CN110649363A - 一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架 - Google Patents

一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架 Download PDF

Info

Publication number
CN110649363A
CN110649363A CN201910969658.6A CN201910969658A CN110649363A CN 110649363 A CN110649363 A CN 110649363A CN 201910969658 A CN201910969658 A CN 201910969658A CN 110649363 A CN110649363 A CN 110649363A
Authority
CN
China
Prior art keywords
connecting rod
joint
umbrella
back frame
bricard
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910969658.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110649363B (zh
Inventor
全奕多
张逸群
关怀
李彬
杨东武
杜敬利
李申
王从思
李鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Electronic Science and Technology
Original Assignee
Xian University of Electronic Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Electronic Science and Technology filed Critical Xian University of Electronic Science and Technology
Priority to CN201910969658.6A priority Critical patent/CN110649363B/zh
Publication of CN110649363A publication Critical patent/CN110649363A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110649363B publication Critical patent/CN110649363B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1235—Collapsible supports; Means for erecting a rigid antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/18—Means for stabilising antennas on an unstable platform
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/288—Satellite antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith

Abstract

本发明涉及天线技术领域，特别地，涉及一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架,其特征是：至少包括：阻尼气弹簧、固定连杆接头、活动连杆接头、伞状背架上连杆、伞状背架下连杆、第一bricard机构连杆、第二bricard机构连杆、bricard机构定位托架、bricard机构定位接头和过渡接头；所述的阻尼气弹簧伸出端通过螺纹连接活动连杆接头的中心螺纹孔；活动连杆接头外圈分布有活动连杆接头铰链，每一个活动连杆接头铰链与伞状背架下连杆的一端铰接。它提高径向肋可展开天线刚度和精度不足的问题，同时还保证了展开收纳时良好的同步性。

Description

一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架
技术领域
本发明涉及天线技术领域，特别地，涉及一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架。
背景技术
随着太空探索的深入和航天事业的发展，星载天线正在承担更多的工作任务。由于火箭的整流罩尺寸小，发射费用高，这就需要重量更轻、体积更小的天线来解决这个问题。由于在轨天线离地面距离过远，信号经长距离衰减后才能被卫星接收到，这就需要天线具有更高的增益，同时为了提高其他性能方面的指标，使得在轨天线的口径不可避免地增大。而可展开天线具有质量轻、收缩后体积小的特点，可以满足目前对于在轨大口径天线的设想，因此各国都在对可展开天线进行深入研究。
径向肋天线类似于雨伞，通过环绕中心轴一圈的肋条来进行展开，展开后每根肋条都起到支撑索网的作用。这种天线径向收纳率较高，但高度方向收纳率较低，且相邻肋条间缺乏支撑结构使得同口径下刚度较低，精度不高。
发明内容
针对径向肋天线上述问题，本发明的目的是提供一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架，以便提高径向肋可展开天线刚度和精度不足的问题，同时还保证了展开收纳时良好的同步性。
本发明通过下述技术方案实现，一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架，其特征是：至少包括：阻尼气弹簧、固定连杆接头、活动连杆接头、伞状背架上连杆、伞状背架下连杆、第一bricard机构连杆、第二bricard机构连杆、bricard机构定位托架、bricard机构定位接头和过渡接头；
所述的阻尼气弹簧伸出端通过螺纹连接活动连杆接头的中心螺纹孔；活动连杆接头外圈分布有活动连杆接头铰链，每一个活动连杆接头铰链与伞状背架下连杆的一端铰接；
所述的阻尼气弹簧穿过固定连杆接头中心孔与阻尼气弹簧形成轴滑动连接；固定连杆接头外圈分布有固定连杆接头铰链，每一套铰链连接一根伞状背架上连杆；
所述的第一bricard机构连杆和多根第二bricard机构连杆围成大小不同的两个多边形圈；
所述的伞状背架上连杆一端与固定连杆接头的铰链口连接，另一端通过bricard机构定位托架与小多边形圈连接；与大多边形圈通过bricard机构定位接头和过渡接头连接；
所述的伞状背架下连杆的另一端与大圈多边形外圈边通过bricard机构定位接头和过渡接头连接。
所述的固定连杆接头中间为多边形体结构，中间有开孔，多边形连接边之间有第一铰链，第一铰链的每一铰耳与连接边垂直；所述的多边形是六边形，共有六组铰链。
所述的固定连杆接头中间为圆形结构，中间有螺纹开孔，圆形边有六组铰链，每一组铰链的铰耳平行。
所述的bricard机构定位接头和过渡接头为一体结构，bricard机构定位接头为圆筒结构，过渡接头也为圆筒结构，bricard机构定位接头和过渡接头轴线相互垂直，bricard机构定位接头有一和过渡接头相互平行方形穿孔，方形穿孔与bricard机构定位接头内空间相通，在过渡接头与bricard机构定位接头交接面上有一圆形凸台。
所述的bricard机构定位托架包括一个半圆筒和一个圆筒，半圆筒和圆筒垂直为一体，半圆筒构成上开口，圆筒构成下边半圆面。
与现有的径向肋天线背架相比，本发明通过利用三角形连杆机构增加了伞状背架的轴线方向刚度，再通过“伞面”上的bricard机构，增强了伞状背架周向刚度；同时，双层bricard机构提供了在肋条间的索网连接点，使得该径向肋天线的型面精度得到提升；bricard机构属于过约束变胞机构，其机构特性决定了该方案不需要增加多于一个的动力源，同时还保证了展开收纳时良好的同步性。
附图说明
图1为本发明的整体结构展开示意图；
图2为本发明的整体结构收拢侧面示意图；
图3为本发明的整体结构收拢俯视示意图；
图4为本发明的固定连杆接头结构示意图；
图5为本发明的活动连杆接头结构示意图；
图6为本发明的伞状背架装配示意图；
图7为本发明的双层bricard机构装配示意图；
图8为本发明的过渡接头与bricard机构定位接头结构示意图；
图9为本发明的bricard机构定位托架结构示意图。
图中：1、阻尼气弹簧；2、固定连杆接头；3、活动连杆接头；4、伞状背架上连杆；5、伞状背架下连杆；6、第一bricard机构连杆；7、第二bricard机构连杆；8、bricard机构定位托架；9、bricard机构定位接头；10、过渡接头；11、伞状背架连接接头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对径向肋天线上述问题，本发明提供一种径向肋天线的背架结构设计方案，用于改善径向肋可展开天线刚度和精度不足的问题。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的解释。
如图1所示，一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架，至少包括：阻尼气弹簧1、固定连杆接头2、活动连杆接头3、伞状背架上连杆4、伞状背架下连杆5、第一bricard机构连杆6、第二bricard机构连杆7、bricard机构定位托架8；
所述的阻尼气弹簧1伸出端通过螺纹连接活动连杆接头3的中心螺纹孔；活动连杆接头3外圈分布有活动连杆接头铰链，每一个活动连杆接头铰链与伞状背架下连杆5的一端铰接；
所述的阻尼气弹簧1穿过固定连杆接头2中心孔与尼气弹簧1形成轴滑动连接；固定连杆接头2外圈分布有固定连杆接头铰链，每一套铰链连接一根伞状背架上连杆4；
所述的第一bricard机构连杆6和多根第二bricard机构连杆7围成大小不同的两个多边形圈；
所述的伞状背架上连杆4一端与固定连杆接头2的铰链口连接，另一端通过bricard机构定位托架8与小多边形圈连接；与大多边形圈通过bricard机构定位接头9和过渡接头10连接；
所述的伞状背架下连杆5的另一端与大圈多边形外圈边通过bricard机构定位接头9和过渡接头10连接。
如图2和图3所示，天线背架收起时，bricard机构通过特定收拢方式收起，其中心点始终保持在同一水平面，收拢过程无干涉。
如图4所示，所述的固定连杆接头2中间为多边形体结构，中间有开孔，多边形连接边之间有第一铰链，第一铰链的每一铰耳与连接边垂直。所述的多边形是六边形，共有六组铰链。
如图5所示，所述的固定连杆接头3中间为圆形结构，中间有螺纹开孔，圆形边有六组铰链，每一组铰链的铰耳平行。
如图4和图5所示，固定连杆接头2和活动连杆接头3均有六个铰接点，用于分别连接伞状背架上连杆4与伞状背架下连杆5，活动连杆接头3因为与阻尼气弹簧1伸出端为螺纹连接，因此需要打螺纹孔。
如图6，伞状天线背架机构由六个三角形可动机构组成，通过气弹簧1和活动接头3的带动，每个三角形机构都可以做较同步的展开收拢运动，两连杆相连接处并不在各自端头，伞状背架下连杆应伸出一段，用作顶层索网连接点。
如图7，该机构为三重对称bricard机构的变异形式，在保持六杆数量不变的基础上，将展开形状变形为正六边形，以适应伞状背架对于强化层的需求。Bricard机构属于过约束机构，因此在背架上加装该机构不会改变天线背架自由度，还能进一步提高展开同步性，在增加周向刚度的同时还可以增加索网连接点的数目以提高精度。
如图8所示，所述的bricard机构定位接头9和过渡接头10为一体结构，bricard机构定位接头9为圆筒结构，过渡接头10也为圆筒结构，bricard机构定位接头9和过渡接头10轴线相互垂直，bricard机构定位接头9有一和过渡接头10相互平行方形穿孔，方形穿孔与bricard机构定位接头9内空间相通，在过渡接头10与bricard机构定位接头9交接面上有一圆形凸台。
如图9所示，所述的bricard机构定位托架8包括一个半圆筒和一个圆筒，半圆筒和圆筒垂直为一体，半圆筒构成上开口，圆筒构成下边半圆面。
本发明的工作原理：该发明以常见的六边形模块为基础，将伞状背架结构铰接在气弹簧的气腔段和伸出段，利用阻尼气弹簧近似恒速恒力的特点，使伞状背架在展开时能够保持速度稳定，减小冲击，且完全展开后仍能够提供一定的支撑力阻止背架变形；bricard机构为过约束机构，通过多自由度的铰链将其与背架固定在一起，多自由度铰链保证其可正常收拢展开，同时也使bricard机构不需要额外加装动力源即可实现展开收拢。
综上所述，本发明为基于bricard机构的可展开伞状天线背架设计，采用单一动力源驱动，通过在肋条间加装bricard机构作为强化层，增强径向肋天线的轴向和周向刚度以及型面定位精度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架，其特征是：至少包括：阻尼气弹簧(1)、固定连杆接头(2)、活动连杆接头(3)、伞状背架上连杆(4)、伞状背架下连杆(5)、第一bricard机构连杆(6)、第二bricard机构连杆(7)、bricard机构定位托架(8)、bricard机构定位接头(9)和过渡接头(10)；
所述的阻尼气弹簧(1)伸出端通过螺纹连接活动连杆接头(3)的中心螺纹孔；活动连杆接头(3)外圈分布有活动连杆接头铰链，每一个活动连杆接头铰链与伞状背架下连杆(5)的一端铰接；
所述的阻尼气弹簧(1)穿过固定连杆接头(2)中心孔与阻尼气弹簧（1）形成轴滑动连接；固定连杆接头（2）外圈分布有固定连杆接头铰链，每一套铰链连接一根伞状背架上连杆（4）；
所述的第一bricard机构连杆（6）和多根第二bricard机构连杆（7）围成大小不同的两个多边形圈；
所述的伞状背架上连杆（4）一端与固定连杆接头（2）的铰链口连接，另一端通过bricard机构定位托架（8）与小多边形圈连接；与大多边形圈通过bricard机构定位接头（9）和过渡接头（10）连接；
所述的伞状背架下连杆（5）的另一端与大圈多边形外圈边通过bricard机构定位接头（9）和过渡接头（10）连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架，其特征是：所述的固定连杆接头（2）中间为多边形体结构，中间有开孔，多边形连接边之间有第一铰链，第一铰链的每一铰耳与连接边垂直；所述的多边形是六边形，共有六组铰链。
3.根据权利要求1所述的一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架，其特征是：所述的固定连杆接头（3）中间为圆形结构，中间有螺纹开孔，圆形边有六组铰链，每一组铰链的铰耳平行。
4.根据权利要求1所述的一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架，其特征是：所述的bricard机构定位接头（9）和过渡接头（10）为一体结构，bricard机构定位接头（9）为圆筒结构，过渡接头（10）也为圆筒结构，bricard机构定位接头（9）和过渡接头（10）轴线相互垂直，bricard机构定位接头（9）有一和过渡接头（10）相互平行方形穿孔，方形穿孔与bricard机构定位接头（9）内空间相通，在过渡接头（10）与bricard机构定位接头（9）交接面上有一圆形凸台。
5.根据权利要求1所述的一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架，其特征是：所述的bricard机构定位托架（8）包括一个半圆筒和一个圆筒，半圆筒和圆筒垂直为一体，半圆筒构成上开口，圆筒构成下边半圆面。
CN201910969658.6A 2019-10-12 2019-10-12 一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架 Active CN110649363B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910969658.6A CN110649363B (zh) 2019-10-12 2019-10-12 一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910969658.6A CN110649363B (zh) 2019-10-12 2019-10-12 一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110649363A true CN110649363A (zh) 2020-01-03
CN110649363B CN110649363B (zh) 2020-11-03

Family

ID=69012693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910969658.6A Active CN110649363B (zh) 2019-10-12 2019-10-12 一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110649363B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201004483Y (zh) * 2007-01-30 2008-01-09 南京中网通信有限公司 便携式抛物面天线
CN101847786A (zh) * 2010-05-24 2010-09-29 哈尔滨工业大学 一种基于形状记忆聚合物的可展开天线反射面及其骨架结构的制作方法
CN103470930A (zh) * 2013-09-24 2013-12-25 北京交通大学 一种折叠变形平台
WO2014068342A1 (en) * 2012-10-19 2014-05-08 Datashvili Leri S Deployable space reflector
WO2016051141A1 (en) * 2014-09-29 2016-04-07 Oxford Space Systems Limited Deployable structure
CN107097211A (zh) * 2017-04-19 2017-08-29 中国地质大学（武汉） 两层两环对称连杆单元及基于此的大折展比伞状可展机构
CN107579332A (zh) * 2017-08-29 2018-01-12 北京航空航天大学 一种基于Bennett机构的同步展收圆柱面天线
CN108001553A (zh) * 2017-11-20 2018-05-08 北京交通大学 单动力双步态爬行六杆机构
US20180274258A1 (en) * 2017-02-17 2018-09-27 Jerry Newman Transportable Contained Tower System
CN108649318A (zh) * 2017-12-27 2018-10-12 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种基于刚性剪叉机构的空间三棱台可展机构
US10170843B2 (en) * 2015-05-29 2019-01-01 California Institute Of Technology Parabolic deployable antenna
CN209133670U (zh) * 2019-01-18 2019-07-19 燕山大学 棱锥单元阵列式环形桁架可展开天线机构
CN110120576A (zh) * 2019-05-11 2019-08-13 西安电子科技大学 一种定轴轮系与丝杠相结合的伞状天线展开机构

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201004483Y (zh) * 2007-01-30 2008-01-09 南京中网通信有限公司 便携式抛物面天线
CN101847786A (zh) * 2010-05-24 2010-09-29 哈尔滨工业大学 一种基于形状记忆聚合物的可展开天线反射面及其骨架结构的制作方法
WO2014068342A1 (en) * 2012-10-19 2014-05-08 Datashvili Leri S Deployable space reflector
CN103470930A (zh) * 2013-09-24 2013-12-25 北京交通大学 一种折叠变形平台
WO2016051141A1 (en) * 2014-09-29 2016-04-07 Oxford Space Systems Limited Deployable structure
US10170843B2 (en) * 2015-05-29 2019-01-01 California Institute Of Technology Parabolic deployable antenna
US20180274258A1 (en) * 2017-02-17 2018-09-27 Jerry Newman Transportable Contained Tower System
CN107097211A (zh) * 2017-04-19 2017-08-29 中国地质大学（武汉） 两层两环对称连杆单元及基于此的大折展比伞状可展机构
CN107579332A (zh) * 2017-08-29 2018-01-12 北京航空航天大学 一种基于Bennett机构的同步展收圆柱面天线
CN108001553A (zh) * 2017-11-20 2018-05-08 北京交通大学 单动力双步态爬行六杆机构
CN108649318A (zh) * 2017-12-27 2018-10-12 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种基于刚性剪叉机构的空间三棱台可展机构
CN209133670U (zh) * 2019-01-18 2019-07-19 燕山大学 棱锥单元阵列式环形桁架可展开天线机构
CN110120576A (zh) * 2019-05-11 2019-08-13 西安电子科技大学 一种定轴轮系与丝杠相结合的伞状天线展开机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN110649363B (zh) 2020-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2607837C2 (ru) Крупногабаритный развертываемый отражатель для спутниковой антенны
CN104260900B (zh) 弹性铰链驱动的桁架式可折展单元及可折展支撑臂
CN102173312B (zh) 大型空间组装式天线反射器模块单元及其组装方法
CN102167165B (zh) 一种七转动副可展单元及采用该可展单元的空间可展机构
EP3768601B1 (en) Integrated telescopic boom and large deployable reflector
CN103786906A (zh) 一种空间可展机构
CN102593571B (zh) 剪刀基四边形单元平面阵列可展机构
EP3654452B1 (en) Mesh antenna reflector with deployable perimeter
US10601142B2 (en) Reflecting systems, such as reflector antenna systems, with tension-stabilized reflector positioning apparatus
CN108598662B (zh) 一种双层平行四边形环形可展开桁架
CN104058102A (zh) 八杆连接式非接触卫星平台构型及装配方法
CN106887714B (zh) 充气展开式索网反射面天线反射器
CN111129689B (zh) 一种大型自展开卫星天线的减振构件
WO2019094239A1 (en) Large aperture unfurlable reflector deployed by a telescopic boom
CN110649363B (zh) 一种基于bricard机构的可展开伞状天线背架
CN202503095U (zh) 剪刀基四边形单元平面阵列可展机构
CN113650813B (zh) 一种主动驱动式大型薄膜展开帆装置
CN101788250A (zh) 一种箭载套筒式伸杆展开机构
EP4024606B1 (en) Deployable assembly for antennae
CN110661075B (zh) 一种用于超长口径的可伸缩模块化柱面天线
CN110854542A (zh) 可展格栅支撑折叠肋式天线反射器
CN110767977A (zh) 一种用于索网天线的竖向索调节装置
US20230344110A1 (en) Hexagonal frustum deployable unit and deployable mechanism formed by the same
CN109659658B (zh) 基于v型剪式单元体的周边桁架可展开天线机构
RU2795105C1 (ru) Развертываемый узел для антенн

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant