[发明专利]基于Bennett机构的基本可展单元及由该单元组成的展开机构

说明书

基于Bennett机构的基本可展单元及由该单元组成的展开机构，属于卫星天线结构技术领域。本发明解决了现有的Bennett机构展开性能不理想的问题。第一连杆与第二连杆可转动连接，第三连杆与第四连杆可转动连接，第二连杆与第三连杆可转动连接，第一连杆与第四连杆可转动连接，其中第一转动副及第三转动副的中轴线位于第一平面，第二转动副及第四转动副的中轴线位于第二平面，所述第一平面及第二平面相互垂直设置，滑块沿导杆长度方向作往复运动，第一转动副的中轴线与第五转动副的中轴线相互垂直设置，第三转动副的中轴线与第六转动副的中轴线相互垂直设置，基本可展单元在展开状态下呈X形，在半收拢状态下呈伞形，在完全收拢状态下呈I字形。

技术领域

本发明涉及一种基于Bennett机构的基本可展单元及由该单元组成的展开机构，属于卫星天线结构技术领域。

背景技术

随着社会和科学技术的发展，空间技术在卫星通讯、卫星导航、信息技术、空间物理、天文观测、气象观测以及军事侦探、国防安全等领域应用的日益广泛。伴随着空间技术的发展，空间设备的尺寸越来越大，结构越来越复杂，而运载火箭的载荷舱尺寸有限，这就要求空间设备在发射阶段能收拢成较小的体积，到达轨道后展开成预定的形状。作为这些空间设备基体的展开机构，其性能直接关系到空间设备的功能。

展开机构是指能收拢成较小形状，展开成较大的预定外形的机构，展开机构是大尺寸航天设备的最佳选择之一。展开机构在空间站、通讯卫星平台、太空望远镜、航天飞机、星球探测器等航天器上被广泛采用。如空间站基础骨架、可展开/收拢的空间机械臂、空间伸展臂、大口径可展开天线、大型柔性太阳帆板支架等。其中空间单闭环机构相比于以平面机构为基础单元的传统展开机构其折叠比大、刚度高；同时作为过约束机构，空间单闭环机构组成的机构网络也是过约束机构，具有刚度高、驱动输入少的优点，是展开机构未来的发展方向。

我国在大尺度展开机构的研究上，起步晚、发展慢，处于模仿阶段，与发达国家的差距明显，至今仍无大尺度展开机构的应用记录。展开机构技术如今已成为阻碍我国空间技术发展的一个关键问题。随着我国载人航天、探月工程等一系列空间计划的开展，对展开机构提出了更高的要求。研究具有大尺度、模块化、高刚度等性能的展开机构，对促进我国空间技术的发展具有重要意义。

Bennett机构是最经典的空间单闭环机构，作为一个过约束机构，其自由度不满足Grübler–Kutzbach公式，需要满足一定的几何约束条件才能具有一个自由度，由于空间单闭环机构中连杆的运动是空间的，轨迹复杂且它的折展性能并不理想。

发明内容

本发明是为了解决现有的Bennett机构展开性能不理想的问题，进而提供了一种基于Bennett机构的基本可展单元及由该单元组成的展开机构。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

技术方案一：