[发明专利]一种适用于空间平板天线的热解耦可展开桁架系统

说明书

一种适用于空间平板天线的热解耦可展开桁架系统，包括具有热解耦能力的矩形框架和可展开桁架；底部框架接头的热解耦功能可以用于释放平板天线面内自由度，维持可展开桁架的安装基础在高低温条件下不发生变化，确保在轨可靠展开成为稳定的桁架支撑系统。可展开桁架在发射阶段收拢，承受发射阶段的载荷；入轨后能够可靠展开，为平板天线提供足够的展开刚度和精度。本发明克服现有天线支撑结构空间恶劣温度场下型面精度不能保持的技术不足，可与天线进行热解耦，释放热应力，满足天线对高精度、高刚度可展开支撑结构的需求。

技术领域

本发明涉及一种可展开支撑桁架系统。

背景技术

航天器大型载荷如天线、太阳翼等，在发射时需要折叠收拢成较小的体积，承受各种力学环境条件的考核；在入轨后，展开锁定后需要达到一定的结构刚度，在真空高低温环境下的需保持较高的型面精度。

发射阶段，桁架折叠收拢在天线背面，与天线面板固连，承受发射阶段的载荷；卫星入轨后，桁架展开锁定成一立体构型，用于天线的刚度和精度保持。由于天线在轨飞行时，整个系统的温度场恶劣且不均匀，天线与桁架的变形不协调，导致桁架内部应力较大，天线面板和桁架的变形互相约束，精度难以保持，不能满足高精度天线在轨高热稳定性的要求。假若温度环境进一步化还有可能因内应力过大造成桁架的结构破坏。

在地面大型天线产品中，也有在安装界面通过释放自由度来适应气候变化造成的变形。但这种设计一是温度适应性要求较低，二是连接刚度要求较低，不能满足飞行器发射时对大型平面阵天线的收纳要求和承受发射阶段载荷的要求，同时环境适应能力有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本发明提供一种适用于空间平板天线的热解耦可展开桁架系统，实现大型航天器天线翼收拢发射和入轨后展开锁定成稳定支撑结构的功能，克服现有天线支撑结构空间恶劣温度场下型面精度不能保持的技术不足，可与天线进行热解耦，释放热应力，满足天线对高精度、高刚度可展开支撑结构的需求。

本发明所采用的技术方案是：一种适用于空间平板天线的热解耦可展开桁架系统，包括可展开桁架、矩形框架；矩形框架包括底座连杆、单自由度游离接头、两自由度游离接头、固定接头；单自由度游离接头、两自由度游离接头和固定接头之间通过底座连杆连接；矩形框架通过固定接头、单自由度游离接头、两自由度游离接头与天线结构板连接；其中，固定接头与天线结构板固连，单自由度游离接头分别释放了沿天线宽度方向、长度方向的单自由度约束，两自由度游离接头释放了沿天线结构板宽度和长度方向的两个自由度约束；可展开桁架包括四根杆，四根杆一端通过可旋转的机构安装在外部固定装置同一位置，另一端分别与单自由度游离接头、两自由度游离接头、固定接头通过转动装置连接，可展开桁架具有展开折叠功能。

所述单自由度游离接头有两个，分别安装在矩形框架对角线两端点上；固定接头、两自由度游离接头分别安装在矩形框架另一条对角线两端点上。

所述可展开桁架中两根杆具备展开折叠功能，另两根杆不可折叠；不可折叠的两根杆固定在外部固定装置上；不可折叠的两根杆的端部分别与一个单自由度游离接头、两自由度游离接头通过转动装置连接；具备展开折叠功能的两根连杆的端部分别与固定接头、另一个单自由度游离接头通过转动装置连接。

所述固定接头包括第一桁架底座、第一压片、第一固定螺钉、第一压盖、第一关节轴承和第一连接轴；第一关节轴承外圈安装在第一桁架底座安装通孔内并通过安装通孔内的台阶结构定位；第一压盖为法兰结构，安装在第一桁架底座安装通孔内，法兰盘与第一桁架底座固定，法兰结构筒体端部压紧第一关节轴承外圈；第一连接轴一端固定在天线结构板上，另一端从第一桁架底座未安装第一压盖的一侧插入第一关节轴承内圈，第一关节轴承内圈通过轴肩定位；第一压片压住第一连接轴端面及第一关节轴承内圈；第一固定螺钉位于第一压盖中心孔内，穿过第一压片的通孔，通过螺纹安装在第一连接轴沿轴线的通孔内，头部压紧第一压片。