[发明专利]一种包含热刀压紧及伸缩杆支撑的卫星天线展开装置

说明书

本发明公开了一种包含热刀压紧及伸缩杆支撑的卫星天线展开装置，涉及卫星天线压紧展开技术领域。为航天器可展开天线机构的压紧、释放、展开与锁定提供一种可选择的技术途径。所述卫星天线展开装置安装在星体上，其包括顶端天线阵面碳纤维框架、侧端外侧天线阵面碳纤维框架、侧端内侧天线阵面碳纤维框架、伸缩杆机构以及热刀锁紧机构。热刀锁紧机构切断捆绳的瞬间，侧端内侧天线阵面碳纤维框架和侧端外侧天线阵面碳纤维框架在合页铰链和复合铰链的力矩作用下开始转动，同时伸缩杆在侧端外侧天线阵面碳纤维框架运动的带动下进行伸展，当侧端内侧天线阵面碳纤维框架和侧端外侧天线阵面碳纤维框架的上下表面对应平行时锁定，天线完成整个展开过程。

技术领域

本发明涉及卫星天线压紧展开技术领域，是一种非火工航天器机构锁紧展开装置。

背景技术

随着航天技术的发展，越来越多的航天器需要在轨展开，而这些可展开的航天器结构需要设置相应的锁紧释放装置。该装置是用于航天器发射时实现本体和附件或者部件与部件之间的紧固连接，且入轨后又按既定要求解除约束的机械装置。由于航天器部件的质量及其对冲击环境的敏感性不同，需要的锁紧释放装置也有所不同。根据不同的解锁方式，锁紧释放装置可以分为火工装置和非火工装置。火工装置是航天器上最早使用，也是最常用的锁紧释放装置，具有重量轻、体积小、比能量大、可靠性高、可实现多点同步解锁释放等突出优点，但其也有一些不可克服的缺点，如：解锁时对结构产生较大的解锁冲击、爆炸后产生的气体存在化学性污染、一次性使用、成本高等，已不适用于某些航天器。与火工装置相比，非火工装置一般具有冲击小、无污染、可重复使用、成本低等优点。

因此，非火工装置的应用研究受到了越来越多的关注，热刀式锁紧释放装置是一种典型的非火工装置，相比火工解锁装置，具有显著的优势，如：对电磁干扰不敏感、解锁冲击小、污染小、结构简单、可多次重复试验等，具有很高的应用价值。国内外的热刀式锁紧释放技术都主要是利用高温共烧陶瓷电热元件（刀片形结构）切断凯夫拉绳（熔点大于500℃），但其构造相对复杂，质量、体积、所需功率和工作电压均较大。由于热刀刀片形结构较尖锐，在与捆绳接触时，振动摩擦容易造成彼此间的损坏，且对捆绳的蠕变和张力敏感．这些因素都在严重制约着热刀式锁紧释放装置的应用。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种包含热刀压紧及伸缩杆支撑的卫星天线展开装置，为航天器可展开天线机构的压紧、释放、展开与锁定提供一种可选择的技术途径。

本发明的技术方案为：所述卫星天线展开装置安装在星体8上，其包括顶端天线阵面碳纤维框架1、侧端外侧天线阵面碳纤维框架7、侧端内侧天线阵面碳纤维框架9、伸缩杆机构以及热刀锁紧机构；

所述顶端天线阵面碳纤维框架1固定连接在星体8上，所述侧端内侧天线阵面碳纤维框架9的一端与顶端天线阵面碳纤维框架1铰接，另一端与侧端外侧天线阵面碳纤维框架7铰接；

在星体8和侧端内侧天线阵面碳纤维框架9之间设置热刀锁紧机构，在天线展开前锁止侧端内侧天线阵面碳纤维框架9；

在星体8和侧端外侧天线阵面碳纤维框架7之间也设置热刀锁紧机构，在天线展开前锁止侧端外侧天线阵面碳纤维框架7；

所述伸缩杆机构连接在星体8和侧端外侧天线阵面碳纤维框架7之间，在天线展开过程中伸长导向，并在天线展开后锁止侧端外侧天线阵面碳纤维框架7。

进一步的，所述热刀锁紧机构包括热刀11、滑轮12以及绳子14，所述热刀11固定连接在星体8上，所述滑轮12固定连接在侧端外侧天线阵面碳纤维框架7或者侧端内侧天线阵面碳纤维框架9上，所述绳子14呈环状绕在热刀11及滑轮12上。从而在热刀发热后可切断绳子解除对侧端内侧天线阵面碳纤维框架9的锁止。

进一步的，所述伸缩杆机构包括伸缩杆10、伸缩杆滑动销4以及滑道5，伸缩杆10的一端与星体7进行铰接，并且另一端固定连接伸缩杆滑动销4，滑道5固定连接在侧端外侧天线阵面碳纤维框架7上，所述伸缩杆滑动销4滑动连接在所述滑道5中。