一種高精度傘狀天線新型肋展開機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高精度傘狀天線新型肋展開機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)高精度傘狀天線的展開及收攏，屬于衛(wèi)星天線機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明來(lái)源于高精度徑向肋傘狀可展開天線的研制，為了適應(yīng)衛(wèi)星發(fā)射時(shí)的包絡(luò)需求，大口徑天線應(yīng)具備收納比高的特點(diǎn)，在衛(wèi)星發(fā)射時(shí)天線鎖緊收納于衛(wèi)星平臺(tái)上，在軌之后再展開成工作狀態(tài)，如圖1所示，這就要求天線產(chǎn)品除了既定的任務(wù)功能外，還要能夠?qū)崿F(xiàn)收攏與展開的功能。
[0003]如圖2所示，徑向肋傘狀可展開天線主要由肋展開機(jī)構(gòu)(20)、徑向肋(21)、饋源組件(22)、網(wǎng)狀主反射器(23)、支撐桁架(24)、副反射器(25)等組成。天線肋(21)是整個(gè)網(wǎng)狀主反射器(23)的骨架結(jié)構(gòu)，用于安裝固定張力索網(wǎng)和金屬網(wǎng)，而肋展開機(jī)構(gòu)(20)用于驅(qū)動(dòng)天線肋(21)由收攏狀態(tài)展開至工作狀態(tài)。
[0004]高精度徑向肋傘狀可展開天線工作于Ka頻段，要求天線的在軌型面精度優(yōu)于0.4mm(RMS)，與以往的固面天線相比，網(wǎng)狀天線網(wǎng)面結(jié)構(gòu)及型面成型原理決定了天線的型面對(duì)于外界環(huán)境因素的影響更為敏感。由天線的結(jié)構(gòu)可以看出，肋展開機(jī)構(gòu)(20)是所有天線肋(21)、網(wǎng)面(23)及饋源支撐(24)的基礎(chǔ)，也是驅(qū)動(dòng)天線肋由收攏展開至工作狀態(tài)的關(guān)鍵產(chǎn)品，因此對(duì)其設(shè)計(jì)提出了以下要求:
[0005]I)展開靈活，具有足夠的驅(qū)動(dòng)力矩裕度，保證展開的可靠性；
[0006]2)展開到位后具有鎖定功能以固化天線在軌工作狀態(tài)；
[0007]3)展開到位精度及重復(fù)展開精度要求高，以此保證天線在軌工作的型面精度；
[0008]4)應(yīng)滿足天線口面向上、向下及向前這三種地面試驗(yàn)工況的功能要求；
[0009]5)穩(wěn)定性好、熱變形小。
[0010]通過(guò)資料查新，對(duì)于高精度傘狀可展開天線的展開方式目前主要有兩種具體結(jié)構(gòu)形式:一種是俄羅斯研制的應(yīng)用于中繼衛(wèi)星“射線5號(hào)”上的傘狀可展開天線，采用鋼絲牽拉的方式驅(qū)動(dòng)展開，即每根肋通過(guò)一根鋼絲牽拉展開，由于鋼絲只能傳遞拉力、不能傳遞推力，所以天線在展開過(guò)程開始后不能停止，更不能通過(guò)展開機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)反向收攏，而且當(dāng)天線口面向前時(shí)下半部分肋會(huì)在重力作用下瞬間展開、上半部分肋卻仍處于收攏狀態(tài)，所以無(wú)法進(jìn)行口面向前狀態(tài)展開試驗(yàn)；另一種是美國(guó)研制的應(yīng)用于其中繼衛(wèi)星TDRS上的傘狀可展開天線，采用絲杠驅(qū)動(dòng)展開的方式，由于絲杠具有自鎖作用，所以天線可進(jìn)行口面朝前狀態(tài)展開試驗(yàn)，而且在軌展開過(guò)程若出現(xiàn)異?？赏Ｖ拐归_或反向收攏，但是對(duì)于肋展開機(jī)構(gòu)的功能、性能要求以及具體結(jié)構(gòu)均未查到相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種高精度傘狀天線新型肋展開機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了高精度傘天線順利展開及收攏并且過(guò)程可控，具有重復(fù)展開精度高和熱變形小的特點(diǎn)。
[0012]本發(fā)明解決的技術(shù)方案是:一種高精度傘狀天線新型肋展開機(jī)構(gòu)，包括上底座
(1)、下底座⑵、電機(jī)(3)、減速器(4)、絲杠(5)螺母(6)畐U、導(dǎo)向套(7)、滑動(dòng)盤(8)、連桿
(9)、連桿座(10)、鎖定臂(11)、鎖定臂座(12)、到位鎖緊裝置(13)、霍爾電路(14)、導(dǎo)向軸承(15)、限位螺釘(16)、微動(dòng)開關(guān)(17)、上頂桿(18)、下頂桿(19)、連軸塊(20);上底座(I)和下底座(2)通過(guò)螺釘固定連接；減速器(4)安裝在電機(jī)(3)的輸出軸上，為肋展開機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力；減速器⑷與導(dǎo)向套⑵同軸固定連接；導(dǎo)向套(7)安裝在下底座⑵下表面，與下底座⑵同軸；絲杠(5)通過(guò)聯(lián)軸塊(20)與減速器⑷相連，在減速器⑷的帶動(dòng)下絲杠(5)自身轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母(6)套裝于絲杠(5)上，將絲杠(5)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺母(6)的上下直線運(yùn)動(dòng)；滑動(dòng)盤(8)套裝在導(dǎo)向套(7)上，通過(guò)限位螺釘(16)與螺母(6)相連，隨螺母
(6)一起上下運(yùn)動(dòng)；連桿(9) 一端通過(guò)連桿座(10)鉸接到滑動(dòng)盤⑶上，連桿(9)另一端端與鎖定臂(11)上端鉸接；鎖定臂(11)中間段通過(guò)鎖定臂座(12)與下底座(2)的上表面鉸接；傘狀天線肋安裝在鎖定臂(11)的H面上，鎖定臂(11)受連桿(9)驅(qū)動(dòng)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，再帶動(dòng)天線肋完成展開或收攏的動(dòng)作；到位鎖緊裝置(13)安裝在下底座(2)外表面上，在鎖定臂(11)展開到位后能夠鎖定鎖定臂(11)下端，使鎖定臂(11)加強(qiáng)剛度；霍爾電路(14)安裝在上底座⑴靠近絲杠(5)的位置，能夠采集絲杠(5)的轉(zhuǎn)數(shù)，以實(shí)時(shí)掌握天線的展開狀態(tài)；在滑動(dòng)盤(8)上按圓周方向均布安裝有三組導(dǎo)向軸承(15)，每組有上下兩處，每個(gè)導(dǎo)向軸承(15)的內(nèi)圈通過(guò)軸承座安裝在滑動(dòng)盤⑶上，每個(gè)導(dǎo)向軸承(15)的外圈與導(dǎo)向套
(7)接觸，使得滑動(dòng)盤(8)與導(dǎo)向套(7)之間的滑動(dòng)摩擦變成滾動(dòng)摩擦，減小滑動(dòng)盤(8)與導(dǎo)向套(7)之間的摩擦損耗；上底座(I)、下底座(2)各裝有一組微動(dòng)開關(guān)(17)，滑動(dòng)盤(8)的上下表面分別裝有上頂桿(18)、下頂桿(19)，當(dāng)滑動(dòng)盤(8)向上運(yùn)動(dòng)到肋展開狀態(tài)時(shí)，上頂桿(18)觸及上底座(I)的微動(dòng)開關(guān)(17)，發(fā)出信號(hào)指示展開到位，當(dāng)滑動(dòng)盤(8)向下運(yùn)動(dòng)到肋收攏狀態(tài)時(shí)，下頂桿(19)觸及下底座(2)的微動(dòng)開關(guān)，發(fā)出信號(hào)指示收攏到位。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0014](I)本發(fā)明將絲杠與連桿組合傳動(dòng)的方式用于驅(qū)動(dòng)高精度傘狀天線肋完成展開收攏，其過(guò)程可控，可滿足傘天線各種工況的需求；
[0015](2)本發(fā)明在機(jī)構(gòu)上設(shè)計(jì)了導(dǎo)向軸承，使滑動(dòng)盤運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，減小機(jī)構(gòu)內(nèi)部的摩擦損耗，使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)更加靈活；
[0016](3)本發(fā)明機(jī)構(gòu)上配備到位鎖緊裝置在天線肋展開到位后狀態(tài)固化，使傘狀天線具有較高的重復(fù)展開精度，測(cè)試得出重復(fù)展開精度為0.01° ;
[0017](4)本發(fā)明機(jī)構(gòu)上底座和下底座采用碳纖維材料鋪層結(jié)構(gòu)來(lái)取代金屬材料，底座外形特征設(shè)計(jì)符合碳纖維材料的成型工藝要求，使肋展開機(jī)構(gòu)具有較好的熱穩(wěn)定性，更能適應(yīng)空間環(huán)境。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為傘狀天線鎖緊狀態(tài)及展開狀態(tài)示意圖；
[0019]圖2為傘狀天線結(jié)構(gòu)組成，以及本發(fā)明應(yīng)用在傘狀天線上的示意圖；
[0020]圖3為肋展開機(jī)構(gòu)工作原理示意圖；
[0021 ] 圖4為肋展開機(jī)構(gòu)展開狀態(tài)剖面示意圖；
[0022]圖5為肋展開機(jī)構(gòu)收攏狀態(tài)剖面示意圖；
[0023]圖6為肋展開機(jī)構(gòu)導(dǎo)向軸承處局部放大示意圖；
[0024]圖7為肋展開機(jī)構(gòu)到位指示示意圖；
[0025]圖8為肋展開機(jī)構(gòu)的碳纖維殼體。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖及具體例子詳細(xì)介紹本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
[0027]如圖2所示，徑向肋傘狀可展開天線主要由本發(fā)明、徑向肋21、饋源組件22、網(wǎng)狀主反射器23、支撐桁架24、副反射器25等組成。本發(fā)明是傘狀天線的安裝基礎(chǔ)，饋源22和副反射器25安裝在支撐桁架24上，支撐桁架24安裝在本發(fā)明的上端面上，天線肋21是整個(gè)網(wǎng)狀主反射器23的骨架結(jié)構(gòu)，用于安裝固定張力索網(wǎng)和金屬網(wǎng)，天線肋21按圓周方向均布安裝在本發(fā)明的H面上，通過(guò)本發(fā)明驅(qū)動(dòng)天線肋21由收攏狀態(tài)展開至工作狀態(tài)，如圖1所示，且其過(guò)程可逆。
[0028]本發(fā)明的工作原理如圖3所示，\是連桿和滑動(dòng)盤之間的夾角，α 2是連桿和鎖定臂之間的夾角，通過(guò)一套螺母絲杠機(jī)構(gòu)提供推力F，推動(dòng)一組連桿工作使最終的執(zhí)行連桿產(chǎn)生力矩，實(shí)現(xiàn)天線肋的展開與收攏。
[0029]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包括上底座1、下底座2、電機(jī)3、減速器4、絲杠5螺母6 glj、導(dǎo)向套7、滑動(dòng)盤8、連桿9、連桿座10、鎖定臂11、鎖定臂座12、到位鎖緊裝置13、霍爾電路14、導(dǎo)向軸承15、限位螺釘16、微動(dòng)開關(guān)17、上頂桿18、下頂桿19等；電機(jī)3及減速器4為肋展開機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力；絲杠5通過(guò)聯(lián)軸塊20與減速器4相連，在減速器4的帶動(dòng)下自身轉(zhuǎn)動(dòng)，螺母6套裝于絲杠5上，將絲杠5的轉(zhuǎn)動(dòng)