[发明专利]混合剪叉式双层环形桁架可展开天线机构

说明书

一种的混合剪叉式双层环形桁架可展开天线机构，主要包括内层环形桁架组件、外层环形桁架组件、中心固定剪式连接组件以及中心移动剪式连接组件；内层环形桁架组件包括n个内层折展单元，外层环形桁架组件包括2n个外层折展单元，中心固定剪式连接组件包括n个中心固定剪式折展单元和n/2个中心移动剪式折展单元；内层折展单元两侧的上下四个内层花盘通过两个中心固定剪式折展单元以及一个中心移动剪式折展单元和与相对应的两个外层折展单元的上下六个外层花盘相连组成双层环形桁架机构。本发明实施方式简单，可靠性高，具有运动灵活、折叠比较大的优点，可应用于通讯卫星、空间站和空间探测器上。

技术领域

本发明涉及一种可展开天线机构。

背景技术

随着人类对太空的探索不断深入，人造卫星在航天领域占据了不可或缺的位置，而星载天线是卫星的重要部件，其技术性能对卫星的性能和稳定性具有重要的影响。随着空间科学技术飞速发展，卫星天线技术是近年来卫星有效载荷中发展最快的技术之一。其中大型环形桁架天线以其结构形式简单、可靠性高、展收比大等特点,被认为是目前大型星载可展开天线最理想的结构形式,成为各国竞相发展的空间技术领域的重要核心技术之一，优良的结构设计是天线设计中一个重要的方面。作为星载大型天线的典型结构形式，大型环形桁架天线在新一代大型通信卫星、中继卫星、对地观测卫星中需求迫切，且需求的口径越来越大。目前研制成功的大口径空间可展开天线主要分为展开肋式天线、构架式可展开天线、环柱形可展开天线和环形桁架式可展开天线。

环形桁架式可展开天线折叠比很大、质量较小、质量不随口径的增大而成比例增加，是空间几十米到上百米大口径可展开天线的理想结构形式。国内外相关人员在环形桁架式空间可展开机构方面进行了深入的研究，并且取得了许多研究成果。随着各类航天任务对大口径天线的需求不断增加，可展开天线的口径越来越大，单层环形桁架式可展开天线机构在口径增大到一定程度时已经不能满足桁架机构刚度以及形面精度的要求，而一些环形桁架可展开天线采用张紧拉锁实现天线机构整体刚度的提高，但是张紧拉锁较为复杂，不易控制，也降低了整体结构的可靠性，在展开过程中极易发生缠绕现象，因此，亟需在现有环形桁架的构型基础上研制出具有大口径、高精度、高刚度、高稳定性、折叠比大等性能的优良可展机构，以满足不同航天任务的需求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的环形桁架机构刚度不高，机构折叠比较小以及可靠性较低的问题，进而提供一种混合剪叉式双层环形桁架可展开天线机构。

本发明包括内层环形桁架组件、外层环形桁架组件、中心固定剪式连接组件以及中心移动剪式连接组件，所述内层环形桁架组件包括n个内层折展单元，各内层折展单元结构完全相同，相邻的内层折展单元通过共用的上下两个内层花盘连接，组成内层环形桁架组件，内层环形桁架组件展开及收拢后均为多面式环形桁架结构；所述外层环形桁架组件包括2n个外层折展单元，所述外层折展单元共有两种结构，即外层折展单元B与外层折展单元C，各外层折展单元呈B-B-C的顺序排列，通过共用的上下两个外层花盘将各外层折展单元连接，组成外层环形桁架组件，外层环形桁架组件展开及收拢后均为多面式环形桁架结构；所述中心固定剪式连接组件包括n个中心固定剪式折展单元，各中心固定剪式折展单元结构完全相同；所述中心移动剪式连接组件包括n/2个中心移动剪式折展单元，各中心移动剪式折展单元结构完全相同；整个混合剪叉式双层环形桁架可展开天线机构的内层环形桁架组件和外层环形桁架组件为同心布置；内层折展单元两侧的上下四个内层花盘通过两个中心固定剪式折展单元以及一个中心移动剪式折展单元和与相对应的两个外层折展单元的上下六个外层花盘相连组成双层环形桁架机构，即混合剪叉式双层环形桁架可展开天线机构。

所述内层折展单元包括两个内层剪式杆、四个内层横杆以及四个内层花盘；所述外层折展单元包括两个外层剪式杆，四个外层横杆以及四个外层花盘；其中内层剪式杆与外层剪式杆满足的长度关系式为