[发明专利]一种弹簧驱动空间可展开环形天线装置

说明书

本发明公开了一种弹簧驱动空间可展开环形天线装置，包括n套三角形可展开组件和连接在相邻n套三角形可展开组件下方的n套三角形展开协同组件，两者结构相同且由弹簧驱动的直角三角形可展开单元A构成，n≥2；所述n套三角形可展开组件通过四头铰链首尾相接，n套三角形展开协同组件与n套三角形可展开组件共用同一套通过四头铰链连接的横杆，所述n套三角形可展开组件与n套三角形展开协同组件首尾相接，在弹簧弹性的作用下，收拢或展开构成可展开环形天线装置。该装置几何稳定性较高、运动机构与控制系统简单，收拢后体积小，收纳率高。不需要主动驱动装置，模块扩展性强、装配件简单。能满足通讯卫星、空间探测等空间大口径天线的使用要求。

技术领域

本发明涉及一种可展开天线装置，具体涉及一种基于弹簧驱动的可展开环形天线装置，属于航天器材与设备技术领域。

背景技术

随着空间科学技术、宇航工程以及各项宇宙探索活动的飞速发展和不断深入，对空间结构的高几何稳定性、大尺度、轻质量的需求变得越来越来紧迫。但是由于航天运载工具的运载空间有限，无法将成型的大尺度空间结构直接送入轨道，因此需要设计具有大折展比的空间可展开装置，在地面发射阶段，可展开装置处于收拢状态固定在运载工具的有效载荷舱内；发射入轨后，可展开装置接受地面控制而展开，最后锁在工作状态，利用空间可展开装置取代成型的大尺度空间结构进行空间研究任务已成为解决上述问题的有效途径。空间可展开装置的设计和相关研究工作是宇航空间事业发展的关键性问题之一。当前，空间可展开装置已朝着模块化、多自由度化、复杂化方向发展。

现在大多的空间可展开天线均采用电机作为动力源，驱动绳索牵引实现机构的整体展开，电机驱动虽然对展开过程的速度控制、冲击振动表现出显著的优良效果，但复杂的驱动机构不但使机构的重量有所增加，也降低了机构的工作稳定性，不但对运载提出较高要求，还容易造成天线无法正常展开，导致空间研究任务无法进行，从而带来巨大的经济损失。为此，本发明提出了一种弹簧驱动空间可展开环形天线装置。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种弹簧驱动空间可展开环形天线装置，该装置非工作时处于收拢状态，工作时通过弹簧驱动展开，锁定到工作状态。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种弹簧驱动空间可展开环形天线装置，包括n套三角形可展开组件和连接在相邻n套三角形可展开组件下方的n套三角形展开协同组件，两者结构相同且由弹簧驱动的直角三角形可展开单元A构成，n≥2；所述n套三角形可展开组件通过四头铰链首尾相接，n套三角形展开协同组件与n套三角形可展开组件共用同一套通过四头铰链连接的横杆，所述n套三角形可展开组件与n套三角形展开协同组件首尾相接，在弹簧弹性的作用下，收拢或展开构成可展开环形天线装置。

进一步，所述三角形可展开组件，包括通过四头铰链连接的一对对称结构的横杆，在一对横杆之间通过四头铰链垂直连接一组合支撑竖杆，组合支撑竖杆上通过滑块连接一对Y形拉杆，滑块上方的组合支撑竖杆上套有弹簧；在一对横杆的两端分别通过四头铰链分别倾斜连接一根铰接的斜杆，两根斜杆共同连接到上方组合支撑竖杆顶部的双头铰链上。

进一步，所述三角形展开协同组件与相邻两套三角形可展开组件的组合横杆共用，呈左右对称装配；相邻两套三角形可展开组件共用一套四头铰链实现连接，在两相邻三角形可展开组件间装配一套三角形展开协同组件。

进一步，所述组合支撑竖杆由两端竖杆a和竖杆b固定连接自锁装置构成，组合支撑竖杆整体长度与横杆长度相同；所述自锁装置的整体外径尺寸与竖杆a和竖杆b的外径尺寸相同。

进一步，所述自锁装置包括外径尺寸相同相互连接的自锁底座和自锁顶盖，所述自锁底座为半圆柱形实心件，自锁底座一端加工有与竖杆a或竖杆b固定连接的接头和自锁限位环形凸台；所述自锁顶盖为半圆柱形空心件，自锁顶盖一端加工有分别与竖杆a或竖杆b固定连接的接头、自锁限位环形凸台；在自锁顶盖中内嵌有铰接支架，铰接支架上装有自锁弹片，自锁弹片从自锁顶盖侧壁的弹片方孔伸出。