本發(fā)明涉及大型纏繞肋式展開(kāi)拋物面天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其是基于中心變形桁架外接纏繞肋大型可展開(kāi)反射面。

背景技術(shù)：

在航天技術(shù)發(fā)展日新月異的今天，反射面與衛(wèi)星之間如何更有效的進(jìn)行結(jié)合，一直是航天領(lǐng)域的科研人員十分重視的問(wèn)題。周邊桁架張拉網(wǎng)反射面與纏繞肋展開(kāi)反射面是目前比較常見(jiàn)的兩種反射面，兩者均存在各自的缺陷。周邊桁架張拉網(wǎng)反射面的桁架高度設(shè)計(jì)受到發(fā)射體積限制，要求周邊桁架的高度大于運(yùn)載火箭的整流罩的高度，占用空間較大。而纏繞肋展開(kāi)反射面的中心與衛(wèi)星本體連接的支撐臂過(guò)長(zhǎng)，折疊展開(kāi)節(jié)數(shù)過(guò)多，造成結(jié)構(gòu)撓度大，展開(kāi)可靠性低的問(wèn)題。此外，目前的反射面設(shè)計(jì)時(shí)普遍為饋源正饋，存在饋源的遮擋效應(yīng)，亦是不容忽略的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供基于中心變形桁架外接纏繞肋大型可展開(kāi)反射面，它采用內(nèi)無(wú)骨架外有骨架的結(jié)構(gòu)，具有很高的面質(zhì)比優(yōu)勢(shì)，展開(kāi)可靠性強(qiáng)，同時(shí)消除了遮擋效應(yīng)。

實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案：基于中心變形桁架外接纏繞肋大型可展開(kāi)反射面，包括中心變形桁架、反射面、張拉背網(wǎng)、支撐臂、饋源、多個(gè)分叉肋板以及多個(gè)控形調(diào)節(jié)索，所述的中心變形桁架是偶數(shù)個(gè)矩形框單元共用短邊組成的正多邊形桁架，所述的多個(gè)分叉肋板均為對(duì)稱(chēng)分叉的變橫截面薄板，每個(gè)所述的分叉肋板前緣與中心變形桁架對(duì)應(yīng)矩形框單元短邊柱通過(guò)鉸鏈連接，所述的反射面為幾何形狀偏饋拋物面，反射面背面中心區(qū)域與變形桁架支撐的張拉背網(wǎng)同控形調(diào)節(jié)索連接，反射面背面中心區(qū)域之外與多個(gè)分叉肋板的下板邊固接，所述的張拉背網(wǎng)位于中心變形桁架內(nèi)部，張拉背網(wǎng)通過(guò)多個(gè)控形調(diào)節(jié)索沿外法線方向與反射面背面點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，所述的支撐臂一端與中心變形桁架的上邊緣短邊柱結(jié)點(diǎn)處鉸接，支撐臂另一端與衛(wèi)星本體鉸接，所述的饋源位于反射面焦點(diǎn)重合位置，饋源通過(guò)波導(dǎo)管固定安裝在衛(wèi)星本體上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明是將傳統(tǒng)的周邊桁架張拉網(wǎng)反射面與纏繞肋展開(kāi)反射面進(jìn)行優(yōu)化組合與改進(jìn)，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，采用內(nèi)無(wú)骨架外有骨架的分區(qū)設(shè)計(jì)，解決了周邊桁架張拉網(wǎng)反射面的桁架高度設(shè)計(jì)受到發(fā)射體積限制而導(dǎo)致的體積過(guò)大的問(wèn)題，以及纏繞肋展開(kāi)反射面的中心體與衛(wèi)星本體之間機(jī)械臂過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致的展開(kāi)可靠性低的問(wèn)題，收攏體積小、展開(kāi)面積大，具有很高的面質(zhì)比優(yōu)勢(shì)，展開(kāi)可靠性強(qiáng)，同時(shí)消除了遮擋效應(yīng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的基于中心變形桁架外接纏繞肋大型可展開(kāi)反射面的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明展開(kāi)時(shí)的軸測(cè)圖，支撐臂及饋源未表示；

圖3是本發(fā)明收攏時(shí)的輪廓示意圖；

圖4是本發(fā)明展開(kāi)時(shí)的輪廓示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

具體實(shí)施方式一：如圖1~圖4所示，本發(fā)明公開(kāi)了基于中心變形桁架外接纏繞肋大型可展開(kāi)反射面，包括中心變形桁架1、反射面3、張拉背網(wǎng)4、支撐臂6、饋源7、多個(gè)分叉肋板2以及多個(gè)控形調(diào)節(jié)索5，所述的中心變形桁架1是偶數(shù)個(gè)矩形框單元1-1共用短邊組成的正多邊形桁架，所述的多個(gè)分叉肋板2均為對(duì)稱(chēng)分叉的變橫截面薄板，每個(gè)所述的分叉肋板2前緣與中心變形桁架1對(duì)應(yīng)矩形框單元1-1短邊柱通過(guò)鉸鏈連接，所述的反射面3為幾何形狀偏饋拋物面，反射面3背面中心區(qū)域與變形桁架1支撐的張拉背網(wǎng)4同控形調(diào)節(jié)索5連接，反射面3背面中心區(qū)域之外與多個(gè)分叉肋板2的下板邊固接，所述的張拉背網(wǎng)4位于中心變形桁架1內(nèi)部，張拉背網(wǎng)4通過(guò)多個(gè)控形調(diào)節(jié)索5沿外法線方向與反射面3背面點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，所述的支撐臂6一端與中心變形桁架1的上邊緣短邊柱結(jié)點(diǎn)處鉸接，支撐臂6另一端與衛(wèi)星本體8鉸接，所述的饋源7位于反射面3焦點(diǎn)重合位置，饋源7通過(guò)波導(dǎo)管固定安裝在衛(wèi)星本體8上。通過(guò)設(shè)置控形調(diào)節(jié)索5的數(shù)量和位置，并調(diào)節(jié)張力的大小及方向，使反射面3滿(mǎn)足拋物線方程y=ax²，張拉背網(wǎng)4和控形調(diào)節(jié)索5是柔性材料，當(dāng)中心變形桁架1向心折疊時(shí)，能隨結(jié)構(gòu)一起變化。

具體實(shí)施方式二：如圖2所示，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一作出的進(jìn)一步說(shuō)明，所述的中心變形桁架1由多個(gè)豎直的矩形框單元1-1共用短邊柱組成正多邊形棱柱體，每個(gè)所述的矩形框單元1-1的兩條長(zhǎng)邊均為水平設(shè)置的長(zhǎng)條薄片狀，每個(gè)矩形框單元1-1的兩條短邊均為豎直設(shè)置的圓柱體，每個(gè)矩形框單元1-1的四個(gè)角點(diǎn)處均固定設(shè)有扭矩彈簧，每個(gè)矩形框單元1-1的一條對(duì)角線處均固定有長(zhǎng)條狀薄板條1-2。中心變形桁架1能通過(guò)第一次的向心折疊實(shí)現(xiàn)中心收攏，每個(gè)矩形框單元1-1的兩條長(zhǎng)桿為長(zhǎng)條薄片狀，每個(gè)矩形框單元1-1的一條對(duì)角線處固定有用于穩(wěn)定矩形框單元1-1的長(zhǎng)條狀薄板條1-2，可以順時(shí)針或逆時(shí)針卷曲收攏，展開(kāi)時(shí)中心變形桁架1收攏的彈性勢(shì)能與矩形框單元1-1角點(diǎn)的扭矩彈簧平衡，實(shí)現(xiàn)低沖擊展開(kāi)過(guò)程。

具體實(shí)施方式三：如圖2所示，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一作出的進(jìn)一步說(shuō)明，每個(gè)所述的分叉肋板2均包括主肋2-1和兩個(gè)對(duì)稱(chēng)分叉的次肋2-2，每個(gè)所述的主肋2-1中心位置的兩側(cè)分別通過(guò)片狀彈簧與一個(gè)次肋2-2的前板邊構(gòu)成銳角一體化纖維連接。片狀彈簧可使分叉的次肋2-2展開(kāi)到指定角度。

具體實(shí)施方式四：如圖2所示，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式三作出的進(jìn)一步說(shuō)明，每個(gè)所述的主肋2-1及次肋2-2的自由尾端均一體化纖維連接光滑過(guò)度為一對(duì)彈性薄柱殼（9）。彈性薄柱殼9在折疊收攏時(shí)呈一字形，存儲(chǔ)一定的彈性勢(shì)能，展開(kāi)后呈人字形，作用是提高分叉肋板2的主肋2-1及次肋2-2的抗扭剛度。

具體實(shí)施方式五：如圖1、2所示，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一作出的進(jìn)一步說(shuō)明，所述的反射面3位于拋物線方程y=ax²的單側(cè)偏置區(qū)域。本發(fā)明的反射面3為偏饋拋物面，位于拋物線方程y=ax²的單側(cè)偏置區(qū)域，由中心變形桁架1和多個(gè)分叉肋板2固定支撐，可消除反射面3和饋源7的遮擋效應(yīng)。

具體實(shí)施方式六：如圖1所示，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一作出的進(jìn)一步說(shuō)明，所述的支撐臂6為三段折疊支撐臂。采用三段折疊支撐臂用于調(diào)整反射面3的角度。

具體實(shí)施方式七：如圖1所示，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一作出的進(jìn)一步說(shuō)明，所述的饋源7為含雙振子的方形金屬片。

每個(gè)分叉肋板2一端與中心變形桁架1對(duì)應(yīng)端點(diǎn)通過(guò)鉸鏈連接，該鉸鏈能實(shí)現(xiàn)相鄰兩個(gè)矩形框單元1-1的短桿產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，也能與對(duì)應(yīng)的分叉肋板2的主肋2-1之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

傳統(tǒng)纏繞肋的機(jī)械支撐臂要通過(guò)中心鼓連接到衛(wèi)星本體，支撐臂需要的最小長(zhǎng)度等于反射面半徑，支撐臂需要最小長(zhǎng)度加反射面邊緣到衛(wèi)星本體的距離，之后再除以整流罩的高度為折疊段數(shù)，本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)的中心連接方式，而是與中心變形桁架1的上邊緣一結(jié)點(diǎn)位置連接，效果是減小了支撐臂需要的最小長(zhǎng)度（減小約1/3），從而降低結(jié)構(gòu)撓度，增強(qiáng)穩(wěn)定性。本發(fā)明的分叉肋板2與傳統(tǒng)的纏繞肋相比，沒(méi)有關(guān)節(jié)，通過(guò)彈性勢(shì)能被動(dòng)展開(kāi)，而且還設(shè)有彈性薄柱殼9，提高了展開(kāi)可靠性。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的裝體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同條件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。