[发明专利]一种索杆天线折展机构及航天器

说明书

本发明提供了一种索杆天线折展机构及航天器，包括：杆构件，所述杆构件设置有六个，所述杆构件的两端均设置有第一节点，所述第一节点处固设置有接头，所述接头上固定连接有两个水平索构件和一个斜索构件的一端，所述水平索构件和所述斜索构件的另一端分别固定连接在相邻位置的所述杆构件上的所述接头处；所述杆构件具有可折叠的折叠状态和拉伸展开的工作状态，本发明通过水平索构件和斜索构件和可折叠的杆构件组合形成索杆天线折展机构从而改善传统天线难以同时满足高刚度、高精度、大口径、高收纳比的缺陷。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，具体涉及一种索杆天线折展机构及航天器。

背景技术

随着我国载人航天、深空探测、天基观测、空间攻防等重大航天工程的实施，大型空间可展机构作为其核心装备需求极为迫切。目前国际上的空间大型可展开机构多采用单元构架的结构形式，其技术已相对成熟，但随着展开尺度的增大，因其包含大量的关节较链和杆件，其质量也在增大，导致刚度下降较为严重，极大地限制了未来超大型空间展开结构在航天领域的应用。而传统的周边桁架式、充气式、固面式等可展开天线难以同时满足高刚度、高精度、大口径、高收纳比的要求。因此，超大尺寸、高收拢率、轻量化的新型张拉式可展机构技术研究已经成为各航天大国新兴的研究热点。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中可展开天线难以同时满足高刚度、高精度、大口径、高收纳比的缺陷，从而提供一种索杆天线折展机构及航天器。

为了解决上述问题，本发明提供了一种索杆天线折展机构，包括：杆构件，所述杆构件设置有六个，所述杆构件的两端均设置有第一节点，所述第一节点处固设置有接头，所述接头上固定连接有两个水平索构件和一个斜索构件的一端，所述水平索构件和所述斜索构件的另一端分别固定连接在相邻位置的所述杆构件上的所述接头处；

所述杆构件具有可折叠的折叠状态和拉伸展开的工作状态。

优选的，所述杆构件包括：三个等分杆单元和两个铰链，相连的所述等分杆单元的连接处通过所述铰链单向在第二节点处铰接。

优选的，所述水平索构件设置有十二个。

优选的，所述斜索构件设置有六个。

优选的，所述接头设置有十二个，所述接头分别固定连接在所述杆构件的两端。

优选的，所述杆构件的长度为2L，所述水平索构件的张紧长度为L，所述斜索构件的张紧长度为2^(1/2)L。

优选的，所述索杆天线折展机构工作状态下呈等边六边形。

优选的，在工作状态下，所述杆构件的两端的所述第一节点距离为L，所述水平索构件形成面积为3/2*3^(1/2)L^2的等边六边形。

优选的，在折叠状态下，每个所述杆构件相互平行。

一种航天器，包括所述的一种索杆天线折展机构，所述索杆天线折展机构对称设置在所述航天器的两侧。

本发明具有以下优点：

1.该索杆天线折展结构具有质量轻，跨度大等优点，是一种可折叠和展开的结构，当其处于折叠状态时，整体体积小便于运输；在外力驱动下，结构逐步展开至工作状态，然后锁定为稳定状态，本发明由承受轴力的压杆与合金接头组成，结构刚度由锁定机构刚度贡献，所以可以保证整体索杆天线折展机构在收纳比高，收缩态实际占用空间小的情况下，同时保障整体索杆天线折展结构的刚度。

2.本发明不需要通过改变构件的数量和长度使体系转换为机构或结构，只利用杆构建上杆单元的折叠与展开以及水平索构件和斜索构件的张紧限位就可驱动结构的开合，本发明弥补了现有折展天线结构形式上的不足，发掘出质量轻，结构简单，可平衡各向压力，结构刚度高，收纳比高，整体预应力平衡等优点，该索杆天线折展结构在航天航空，建筑结构，军事工程等领域可广泛的应用。