[发明专利]一种曲柄滑块为折展单元刚性铰链连接的空间折展机构

说明书

一种曲柄滑块为折展单元刚性铰链连接的空间折展机构，本发明的机座通过铰链与折展单元连接，折展单元包括支架杆和曲柄滑块机构，支架杆一端通过铰链与机座连接，两侧通过铰链与曲柄滑块机构连接，曲柄滑块机构包括曲柄、连杆和滑块，曲柄一端通过铰链与支架杆连接，另一端通过铰链与连杆连接，连杆一端通过铰链与曲柄连接，另一端通过铰链与滑块连接，滑块一端通过铰链与连杆连接，另一端用过铰链与后一曲柄滑块机构的曲柄连接；刚性铰链连接两个折展单元。本发明驱动电机少，折展机构质量轻，便于在火箭运载器上运输，且折展过程简单，可在空间内折叠，折叠比大、刚度大、稳定性好、可靠性高，具有较好的实用性。

技术领域

本发明涉及一种空间折展机构，特别是一种曲柄滑块为折展单元刚性铰链连接的空间折展机构。

背景技术

随着航天事业的发展，航天器结构越来越趋向于大型化。为小航天器在发射阶段的包络体积，空间折展机构需要折叠起来，待航天器进入轨道后再展开。空间折展机构的应用极大地拓展了航天器的功能，在空间站、通讯卫星平台、对地观测、星球探测等方面均有重要的应用前景，已经成为航天领域的研究热点之一。

中国专利201410538119.4公开了一种球面天线支撑机构，该发明可折展单元复杂，折展过程复杂，当折展机构进入空间轨道时，机构展开至工作状态较为困难；中国专利201210310876.7公布了一种正三角形平面阵列可展机构，该专利仅可在平面折叠，折叠比小；中国专利201410055607.X公布了一种环形桁架式大型空间可展机构，该专利通过绳索或弹簧驱动，机构稳定性较低。现迫切需要一种结构简单、折展过程简单、可在空间内折叠、折叠比大、刚度大、稳定性好、可靠性高的空间折展机构。

目前，尚未见到一种结构简单、折展过程简单、可在空间内折叠、折叠比大、刚度大、稳定性好、可靠性高的空间折展机构发明设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种曲柄滑块为折展单元刚性铰链连接的空间折展机构，它同时兼具结构简单、折展过程简单、可在空间内折叠、折叠比大、刚度大、稳定性好、可靠性高等特点。

本发明的技术方案是：一种曲柄滑块为折展单元刚性铰链连接的空间折展机构，包括折展单元和刚性铰链，具体结构和连接关系如下：

所述折展单元通过铰链与机座连接，折展单元包括支架杆和曲柄滑块机构，支架杆一端通过铰链与机座连接，两侧通过铰链与曲柄滑块机构连接，曲柄滑块机构包括曲柄、连杆和滑块，曲柄一端通过铰链与支架杆连接，另一端通过铰链与连杆连接，连杆一端通过铰链与曲柄连接，另一端通过铰链与滑块连接，滑块一端通过铰链与连杆连接，另一端用过铰链与后一曲柄滑块机构的曲柄连接，所述刚性铰链连接两个折展单元，两个折展单元能够通过刚性铰链的中间转动副进行相对转动。

所述机座为多边形机座，每一边均有铰链座，多边形机座可通过铰链座与折展单元铰链连接。

所述曲柄滑块机构为多组，不同组的相同构件可通过定比例缩放得到，曲柄滑块机构的组数与支架杆的长度有关，支架杆的长度越长则曲柄滑块机构的组数越多。

所述滑块为第一滑块和第二滑块，仅有最后一组曲柄滑块机构的滑块为第一滑块，其余滑块均为第二滑块，所述第一滑块通过铰链与最后一组曲柄滑块机构的连杆连接，所述第二滑块一端通过铰链与所在曲柄滑块机构的连杆连接，另一端通过铰链与后一组曲柄滑块机构的曲柄连接。

所述曲柄滑块机构中滑块运动方向与连杆的夹角大于90°，小于180°。

本发明的突出优点在于：

1、结构简单、展开过程简单，杆件之间的连接均通过转动副连接，可用电机驱动，可对折展机构进行速度控制，增加其稳定性和可靠性。

2、仅需要在第一组曲柄滑块机构的驱动杆处安装电机，即可驱动这个曲柄滑块机构组的运动，驱动电机少，折展机构质量轻，便于在火箭运载器上运输。