CN104362423B - 弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构 - Google Patents

Abstract

弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构，它涉及一种可展开天线机构，以解决现有的单环环形桁架机构随天线口径的增大而刚度下降，无法达到使用刚度要求及现有的环形桁架天线存在驱动机构复杂，机构重量大、展开可靠性较低的问题。它包括内圈环形桁架组件、外圈环形桁架组件、多个内外圈连接桁架组件和多个拉索组件；内圈环形桁架组件和外圈环形桁架组件均包括多个弹性铰链驱动的可折展单元和多个弹性铰链驱动的过渡折展组件，相邻两个弹性铰链驱动的可折展单元通过弹性铰链驱动的过渡折展组件连接，内圈环形桁架组件和外圈环形桁架组件之间相对应的四个顶角通过一个内外圈连接桁架组件支撑并可转动连接。本发明用于卫星、空间站和空间探测器上。

Description

弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构

技术领域

本发明涉及一种可展开天线机构，具体涉及一种双层环形桁架式可展开天线，属于航天器材与设备技术领域。

背景技术

随着空间通信、对地观测、深空探测、载人航天等事业的迅猛发展，对大尺度、轻量化、高几何稳定性的宇航空间机构的需求变得非常迫切，但受火箭整流罩容积的限制，需要设计具有大折展比的空间折展式机构，在运输和发射阶段处于折叠状态，而在航天器入轨后展开成工作状态。空间折展机构的设计和相关研究是未来航天事业发展的关键基础性问题之一。随着宇航空间研究计划的逐步发展和空间系统的复杂化程度升级，空间折展机构已从过去简单单一的形式向复杂、多自由度、模块化方向发展，大型空间折展机构成为近年来宇航科学与技术研究领域的热点。

大型可展开卫星天线的研究成为了卫星研制工作中的关键技术，对天线的口径要求越来越高，但对单环环形桁架机构，随着天线口径的增大，天线刚度下降，达不到实际的使用要求刚度。而如何提高天线整体刚度，还没有很好的解决方案。现有的环形桁架可展开天线大多采用电机拉动驱动绳索从而实现整个机构的展开，电机驱动虽然可以有效的控制展开速度，减少机构展开过程中的冲击振动，但复杂的驱动机构不但增加了结构的重量，也降低了结构的可靠性，容易引起环形桁架可展开天线展开失败，导致空间探测任务无法实现，从而造成巨大的经济损失。

发明内容

本发明是为解决现有的单环环形桁架机构随天线口径的增大而刚度下降，无法达到使用刚度要求及现有的环形桁架天线存在驱动机构复杂，机构重量大、展开可靠性较低的问题，进而提供一种弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构。

本发明的技术方案是：弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构包括内圈环形桁架组件、外圈环形桁架组件、多个内外圈连接桁架组件和多个拉索组件；所述内圈环形桁架组件和外圈环形桁架组件结构相同，内圈环形桁架组件和外圈环形桁架组件均包括多个弹性铰链驱动的可折展单元和多个弹性铰链驱动的过渡折展组件，内圈环形桁架组件中的邻两个弹性铰链驱动的可折展单元通过弹性铰链驱动的过渡折展组件连接，外圈环形桁架组件中的邻两个弹性铰链驱动的可折展单元通过弹性铰链驱动的过渡折展组件连接，相邻的内圈环形桁架组件和外圈环形桁架组件展开后为多面式环形桁架体；天线机构展开后外圈环形桁架组件和内圈环形桁架组件同心设置，内圈环形桁架组件和外圈环形桁架组件之间的位于竖向平面内的四个顶角通过一个内外圈连接桁架组件支撑并可转动连接，内圈环形桁架组件的每个矩形平面内对角处设有一组拉索组件，外圈环形桁架组件的每个矩形平面内对角处设有一组拉索组件；

每个所述弹性铰链驱动的可折展单元包括两个上弦杆、两个下弦杆、两个弦杆展开驱动弹性铰链、两个支撑竖杆、四个自锁铰链、四个曲柄和四个滑块；

两个支撑竖杆的上端和下端各连接有一个自锁铰链，两个支撑竖杆之间布置有两个上弦杆和两个下弦杆，弦杆展开驱动弹性铰链的两端各与一个上弦杆的一端固接，弦杆展开驱动弹性铰链的两端各与一个下弦杆的一端固接，两个上弦杆的另一端与相对应的自锁铰链铰接，两个下弦杆的另一端与相对应的自锁铰链铰接，每个支撑竖杆上滑动安装有两个滑块，每个滑块与相对应的上弦杆之间布置有与二者铰接的曲柄，每个滑块与相对应的下弦杆之间布置有与二者铰接的曲柄，两个上弦杆和两个下弦杆之间安装有交叉设置的拉索组件；

每个弹性铰链驱动的过渡折展组件包括两个过渡上弦杆、两个过渡下弦杆、两个弦杆展开驱动弹性铰链和四个曲柄，两个过渡上弦杆的一端之间布置有与二者固接的弦杆展开驱动弹性铰链，两个过渡下弦杆的一端之间布置有与二者固接的弦杆展开驱动弹性铰链，两个过渡上弦杆的另一端分别与各自相邻的自锁铰链铰接，两个过渡下弦杆的另一端分别与各自相邻的自锁铰链铰接，两个过渡上弦杆和两个过渡下弦杆之间安装有交叉设置的拉索组件，每个滑块与相对应的过渡上弦杆之间布置有与二者铰接的曲柄，每个滑块与相对应的过渡下弦杆之间布置有与二者铰接的曲柄。

本发明的有益效果是：

1、本发明的刚度较高，满足空间大口径天线的使用刚度要求；

2、本发明收拢后体积小，重量轻，收纳率高达40％；

3、本发明中加入了拉索组件，拉索组件克服了对角拉索缠绕及运动不规律的问题，同时加强了可折展天线的整体刚度和重复展开精度；

4、本发明中；本发明的双层环形桁架式可展开天线依靠弹性铰链实现动力驱动，不需要增加额外的驱动机构，减轻了整个机构的重量；

5、本发明采用模块化设计思想，模块数量可以根据天线口径的需求而扩展，模块扩展性强，可实现模块化生产，降低制造成本和难度；

6、本发明的双层环形桁架式可展开天线其展开过程通过释放弹性铰链的弹性势能实现，弹性铰链展开后恢复立直状态，该状态为稳定状态，需要较大的力矩使其弯曲变形，因此天线展开后不需要锁定装置，实施方式简单、工作稳定可靠。本发明的节点整体性好、强度高、运动机构与控制系统简单，本发明用于通讯卫星、空间站和空间探测器上。

附图说明

图1是本发明的弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构展开的立体结构示意图，图2是本发明的弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构收拢结构示意图，图3是本发明的弹性铰链驱动的可折展单元展开结构示意图，图4是本发明的弹性铰链驱动的可折展单元收拢结构示意图，图5是本发明的弹性铰链驱动的过渡折展组件展开结构示意图，图6是具体实施方式三的内外圈连接桁架组件的立体结构示意图，图7是具体实施方式四的内外圈连接桁架组件的立体结构示意图，图8是自锁铰链的立体结构示意图，图9是滑块的立体结构示意图，图10是弦杆展开驱动弹性铰链的整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图10说明，本实施方式的弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构包括内圈环形桁架组件2、外圈环形桁架组件1、多个内外圈连接桁架组件3和多个拉索组件4；所述内圈环形桁架组件2和外圈环形桁架组件1结构相同，内圈环形桁架组件2和外圈环形桁架组件1均包括多个弹性铰链驱动的可折展单元A和多个弹性铰链驱动的过渡折展组件B，内圈环形桁架组件2中的邻两个弹性铰链驱动的可折展单元A通过弹性铰链驱动的过渡折展组件B连接，外圈环形桁架组件1中的邻两个弹性铰链驱动的可折展单元A通过弹性铰链驱动的过渡折展组件B连接，相邻的内圈环形桁架组件2和外圈环形桁架组件1展开后为多面式环形桁架体；天线机构展开后外圈环形桁架组件1和内圈环形桁架组件2同心设置，内圈环形桁架组件2和外圈环形桁架组件1之间的位于竖向平面内的四个顶角通过一个内外圈连接桁架组件3支撑并可转动连接，内圈环形桁架组件2的每个矩形平面内对角处设有一组拉索组件4，外圈环形桁架组件1的每个矩形平面内对角处设有一组拉索组件4。

本实施方式的内圈环形桁架组件2、外圈环形桁架组件1、内外圈连接桁架组件3通过弹性铰链释放弹性势能实现展开。拉索组件4起到提高桁架刚度的作用。

具体实施方式二：结合图1、图3和图5说明，本实施方式的每个所述弹性铰链驱动的可折展单元包括两个上弦杆5、两个下弦杆13、两个弦杆展开驱动弹性铰链7、两个支撑竖杆11、四个自锁铰链8、四个曲柄9和四个滑块10；

两个支撑竖杆11的上端和下端各连接有一个自锁铰链8，两个支撑竖杆11之间布置有两个上弦杆5和两个下弦杆13，弦杆展开驱动弹性铰链7的两端各与一个上弦杆5的一端固接，弦杆展开驱动弹性铰链7的两端各与一个下弦杆13的一端固接，两个上弦杆5的另一端与相对应的自锁铰链8铰接，两个下弦杆13的另一端与相对应的自锁铰链8铰接，每个支撑竖杆11上滑动安装有两个滑块10，每个滑块10与相对应的上弦杆5之间布置有与二者铰接的曲柄9，每个滑块10与相对应的下弦杆13之间布置有与二者铰接的曲柄9，两个上弦杆5和两个下弦杆13之间安装有交叉设置的拉索组件4；

每个弹性铰链驱动的过渡折展组件包括两个过渡上弦杆6、两个过渡下弦杆14、两个弦杆展开驱动弹性铰链7和四个曲柄9，两个过渡上弦杆6的一端之间布置有与二者固接的弦杆展开驱动弹性铰链7，两个过渡下弦杆14的一端之间布置有与二者固接的弦杆展开驱动弹性铰链7，两个过渡上弦杆6的另一端分别与各自相邻的自锁铰链8铰接，两个过渡下弦杆14的另一端分别与各自相邻的自锁铰链8铰接，两个过渡上弦杆6和两个过渡下弦杆14之间安装有交叉设置的拉索组件4，每个滑块10与相对应的过渡上弦杆6之间布置有与二者铰接的曲柄9，每个滑块10与相对应的过渡下弦杆14之间布置有与二者铰接的曲柄9。

本实施方式的内圈环形桁架组件2和外圈环形桁架组件1中的支撑竖杆12的长度大于上弦杆5和下弦杆13长度的两倍。为了加强展开后机构的整体刚度，可以在上弦杆5和下弦杆13与两侧支撑竖杆12之间所组成的矩形平面内对角交叉设置一组拉索组件4来实现整体刚度的增加。内圈环形桁架组件2、外圈环形桁架组件1依靠弹性铰链实现动力驱动，不需要增加额外的驱动机构，减轻了结构的重量。本实施方式使用时内圈环形桁架组件2上的上弦杆5的长度小于内圈环形桁架组件2的上弦杆5的长度，外圈环形桁架组件1上的下弦杆13的长度小于内圈环形桁架组件2的下弦杆13的长度。其它与具体实施方式二相同。

具体实施方式三：结合图1、图3和图6说明，本实施方式的每个所述的内外圈连接桁架组件3包括上横杆28、下横杆29、对角上弦杆15、对角下弦杆17和弦杆展开驱动弹性铰链7；

对角上弦杆15和对角下弦杆17之间布置有与二者固接的弦杆展开驱动弹性铰链7，上横杆28、下横杆29、对角上弦杆15、对角下弦杆17和弦杆展开驱动弹性铰链7呈Z形排布，对角上弦杆15与外圈环形桁架组件1上的自锁铰链8铰接，对角下弦杆17与内圈环形桁架组件1上的自锁铰链8铰接，位于内圈环形桁架组件2和外圈环形桁架组件1上部的两个自锁铰链8之间铰接有上横杆28，位于内圈环形桁架组件2的下部和外圈环形桁架组件1的下部的两个自锁铰链8之间铰接有下横杆29。如此设置，模块化的内外圈连接桁架组件的设计，有利于内圈环形桁架组件2和外圈环形桁架组件1的整体展开，能满足根据天线口径的需求而扩展。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1、图3和图7说明，本实施方式的每个所述的内外圈连接桁架组件3包括上横杆28、下横杆29、套筒式伸缩杆外管18、套筒式伸缩杆内管19和弹簧30组成，上横杆28、下横杆29、套筒式伸缩杆外管18和套筒式伸缩杆内管19呈Z形排布，套筒式伸缩杆外管18内的上部安装有弹簧30，套筒式伸缩杆内管19的上端伸入套筒式伸缩杆外管18内并与弹簧30连接，套筒式伸缩杆外管18的上端与外圈环形桁架组件1上的自锁铰链8铰接，套筒式伸缩杆内管19的下端与内圈环形桁架组件1上的自锁铰链8铰接。如此设置，展开和收拢时，套筒式伸缩杆外管18通过弹簧30与套筒式伸缩杆内管19伸长和缩短，模块化的内外圈连接桁架组件的设计，有利于内圈环形桁架组件2和外圈环形桁架组件1的整体展开，能满足根据天线口径的需求而扩展。其它与具体实施方式二相同。

具体实施方式五：结合图1、图3、图5、图6和图8说明，本实施方式所述的自锁铰链8包括铰链支架20、两个铰链接头21和两套自锁组件22，每套自锁组件22包括压缩弹簧和两个销钉，铰链支架20的两端加工有U形凹槽20-2，U形凹槽20-2的两侧壁各加工有销孔20-1，铰链支架20的两端的U形凹槽20-2各与一个铰链接头21的一端铰接，每个铰链接头21的一端加工有凹槽，铰链接头21的凹槽的两侧臂之间布置有压缩弹簧，压缩弹簧的两端各安装有销钉，销钉穿过凹槽的支臂并顶靠在铰链支架20的侧壁上，两个铰链接头21的另一端分别与相对应的上弦杆5、下弦杆13、过渡上弦杆6或过渡下弦杆14连接。如此设置，当天线机构展开到位后，两个可滑动的销钉在内部压缩弹簧的作用下插入铰链支架20上相对应的销孔20-1中，实现整个天线机构的锁定，实现方式简单，工作稳定可靠。其它与具体实施方式三相同。

具体实施方式六：结合图1、图3、图5和图9说明，本实施方式所述的滑块10包括滑块支架23和滑块连接接头24，滑块支架23的两端分别转动连接有一个滑块连接接头24，滑块支架23的两端分别加工有限位凸台23-1，两个滑块连接接头24通过限位凸台23-1限位，两个滑块连接接头24分别与相对应的曲柄9铰接。如此设置，当天线机构展开到位后，两个滑块连接接头24固定于滑块支架23两端凸起处形成的限位凸台23-1上，实现整个机构的限位，防止天线展开终了的反响运动问题。其它与具体实施方式一、二或五相同。

具体实施方式七：结合图1、图3、图5、图6和图10说明，本实施方式所述弦杆展开驱动弹性铰链7包括两个弹性铰链连接接头27、两个弹性铰链弹簧片26和四个弹性铰链连接压块25；两个弹性铰链弹簧片26并列对称分布，每个弹性铰链弹簧片26的两端各自与相对应的弹性铰链连接接头27胶接，四个弹性铰链连接压块25分为上下对称布置的两对，每个弹性铰链弹簧片26的两端分别布置有一个弹性铰链连接压块25，弹性铰链连接压块25与弹性铰链连接接头27固接，弹性铰链连接接头27分别与相对应的上弦杆5、下弦杆13、过渡上弦杆6、过渡下弦杆14、对角上弦杆15或对角下弦杆17连接。如此设置，弹性铰链连接压块25能实现弹性铰链弹簧片26的压紧作用，弹性铰链的弯曲变形能够实现两个上弦杆5之间、两个下弦杆13之间、两个过渡上弦杆6之间、两个过渡下弦杆14之间以及对角上弦杆15或对角下弦杆17之间的展开和弯曲收拢的变形，有利于天线机构整体的展开和收拢。其它与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：结合图3和图6说明，本实施方式所述的上弦杆5、支撑竖杆11、下弦杆13、对角上弦杆15、对角下弦杆17、上横杆28和下横杆29均由碳纤维复合材料或航空铝合金材料制成。如此设置，航空铝合金材料具有高强度高韧耐抗疲劳凹综合性能的特点，碳纤维复合材料具有耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀的特点，弹性铰链驱动的桁架式可折展单元依靠弹性铰链实现动力驱动，不需要增加额外的驱动机构，减轻了结构的重量。其它与具体实施方式三相同。

具体实施方式九：结合图7说明，本实施方式所述的上横杆28、下横杆29、套筒式伸缩杆外管18和套筒式伸缩杆内管19均由碳纤维复合材料或航空铝合金材料制成。如此设置，航空铝合金材料具有高强度高韧耐抗疲劳凹综合性能的特点，碳纤维复合材料具有耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀的特点，弹性铰链驱动的桁架式可折展单元依靠弹性铰链实现动力驱动，不需要增加额外的驱动机构，减轻了结构的重量。其它与具体实施方式四相同。

具体实施方式十：结合图7说明，本实施方式所述的弹性铰链弹簧片26由弹簧钢、铍青铜或记忆合金材料制成。如此设置，采用弹簧钢、铍青铜或记忆合金材料，弹性铰链展开后恢复立直状态，该状态为稳定状态，需要较大的力矩使其弯曲变形，因此折叠臂展开后不需要锁定装置，使用方便、展开可靠性高；凯夫拉绳具有耐高温，防火阻燃，重量轻，强度高，模量高，尺寸稳定，收缩率低，耐刺破，耐磨耗，耐热性，耐化学腐蚀，机械性能好，介电性好等优点；碳纤维绳具有强度大，导电性优良的特点，便于保证重复展开精度。其它与具体实施方式七相同。

工作过程

结合图1-图10说明，多个弹性铰链驱动的可折展单元和多个弹性铰链驱动的过渡折展组件分别在弦杆展开驱动弹性铰链7的弹性势能作用下实现所有内圈环形桁架组件2和外圈环形桁架组件1自身的主动展开，通过滑块10和曲柄9组成的曲柄滑块机构实现相邻两个内圈环形桁架组件2和外圈环形桁架组件1的同步展开运动。在对角上弦杆15和对角下弦杆17以及弦杆展开驱动弹性铰链7的弹性势能作用下实现所有内外圈连接桁架组件3的主动展开，或在弹簧的作用下实现套筒式伸缩杆内管和套筒式伸缩杆内管的缩短，从而实现所有内外圈连接桁架组件3的主动展开。内圈环形桁架组件2和外圈环形桁架组件1之间通过内外圈连接桁架组件3连接成一体，对应的上下两个横杆和内外两个支撑竖杆构成平行四边形结构，从而实现整个天线机构的同步展开。

Claims (9)

1.一种弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构，其特征在于：它包括内圈环形桁架组件(2)、外圈环形桁架组件(1)、多个内外圈连接桁架组件(3)和多个拉索组件(4)；所述内圈环形桁架组件(2)和外圈环形桁架组件(1)结构相同，内圈环形桁架组件(2)和外圈环形桁架组件(1)均包括多个弹性铰链驱动的可折展单元(A)和多个弹性铰链驱动的过渡折展组件(B)，内圈环形桁架组件(2)中的邻两个弹性铰链驱动的可折展单元(A)通过弹性铰链驱动的过渡折展组件(B)连接，外圈环形桁架组件(1)中的邻两个弹性铰链驱动的可折展单元(A)通过弹性铰链驱动的过渡折展组件(B)连接，相邻的内圈环形桁架组件(2)和外圈环形桁架组件(1)展开后为多面式环形桁架体；天线机构展开后外圈环形桁架组件(1)和内圈环形桁架组件(2)同心设置，内圈环形桁架组件(2)和外圈环形桁架组件(1)之间的位于竖向平面内的四个顶角通过一个内外圈连接桁架组件(3)支撑并可转动连接，内圈环形桁架组件(2)的每个矩形平面内对角处设有一组拉索组件(4)，外圈环形桁架组件(1)的每个矩形平面内对角处设有一组拉索组件(4)；

每个所述弹性铰链驱动的可折展单元(A)包括两个上弦杆(5)、两个下弦杆(13)、两个弦杆展开驱动弹性铰链(7)、两个支撑竖杆(11)、四个自锁铰链(8)、四个曲柄(9)和四个滑块(10)；

两个支撑竖杆(11)的上端和下端各连接有一个自锁铰链(8)，两个支撑竖杆(11)之间布置有两个上弦杆(5)和两个下弦杆(13)，弦杆展开驱动弹性铰链(7)的两端各与一个上弦杆(5)的一端固接，弦杆展开驱动弹性铰链(7)的两端各与一个下弦杆(13)的一端固接，两个上弦杆(5)的另一端与相对应的自锁铰链(8)铰接，两个下弦杆(13)的另一端与相对应的自锁铰链(8)铰接，每个支撑竖杆(11)上滑动安装有两个滑块(10)，每个滑块(10)与相对应的上弦杆(5)之间布置有与二者铰接的曲柄(9)，每个滑块(10)与相对应的下弦杆(13)之间布置有与二者铰接的曲柄(9)，两个上弦杆(5)和两个下弦杆(13)之间安装有交叉设置的拉索组件(4)；

每个弹性铰链驱动的过渡折展组件(B)包括两个过渡上弦杆(6)、两个过渡下弦杆(14)、两个弦杆展开驱动弹性铰链(7)和四个曲柄(9)，两个过渡上弦杆(6)的一端之间布置有与二者固接的弦杆展开驱动弹性铰链(7)，两个过渡下弦杆(14)的一端之间布置有与二者固接的弦杆展开驱动弹性铰链(7)，两个过渡上弦杆(6)的另一端分别与各自相邻的自锁铰链(8)铰接，两个过渡下弦杆(14)的另一端分别与各自相邻的自锁铰链(8)铰接，两个过渡上弦杆(6)和两个过渡下弦杆(14)之间安装有交叉设置的拉索组件(4)，每个滑块(10)与相对应的过渡上弦杆(6)之间布置有与二者铰接的曲柄(9)，每个滑块(10)与相对应的过渡下弦杆(14)之间布置有与二者铰接的曲柄(9)。

2.根据权利要求1所述的弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构，其特征在于：每个所述的内外圈连接桁架组件(3)包括上横杆(28)、下横杆(29)、对角上弦杆(15)、对角下弦杆(17)和弦杆展开驱动弹性铰链(7)；

对角上弦杆(15)和对角下弦杆(17)之间布置有与二者固接的弦杆展开驱动弹性铰链(7)，上横杆(28)、下横杆(29)、对角上弦杆(15)、对角下弦杆(17)和弦杆展开驱动弹性铰链(7)呈Z形排布，对角上弦杆(15)与外圈环形桁架组件(1)上的自锁铰链(8)铰接，对角下弦杆(17)与内圈环形桁架组件(1)上的自锁铰链(8)铰接，位于内圈环形桁架组件(2)和外圈环形桁架组件(1)上部的两个自锁铰链(8)之间铰接有上横杆(28)，位于内圈环形桁架组件(2)的下部和外圈环形桁架组件(1)的下部的两个自锁铰链(8)之间铰接有下横杆(29)。

3.根据权利要求1所述的弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构，其特征在于：每个所述的内外圈连接桁架组件(3)包括上横杆(28)、下横杆(29)、套筒式伸缩杆外管(18)、套筒式伸缩杆内管(19)和弹簧(30)组成，上横杆(28)、下横杆(29)、套筒式伸缩杆外管(18)和套筒式伸缩杆内管(19)呈Z形排布，套筒式伸缩杆外管(18)内的上部安装有弹簧(30)，套筒式伸缩杆内管(19)的上端伸入套筒式伸缩杆外管(18)内并与弹簧(30)连接，套筒式伸缩杆外管(18)的上端与外圈环形桁架组件(1)上的自锁铰链(8)铰接，套筒式伸缩杆内管(19)的下端与内圈环形桁架组件(1)上的自锁铰链(8)铰接。

4.根据权利要求2所述的弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构，其特征在于：所述的自锁铰链(8)包括铰链支架(20)、两个铰链接头(21)和两套自锁组件(22)，每套自锁组件(22)包括压缩弹簧和两个销钉，铰链支架(20)的两端加工有U形凹槽(20-2)，U形凹槽(20-2)的两侧壁各加工有销孔(20-1)，铰链支架(20)的两端的U形凹槽(20-2)各与一个铰链接头(21)的一端铰接，每个铰链接头(21)的一端加工有凹槽，铰链接头(21)的凹槽的两侧臂之间布置有压缩弹簧，压缩弹簧的两端各安装有销钉，销钉穿过凹槽的支臂并顶靠在铰链支架(20)的侧壁上，两个铰链接头(21)的另一端分别与相对应的上弦杆(5)、下弦杆(13)、过渡上弦杆(6)或过渡下弦杆(14)连接。

5.根据权利要求1或2所述的弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构，其特征在于：所述的滑块(10)包括滑块支架(23)和滑块连接接头(24)，滑块支架(23)的两端分别转动连接有一个滑块连接接头(24)，滑块支架(23)的两端分别加工有限位凸台(23-1)，两个滑块连接接头(24)通过限位凸台(23-1)限位，两个滑块连接接头(24)分别与相对应的曲柄(9)铰接。

6.根据权利要求5所述的弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构，其特征在于：所述弦杆展开驱动弹性铰链(7)包括两个弹性铰链连接接头(27)、两个弹性铰链弹簧片(26)和四个弹性铰链连接压块(25)；两个弹性铰链弹簧片(26)并列对称分布，每个弹性铰链弹簧片(26)的两端各自与相对应的弹性铰链连接接头(27)胶接，四个弹性铰链连接压块(25)分为上下对称布置的两对，每个弹性铰链弹簧片(26)的两端分别布置有一个弹性铰链连接压块(25)，弹性铰链连接压块(25)与弹性铰链连接接头(27)固接，弹性铰链连接接头(27)分别与相对应的上弦杆(5)、下弦杆(13)、过渡上弦杆(6)、过渡下弦杆(14)、对角上弦杆(15)或对角下弦杆(17)连接。

7.根据权利要求2所述的弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构，其特征在于：所述的上弦杆(5)、支撑竖杆(11)、下弦杆(13)、对角上弦杆(15)、对角下弦杆(17)、上横杆(28)和下横杆(29)均由碳纤维复合材料或航空铝合金材料制成。

8.根据权利要求3所述的弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构，其特征在于：所述的上横杆(28)、下横杆(29)、套筒式伸缩杆外管(18)和套筒式伸缩杆内管(19)均由碳纤维复合材料或航空铝合金材料制成。

9.根据权利要求6所述的弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构，其特征在于：所述的弹性铰链弹簧片(26)由弹簧钢、铍青铜或记忆合金材料制成。