖3為本發(fā)明的機構運動簡圖；

圖4及圖5為本發(fā)明的鎖定組件的原理及鎖定組件與徑向肋的連接結構示意圖。

圖6是天線反射面收攏及展開狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)結合實施例、附圖對本發(fā)明作進一步描述：

如圖1、2所示，徑向肋式反射面展開機構包括電機1、減速器2、絲杠3、底板4、底座5、滑動環(huán)6、傳動桿7、徑向肋8、鎖定機構安裝座9、鎖定連接支架10、鎖定彈簧11、鎖鉤12、鎖定軸13、導向桿14、導向連接架15、絲杠螺母16。

底座5與底板4相連，所述徑向肋式反射面展開機構布置在底座5上，電機1與驅動減速器2連接，驅動減速器2連接絲杠3，電機1驅動減速器2轉動后，轉動傳遞至絲杠3上，絲杠螺母16套裝于絲杠3上，將絲杠3的轉動轉化為滑動，滑動環(huán)6與絲杠螺母16及導向連接架15連接，導向連接架15外圍孔與導向桿14配合連接，實現(xiàn)滑動環(huán)6的上下移動，滑動環(huán)6外圍均布有傳動桿7的接口，與所有傳動桿7連接一個旋轉軸，帶動各個傳動桿同步運動，每個傳動桿7與每個徑向肋8連接一個旋轉軸，同時每個徑向肋8與底座5連接一個旋轉軸，通過曲柄滑塊的運動原理實現(xiàn)徑向肋8的展開及收攏。

如圖3所示，在本實例中，天線從收攏（圖中虛線示意）到展開（圖中實線示意）狀態(tài)下，徑向肋8上兩個旋轉軸形成四桿機構原理上的從動件AB，其均在第四象限運動，且其與傳動桿7即四桿機構原理上的連桿BC的夾角均未到180°，故為出現(xiàn)死點；CD是滑動環(huán)6半徑的長度。

如圖4和圖5所示，天線展開即將到位時，每個徑向肋8上連接一個鎖定軸13，展開到位后鎖定軸13落入鎖鉤12內，鎖鉤12數量至少為2個，鎖鉤12對鎖定軸13實現(xiàn)鎖定。

鎖定彈簧11一端壓在鎖定連接支架10凹槽內，另一端壓在鎖鉤12一側，施加壓力至鎖鉤12；鎖鉤12和鎖定軸13的各具有2段弧形外輪廓、鎖定軸13向下運動，弧形外輪廓相互擠壓，鎖鉤12外擴，鎖定彈簧11變形蓄能，鎖定軸13到位，鎖鉤12在鎖定彈簧11驅動下回復初始位置，實現(xiàn)鎖定，鎖鉤12均通過鎖鉤支架10與鎖定機構安裝座9固定連接，鎖定機構安裝座9與底座5固定連接，最終鎖定后實現(xiàn)所有徑向肋8直接與底座5連成整體，天線反射面展開后實現(xiàn)無間隙、高剛度保持。

圖6是天線反射面收攏及展開狀態(tài)示意圖。

較佳地，所述滑動環(huán)6、底座5、底板4、徑向肋8采用碳纖維復合材料，并通過合理的鋪層設計，實線結構重量輕、空間適應性好、剛度好、熱變形小的目的。

較佳地，對徑向肋8上兩個旋轉軸尺寸即圖3中AB，及傳動桿7長度即圖3中BC等進行優(yōu)化設計，優(yōu)化目標為滑動環(huán)6行程短、傳動桿7傳動角大。

較佳地，所述滑動環(huán)6的尺寸在考慮強度及剛度滿足設計要求，尺寸可設計盡量小，以實現(xiàn)減重降尺寸空間的目的。

較佳地，所述傳動桿7具有長度調整機構，所述長度調整機構包括兩端帶有反向內螺紋的中空調整桿和連接軸，連接軸帶有外螺紋，連接徑向肋8和滑動環(huán)6，通過調整連接軸與調整桿的螺接位置調整傳動桿7的長度，實現(xiàn)徑向肋8的同步展開。

需要說明的是，上文只是對本發(fā)明進行示意性說明和闡述，本領域的技術人員應當明白，對本發(fā)明的任意修改和替換都屬于本發(fā)明的保護范圍。