[发明专利]一种新型网状环形可展开天线桁架结构

权利要求书

1.一种新型网状环形可展开天线桁架结构，其特征在于，由多个相同单元组成，相邻单元之间通过第一下同步杆_连杆铰接接头(19)和第二刚架杆接头(20)连接形成一个封闭的环形结构；其中一个结构单元包括第一刚架杆(6)、第二刚架杆(10)、第一上同步杆(2)、第二上同步杆(24)、第一下同步杆(12)、第二下同步杆(15)、第一连杆(5)、第二连杆(22)、第一伸缩杆件组(3)、第二伸缩杆件组(14)、第一刚架杆接头(8)、第二刚架杆接头(20)、一个上同步杆接头(1)、一个下同步杆接头(13)、第一刚架杆上同步杆铰接接头(7)、第二刚架杆上同步杆铰接接头(9)、第一刚架杆下同步杆铰接接头(11)、第二刚架杆下同步杆铰接接头(16)、第一上同步杆连杆铰接接头(4)、第二上同步杆连杆铰接接头(23)、第一下同步杆连杆铰接接头(19)、第二下同步杆连杆铰接接头(21)；所述的上同步杆接头(1)和下同步杆接头(13)均设计有索网挂接装置；

天线桁架采用环形铰接式可展开机构，机构展开态为一刚性铰接式圆环，收拢态为一圆柱；环形铰接式可展开机构包含十类铰接杆件，分别为第一刚架杆(6)、第二刚架杆(10)、第一上同步杆(2)、第二上同步杆(24)、第一下同步杆(12)、第二下同步杆(15)、第一连杆(5)、第二连杆(22)、第一伸缩杆件组(3)、第二伸缩杆件组(14)；所述天线桁架设计为内、中、外三层，第一刚架杆(6)、第二刚架杆(10)和第一伸缩杆件组(3)、第二伸缩杆件组(14)位于内层，第一上同步杆(2)、第二上同步杆(24)和第一下同步杆(12)、第二下同步杆(15)位于中间层，第一连杆(5)、第二连杆(22)位于最外层，内层与中间层之间通过第一刚架杆_上同步杆铰接接头(7)、第二刚架杆_上同步杆铰接接头(9)和第一刚架杆_下同步杆铰接接头(11)、第二刚架杆_下同步杆铰接接头(16)相连，中间层与外层之间通过第一上同步杆_连杆铰接接头(4)、第二上同步杆_连杆铰接接头(23)和第一下同步杆_连杆铰接接头(19)、第二下同步杆_连杆铰接接头(21)相连，当第二上同步杆(24)与第一下同步杆(12)相对运动接触时，此时机构处于完全收拢状态。

2.根据权利要求1所述的新型网状环形可展开天线桁架结构，其特征在于，第一刚架杆(6)与第二刚架杆(10)之间、第一刚架杆(6)与第一上同步杆(2)之间、第一刚架杆(6)与上一个单元的第二下同步杆(15)之间、第一上同步杆(2)与第二上同步杆(24)之间、第一上同步杆(2)与第一连杆(5)之间、第一下同步杆(12)与第二下同步杆(15)、第一下同步杆(12)与第二连杆(22)之间均通过转动副连接；

第一伸缩杆件组(3)内部细杆一端与上同步杆接头(1)之间、第一伸缩杆件组(3)外部粗杆的一端与第一刚架杆接头(8)之间、第二伸缩杆件组(14)内部细杆一端与下同步杆接头(13)之间、第二伸缩杆件组(14)外部粗杆的一端与第二刚架杆接头(20)之间均通过固定副连接；

第一伸缩杆件组(3)、第二伸缩杆件组(14)内部细杆的另一端与第一伸缩杆件组(3)、第二伸缩杆件组(14)外部粗杆的另一端之间通过滑动副连接。

3.根据权利要求1所述的新型网状环形可展开天线桁架结构，其特征在于，机构采用扭簧-拉索联合驱动方式驱动展开；扭簧安装于第一刚架杆_上同步杆铰接接头(7)、第二刚架杆_上同步杆铰接接头(9)内部，以第一刚架杆_上同步杆铰接接头(7)举例介绍，扭簧(7-3)一端固定于第一上同步杆(2)内部，另一端固定在固定连接轴(7-5)上，当机构处于收拢状态时，扭簧被卷曲收缩在固定连接轴(7-5)上，储存弹性势能；机构展开前期依靠扭簧(7-3)储存的弹性势能驱动机构越过死点位置，此后通过电机收卷拉索，张拉铰接四杆单元的对角线使第一刚架杆接头(8)和上同步杆接头(1)之间、第二刚架杆接头(20)和下同步杆接头(13)之间的距离不断减小，从而驱动机构完全展开；

拉索从第一刚架杆(6)中穿过，到达第一刚架杆接头(8)；绕过第一刚架杆接头(8)处的左侧滑轮(8-3)，进入第一伸缩杆件组(3)中，到达正对上方的上同步杆接头(1)处；绕过上同步杆接头(1)处的第一滑轮(1-4)，再次进入第一伸缩杆件组(3)中，到达第一刚架杆接头(8)处；绕过第一刚架杆接头(8)处的右侧滑轮(20-3)进入第二刚架杆(10)中，到达第二刚架杆接头(20)处；绕过第二刚架杆接头(20)处的左侧滑轮(8-3)，进入第二伸缩杆件组(14)中，到达下方的下同步杆接头(13)处；绕过下同步杆接头(13)处的第二滑轮(13-10)，再次进入第二伸缩杆件组(14)中，到达第二刚架杆接头(20)处；绕过第二刚架杆接头(20)处的右侧滑轮(20-3)进入下一个单元的第三刚架杆(17)中，完成一个单元的驱动索走线；

拉索依次绕过第一刚架杆(6)、第一刚架杆接头(8)、第一伸缩杆件组(3)、上同步杆接头(1)、第二刚架杆(10)、第二刚架杆接头(20)、第二伸缩杆件组(14)和下同步杆接头(13)上的滑轮形成一个闭合回路，拉索首尾端连接到卫星的驱动电机上，当电机的收卷拉索驱动时，拉索张紧收缩，使得第一刚架杆接头(8)和上同步杆接头(1)之间、第二刚架杆接头(20)和下同步杆接头(13)之间的距离减小，从而驱动可展开桁架结构展开。