[发明专利]一种大型体状可展桁架机构

说明书

一种大型体状可展桁架机构，它涉及一种桁架机构。本发明为了解决传统的中心承力筒结构构型确定，灵活性差；整体包络体积较大，尺寸受运载火箭约束，限制航天器整体的布局的问题。本发明的每个三接头铰链的左右两接头分别与一根横杆转动连接并组成第一折展单元，每个三接头铰链的第三接头与竖杆的一端转动连接，相邻两根横杆之间通过横向驱动铰链连接，并且相邻两个第一折展单元之间通过一个径向驱动铰链转动连接；每个四接头铰链的左右两接头分别与一根横杆转动连接并组成第二折展单元，每个四接头铰链的上下两个接头分别与竖杆的另一端转动连接，相邻两个第二折展单元之间通过一个驱动铰链转动连接。本发明用于航天航空领域中。

技术领域

本发明涉及一种桁架机构，具体涉及一种大型体状可展桁架机构。属于航天航空技术领域。

背景技术

空间太阳能电站是在空间中将太阳能收集、转换为电能，以无线能量方式传输至地面，再经地面整流装置变换为直流。发展空间太阳能电站，实现能流密度大、连续稳定工作，在地球同步轨道，99％的时间内可以稳定接收太阳辐射，向地面固定区域进行稳定的能量传输。但要实现太阳能电站GW级的发电，其系统尺度要在百米量级。

空间太阳能电站中心承力结构尺度直径达23m，长达数百米，必须通过多次发射和空间组装完成构建。但传统的中心承力筒结构构型确定，灵活性差；整体包络体积较大，尺寸受运载火箭约束，限制航天器整体的布局。因而空间太阳能电站无法采用常规的承力结构，需设计一个可展开的中心承力结构，以减小发射时的包络体积，降低发射成本，同时降低运载火箭对航天器尺寸的限制。

随着空间科学及空间探测技术的快速发展，现今对于大尺度、轻量化、高折叠比的空间展开机构的发展需求变得日益迫切。随着折展机构展开最大口径的增大，现存的航天运载工具的储藏空间暂时不能满足空间大型折展机构的要求，因此急需设计可以实现折叠和展开功能的空间大尺度机构。宇航空间折展机构的设计和分析是未来航天技术发展的关键基础性问题之一。

综上所述，现有的展开机构存在中心承力结构构型确定，灵活性差；整体包络体积较大，尺寸受运载火箭约束，限制航天器整体的布局的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的展开机构存在中心承力结构构型确定，灵活性差；整体包络体积较大，尺寸受运载火箭约束，限制航天器整体的布局的问题。进而提供一种体状可展开桁架机构。

本发明的技术方案是：一种体状可展开桁架机构包括四个八边形固定环和多根竖杆，四个八边形固定环中的第一八边形固定环与第四八边形固定环结构相同，第二八边形固定环与第三八边形固定环结构相同；第一八边形固定环、第二八边形固定环、第三八边形固定环和第四八边形固定环由上至下均通过多根竖杆转动连接；第一八边形固定环包括多个三接头铰链、多根横杆和多个驱动铰链，每个三接头铰链的左右两接头分别与一根横杆转动连接并组成第一折展单元，每个三接头铰链的第三接头与竖杆的一端转动连接，相邻两个第一折展单元之间通过一个驱动铰链转动连接；第三八边形固定环包括多个四接头铰链、多根横杆和多个驱动铰链，每个四接头铰链的左右两接头分别与一根横杆转动连接并组成第二折展单元，每个四接头铰链的上下两个接头分别与竖杆的另一端转动连接，相邻两个第二折展单元之间通过一个驱动铰链转动连接。

进一步地，三接头铰链包括三接头旋转铰链、第一滑动铰链接头、三接头弹簧、同步滑块、两个滑动斜杆组件和恒力弹簧，三接头弹簧套装在三接头旋转铰链的第三接头上，第一滑动铰链接头套装在三接头弹簧下端的三接头旋转铰链的第三接头上，竖杆安装在第一滑动铰链接头和三接头弹簧内，同步滑块套装在竖杆上并随第一滑动铰链接头在竖杆上滑动，两个滑动斜杆组件的一端分别与安装在三接头旋转铰链左右两接头上的横杆滑动连接，两个滑动斜杆组件的另一端分别与第一滑动铰链接头的两端转动连接，其中恒力弹簧安装在两个滑动斜杆组件的另一端与第一滑动铰链接头的两端之间。