[发明专利]一种偏馈式构架反射器展开与指向调整机构

说明书

本发明提出了一种偏馈式构架反射器展开与指向调整机构，包括全转动副的偏馈式构架反射器展开机构和可使反射面绕机械接口二维转动的指向调整机构；通过全转动副的展开机构来实现与偏馈式构架反射器的联动展开，并可以在展开完成后，通过安装在展开机构上的指向调整机构，调整展开机构运动构件的长度，来改变构架反射器与展开机构相对位置关系，继而实现构架反射器指向的调整。本发明采用全转动副实现偏馈构架天线展开过程，可以有效避免构架天线在瞬时快速展开过程容易发生的卡滞问题；本发明首次实现空间大型可展开天线反射面在轨波束绕机械接口面二维指向调整功能，大大提升了空间大型可展开天线的在轨实用性。

技术领域

本发明涉及大型空间可展开桁架式天线的一种收拢与展开方法，属于卫星天线技术领域。

背景技术

四面体单元构架式可展开天线(简称构架天线)是一种大型网状可展开反射面天线，最早由俄罗斯宇航局研制，已经成功应用于“联盟”号飞船、“和平”号空间站上，国内中国空间技术研究院西安分院研制的多副构架天线也实现了在轨的成功应用。

构架天线主体结构是构架式可展开反射器，由四面体单元首尾交错共用顶点与斜边组成支撑结构，每个四面体单元包含四个花盘(顶点)，三根腹杆(斜边)，三根同步折叠杆(收展底边)，为实现收拢与展开功能，同步折叠杆中部设有弹簧驱动的同步齿轮铰链，四面体收拢时同步折叠杆的弹簧元件储能，展开时作为为四面体单元展开驱动力。

构架天线由于其收纳比高，收拢体积小，结构安装方式灵活，已经获得了广泛的应用，未来还有广阔的应用前景。

以往公开报道的偏馈式构架反射器所采用的展开机构为滑轨滑块移动副机构，在构架反射器展开过程中，滑块需跟随构架天线花盘快速运动较长行程，并在展开后为反射器提供边界约束，在此展开过程中，滑块还需要承受构架天线展开过程的偏载作用，并且在构架反射器全展开过程中不能出现运动卡滞，否则将严重影响构架天线展开，致其无法展开到位。因此，现有技术采用的移动副展开机构在构架展开过程中由于天线展开速度快，滑轨展开行程较长，存在滑块运动卡滞导致天线展开失效的技术风险。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，研究了一种新型的构架天线展开机构，采用全转动副实现偏馈构架天线展开，可以有效避免移动副展开机构，解决了构架天线在瞬时快速展开过程容易发生的展开卡滞问题；创造性的研究了一种指向调整机构，可实现空间大型构架天线反射面在轨波束绕机械接口面二维指向调整功能，大大提升了构架天线的在轨实用性。

本发明的技术解决方案是：一种偏馈式构架反射器展开与指向调整机构，该展开和指向调整机构包括第一展开机构、第二展开机构、第一指向调节机构、第二指向调节机构、第三指向调节机构和支撑板，第一展开机构、第二展开机构为全转动副机构，第一展开机构、第二展开机构的端部通过转轴与第一指向调节机构、第二指向调节机构和第三指向调节机构连接，第一指向调节机构、第二指向调节机构和第三指向调节机构通过球铰机构与偏馈式构架反射器的桁架连接，第一展开机构和第二展开机构与偏馈式构架反射器的桁架联动实现偏馈式构架反射器展开，并在反射器展开到位锁定后，通过安装在展开机构端部的第一指向调节机构、第二指向调节机构、第三指向调节机构，调整展开机构与构架反射器连接机构构件的相对位置，继而实现构架天线波束在轨指向的调整。

所述第一展开机构由第一转动臂、第二转动臂以及支链机构组成，第一转动臂、第二转动臂的一端分别与支链结构的两端部通过转轴连接，所述支链机构控制第一转动臂、第二转动臂绕定轴对称张开或者收拢；第一转动臂、第二转动臂的另一端分别通过转轴与第一指向调节机构和第二指向调节机构连接，第一指向调节机构和第二指向调节机构通过球铰链机构与偏馈式构架反射器支撑架连接，第一指向调节机构和第二指向调节机构调节第一球铰链机构、第二铰链机构的升降来调节偏馈式构架反射器南北方向的指向。