CN104078740B - 一种可展开天线用包带锁紧释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可展开天线用包带锁紧释放装置，应用于可展开天线的锁紧与释放。包括：根部展开关节、预紧装置、复材包带组件及火工品。复材包带组件包括两根复材包带，两根包带的两端分别与根部展开关节和预紧装置连接，从而将两根包带连接在一起。预紧装置又通过火工品的拔销器实现锁紧和释放，从而实现包带的锁紧和释放功能。本发明结构简单、操作简便、可靠性高。可解决传统绳带式、钢带式包带钩挂反射器的问题，可推广应用到各种可展开结构的锁紧和释放领域，实现大预紧力要求下的锁紧与释放，具有广阔的应用前景。

Description

一种可展开天线用包带锁紧释放装置

技术领域

本发明涉及一种可展开天线用包带锁紧释放装置，属于空间可展开结构技术领域。

背景技术

包带锁紧释放技术是可展开天线的关键技术，是可展开天线成功展开的前提，其可靠性决定了天线展开的成败。

包带的功能是在转运、环境试验及发射主动段锁紧收拢状态的天线，卫星进入轨道后，包带在指令下解锁展开，天线随即展开。，其功能要求如下：

1、包带具有足够的预紧力和强度，满足天线收拢状态下能够通过地面振动试验及发射主动段振动载荷的要求；

2、包带在天线展开过程中与天线随动展开，包带展开速度应大于反射器展开速度，展开过程中要考虑重力影响，不得钩挂天线，且包带展开到位后具有一定刚度及形状保持能力，避免与卫星及天线发生动力学耦合；

3、包带锁紧天线时，采取多点接触，接触点应避免棱角、突起，避免包带与天线产品相互磨损。

空间可展开结构已有包带形式主要有绳带式、钢带式和链带式，在可展开天线领域应用中，前两者在可展开天线地面展开试验中，均存在因重力或展开冲击作用而钩挂或损害天线，影响可展开天线的正常展开的现象。申请号为201218000124.1、名称为“链带式星载构架式可展开反射器包带”的中国专利申请介绍了一种链带式星载构架式可展开反射器包带，该装置不适用于天线收拢状态下的大承载无级预紧，且其分离力远大于连接力的1.2倍，输出冲量较大，且无独立安装点，供电电缆需沿包带布线至根部固定点，解锁后随包带运动部件较复杂(含火工品电缆及残体)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种比强度和比模量较高，且可以实现大预紧力作用下无级预紧的可展开天线用包带锁紧释放装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案包括：

一种可展开天线用包带锁紧释放装置，其特征在于，包括：根部展开关节、预紧装置、复材包带组件、及火工品，其中，根部展开关节包括固定座和两个第一包带金属接头，其中，两个第一包带金属接头对称地布置在固定座的相对的两侧，每个第一包带金属接头的一端可转动地连接在固定座的一侧，并且每个第一包带金属接头上设置有限位凸台，用于对第一包带金属接头进行反转限位；预紧装置包括两个左旋螺杆、两个左右旋螺母、Y/I型接头、以及两个第二包带金属接头，其中，Y/I型接头包括Y型接头和I型接头，Y型接头的第一端通过火工品的拔销器与I型接头的第一端可转动地连接，Y型接头的第二端和I型接头的第二端均具有外螺纹；每个左右旋螺母的第一端具有左旋内螺纹，第二端具有右旋内螺纹；左旋螺杆的第一端具有外螺纹，其第二端通过第二销轴与对应的第二包带金属接头的一端可转动地连接；Y型接头的第二端和I型接头的第二端上各自套接一个左右旋螺母，而左右旋螺母的另一端又螺纹套接于左旋螺杆的第一端上；复材包带组件包括两根复材包带，每根复材包带的第一端固定连接至一个对应的第一包带金属接头的另一端，而复材包带的第二端与一个对应的第二包带金属接头的另一端固定连接。

进一步地，根部展开关节还包括两个第一销轴、两个扭簧、以及两个第一卡环，并且，所述固定座的相对的两个侧面上各自设置有两个第一凸耳，两个第一凸耳彼此平行且间隔地布置，并且两个第一凸耳上设置有同轴的第一通孔；第一包带金属接头的一端设置有两个第一耳块，两个第一耳块均为圆柱形，且彼此间隔地布置，并且两个第一耳块上设置有同轴的第二通孔，每个第一耳块的外周面向外突出一限位凸台，当可展开天线用包带锁紧释放装置展开时，两个第一耳块上的限位凸台抵靠固定座的连接第一包带金属接头的侧面；第一包带金属接头的另一端的端面上设置有内凹的第一连接槽，每根复材包带的第一端固定地嵌设于该第一连接槽中；第一销轴的第一端具有第一环形凸台，其第二端的外周面上设置有第一凹槽；并且固定座每一侧上的两个第一凸耳嵌装在对应的第一包带金属接头一端的两个第一耳块之间；扭簧嵌装于两个第一凸耳之间；第一销轴的第二端贯穿第一包带金属接头的第一耳块上的第二通孔、扭簧的内腔、以及固定座的两个第一凸耳上的第一通孔，并通过嵌设于第一销轴第一端上的凹槽中的第一卡环卡住，由此将第一包带金属接头可转动地连接至固定座。

进一步地，Y型接头的第一端具有两个平行且间隔地布置的第一连接翼和第二连接翼，并且第一连接翼和第二连接翼上设置有同轴的第三通孔；所述I型接头的第一端具有连接耳部，该连接耳部上设置有第四通孔；并且当所述可展开天线用包带锁紧释放装置处于锁紧状态时，火工品的活塞销自下而上地贯穿第二连接翼上的第三通孔、连接耳部上的第四通孔、以及第一连接翼上的第三通孔，由此将Y型接头的第一端通过火工品的活塞销与I型接头的第一端可转动地连接。

进一步地，预紧装置还包括两个左旋防松螺母及两个右旋防松螺母，并且两个左旋防松螺母分别位于两个左右旋螺母的具有左旋内螺纹的第一端；两个右旋防松螺母分别位于两个左右旋螺母的具有右旋内螺纹的第二端。

进一步地，第二包带金属接头的一端设置有两个第二耳块，两个第二耳块均为圆柱形且彼此间隔地布置，并且两个第二耳块上设置有同轴的第五通孔；第二包带金属接头的另一端的端面上设置有内凹的第二连接槽，每根复材包带的第二端固定地嵌设于该第二连接槽中；所述左旋螺杆的第二端上设置有第二凸耳，第二凸耳上设置有第六通孔；

所述第二销轴的第一端具有第二环形凸台，其第二端的外周面上设置有第二凹槽；并且当安装到位时，所述左旋螺杆第二端上的第二凸耳嵌设于第二包带金属接头的两个第二耳块之间；并且第二销轴的第二端自上而下地穿过两个第二耳块上的第五通孔、以及第二凸耳上的第六通孔，并通过嵌设于第二销轴的第二凹槽上的第二卡环卡住，由此将左旋螺杆的第二端与第二包带金属接头的一端可转动地连接。

根据本发明的可展开天线用包带锁紧释放装置具有有益的技术效果，包括：

首先，装置主体-包带采用比强度和比模量较高的复合材料半刚性层压板，层压板两端胶接金属接头，其高强、高模的特点使其具备较高的承载能力，且可以抵抗重力变形，防止其解锁展开后与天线发生钩挂。

其次，为便于天线收拢状态锁紧力的调节，在装置的端部设计有左右旋螺纹调节装置，可以实现天线收拢后的预紧力无级加载。

第三，为确保包带解锁展开后不影响天线展开，在装置的根部设计有限位凸台，以实现包带解锁后反转而不与天线干涉。

第四，锁紧释放的执行机构选择新型火工品-拔销器，一方面，由于其解锁时拔销器只需克服预紧力作用下的摩擦力，从而实现强连接弱解锁的功能；另一方面，串于拔销器上的包带拉环可以绕拔销器的活塞销发生自适应的圆周转动，与端部旋转关节共同作用，可以将螺纹预紧装置受力形式由拉+弯转换成纯拉的状态，提高了其承载能力。

附图说明

图1为根据本发明的锁紧释放装置的装配示意图；

图2为根据本发明的锁紧释放装置的工作原理示意图；

图3为根据本发明的根部展开关节的立体示意图；

图4为根据本发明的根部展开关节的分解示意图；

图5为根据本发明的预紧装置的立体示意图；

图6为根据本发明的预紧装置的分解示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对根据本发明的可展开天线用包带锁紧释放装置做进一步详细的说明。

如图1所示，根据本发明的可展开天线用包带锁紧释放装置包括四部分，即，根部展开关节A、预紧装置B、火工品C及复材包带组件D。复材包带组件D包括两根复材包带，两根包带的两端分别与根部展开关节A和预紧装置B连接，从而将两根包带连接在一起。预紧装置B又通过火工品C的拔销器实现锁紧和释放，从而实现包带的锁紧和释放功能。

根据本发明的可展开天线用包带锁紧释放装置的工作原理参见图2所示，通过预紧端火工品C的活塞销贯穿预紧装置B的Y/I型接头，实现包带锁紧释放装置的锁紧状态。再通过调节预紧装置B中的左右旋螺母，实现预紧力的加载。通过预紧端火工品的拔销器的缩回实现解锁，使得包带在自身张力及根部展开关节的作用下展开。

在下面的描述中，以使得两根包带的自由端通过预紧装置B的连接包裹天线形成环形圈的方向为正向，而以使得两根包带的自由端自通过预紧装置B释放后朝向离开天线的方向形成环形圈的方向为反向。

根部展开关节A包括固定座1和两个第一包带金属接头4。其中，两个第一包带金属接头4对称地布置在固定座1的相对的两侧，每个第一包带金属接头4的一端可转动地连接在固定座1的一侧，另一端与其中一根包带的一端固定连接。在每个第一包带金属接头4上设置有限位凸台43，用于对第一包带金属接头4进行反转限位。

具体地，如图1、图3和图4所示，在根据本发明的一个优选实施例中，复材包带组件D包括两根复材包带12，每根复材包带(12)的第一端固定连接至一个对应的第一包带金属接头4的另一端，而复材包带12的第二端与一个对应的第二包带金属接头10的另一端固定连接。

根部展开关节A还包括两个第一销轴2、两个扭簧3、以及两个第一卡环15。

固定座1的本体为矩形块，其两个相对的侧面上各自设置有两个第一凸耳101和102，即，每个侧面上都设置有两个第一凸耳101和102。两个第一凸耳101、102彼此平行且间隔地布置，并且两个第一凸耳101、102上设置有同轴的第一通孔1011、1021。

在固定座1的每一侧，第一包带金属接头4的一端设置有两个第一耳块41、42，两个第一耳块41、42均为圆柱形，且彼此间隔地布置，并且两个第一耳块41、42上设置有同轴的第二通孔43、43。每个第一耳块的外周面向外突出一限位凸台44。如图所示，该限位凸台由第一耳块的外周面沿彼此垂直相向的方向延伸形成一直角凸块，当可展开天线用包带锁紧释放装置展开时，在固定座1的每一侧上，两个第一耳块上的限位凸台44抵靠固定座1的连接该第一包带金属接头的侧面，从而限制位于固定座1两侧的包带继续向后转动(即反转)。

此外，第一包带金属接头4的另一端的端面上设置有内凹的第一连接槽45，每根复材包带12的第一端通过胶接的方式固定地嵌设于该第一连接槽45中。

第一销轴2的第一端具有第一环形凸台21，其第二端的外周面上设置有第一凹槽22。固定座1每一侧上的两个第一凸耳101、102嵌装在对应的第一包带金属接头4一端的两个第一耳块41、42之间；扭簧3嵌装于两个第一凸耳101、102之间；第一销轴2的第二端贯穿第一包带金属接头4的第一耳块41、42上的第二通孔、扭簧3的内腔、以及固定座1的两个第一凸耳101、102上的第一通孔，并通过嵌设于第一销轴2第一端上的凹槽22中的第一卡环15卡住，由此将第一包带金属接头4可转动地连接至固定座1。

由此，通过扭簧3实现第一包带金属接头4绕第一销轴2的转动，通过第一包带金属接头的限位凸台44的设置实现第一包带金属接头4绕第一销轴2的反转限位，从而使得在解锁释放后，第一包带金属接头4无法绕着第一销轴2向后转动。

如图5和图6所示，预紧装置B包括两个左旋螺杆5、两个左右旋螺母6、Y/I型接头7、以及两个第二包带金属接头10。其中，Y/I型接头7包括Y型接头71和I型接头72。Y型接头71的第一端通过火工品C的活塞销14与I型接头72的第一端可转动地连接，Y型接头71的第二端和I型接头72的第二端均具有外螺纹。每个左右旋螺母6的第一端具有左旋内螺纹，第二端具有右旋内螺纹。左旋螺杆5的第一端51具有外螺纹，其第二端通过第二销轴11与对应的第二包带金属接头10的一端可转动地连接。Y型接头71的第二端712和I型接头72的第二端722上各自套接一个左右旋螺母6，而左右旋螺母6的另一端又螺纹套接于左旋螺杆5的第一端51上。

如图6所示，Y型接头71的第一端具有两个平行且间隔地布置的第一连接翼711和第二连接翼712，并且第一连接翼711和第二连接翼712上设置有同轴的第三通孔713、713。I型接头72的第一端具有连接耳部721，该连接耳部721上设置有第四通孔722；并且当可展开天线用包带锁紧释放装置处于锁紧状态时，火工品C的活塞销14自下而上地贯穿第二连接翼712上的第三通孔713、连接耳部721上的第四通孔722、以及第一连接翼711上的第三通孔713，由此将Y型接头71的第一端通过火工品C的活塞销14与I型接头72的第一端可转动地连接。

此外，预紧装置B还包括两个左旋防松螺母8及两个右旋防松螺母9，并且两个左旋防松螺母8分别位于两个左右旋螺母6的具有左旋内螺纹的第一端；两个右旋防松螺母9分别位于两个左右旋螺母6的具有右旋内螺纹的第二端。

第二包带金属接头10的一端设置有两个第二耳块1001、1002，两个第二耳块1001、1001均为圆柱形且彼此间隔地布置，并且两个第二耳块1001、1002上设置有同轴的第五通孔1003、1003；第二包带金属接头10的另一端的端面上设置有内凹的第二连接槽1005，每根复材包带12的第二端固定地嵌设于该第二连接槽1005中；左旋螺杆5的第二端上设置有第二凸耳52，第二凸耳52上设置有第六通孔53；所述第二销轴11的第一端具有第二环形凸台1101，其第二端的外周面上设置有第二凹槽1102；并且当安装到位时，所述左旋螺杆5第二端上的第二凸耳52嵌设于第二包带金属接头的两个第二耳块1001、1002之间；并且第二销轴11的第二端自上而下地穿过两个第二耳块1001、1002上的第五通孔1003、1003、以及第二凸耳52上的第六通孔53，并通过嵌设于第二销轴11的第二凹槽1102上的第二卡环16卡住，由此将左旋螺杆5的第二端与第二包带金属接头10的一端可转动地连接。

通过左旋螺杆、两个左右旋螺母、Y/I型接头、以及左旋防松螺母及右旋防松螺母，可以实现包带锁紧释放装置的无级预紧和防松功能；地面预紧时，建议左右两侧交替预紧，实时监测预紧力变化，直至额定值。

复材包带组件D包括两根复材包带12，每根复材包带12的第一端固定连接至一个对应的第一包带金属接头4的另一端，而复材包带12的第二端与一个对应的第二包带金属接头10的另一端固定连接。复材包带是包带锁紧释放装置的主要构件，具有较高的比强度和比模量，重力作用下，具备良好的形态保持。优选地，在第一包带金属接头4和第二包带金属接头10与复材包带之间采用胶接的方式连接。

火工品C包括活塞销14，通过火工作用可以实现贯穿于Y/I型接头7的活塞销的回缩，从而实现强连接、弱解锁的功能。且Y/I型接头7可以绕活塞销适应性转动，与端部旋转关节一并作用，实现预紧装置B螺纹件仅承受纯拉载荷。火工品C采用现有的火工品即可，在此不做具体限定。

在此，需要说明的是，本说明书中未详细描述的内容，是本领域技术人员通过本说明书中的描述以及现有技术能够实现的，因此，不做赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用来限制本发明的保护范围。对于本领域的技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，可以对本发明做出若干的修改和替换，所有这些修改和替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可展开天线用包带锁紧释放装置，其特征在于，包括：根部展开关节(A)、预紧装置(B)、火工品(C)、及复材包带组件(D)，其中，

根部展开关节(A)包括固定座(1)和两个第一包带金属接头(4)，其中，两个第一包带金属接头(4)对称地布置在固定座(1)的相对两侧，每个第一包带金属接头(4)的一端可转动地连接在固定座(1)的一侧，并且每个第一包带金属接头(4)上设置有限位凸台(43)，用于对第一包带金属接头(4)进行反转限位；

预紧装置(B)包括两个左旋螺杆(5)、两个左右旋螺母(6)、Y/I型接头(7)、以及两个第二包带金属接头(10)，其中，Y/I型接头(7)包括Y型接头(71)和I型接头(72)，Y型接头(71)的第一端通过火工品(C)的活塞销(14)与I型接头(72)的第一端可转动地连接，Y型接头(71)的第二端和I型接头(72)的第二端均具有外螺纹；每个左右旋螺母(6)的第一端具有左旋内螺纹，第二端具有右旋内螺纹；左旋螺杆(5)的第一端(51)具有外螺纹，其第二端通过第二销轴(11)与对应的第二包带金属接头(10)的一端可转动地连接；Y型接头(71)的第二端(712)和I型接头(72)的第二端(722)上各自套接一个左右旋螺母(6)，而左右旋螺母(6)的另一端又螺纹套接于左旋螺杆(5)的第一端(51)上；

复材包带组件(D)包括两根复材包带(12)，每根复材包带(12)的第一端固定连接至一个对应的第一包带金属接头(4)的另一端，而复材包带(12)的第二端与一个对应的第二包带金属接头(10)的另一端固定连接；

所述根部展开关节(A)还包括两个第一销轴(2)、两个扭簧(3)、以及两个第一卡环(15)，并且，

所述固定座(1)的相对的两个侧面上各自设置有两个第一凸耳(101，102)，两个第一凸耳(101，102)彼此平行且间隔地布置，并且两个第一凸耳(101，102)上设置有同轴的第一通孔(1011，1021)；

第一包带金属接头(4)的一端设置有两个第一耳块(41，42)，两个第一耳块(41，42)均为圆柱形，且彼此间隔地布置，并且两个第一耳块(41，42)上设置有同轴的第二通孔(43，43)，每个第一耳块的外周面向外突出一限位凸台(44)，当可展开天线用包带锁紧释放装置展开时，两个第一耳块上的限位凸台(44)抵靠固定座(1)的连接第一包带金属接头的侧面；第一包带金属接头(4)的另一端的端面上设置有内凹的第一连接槽(45)，每根复材包带(12)的第一端固定地嵌设于该第一连接槽(45)中；

第一销轴(2)的第一端具有第一环形凸台(21)，其第二端的外周面上设置有第一凹槽(22)；并且

固定座(1)每一侧上的两个第一凸耳(101，102)嵌装在对应的第一包带金属接头(4)一端的两个第一耳块(41，42)之间；扭簧(3)嵌装于两个第一凸耳(101，102)之间；第一销轴(2)的第二端贯穿第一包带金属接头(4)的第一耳块(41，42)上的第二通孔、扭簧(3)的内腔、以及固定座(1)的两个第一凸耳(101，102)上的第一通孔，并通过嵌设于第一销轴(2)第一端上的凹槽(22)中的第一卡环(15)卡住，由此将第一包带金属接头(4)可转动地连接至固定座(1)。

2.根据权利要求1所述的可展开天线用包带锁紧释放装置，其特征在于，

所述Y型接头(71)的第一端具有两个平行且间隔地布置的第一连接翼(711)和第二连接翼(712)，并且第一连接翼(711)和第二连接翼(712)上设置有同轴的第三通孔(713，713)；

所述I型接头(72)的第一端具有连接耳部(721)，该连接耳部(721)上设置有第四通孔(722)；并且

当所述可展开天线用包带锁紧释放装置处于锁紧状态时，火工品(C)的拔销器(14)自下而上地贯穿第二连接翼(712)上的第三通孔(713)、连接耳部(721)上的第四通孔(722)、以及第一连接翼(711)上的第三通孔(713)，由此将Y型接头(71)的第一端通过火工品(C)的拔销器(14)与I型接头(72)的第一端可转动地连接。

3.根据权利要求1所述的可展开天线用包带锁紧释放装置，其特征在于，所述预紧装置(B)还包括两个左旋防松螺母(8)及两个右旋防松螺母(9)，并且两个左旋防松螺母(8)分别位于两个左右旋螺母(6)的具有左旋内螺纹的第一端；两个右旋防松螺母(9)分别位于两个左右旋螺母(6)的具有右旋内螺纹的第二端。

4.根据权利要求1所述的可展开天线用包带锁紧释放装置，其特征在于，

所述第二包带金属接头(10)的一端设置有两个第二耳块(1001，1002)，两个第二耳块(1001，1001)均为圆柱形且彼此间隔地布置，并且两个第二耳块(1001，1002)上设置有同轴的第五通孔(1003，1003)；第二包带金属接头(10)的另一端的端面上设置有内凹的第二连接槽(1005)，每根复材包带(12)的第二端固定地嵌设于该第二连接槽(1005)中；

所述左旋螺杆(5)的第二端上设置有第二凸耳(52)，第二凸耳(52)上设置有第六通孔(53)；

所述第二销轴(11)的第一端具有第二环形凸台(1101)，其第二端的外周面上设置有第二凹槽(1102)；并且

当安装到位时，所述左旋螺杆(5)第二端上的第二凸耳(52)嵌设于第二包带金属接头的两个第二耳块(1001，1002)之间；并且第二销轴(11)的第二端自上而下地穿过两个第二耳块(1001，1002)上的第五通孔(1003，1003)、以及第二凸耳(52)上的第六通孔(53)，并通过嵌设于第二销轴(11)的第二凹槽(1102)上的第二卡环(16)卡住，由此将左旋螺杆(5)的第二端与第二包带金属接头(10)的一端可转动地连接。