CN111129695B - 基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置，主要解决在由“六棱柱模块”结构构成的七模块的构架式天线的展开收拢过程中由于肋单元间存在偏角，产生几何冲突导致天线不能展开或桁架产生较大变形的问题。它主要由中心连接杆1、上连接盘2、套筒3、中心滑块4、驱动弹簧5、下连接盘6组成；上连接盘2、中心滑块4和下连接盘6在存在偏角的位置处都有可以绕中心轴转动的接头，以适应天线在展开过程中偏角由0度到最大偏角的变化。本发明结构简单，适应性强，可提高构架式展开天线的展开可靠性和天线设计效率。

Description

基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置

技术领域

本发明属于卫星天线技术领域，具体涉及基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置。

背景技术

随着卫星通讯、深空探测等航天事业的发展，对大口径、轻质量、小体积的空间卫星天线的需求越来越大。构架式空间可展开天线作为一种“模块拼接”的可收展的天线无疑在未来的卫星天线的发展中将发挥着重要的作用。

目前构架式空间可展开天线的桁架结构主要有“四面体模块”结构和“六棱柱模块”结构。其中，在由“六棱柱模块”结构构成的构架式天线结构中，中心模块的各个肋单元之间的夹角均为60°，由于各个模块的关键节点均位于拟合的球面上，所以在展开状态下存在第二层模块的相互连接肋单元之间的夹角不为60°，即存在偏角。哈尔滨工业大学(刘兆晶.模块化可展开抛物面天线支撑机构设计与研制[D].哈尔滨工业大学，2011)在各模块中心杆处采用固定接头，在存在偏角的中心杆接头处相邻接头夹角固定为60°加偏角。但是在收拢状态下各个的关键点处于同一平面，第二层模块各个肋单元之间的夹角又都为60°。所以，在收拢展开的过程中，在产生偏角的肋单元的夹角不能在收拢展开过程中随着几何关系变化，将产生几何冲突，导致天线不能展开或者桁架产生较大的变形。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置，以提高天线在展开过程中的可靠性。实现本发明的技术构思是：将存在偏角的肋单元与中心杆的连接处设置成可绕中心杆的中心轴旋转一偏角度，即天线由收拢到展开，存在偏角的肋单元夹角可由60°变化到60°加偏角度，提供了一种基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置，包括：

中心连接杆1、上连接盘2、套筒3、中心滑块4、驱动弹簧5、下连接盘6、紧固螺母7，其特征在于：

所述的中心连接杆1，是纵向竖杆，起支撑连接其他结构的作用；

所述的上连接盘2，固定于中心连接杆1上部，包括上连接盘上盖21、上连接盘中间体22、上连接盘下盖23、四个可动接头24；

所述的中心滑块4，位于中心连接杆1中部，可沿中心连接杆1上下滑动，包括滑块上盖41、滑块下盖42、两个可动接头43；

所述的下连接盘6，包括下连接盘上盖61、下连接盘下盖62、两个可动接头63；

所述的套筒3，固定在中心连接杆1上，起限制上连接盘2和中心滑块4运动的作用；

所述的弹簧5，与中心滑块4和下连接盘6相连接，驱动中心滑块4沿中心连接杆1向上运动。

在本发明的一个实施例中，所述的中心连接杆1上端倒出螺纹11，与螺母7连接，起固定上连接盘2的作用，上部凸起肋条12限制上连接盘2沿中心连接杆1旋转，下板开孔13，用于与下连接盘6的连接，肋条12与下板开孔13同时也起定位上连接盘2和下连接盘6的作用，保持上下对齐；

所述的上连接盘下盖23，包括四个半接头231、两个导向槽232、两个通孔233，一个中间孔234，半接头231及导向槽232成60°沿圆周方向分布，该导向槽232由球体绕上连接盘下盖23中心轴向上方向旋转一不小于偏角的角度形成，可动接头24放于该导向槽232中，通孔233用于与上连接盘中间体22和上连接盘下盖21固定连接；在中间孔234内侧开有竖向矩形槽235与条形肋12相配合；

所述的上连接盘上盖21结构与上连接盘下盖23关于上连接盘的中间平面对称相同；

所述的上连接盘中间体22上下端面的结构与上连接盘下盖23的上端面结构相同，且上下端面结构关于上连接盘中间体的中间平面对称相同；

所述的中心滑块下盖42，包括两个导向槽421，四个半接头422和环形槽423，导向槽421和半接头422的结构与上盘形接头下盖23结构相同；

所述的中心滑块上盖41的结构，除环形槽423外，与中心滑块下盖42关于接触面对称相同；

所述的下连接盘下盖62，包括两个导向槽621，四个半接头622和四个定位固定孔623，其导向槽621及半接头622结构与上连接盘下盖23相同；

所述的下连接盘上盖61，包括沉孔611，扭簧限位槽612，其余结构与下连接盘下盖62结构关于接触面对称相同。

在本发明的一个实施例中，所述的可动接头24包括球体241、接头242，用螺栓243和螺母244将球体241和接头242连接，该螺栓243与球体241配合部分为光杆，球体241可绕螺栓243光杆部分旋转；

所述的环形槽423和沉孔611分别固定弹簧5的上下端。

本发明的有益效果：

1.本发明由于在存在偏角处采用可以绕中心轴转动的可动接头，有效适应了存在偏角的肋单元与相邻肋单元夹角在天线展开收拢过程中的变化，相比于固定接头，解决了由于约束冲突导致的杆件变形的问题。

2.本发明由于在可动接头处开的导向槽绕中心轴旋转的角度可以大于所需的偏角，因而可以适当选择大角度来避免偏角的计算，提高天线的设计效率。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置整体装配示意图；

图2是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置中心连杆结构示意图；

图3是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置上连接盘结构示意图；

图4是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置中心滑块结构示意图；

图5是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置下连接盘结构示意图；

图6是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置上连接盘下盖结构示意图；

图7是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置中心滑块下盖的上端面结构示意图；

图8是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置中心滑块下盖的下端面结构示意图；

图9是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置下连接盘下盖结构示意图；

图10是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置可动接头结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参照图1，图1是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置整体装配示意图，本发明包括中心连接杆1、上连接盘2、套筒3、中心滑块4、驱动弹簧5、下连接盘6，其中中心连接杆如图2所示，上连接盘如图3所示，中心滑块如图4所示，下连接盘如图5所示，上连接盘2和下连接盘6固定在中心连接杆上，中心滑块可以沿中心连接杆上下滑动；

参照图2，图2是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置中心连杆结构示意图，本发明的中心连接杆1上端倒出螺纹11，与螺母7连接，起固定上连接盘2的作用，上部凸起肋条12限制上连接盘2沿中心连接杆1旋转，下板开孔13，用于与下连接盘6的连接，肋条12与下板开孔13同时也起定位上连接盘2和下连接盘6的作用，保持上下对齐，其中螺母7如图1所示，上连接盘如图3所示，下连接盘如图5所示；

参照图3，图3是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置上连接盘结构示意图，本发明的上连接盘2，固定于中心连接杆1上部，包括上连接盘上盖21、上连接盘中间体22、上连接盘下盖23、四个可动接头24；

参照图4，图4是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置中心滑块结构示意图，本发明的中心滑块4，位于中心连接杆1中部，可沿中心连接杆1上下滑动，包括滑块上盖41、滑块下盖42、两个可动接头43；

参照图5，图5是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置下连接盘结构示意图，本发明的下连接盘6，包括下连接盘上盖61、下连接盘下盖62、两个可动接头63，下连接盘上盖61开有沉孔611用以限制驱动弹簧5，扭簧限位槽612用以限制扭簧的位置；

参照图6，图6是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置上连接盘下盖结构示意图，本发明的上连接盘下盖23，包括四个半接头231、两个导向槽232、两个通孔233，一个中间孔234，半接头231及导向槽232成60°沿圆周方向分布，该导向槽232由球体绕上连接盘下盖23中心轴向上方向旋转一不小于偏角的角度形成，可动接头24放于该导向槽232中，通孔233用于与上连接盘中间体22和上连接盘下盖21固定连接；在中间孔234内侧开有竖向矩形槽235与条形肋12相配合；

参照图7，图7是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置中心滑块下盖的上端面结构示意图，本发明的中心滑块下盖42，包括两个导向槽421，四个半接头422和环形槽423，导向槽421和半接头422的结构与如图6所示的上盘形接头下盖23结构相同，其中，环形槽423的结构如图8所示；

参照图8，图8是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置中心滑块下盖的下端面结构示意图，本发明的中心滑块下盖42的下端开有环形槽423；

参照图9，图9是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置下连接盘下盖结构示意图，本发明的下连接盘下盖62，包括两个导向槽621，四个半接头622和四个定位固定孔623，其导向槽621及半接头622结构与如图6所示的上连接盘下盖23相同；

参照图10，图10是本发明实施例提供的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置可动接头结构示意图，本发明的可动接头24包括球体241、接头242，用螺栓243和螺母244将球体241和接头242连接，该螺栓243与球体241配合部分为光杆，球体241可绕螺栓243光杆部分旋转，在天线的展开收拢过程中，为满足结构约束的要求，可动接头24可以在导向槽232中绕中心轴旋转。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置，其特征在于，包括：

中心连接杆(1)、上连接盘(2)、套筒(3)、中心滑块(4)、驱动弹簧(5)、下连接盘(6)、紧固螺母(7)，其特征在于：

所述的中心连接杆(1)，是纵向竖杆，起支撑连接其他结构的作用；

所述的上连接盘(2)，固定于中心连接杆(1)上部，包括上连接盘上盖(21)、上连接盘中间体(22)、上连接盘下盖(23)、四个可动接头(24)；

所述的中心滑块(4)，位于中心连接杆(1)中部，可沿中心连接杆(1)上下滑动，包括滑块上盖(41)、滑块下盖(42)、两个可动接头(43)；

所述的下连接盘(6)，包括下连接盘上盖(61)、下连接盘下盖(62)、两个可动接头(63)；

所述的套筒(3)，固定在中心连接杆(1)上，起限制上连接盘(2)和中心滑块(4)运动的作用；

所述的弹簧(5)，与中心滑块(4)和下连接盘(6)相连接，驱动中心滑块(4)沿中心连接杆(1)向上运动；

所述的中心连接杆(1)上端倒出螺纹(11)，与螺母(7)连接，起固定上连接盘(2)的作用，上部凸起肋条(12)限制上连接盘(2)沿中心连接杆(1)旋转，下板开孔(13)，用于与下连接盘(6)的连接，肋条(12)与下板开孔(13)同时也起定位上连接盘(2)和下连接盘(6)的作用，保持上下对齐；

所述的上连接盘下盖(23)，包括四个半接头(231)、两个导向槽(232)、两个通孔(233)，一个中间孔(234)，半接头(231)及导向槽(232)成60度°沿圆周方向分布，该导向槽(232)由球体绕上连接盘下盖(23)中心轴向上方向旋转一不小于偏角的角度形成，可动接头(24)放于该导向槽(232)中，通孔(233)用于与上连接盘中间体(22)和上连接盘下盖(21)固定连接；在中间孔(234)内侧开有竖向矩形槽(235)与条形肋(12)相配合；

所述的上连接盘上盖(21)结构与上连接盘下盖(23)关于上连接盘的中间平面对称相同；

所述的上连接盘中间体(22)上下端面的结构与上连接盘下盖(23)的上端面结构相同，且上下端面结构关于上连接盘中间体的中间平面对称相同；

所述的中心滑块下盖(42)，包括两个导向槽(421)，四个半接头(422)和环形槽(423)，导向槽(421)和半接头(422)的结构与上盘形接头下盖(23)结构相同；

所述的中心滑块上盖(41)的结构，除环形槽(423)外，与中心滑块下盖(42)关于接触面对称相同；

所述的下连接盘下盖(62)，包括两个导向槽(621)，四个半接头(622)和四个定位固定孔(623)，其导向槽(621)及半接头(622)结构与上连接盘下盖(23)相同；

所述的下连接盘上盖(61)，包括沉孔(611)，扭簧限位槽(612)，其余结构与下连接盘下盖(62)结构关于接触面对称相同。

2.根据权利要求1所述的基于可动接头的构架式展开天线中心杆装置，其特征在于，所述的可动接头(24)包括球体(241)、接头(242)，用螺栓(243)和螺母(244)将球体(241)和接头(242)连接，该螺栓(243)与球体(241)配合部分为光杆，球体(241)可绕螺栓(243)光杆部分旋转；

所述的环形槽(423)和沉孔(611)分别固定弹簧(5)的上下端。

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