CN104201455A - 杆状天线的展开释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于航天星载天线技术领域，具体涉及一种杆状天线的展开装置。杆状天线的展开释放装置，其技术方案是，它包括：杆状天线(3)，压紧释放机构(2)以及展开锁定机构(1)；所述压紧释放机构(2)包括：安装座(201)、压紧座组件(202)、摆动架(203)、安装架(204)、限位托板(205)、锁定簧片(206)、压紧螺杆(207)以及火工切割器(209)；所述展开锁定机构(1)包括：安装架(101)、固定铰支座(102)、蜗卷簧(103)、限位块(104)、锁紧片簧(105)以及转动铰接头(106)；本发明能够使得杆状天线(3)展开至固定角度，并在释放前后有效锁紧杆状天线(3)。

Description

杆状天线的展开释放装置

技术领域

本发明属于航天星载天线技术领域，具体涉及一种杆状天线的展开装置。

背景技术

随着近几年空间技术的迅猛发展，星载天线的空间展开技术得来越来越广泛的应用。星载天线展开装置驱动主要有电机驱动、气压驱动、弹簧驱动等方式，电机和气压驱动由于其机构本身附加质量比较大，结构趋于复杂，给卫星轻量化带来不小压力，也降低了机构工作的可靠性。机构重量轻、结构简单、工作可靠、环境适应能力强是航天星载天线展开装置发展的方向之一。

发明内容

本发明的目的是：根据空间探测任务需求，提供一种杆状天线的展开释放装置；

本发明的技术方案是：杆状天线的展开释放装置，它包括：杆状天线，其特征在于，它还包括：压紧释放机构以及展开锁定机构；

压紧释放机构包括：安装座、压紧座组件、摆动架、安装架、限位托板、锁定簧片、压紧螺杆以及火工切割器；压紧座组件固定安装于安装座；安装架的中段设有弧形凹槽，尾部设有限位托板，限位托板处固定有锁定簧片，锁定簧片带有锁定槽口；摆动架处设有凸起的螺钉，在摆动架的中段同样设有弧形凹槽；安装架的首部与压紧座组件固定连接，尾部通过旋转销轴与摆动架的首部铰接；压紧螺杆安装于摆动架的尾部；火工切割器安装在压紧座组件的一侧；

展开锁定机构包括：安装架、固定铰支座、蜗卷簧、限位块、锁紧片簧以及转动铰接头；固定铰支座安装于安装架，固定铰支座的一端设有弧形凸起；转动铰接头通过转轴与固定铰支座铰接，在转轴的上下设有蜗卷簧；限位块、锁紧片簧安装在转动铰接头上；

压紧释放机构与展开锁定机构通过其安装座、安装架固定在舱体内的基座上，杆状天线的一端与展开锁定机构的转动铰接头固定连接；

初始状态时，压紧释放机构中的压紧螺杆与压紧座组件连接，将摆动架与安装架压紧，杆状天线的一端由摆动架与安装架的弧形凹槽共同约束；

释放时，由压紧释放机构中的火工切割器切断压紧螺杆与压紧座组件的连接，摆动架绕旋转销轴向下翻转，杆状天线的一端解除约束；摆动架翻转至与限位托板贴合时,摆动架上凸起的螺钉卡入限位托板的锁定簧片的锁定槽口，将摆动架锁定；

杆状天线的一端解除约束后，展开锁定机构中的蜗卷簧驱动转动铰接头带动杆状天线转动，当限位块与固定铰支座抵触时，固定在转动铰接头上的锁紧片簧勾住固定铰支座的弧形凸起，将转动铰接头、杆状天线锁定在该展开位。

有益效果是：1、本发明能够使得杆状天线展开至固定角度，并在释放前后有效锁紧杆状天线。

2、本发明的展开锁定机构采用了轻量化设计，用轻质的蜗卷弹簧替代电机或其他复杂的展开动力源，使机构在满足要求的条件下重量尽量小；两个刚度系数接近的蜗卷弹簧对称布置来提供展开动力，遵循了航天设计中冗余设计的要求，增加了机构的可靠性。

3、本发明的压紧释放机构的摆动架限位避免了摆动杆在火工切割巨大冲击力对星上其他设备的影响，同时也避免了其往返摆动对杆状天线展开的阻挡。

附图说明

图1为本发明初始状态时的结构示意图；

图2为本发明中压紧释放机构释放后的结构示意图；

图3为本发明展开锁定机构锁死后的结构示意图；

图4为本发明展开锁定机构的俯视图；

图5为图4的AA向视图；

图6为本发明中压紧释放机构的俯视图；

图7为本发明中压紧螺杆缓冲组件的结构示意图；

其中：1-展开锁定机构，2-压紧释放机构，3-杆状天线，101-安装架，102-固定铰支座，103-蜗卷簧，104-限位块，105-锁紧片簧，106-转动铰接头，107-转轴，201-安装座，202-压紧座组件，203-摆动架，204-安装架，205-限位托板，206-锁定簧片，207-压紧螺杆，208-旋转销轴，209-火工切割器。

具体实施方式

参见附图1，杆状天线的展开释放装置，它包括：杆状天线3，压紧释放机构2以及展开锁定机构1；

参见附图2、6，压紧释放机构2包括：安装座201、压紧座组件202、摆动架203、安装架204、限位托板205、锁定簧片206、压紧螺杆207以及火工切割器209；压紧座组件202固定安装于安装座201；安装架204的中段设有弧形凹槽，尾部设有限位托板205，限位托板205处固定有锁定簧片206，锁定簧片206带有锁定槽口；摆动架203处设有凸起的螺钉，在摆动架203的中段同样设有弧形凹槽；安装架204的首部与压紧座组件202固定连接，尾部通过旋转销轴208与摆动架203的首部铰接；压紧螺杆207安装于摆动架203的尾部；火工切割器209安装在压紧座组件202的一侧；

参见附图3、4、5，展开锁定机构1包括：安装架101、固定铰支座102、蜗卷簧103、限位块104、锁紧片簧105以及转动铰接头106；固定铰支座102安装于安装架101，固定铰支座102的一端设有弧形凸起；转动铰接头106通过转轴107与固定铰支座102铰接，在转轴107的上下设有蜗卷簧103；限位块104、锁紧片簧105安装在转动铰接头106上；

压紧释放机构2与展开锁定机构1通过其安装座201、安装架101固定在舱体内的基座上，杆状天线3的一端与展开锁定机构1的转动铰接头106固定连接；

初始状态时，压紧释放机构2中的压紧螺杆207与压紧座组件202连接，将摆动架203与安装架204压紧，杆状天线3的一端由摆动架203与安装架204的弧形凹槽共同约束；

释放时，由压紧释放机构2中的火工切割器209切断压紧螺杆207与压紧座组件202的连接，摆动架203绕旋转销轴208向下翻转，杆状天线3的一端解除约束；摆动架203翻转至与限位托板205贴合时,摆动架203上凸起的螺钉卡入限位托板205的锁定簧片206的锁定槽口，将摆动架203锁定；

杆状天线3的一端解除约束后，展开锁定机构1中的蜗卷簧103驱动转动铰接头106带动杆状天线3转动，当限位块104与固定铰支座102抵触时，固定在转动铰接头106上的锁紧片簧105勾住固定铰支座102的弧形凸起，将转动铰接头106、杆状天线3锁定在该展开位。

参见附图7，较优的，为使得压紧释放机构2为不对其附近零部件产生过大冲击载荷，同时保证切断的压紧螺杆207不成为星上多余物，在压紧螺杆207的尾部设有缓冲帽组件；缓冲组件包括：锥形弹簧、蜂窝缓冲垫以及缓冲帽；压紧螺杆207的一端卡在缓冲帽组件内部，在其与缓冲帽之间增加了锥形簧和蜂窝缓冲垫来缓冲火工切割时产生的冲击载荷。

较优的，为减小摩擦对铰链转动的影响，在固定铰支座102与转动铰接头106的接触处设有采用聚酰亚胺材料制成的润滑垫，保证旋转无卡滞；在轴系其他金属活动部件也采取了防冷焊润滑措施减小部件间的摩擦对铰链转动的影响。

较优的，锁紧片簧105采用弹性较好的铍青铜材料加工而成。在杆状天线3限位锁紧后，蜗卷簧103可缓冲杆状天线3的摆动冲击能量，限制杆状天线3的摆动范围，避免对星上其他部件的干扰。

本发明在空间仅需一次展开，但在设计上考虑了地面实验验证的需求；地面试验时，可人工对本发明进行展开、收拢的操作。展开时，手动拧开压紧释放机构2的压紧螺杆207，摆动架203即可在重力作用下绕旋转销轴208旋转，从而释放杆状天线3，展开锁定机构1使其展开至预定位置锁定；收拢时，手动向外扳动展开锁定机构1的锁紧片簧105，使其在杆状天线3收拢时绕过固定铰支座102上的弧形凸起，即可解锁杆状天线3，杆状天线3转至紧贴安装架204的凹槽后，手动按压压紧释放机构2的锁定簧片206使摆动架203上用于锁定的螺钉绕过簧片206的凹槽即可解锁摆动架203，将摆动架203转至弧形凹槽压紧杆状天线3后手动拧紧压紧螺杆207即可锁紧杆状天线3。

Claims (4)

1.杆状天线的展开释放装置，它包括：杆状天线(3)，其特征在于，它还包括：压紧释放机构(2)以及展开锁定机构(1)；

所述压紧释放机构(2)包括：安装座(201)、压紧座组件(202)、摆动架(203)、安装架(204)、限位托板(205)、锁定簧片(206)、压紧螺杆(207)以及火工切割器(209)；所述压紧座组件(202)固定安装于所述安装座(201)；所述安装架(204)的中段设有弧形凹槽，尾部设有所述限位托板(205)，所述限位托板(205)处固定有所述锁定簧片(206)，所述锁定簧片(206)带有锁定槽口；所述摆动架(203)处设有凸起的螺钉，在所述摆动架(203)的中段同样设有弧形凹槽；所述安装架(204)的首部与所述压紧座组件(202)固定连接，尾部通过旋转销轴(208)与所述摆动架(203)的首部铰接；所述压紧螺杆(207)安装于所述摆动架(203)的尾部；所述火工切割器(209)安装在所述压紧座组件(202)的一侧；

所述展开锁定机构(1)包括：安装架(101)、固定铰支座(102)、蜗卷簧(103)、限位块(104)、锁紧片簧(105)以及转动铰接头(106)；所述固定铰支座(102)安装于所述安装架(101)，所述固定铰支座(102)的一端设有弧形凸起；所述转动铰接头(106)通过转轴(107)与所述固定铰支座(102)铰接，在所述转轴(107)的上下设有所述蜗卷簧(103)；所述限位块(104)、所述锁紧片簧(105)安装在所述转动铰接头(106)上；

所述压紧释放机构(2)与所述展开锁定机构(1)通过其安装座(201)、安装架(101)固定在舱体内的基座上，所述杆状天线(3)的一端与所述展开锁定机构(1)的所述转动铰接头(106)固定连接；

初始状态时，所述压紧释放机构(2)中的所述压紧螺杆(207)与所述压紧座组件(202)连接，将所述摆动架(203)与所述安装架(204)压紧，所述杆状天线(3)的一端由所述摆动架(203)与所述安装架(204)的弧形凹槽共同约束；

释放时，由所述压紧释放机构(2)中的火工切割器(209)切断所述压紧螺杆(207)与所述压紧座组件(202)的连接，所述摆动架(203)绕所述旋转销轴(208)向下翻转，所述杆状天线(3)的一端解除约束；所述摆动架(203)翻转至与所述限位托板(205)贴合时,所述摆动架(203)上凸起的螺钉卡入所述限位托板(205)的锁定簧片(206)的锁定槽口，将所述摆动架(203)锁定；

所述杆状天线(3)的一端解除约束后，所述展开锁定机构(1)中的所述蜗卷簧(103)驱动所述转动铰接头(106)带动所述杆状天线(3)转动，当所述限位块(104)与所述固定铰支座(102)抵触时，固定在所述转动铰接头(106)上的所述锁紧片簧(105)勾住所述固定铰支座(102)的弧形凸起，将所述转动铰接头(106)、所述杆状天线(3)锁定在该展开位。

2.如权利要求1所述的杆状天线的展开释放装置，其特征在于，所述压紧螺杆(207)的尾部设有缓冲帽组件；所述缓冲组件包括：锥形弹簧、蜂窝缓冲垫以及缓冲帽。

3.如权利要求1或2所述的杆状天线的展开释放装置，其特征在于，所述固定铰支座(102)与所述转动铰接头(106)的接触处，设有采用聚酰亚胺材料制成的润滑垫。

4.如权利要求1或2所述的杆状天线的展开释放装置，其特征在于，所述锁紧片簧(105)采用铍青铜材料加工而成。