CN103928743B - 一种肋板式充气展开抛物面天线的装载及展开控制机构 - Google Patents
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Abstract
一种肋板式充气展开抛物面天线的装载及展开控制机构，属于肋板式充气展开抛物面天线技术领域，解决了对于肋板式充气展开抛物面天线，目前尚未有有效的装载机构和无法对其展开过程进行有效控制的问题，它包含装载机构和展开控制机构；所述装载机构的连接件设置在展开控制机构的固定圆盘下方并通过螺栓连接，所述装载机构的叶片数量和展开控制机构的支撑横杆及肋板压杆的数量相同，支撑横杆对应叶片夹缝设置，在每个叶片两侧设置有缺口。本发明用于装载卷曲折叠后的肋板式充气展开抛物面天线及控制其有序展开。
Description
技术领域：
本发明属于肋板式充气展开抛物面天线技术领域，具体涉及一种肋板式充气展开抛物面天线的装载及展开控制机构。
背景技术：
肋板式充气展开抛物面天线在诸多领域有广泛需求，如电子侦察、导航、通信、地面勘察卫星等。
充气展开天线的结构以柔性材料为主，充气之前可高效率地折叠包装，具有运载体积小、重量轻和展开可靠性高的优点。大型充气展开天线被发射入轨，充气展开并刚化后，可形成大型空间天线，充气展开天线是未来解决大型空间天线结构的有效途径。
对于肋板式充气展开抛物面天线，目前尚未有有效的装载机构，无法在天线发射过程中对天线各结构部件进行包装压紧，使得天线各结构部件在发射冲击力作用下发生振动、碰撞，导致结构失效；肋板式充气展开抛物面天线的展开和支撑结构主要由充气环和径向肋板组合构成，在展开过程中，充气压力驱动充气环展开并带动径向肋板及整个结构展开成型。充气环和径向肋板采用柔性复合材料制造，目前无法对其展开过程进行有效控制，在展开过程中，尤其是在充气展开初期，充气环压力较低，且肋板未完全展开，此时充气环和肋板乃至整个反射面结构刚度都很低，很难保证整个反射面能够按照理想的展开顺序、路径和速度进行展开，并容易导致肋板与充气环产生缠绕、碰撞，甚至会对航天器产生较大的冲击和扰动，降低航天器在轨运行的安全性和可靠性。
发明内容：
本发明的目的是为了解决对于肋板式充气展开抛物面天线，目前尚未有有效的装载机构和无法对其展开过程进行有效控制的问题，提供了一种肋板式充气展开抛物面天线的装载及展开控制机构，其技术方案如下：
一种肋板式充气展开抛物面天线的装载及展开控制机构，它包含装载机构和展开控制机构；
所述装载机构包含上压盖和下压盖；所述上压盖由多片叶片合围并通过连接件连接构成，每个叶片的上端与连接件通过弹簧合页转动连接，每个叶片以连接件与合页的连接端为轴扩展收缩转动，每个叶片的下端向内弯曲设置，其向内弯曲角度小于90度；所述下压盖包含压壁、弹簧和兜壁，弹簧设置在压壁上表面，兜壁设置在压壁下端，压壁和弹簧设置在上压盖内侧，兜壁将上压盖的下端即每个叶片的下端兜住，兜壁的形状与上压盖下端吻合；
所述展开控制机构包含固定圆盘、支撑横杆、肋板压杆和拉簧；在所述固定圆盘周围设置多个支撑横杆，支撑横杆与固定圆盘固定连接或一体成形，支撑横杆的外端向下倾斜设置，在支撑横杆上面设置有限位板，支撑横杆的外端通过转轴与肋板压杆的上端转动连接，限位板设置于支撑横杆与肋板压杆连接端的外侧，支撑横杆还通过拉簧与肋板压杆连接，拉簧设置在支撑横杆和肋板压杆的侧面；
所述装载机构的连接件设置在展开控制机构的固定圆盘下方并通过螺栓连接，所述装载机构的叶片数量和展开控制机构的支撑横杆及肋板压杆的数量相同，支撑横杆对应叶片夹缝设置，在每个叶片两侧设置有缺口。
本发明的有益效果为：可以对折叠后的肋板式充气展开抛物面天线进行压紧和包装，避免在天线发射过程中，各结构部件在发射冲击力作用下发生振动、碰撞，导致结构失效，保证充气抛物面天线能够安全可靠的发射并展开；还可以对肋板式充气展开抛物面天线的展开过程进行有效控制，使其能够按照理想的展开顺序、路径和速度进行展开，并避免肋板与充气环产生缠绕、碰撞，甚至会对航天器产生较大的冲击和扰动，提高航天器在轨运行的安全性和可靠性。
附图说明：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明中的装载机构示意图；
图3是本发明中装载机构的上压盖和下压盖分解示意图；
图4是本发明中的展开控制机构示意图；
图5是本发明中的装载机构的下压盖被弹走，上压盖弹开后示意图；
图6是本发明中的装载机构的上压盖弹开后并且展开控制机构的肋板压杆上翻后的示意图。
具体实施方式：
参照图1至图6，一种肋板式充气展开抛物面天线的装载及展开控制机构2，它包含装载机构1和展开控制机构2；
所述装载机构1包含上压盖1-1和下压盖1-2；所述上压盖1-1由多片叶片1-1-1合围并通过连接件1-1-2连接构成，每个叶片1-1-1的上端与连接件1-1-2通过弹簧合页1-1-3转动连接，每个叶片1-1-1以连接件1-1-2与合页1-1-3的连接端为轴扩展收缩转动，每个叶片1-1-1的下端向内弯曲设置，其向内弯曲角度小于90度；所述下压盖1-2包含压壁1-2-1、弹簧1-2-2和兜壁1-2-3，弹簧1-2-2设置在压壁1-2-1上表面，兜壁1-2-3设置在压壁1-2-1下端，压壁1-2-1和弹簧1-2-2设置在上压盖1-1内侧，兜壁1-2-3将上压盖1-1的下端即每个叶片1-1-1的下端兜住，兜壁1-2-3的形状与上压盖1-1下端吻合；
所述展开控制机构2包含固定圆盘2-1、支撑横杆2-2、肋板压杆2-3和拉簧2-4；在所述固定圆盘2-1周围设置多个支撑横杆2-2，支撑横杆2-2与固定圆盘2-1固定连接或一体成形，支撑横杆2-2的外端向下倾斜设置，在支撑横杆2-2上面设置有限位板2-2-1，支撑横杆2-2的外端通过转轴与肋板压杆2-3的上端转动连接，限位板2-2-1设置于支撑横杆2-2与肋板压杆2-3连接端的外侧，支撑横杆2-2还通过拉簧2-4与肋板压杆2-3连接，拉簧2-4设置在支撑横杆2-2和肋板压杆2-3的侧面；
所述装载机构1的连接件1-1-2设置在展开控制机构2的固定圆盘2-1下方并通过螺栓连接，所述装载机构1的叶片1-1-1数量和展开控制机构2的支撑横杆2-2及肋板压杆2-3的数量相同，支撑横杆2-2对应叶片1-1-1夹缝设置，在每个叶片1-1-1两侧设置有缺口1-1-1-1。
所述肋板压杆2-3的长度根据卷曲折叠后的肋板式充气展开抛物面天线的高度及肋板宽度设置，安装后肋板压杆2-3的最下端压在最外圈肋板上，并位于肋板宽度的距底边五分之一至二分之一处。
优选的是，所述肋板压杆2-3的长度根据卷曲折叠后的肋板式充气展开抛物面天线的高度及肋板宽度设置，安装后肋板压杆2-3的最下端压在最外圈肋板上，并位于肋板宽度的距底边四分之一处。
优选的是，所述上压盖1-1的每个叶片1-1-1的下端向内弯曲角度为45度。
发明的使用方法及原理：先将卷曲折叠后的肋板式充气展开抛物面天线套在下压盖1-2上，下压盖1-2的弹簧1-2-2上端抵在中心鼓的下表面，再用上压盖1-1的每个叶片1-1-1向下合围，连同展开控制机构2一起套在卷曲折叠后的肋板式充气展开抛物面天线外侧，并将每个叶片1-1-1的下端放置在下压盖1-2的兜壁1-2-3内侧压紧，此时需要将卷曲折叠后的肋板式充气展开抛物面天线压紧，还需要将弹簧1-2-2向下压缩，然后通过螺丝将固定圆盘2-1、上压盖1-1的连接件1-1-2及卷曲折叠后的肋板式充气展开抛物面天线的中心鼓连接，最后使用爆炸螺栓将下压盖1-2与卷曲折叠后的肋板式充气展开抛物面天线的中心鼓连接，卷曲折叠后的肋板式充气展开抛物面天线被装载在上压盖1-1和下压盖1-2之间形成的空间内并被压紧，肋板压杆2-3下端压在肋板的最外圈上。
需要展开肋板式充气展开抛物面天线前，只需要引爆爆炸螺栓，下压盖1-2会被弹簧1-2-2弹走，下压盖1-2被弹开后，叶片1-1-1在弹簧1-2-2合页1-1-3的弹力下向上展开，肋板式充气展开抛物面天线便可进行充气展开，在充气展开过程中，随着充气环刚度逐渐增强，肋板所受拉力逐渐增加，肋板压杆2-3逐渐打开，肋板由外至内逐圈脱离肋板压杆2-3的束缚，实现有序展开；在肋板展开的最后阶段，肋板压杆2-3与支撑横杆2-2角度大于180度时，在拉簧2-4拉力下，肋板压杆2-3向上翻转，并被限位板2-2-1阻挡，不会对肋板式充气展开抛物面天线的反射面造成影响。
Claims (3)
1.一种肋板式充气展开抛物面天线的装载及展开控制机构，其特征在于它包含装载机构(1)和展开控制机构(2)；
所述装载机构(1)包含上压盖(1-1)和下压盖(1-2)；所述上压盖(1-1)由多片叶片(1-1-1)合围并通过连接件(1-1-2)连接构成，每个叶片(1-1-1)的上端与连接件(1-1-2)通过弹簧合页(1-1-3)转动连接，每个叶片(1-1-1)以连接件(1-1-2)与合页(1-1-3)的连接端为轴扩展收缩转动，每个叶片(1-1-1)的下端向内弯曲设置，其向内弯曲角度小于90度；所述下压盖(1-2)包含压壁(1-2-1)、弹簧(1-2-2)和兜壁(1-2-3)，弹簧(1-2-2)设置在压壁(1-2-1)上表面，兜壁(1-2-3)设置在压壁(1-2-1)下端，压壁(1-2-1)和弹簧(1-2-2)设置在上压盖(1-1)内侧，兜壁(1-2-3)将上压盖(1-1)的下端即每个叶片(1-1-1)的下端兜住，兜壁(1-2-3)的形状与上压盖(1-1)下端吻合；
所述展开控制机构(2)包含固定圆盘(2-1)、支撑横杆(2-2)、肋板压杆(2-3)和拉簧(2-4)；在所述固定圆盘(2-1)周围设置多个支撑横杆(2-2)，支撑横杆(2-2)与固定圆盘(2-1)固定连接或一体成形，支撑横杆(2-2)的外端向下倾斜设置，在支撑横杆(2-2)上面设置有限位板(2-2-1),支撑横杆(2-2)的外端通过转轴与肋板压杆(2-3)的上端转动连接，限位板(2-2-1)设置于支撑横杆(2-2)与肋板压杆(2-3)连接端的外侧，支撑横杆(2-2)还通过拉簧(2-4)与肋板压杆(2-3)连接，拉簧(2-4)设置在支撑横杆(2-2)和肋板压杆(2-3)的侧面；
所述装载机构(1)的连接件(1-1-2)设置在展开控制机构(2)的固定圆盘(2-1)下方并通过螺栓连接，所述装载机构(1)的叶片(1-1-1)数量和展开控制机构(2)的支撑横杆(2-2)及肋板压杆(2-3)的数量相同，支撑横杆(2-2)对应叶片(1-1-1)夹缝设置，在每个叶片(1-1-1)两侧设置有缺口(1-1-1-1)。
2.如权利要求1所述一种肋板式充气展开抛物面天线的装载及展开控制机构，其特征在于所述肋板压杆(2-3)的长度根据卷曲折叠后的肋板式充气展开抛物面天线的高度及肋板宽度设置，安装后肋板压杆(2-3)的最下端压在最外圈肋板上，并位于肋板宽度的距底边五分之一至二分之一处。
3.如权利要求1所述一种肋板式充气展开抛物面天线的装载及展开控制机构，其特征在于所述上压盖(1-1)的每个叶片(1-1-1)的下端向内弯曲角度为45度。
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