[发明专利]应用于航天器的高收纳比可控展开桁架装置

说明书

本发明提供了一种应用于航天器的高收纳比可控展开桁架装置，其包括三棱柱桁架和可控展开装置，三棱柱桁架由上三角框、上支撑杆、铰链、下支撑杆、下三角框、限位螺钉、拉伸螺钉组成，可控展开装置包括拉伸臂、梯形丝杆、限位臂、丝杆螺母、支撑架、导向杆等，上三角框位于上支撑杆的上方，铰链位于上支撑杆和下支撑杆之间，下三角框位于下支撑杆和限位螺钉之间，拉伸螺钉位于限位螺钉的下方，下三角框位于上支撑杆的下方，上三角框位于拉伸螺钉的上方，拉伸臂位于梯形丝杆的上方等。本发明采用单根丝杆和一台电机实现了三棱柱桁架的可控展开，相比于三根丝杆的方式，实现了产品的轻量化，提高了系统的可靠度，同时降低了系统的径向尺寸。

技术领域

本发明涉及一种航天器结构和机构，具体地，涉及一种应用于航天器的高收纳比可控展开桁架装置。

背景技术

随着航天活动日益增多，可展桁架作为一种具有高收纳比的机构在航天器上的应用越来越广泛。传统的三棱柱桁架具有收纳比高、构型稳定紧凑、刚度高等特点。为了保证三棱柱桁架在轨可控展开，传动的可控展开装置采用三根丝杆分别立于折叠桁架三根棱的顶端，采用三台电机或一台电机带同步装置驱动三根丝杆等速转动，拉动三角框实现直线运动，从而控制桁架的顺序展开。但是，此展开装置安装在折叠桁架的顶部，增加了丝杆的高度，并且丝杆高度至少要长于一节桁架展开后的高度，使得可展桁架的实际收纳比大大降低；其次，三根丝杆也使得整个装置复杂度增大，重量增大，可靠性降低。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种应用于航天器的高收纳比可控展开桁架装置，其采用单根丝杆和一台电机实现了三棱柱桁架的可控展开，相比于三根丝杆的方式，实现了产品的轻量化，提高了系统的可靠度，同时降低了系统的径向尺寸；三棱柱桁架采用上、下支撑杆沿三角框周边收拢的方式，最大限度的提升了可展桁架自身的纵向收纳比；在可控展开装置设计上，由于单根丝杆可以收拢在桁架内部空腔，使得整个可控展开桁架结构收拢状态的总高度与桁架主体高度基本相当(仅高出拉伸臂和限位臂沿桁架展开方向的尺寸)，从而提升了可控展开桁架结构的实际收纳比。

根据本发明的一个方面，提供一种应用于航天器的高收纳比可控展开桁架装置，其特征在于，其包括三棱柱桁架和可控展开装置，三棱柱桁架由上三角框、上支撑杆、铰链、下支撑杆、下三角框、限位螺钉、拉伸螺钉组成，可控展开装置包括拉伸臂、梯形丝杆、限位臂、丝杆螺母、支撑架、导向杆、齿轮组、步进电机、连杆-滑块机构，上三角框位于上支撑杆的上方，铰链位于上支撑杆和下支撑杆之间，下三角框位于下支撑杆和限位螺钉之间，拉伸螺钉位于限位螺钉的下方，下三角框位于上支撑杆的下方，上三角框位于拉伸螺钉的上方，拉伸臂位于梯形丝杆的上方，限位臂位于丝杆螺母的上方，拉伸臂位于限位臂的上方，支撑架位于导向杆的一侧，导向杆位于丝杆螺母的下方，齿轮组位于步进电机的上方，步进电机位于拉伸臂的一侧，连杆-滑块机构位于齿轮组的上方，梯形丝杆位于导向杆的上方，连杆-滑块机构位于拉伸臂的一侧。

优选地，所述可控展开装置放置于三棱柱桁架内部，提高了整个结构的收纳比。

优选地，所述上支撑杆和下支撑杆沿三角框周边折叠和展开，增大了收纳比，三棱柱桁架内部形成空腔，便于展开装置或载荷的安装。

优选地，所述上支撑杆和下支撑杆之间通过铰链连接，这样连接牢靠。

优选地，所述拉伸臂采用单向啮合-脱出机构啮入当前待拉伸的桁架，拉伸部件为桁架三角框的拉伸螺钉；在桁架展开过程中，通过限位臂对下一节桁架进行限位，防止无序展开，限位部件为桁架三角框的限位螺钉。