[发明专利]一种用于在轨组装的空间可展棱柱单元

说明书

一种用于在轨组装的空间可展棱柱单元，它包括同步机构、内横杆、外竖杆和中心竖杆；多个同步机构首尾相接组成上下两个环，同一个环中相邻的同步机构由相连的涡簧铰链折展限位，两个环通过与同步机构转动连接的外竖杆连接组成正六棱柱单元，正六棱柱单元的中心设置有中心竖杆，中心竖杆通过可折展的内横杆与同步机构转动连接形成正六棱柱折展单元，上环中相间的设置的三个同步机构各自分别与下环中斜对的两个同步机构通过拉索连接，上环中相间设置的三个同步机构通过拉索与中心竖杆的下端连接。本发明可展棱柱单元折展比大，承力性能好，可靠稳定，对称性好，有利于提高空间结构组装单元的在轨对接的连接刚度。

技术领域

本发明涉及空间可展机构，具体涉及一种用于在轨组装的空间可展棱柱单元。

背景技术

随着空间通信、对地观测、深空探测、载人航天等事业的迅猛发展，对大尺度、轻量化、高几何稳定性的宇航空间机构的需求变得非常迫切，但受火箭整流罩容积的限制，需要设计具有大折展比的空间结构组装单元，在运输和发射阶段处于折叠状态，而在航天器入轨后展开成工作状态。随着宇航空间研究计划的逐步发展和空间系统的复杂化程度升级，空间可展机构已从过去简单单一的形式向复杂、多自由度、模块化方向发展，大型空间折展机构成为近年来宇航科学与技术研究领域的热点。

大型可展开卫星天线的研究成为了卫星研制工作中的关键技术，对天线的口径要求越来越高，但对单环环形桁架机构，随着天线口径的增大，天线刚度下降，达不到实际的使用要求刚度。而如何提高天线整体刚度，还没有很好的解决方案。现有的环形桁架可展开天线大多采用电机拉动驱动绳索从而实现整个机构的展开，电机驱动虽然可以有效的控制展开速度，减少机构展开过程中的冲击振动，但复杂的驱动机构不但增加了结构的重量，也降低了结构的可靠性，容易引起环形桁架可展开天线展开失败，导致空间探测任务无法实现。

发明内容

本发明为克服现有技术不足，提供一种用于在轨组装的空间可展棱柱单元。该可展棱柱单元折展比大，承力性能好，可靠稳定，对称性好，有利于提高空间结构组装单元的在轨对接的连接刚度。

本发明的技术方案是：

一种用于在轨组装的空间可展棱柱单元包括同步机构、内横杆、外竖杆和中心竖杆；多个同步机构首尾相接组成上下两个环，同一个环中相邻的同步机构由相连的涡簧铰链折展限位，两个环通过与同步机构转动连接的外竖杆连接组成正六棱柱单元，正六棱柱单元的中心设置有中心竖杆，中心竖杆通过可折展的内横杆与同步机构转动连接形成正六棱柱折展单元，上环中相间的设置的三个同步机构各自分别与下环中斜对的两个同步机构通过拉索连接，上环中相间设置的三个同步机构通过拉索与中心竖杆的下端连接，和上环所述相间设置的三个同步机构斜对的下环中的同步机构与中心竖杆的上端连接。

本发明相比现有技术的有益效果是：

本发明利用涡簧铰链可以避免棱柱单元展开到位后的非人为因素的解锁，提高了大型结构体在轨组装的稳定性，外界的机械臂与中心竖杆和其上部的六杆接头连接，在展开过程中心竖杆保持不动，中心竖杆保证了单元的承力性能，展开过程为环形受到涡簧铰链的扭矩而运动。同步机构的作用可以减少组装单元自由度使杆件同步运动，还可实现外横杆展开的同步性。棱柱单元上下为对称结构，保证了外竖杆展开的稳定性。本发明的可展棱柱单元折展比大，承力性能好，可靠稳定，对称性好，有利于提高空间结构组装单元的在轨对接的连接刚度。

下面结合附图和实施方式对本发明的技术方案作进一步地说明：

附图说明

图1是本发明的在轨组装的空间可展棱柱单元展开状态图；

图2是本发明的在轨组装的空间可展棱柱单元折叠状态图；

图3是图1的俯视图；

图4是图3的主视图；

图5是图3的侧视图；