CN106207368A - 一种面向航天器多板可展天线的折展机构 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种面向航天器多板可展天线的折展机构，该折展机构包括一天线内板展开部分、一天线外板展开部分和一桁架杆系。本发明提供的一种面向航天器多板可展天线的折展机构，对现有机构的布局及组成进行优化，将内板有源装置布置在天线内板上，与一侧的内部连接铰链直接连接，外板有源装置布置在天线内板上，位于两个外板连接铰链的中部，并通过一套连杆机构连接外板；天线内、外板由两套相互独立控制的有源装置驱动实现展开；桁架杆系采取“单点斜撑式”构型与航天器平台连接，且多接头铰链与航天器平台安装支座构成的杆系位于多接头铰链与天线外板安装支座所形成的平面内，有效提高其支撑刚度，可用于航天器单翼两块平板式天线的展开和支撑。

Description

一种面向航天器多板可展天线的折展机构
技术领域
本发明涉及航天飞行器技术领域，尤其涉及一种面向航天器多板可展天线的折展机构。
背景技术
目前，国内外对卫星太阳翼可展机构的研究和应用较多，太阳翼在轨展开后无特殊精度要求；而SAR平板天线由于展开后天线的形面精度对天线的电性能有直接影响，对其成像质量有很大关系，为确保SAR天线在轨展开后保持较大的刚度，通常在天线背面采用杆系支撑的方案。国外应用比较典型的有加拿大的RADARSAT卫星，国内在雷达卫星的研制方面起步较晚，已在轨的遥感雷达卫星天线与RADARSAT-1结构相近。针对平板SAR天线发展的结构特点，其不足之处主要表现在：
a. 机构布局及组成设计相对比较复杂；
b. 天线内、外板采用一套有源装置驱动，天线展开模式单一，且对两块平板天线的运动协调性提出了较高的要求；
c.机构杆系与航天器平台采用单点横杆支撑连接，其整体支撑刚度有待提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种面向航天器多板可展天线的折展机构，对现有机构的布局及组成进行优化，提高其支撑刚度。
为实现上述目的，本发明提出一种面向航天器多板可展天线的折展机构，包括一天线内板展开部分、一天线外板展开部分和一桁架杆系（09）；内板展开部分一端连接航天器平台（01），另一端与外板展开部分连接；所述桁架杆系（09）采用单支点斜撑式构型；
所述内板展开部分包括内板连接铰链（02）、内板有源装置（03）、天线内板（04）；所述内板连接铰链（02）安装在所述航天器平台（01）的顶部，另一端与所述天线内板（04）连接；所述内板有源装置（03）安装在所述天线内板（04）上，与一侧所述内板连接铰链（02）连接；
所述外板展开部分包括外板连接铰链（06）、天线外板（07）、外板有源装置（11）、十字块万向轴（12）、内板连接支架（13）、主动杆（14）、连杆转接头Ⅰ（15）、关节轴承（16）、左旋细牙薄螺母（17）、连杆（18）、右旋细牙薄螺母（19）、连杆转接头Ⅱ（20）、外板连接支架（21）；所述外板连接铰链（06）的两端分别与所述天线内板（04）和天线外板（07）连接；所述外板有源装置（11）和内板连接支架（13）均安装在所述天线内板（04）上，所述外板连接支架（21）安装在所述天线外板（07）上；所述主动杆（14）安装在所述内板连接支架（13）上，一端通过所述十字块万向轴（12）与所述外板有源装置（11）连接，另一端通过所述连杆（18）与所述外板连接支架（21）连接；所述连杆（18）一端通过所述左旋细牙薄螺母（17）与连杆转接头Ⅰ（15）连接，另一端通过所述右旋细牙薄螺母（19）与连杆转接头Ⅱ（20）连接；所述主动杆（14）与所述连杆转接头Ⅰ（15）之间、所述外板连接支架（21）与所述连杆转接头Ⅱ（20）之间均通过所述关节轴承（16）连接；
所述桁架杆系（09）与所述天线内板（04）通过四个安装支座（08）连接支撑，与所述天线外板（07）通过两个安装支座（08）连接支撑，与所述航天器平台（01）侧壁通过一个安装支座（08）连接支撑，且多接头铰链（05）与航天器平台安装支座（08）构成的杆系位于多接头铰链与天线外板安装支座（08）所形成的平面内；在所述桁架杆系（09）中，两杆之间通过杆间铰链（10）连接，多杆之间通过多接头铰链（05）连接；
所述杆间铰链（10）具有杆件展开到位后锁定的功能，且在杆件夹角180°时实现锁定；所述多接头铰链（05）在杆件展开到位后不锁定；所述内板连接铰链（02）具有所述天线内板（04）展开到位后锁定的功能；所述外板连接铰链（06）具有所述天线外板（07）展开到位后锁定的功能。
进一步，所述内板连接铰链（02）为90°铰链，该90°铰链通过螺钉安装在所述航天器平台（01）的顶部，通过螺钉与所述天线内板（04）连接；所述内板有源装置（03）驱动所述内板连接铰链（02）使天线内板（04）从收拢状态转动90°至展开状态；所述天线内板（04）展开后相对所述航天器平台（01）转动90°。
进一步，所述外板连接铰链（06）为180°铰链，该180°铰链的两端分别通过螺钉与所述天线内板（04）和天线外板（07）连接；所述外板有源装置（11）驱动所述主动杆（14）、连杆（18）使天线外板（07）从收拢状态转动180°至展开状态，对应所述内板连接支架（13）与所述外板连接支架（21）的两个安装面角度变化180°，所述天线外板（07）相对所述天线内板（04）转动180°。
其中，所述内板有源装置（03）通过螺钉安装在所述天线内板（04）上；
其中，所述外板有源装置（11）和内板连接支架均通过螺钉安装在所述天线内板（04）上，所述外板连接支架（21）通过螺钉安装在所述天线外板（07）上； 其中，所述安装支座（08）通过螺钉固定在所述天线内板（04）、天线外板（07）以及航天器平台侧壁。
本发明由于采取上述的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：
1）本发明提供的一种航天器平板天线折展机构，对现有机构进行优化，简化了机构的布局及组成，易于实现产品轻量化；
2）本发明提供的一种航天器平板天线折展机构，天线内、外板由两套相互独立控制的有源装置驱动实现展开，降低了对两块平板天线的运动协调性的要求；
3）本发明提供的一种航天器平板天线折展机构，采用“单点斜撑式”构型的支撑方案，且多接头铰链与航天器平台安装支座构成的杆系位于多接头铰链与天线外板安装支座所形成的平面内，能有效提高其支撑刚度；
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种面向航天器多板可展天线的折展机构展开状态的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种面向航天器多板可展天线的折展机构的外板展开部分展开状态的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的一种面向航天器多板可展天线的折展机构的外板展开部分收拢状态的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种面向航天器多板可展天线的折展机构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1至图2所示，本发明实施例提供的一种面向航天器多板可展天线的折展机构，包括一天线内板展开部分、一天线外板展开部分和一桁架杆系09；内板展开部分一端连接航天器平台01，另一端与外板展开部分连接；所述桁架杆系09采用单支点斜撑式构型方案；
所述内板展开部分包括内板连接铰链02、内板有源装置03、天线内板04；所述内板连接铰链02安装在所述航天器平台01的顶部，另一端与所述天线内板04连接；所述内板有源装置03安装在所述天线内板04上，与一侧所述内板连接铰链02连接；所述内板有源装置03驱动所述内板连接铰链02使天线内板04从收拢状态转动90°至展开状态；所述天线内板04展开后相对所述航天器平台01转动90°；
所述外板展开部分包括外板连接铰链06、天线外板07、外板有源装置11、十字块万向轴12、内板连接支架13、主动杆14、连杆转接头Ⅰ15、关节轴承16、左旋细牙薄螺母17、连杆18、右旋细牙薄螺母19、连杆转接头Ⅱ20、外板连接支架21；所述外板连接铰链06的两端分别与所述天线内板04和天线外板07连接；所述外板有源装置11和内板连接支架13均安装在所述天线内板04上，所述外板连接支架21安装在所述天线外板07上；所述主动杆14安装在所述内板连接支架13上，一端通过所述十字块万向轴12与所述外板有源装置11连接，另一端通过所述连杆18与所述外板连接支架21连接；所述连杆18一端通过所述左旋细牙薄螺母17与连杆转接头Ⅰ15连接，另一端通过所述右旋细牙薄螺母19与连杆转接头Ⅱ20连接；所述主动杆14与所述连杆转接头Ⅰ15之间、所述外板连接支架21与所述连杆转接头Ⅱ20之间均通过所述关节轴承16连接；所述外板有源装置11驱动所述主动杆14、连杆18使天线外板07从收拢状态转动180°至展开状态，对应所述内板连接支架13与所述外板连接支架21的两个安装面角度变化180°，如图3所示，所述天线外板07相对所述天线内板04转动180°；所述桁架杆系09与所述天线内板04通过四个安装支座08连接支撑，与所述天线外板07通过两个安装支座08连接支撑，与所述航天器平台01侧壁通过一个安装支座08连接支撑，且多接头铰链05与航天器平台安装支座08构成的杆系位于多接头铰链与天线外板安装支座08所形成的平面内；在所述桁架杆系09中，两杆之间通过杆间铰链10连接，多杆之间通过多接头铰链05连接；
所述杆间铰链10具有杆件展开到位后锁定的功能，且在杆件夹角180°时实现锁定；所述多接头铰链05在杆件展开到位后不锁定；所述内板连接铰链02具有所述天线内板04展开到位后锁定的功能；所述外板连接铰链06具有所述天线外板07展开到位后锁定的功能。
其中，所述内板连接铰链02为90°铰链，该90°铰链通过螺钉安装在所述航天器平台01的顶部，通过螺钉与所述天线内板04连接；
其中，所述外板连接铰链06为180°铰链，该180°铰链的两端分别通过螺钉与所述天线内板04和天线外板07连接；
其中，所述内板有源装置03通过螺钉安装在所述天线内板04上；
其中，所述外板有源装置11和内板连接支架13均通过螺钉安装在所述天线内板04上，所述外板连接支架21通过螺钉安装在所述天线外板07上；
其中，所述安装支座08通过螺钉固定在所述天线内板04、天线外板07以及航天器平台01侧壁。
本发明提供的一种面向航天器多板可展天线的折展机构，对现有机构的布局及组成进行优化，将内板有源装置布置在天线内板上，与一侧的内部连接铰链直接连接，外板有源装置布置在天线内板上，位于两个外板连接铰链的中部，并通过一套连杆机构连接外板；天线内、外板由两套相互独立控制的有源装置驱动实现展开；桁架杆系采取“单点斜撑式”构型与航天器平台连接，且多接头铰链与航天器平台安装支座构成的杆系位于多接头铰链与天线外板安装支座所形成的平面内，有效提高其支撑刚度，可用于航天器单翼两块平板式天线的展开和支撑。

Claims (4)

1.一种面向航天器多板可展天线的折展机构，其特征在于：包括一天线内板展开部分、一天线外板展开部分和一桁架杆系（09）；内板展开部分一端连接航天器平台（01），另一端与外板展开部分连接；所述桁架杆系（09）采用单支点斜撑式构型；
所述内板展开部分包括内板连接铰链（02）、内板有源装置（03）、天线内板（04）；所述内板连接铰链（02）安装在所述航天器平台（01）的顶部，另一端与所述天线内板（04）连接；所述内板有源装置（03）安装在所述天线内板（04）上，与一侧所述内板连接铰链（02）连接；
所述外板展开部分包括外板连接铰链（06）、天线外板（07）、外板有源装置（11）、十字块万向轴（12）、内板连接支架（13）、主动杆（14）、连杆转接头Ⅰ（15）、关节轴承（16）、左旋细牙薄螺母（17）、连杆（18）、右旋细牙薄螺母（19）、连杆转接头Ⅱ（20）、外板连接支架（21）；所述外板连接铰链（06）的两端分别与所述天线内板（04）和天线外板（07）连接；所述外板有源装置（11）和内板连接支架（13）均安装在所述天线内板（04）上，所述外板连接支架（21）安装在所述天线外板（07）上；所述主动杆（14）安装在所述内板连接支架（13）上，一端通过所述十字块万向轴（12）与所述外板有源装置（11）连接，另一端通过所述连杆（18）与所述外板连接支架（21）连接；所述连杆（18）一端通过所述左旋细牙薄螺母（17）与连杆转接头Ⅰ（15）连接，另一端通过所述右旋细牙薄螺母（19）与连杆转接头Ⅱ（20）连接；所述主动杆（14）与所述连杆转接头Ⅰ（15）之间、所述外板连接支架（21）与所述连杆转接头Ⅱ（20）之间均通过所述关节轴承（16）连接；
所述桁架杆系（09）与所述天线内板（04）通过四个安装支座（08）连接支撑，与所述天线外板（07）通过两个安装支座（08）连接支撑，与所述航天器平台（01）侧壁通过一个安装支座（08）连接支撑，且多接头铰链（05）与航天器平台安装支座（08）构成的杆系位于多接头铰链与天线外板安装支座（08）所形成的平面内；在所述桁架杆系（09）中，两杆之间通过杆间铰链（10）连接，多杆之间通过多接头铰链（05）连接；
所述杆间铰链（10）具有杆件展开到位后锁定的功能，且在杆件夹角180°时实现锁定；所述多接头铰链（05）在杆件展开到位后不锁定；所述内板连接铰链（02）具有所述天线内板（04）展开到位后锁定的功能；所述外板连接铰链（06）具有所述天线外板（07）展开到位后锁定的功能。
2.如权利要求1所述的一种面向航天器多板可展天线的折展机构，其特征在于：所述内板连接铰链（02）为90°铰链，该90°铰链通过螺钉安装在所述航天器平台（01）的顶部，通过螺钉与所述天线内板（04）连接；所述内板有源装置（03）驱动所述内板连接铰链（02）使天线内板（04）从收拢状态转动90°至展开状态；所述天线内板（04）展开后相对所述航天器平台（01）转动90°。
3.如权利要求1所述的一种面向航天器多板可展天线的折展机构，其特征在于：所述外板连接铰链（06）为180°铰链，该180°铰链的两端分别通过螺钉与所述天线内板（04）和天线外板（07）连接；所述外板有源装置（11）驱动所述主动杆（14）、连杆（18）使天线外板（07）从收拢状态转动180°至展开状态，对应所述内板连接支架（13）与所述外板连接支架（21）的两个安装面角度变化180°，所述天线外板（07）相对所述天线内板（04）转动180°。
4.如权利要求1所述的一种面向航天器多板可展天线的折展机构，其特征在于：所述内板有源装置（03）通过螺钉安装在所述天线内板（04）上；所述外板有源装置（11）和内板连接支架（13）均通过螺钉安装在所述天线内板（04）上，所述外板连接支架（21）通过螺钉安装在所述天线外板（07）上； 所述安装支座（08）通过螺钉固定在所述天线内板（04）、天线外板（07）以及航天器平台（01）侧壁。
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