[发明专利]一种双层剪式抛物柱面可展开桁架天线装置

说明书

本发明属于天线零部件或与天线结合的装置技术领域，公开了一种新型双层剪式抛物柱面可展开桁架天线装置，由多个双层剪式铰接机构组成；相邻的双层剪式铰接机构通过双头铰链、滑动铰链、三头铰链和四头铰链相互连接构成一个封闭的抛物柱面；每个双层剪式铰接机构由两根竖杆、两根长斜杆、两根短斜杆、四个双头铰链、四个滑动铰链、两根弹簧组成；相邻的两个双层剪式铰接机构共用一根竖杆、一个双头铰链或者三头铰链或者四头铰链、一个滑动铰链、一个弹簧。本发明几何稳定性较高、刚度强、运动机构与控制系统简单，收拢后体积小，收纳率高，模块扩展性强、装配件简单，并且可以分别在轴向或长度方向展开；满足空间大口径天线的使用要求。

技术领域

本发明属于天线零部件或与天线结合的装置技术领域，尤其涉及一种双层剪式抛物柱面可展开桁架天线装置。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：随着空间科学技术、宇航工程以及各项宇宙探索活动的飞速发展和不断深入，对空间结构的高几何稳定性、大尺度、轻质量的需求变得越来越来紧迫。但是由于航天运载工具的运载空间有限，无法将成型的大尺度空间结构直接送入轨道，因此需要设计具有大折展比的空间可展开天线装置，在地面发射阶段，可展开天线装置处于收拢状态固定在运载工具的有效载荷舱内；发射入轨后，可展开天线装置接受地面控制而展开，最后锁在工作状态，利用空间可展开天线装置取代成型的大尺度空间结构进行空间研究任务已成为解决上述问题的有效途径。空间可展开装置的设计和相关研究工作是宇航空间事业发展的关键性问题之一。当前，空间可展开装置已朝着模块化、多自由度化、复杂化方向发展。大型可展开天线装置是卫星研制工作中的关键技术，电子侦察、对地导航、数据中继等任务对星载天线提出了高增益的要求，现有的星载可展开天线多采用铰接桁架式可展机构，抛物柱面可展开桁架天线机构是其中应用较为广泛的一种，但是随着天线口径的增加，天线刚度下降较为严重。并且，由于现有的可展开天线装置多采用电机作为动力源，驱动绳索牵引实现机构的整体展开，电机驱动虽然对展开过程的速度控制、冲击振动表现出显著的优良效果，但是由于电机自身的重量以及张紧拉锁较为复杂、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，使桁架天线展开失败，导致空间研究任务无法进行，从而带来巨大的经济损失。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的可展开天线装置驱动机构复杂,机构的重量有所增加，降低了机构的工作稳定性，对运载提出较高要求；容易造成天线无法正常展开，导致空间研究任务无法进行，带来巨大的经济损失。

解决上述技术问题的难度和意义：随着天线口径的增加，天线刚度下降严重，依靠电机驱动实现桁架系统平稳可靠展开所需要的绳索也就越长、驱动机构也就越复杂，可靠展开的难度也会越大。因此，在可展开天线研究过程中，提出一种制造工艺好、刚度高、折叠比大、并且不需要额外驱动装置等优良性能的可展机构具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种双层剪式抛物柱面可展开桁架天线装置。

本发明是这样实现的，一种双层剪式抛物柱面可展开桁架天线装置，所述双层剪式抛物柱面可展开桁架天线装置包括n套轴向方向展开成扇环形状的可展开组件A，n≥2；和m套长度方向展开成长方形的可展开组件B，m≥2；

所述可展开组件A展开后为扇环形状，竖杆的上下端点均位于圆弧上，竖杆指向圆心，通过与之对应的上下剪式机构相互连接；

所述可展开组件B展开后为矩形，竖杆为相互平行的直杆，通过与之对应的上下剪式机构相互连接；轴向方向的可展开组件A与长度方向的可展开组件B通过垂直铰链、三头铰链、四头铰链相互连接构成抛物柱面可展开天线装置机构。