[发明专利]环柱索网结构变焦距反射面装置

说明书

技术领域

本发明属于通信与电子技术领域，涉及一种环柱索网结构变焦距反射面装置，能够实现在不同距离之间汇聚或反射电磁能或光能，适用于搭载在卫星或地面的可展开天线结构。

背景技术

变焦距技术在各个领域得到广泛的应用，如在光学系统中的相机镜头中，可通过旋转镜头的调焦环适当地改变焦距，实现聚焦距离的改变，从而完成不同远近距离物体的清晰拍摄。

但在通信与电子技术领域中普遍应用的反射面系统中，变焦距技术的应用存在很多困难，具体原因可概括如下：对于小尺寸的反射面系统，变焦距技术的作用范围和功率有限，应用意义不大。对于太空中应用的大型反射面系统，特别是大型可展开反射面系统，由于反射面的可靠展开和精确成型本身已是很难有效解决的关键核心问题，变焦距技术尚未提上议程；对于地面上应用的大型反射面系统，由于考虑到重力、风雪载荷等作用下的保型需要，一般采用固定实面的反射面形式，很难实现变焦距功能。在双反射面系统中，适当微调副面的位置，可以实现反射面系统焦距的微调，但是，大尺度的变焦距功能依然很难实现。中国专利授权号CN 101314411 A，名称为：“空间可展开屏蔽面装置”，该发明包括折叠式环杆、环杆连接关节、折叠式肋杆、肋杆连接关节、环肋连接关节和肋框连接关节；折叠式环杆和折叠式肋杆通过环杆连接关节、肋杆连接关节进行连接，形成环结构和肋结构，该环结构和肋结构通过环肋连接关节和肋框连接关节，连成形成一个可收拢或展开的整体结构，该整体结构上绑定有金属丝网或表面镀铝的薄膜，形成空间可展开屏蔽面装置。该装置可用于太空或地面作为可展开支撑装置，但其缺点是因为反射面的形态是固定的，不能进行变焦距操作，所以只能进行固定距离的电磁能或光能的传输，限制整个反射面装置的功能和应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺陷，提供了一种环柱索网结构变焦距反射面装置，用于解决现有反射面装置焦距不可变的技术问题，拓宽了反射面装置的功能和应用范围。

本发明的技术思路是，通过在不同驱动力的作用下，使套接在中心支柱上的两个移动套筒产生不同的运动速度，进而产生了距离差；分别连接在两个移动套筒上的反射索和紧固索，通过距离差的控制实现自身的收放；在两个套筒移动的同时，相应折叠绑定在反射索网面上的反射网面，通过这些同步的操作，实现反射网面形状在抛物面和平面之间的相互转换，完成反射网面的变焦距操作。

根据以上技术思路，实现本发明目的的技术方案是：

一种环柱索网结构变焦距反射面装置，包括紧固索3、调节索4、反射索5、可展开固定桁架单元6和反射网面7；所述可展开固定桁架单元6由复数个连接关节62和复数个折叠杆61相互连接，形成可收拢、展开的圆形结构，用于支撑反射面，其特征在于：还包括中心支柱1和套筒组装置2；所述套筒组装置2是由两个上移动套筒22和两个下移动套筒23组成，这些套筒套接在中心支柱1上；其中上移动套筒22上设置有第一法兰盘21，该第一法兰盘21上设置有第一过孔211；所述紧固索3和反射索5的一端固定在连接关节62上，另一端分别穿过第一过孔211，与下移动套筒23相连，且紧固索3和反射索5连接不同的下移动套筒；该紧固索3和反射索5之间连接有调节索4，形成反射索网单元，多个反射索网单元构成反射索网面，在该反射索网面上绑定有反射网面7；所述反射网面7采用数量为N个三角形折叠的方法进行网面收放，其上设定有辅助线71和折痕线72，相邻两条中间包含有折痕的辅助线形成折叠角α，不包含折痕的辅助线形成辅助角β，满足N(α+β)＝360°；将反射网面7沿折痕线72同向折叠，实现反射网面7形状由抛物面向平面转换的大尺度变焦距功能；在驱动力作用下，通过上移动套筒22和下移动套筒23在中心支柱1上的移动所产生的距离差，带动紧固索3和反射索5的收放。所述连接关节62包括一对圆锥齿轮结构621、622、一对夹板623、624、扭簧626和定位导槽628；所述折叠杆61与圆锥齿轮结构621、622相连，并通过扭簧626控制其展开，展开到位后实现与夹板623、624的位置锁定。

所述折叠杆61采用两根空心的横杆和两根空心的竖杆垂直连接形成的单列桁架结构。

所述中心支柱1采用碳纤维材料，套筒组装置2采用轻质合金材料。