CN113071709A - 一种空间大型自展开伸展臂 - Google Patents

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李丽芳
郭朋真
李恒
王俊才
李云龙
刘荣强
邓宗全
魏翔
王双雨
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/222—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles for deploying structures between a stowed and deployed state
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/08—Means for collapsing antennas or parts thereof
    • 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

Abstract

一种空间大型自展开伸展臂，属于卫星天线技术领域。本发明解决了现有的天线伸展臂结构复杂且展开或折叠不便的问题。它包括若干个同轴且首尾依次固接的伸展单元，其中，每个伸展单元均包括上下同轴布置的两个固定圈以及均布在两个固定圈之间的若干伸展主体，所述伸展主体为弹片结构，在地面上时，通过施加外力使若干个伸展主体进行弯曲，实现伸展臂的折叠，通过绳索捆绑维持折叠形态；进入太空后，通过剪断绳索实现伸展主体的自展开，进而实现伸展臂的自展开。与现有技术相比，展开和折叠操作更方便，且通过提前选取合适的伸展主体，保证伸展臂及时、准确的展开到位。

Description

一种空间大型自展开伸展臂
技术领域
本发明涉及一种空间大型自展开伸展臂，属于卫星天线技术领域。
背景技术
空间伸展臂是卫星天线系统的重要组成部分，它是一种基本的一维展开结构。作为一种有效的支撑结构，空间伸展臂可以用于大型展开天线、太阳帆和望远镜的支撑骨架、太空机械手以及空间平台等。天线伸展臂能否及时、准确地展开到位直接影响到整个卫星发射任务的成功与否。此外，相对于卫星平台而言，天线伸展臂作为一个柔性部件，其结构参数对整个天线系统的动力学特性影响较大，进而影响到天线的其它动力学设计指标和卫星的姿态调整。但是现有技术中的天线伸展臂为了实现及时、准确的展开到位，所采用的结构大多较为复杂，进而导致其展开或折叠的过程相对复杂。
发明内容
本发明是为了解决现有的天线伸展臂结构复杂且展开或折叠不便的问题，进而提供了一种空间大型自展开伸展臂。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种空间大型自展开伸展臂，它包括若干个同轴且首尾依次固接的伸展单元，其中，每个伸展单元均包括上下同轴布置的两个固定圈以及均布在两个固定圈之间的若干伸展主体，所述伸展主体为弹片结构，在地面上时，通过施加外力使若干个伸展主体进行弯曲，实现伸展臂的折叠，通过绳索捆绑维持折叠形态；进入太空后，通过剪断绳索实现伸展主体的自展开，进而实现伸展臂的自展开。
进一步地，每相临的两个伸展单元之间通过连接件固接。
进一步地，所述连接件包括内外同轴布置的内环和外环，相临两个伸展单元中的固定圈均插装在内环与外环之间，且内环、固定圈及外环之间铆接。
进一步地，每个内环上均开设有若干通孔，若干内环上的通孔一一对应设置。
进一步地，每个内环上开设有通孔数量均为三个，且均布在对应的内环上。
进一步地，所述伸展主体的材质为Ni36CrTiAl。
进一步地，每个伸展单元中伸展主体的数量均为三个。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
在地面上时，选取合适的伸展主体进行组装，形成具有不同展收比的伸展臂，结构简单，且只通过系紧或断开绳索即可维持其折叠形态或实现自展开，与现有技术相比，展开和折叠操作更方便，且通过提前选取合适的伸展主体，保证伸展臂及时、准确的展开到位。
附图说明
图1为折叠状态下的本申请的立体结构示意图；
图2为展开状态下的本申请的主视示意图；
图3为相临两个伸展单元的连接示意图(展开状态下)；
图4为伸展单元在展开状态下的立体结构示意图；
图5为伸展单元在折叠状态下的立体结构示意图；
图6为内环的立体结构示意图；
图7为外环的立体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1～7说明本实施方式，一种空间大型自展开伸展臂，它包括若干个同轴且首尾依次固接的伸展单元4，其中，每个伸展单元4均包括上下同轴布置的两个固定圈1以及均布在两个固定圈1之间的若干伸展主体2，所述伸展主体2为弹片结构，在地面上时，通过施加外力使若干个伸展主体2进行弯曲，实现伸展臂的折叠，通过绳索捆绑维持折叠形态；进入太空后，通过剪断绳索实现伸展主体2的自展开，进而实现伸展臂的自展开。
本申请通过弹性变形基本原理，实现伸展臂的折展。弹片的弧度、长度以及弹片之间形成的包络直径和材料均直接影响折展比。
所这弹片结构即为弹簧钢片结构。
在伸展臂折叠后，用绳索将若干个伸展单元4捆绑，使其维持基本折叠形态。
通过将伸展主体2施加外力进行弯曲，从而使伸展臂具有较大的展收比。
在地面上时，选取合适的伸展主体2进行组装，形成具有不同展收比的伸展臂，结构简单，且只通过系紧或断开绳索即可维持其折叠形态或实现自展开，与现有技术相比，展开和折叠操作更方便，且通过提前选取合适的伸展主体2，保证伸展臂及时、准确的展开到位。
每相临的两个伸展单元4之间通过连接件3固接。保证伸展臂的连接稳定性。
所述连接件3包括内外同轴布置的内环31和外环32，相临两个伸展单元4中的固定圈1均插装在内环31与外环32之间，且内环31、固定圈1及外环32之间铆接。
每个内环31上均开设有若干通孔311，若干内环31上的通孔311一一对应设置。通过设置通孔311，便于绳索穿过。
每个内环31上开设有通孔311数量均为三个，且均布在对应的内环31上。通孔311均布，保证伸展单元4折叠时受力均匀，进而保证自展开时能够及时、准确展开。
若干通孔311与若干伸展主体一一对应布置或错位布置。
所述伸展主体2的材质为Ni36CrTiAl。
每个伸展单元4中伸展主体2的数量均为三个。

Claims (7)

1.一种空间大型自展开伸展臂，其特征在于：它包括若干个同轴且首尾依次固接的伸展单元(4)，其中，每个伸展单元(4)均包括上下同轴布置的两个固定圈(1)以及均布在两个固定圈(1)之间的若干伸展主体(2)，所述伸展主体(2)为弹片结构，在地面上时，通过施加外力使若干个伸展主体(2)进行弯曲，实现伸展臂的折叠，通过绳索捆绑维持折叠形态；进入太空后，通过剪断绳索实现伸展主体(2)的自展开，进而实现伸展臂的自展开。
2.根据权利要求1所述的一种空间大型自展开伸展臂，其特征在于：每相临的两个伸展单元(4)之间通过连接件(3)固接。
3.根据权利要求2所述的一种空间大型自展开伸展臂，其特征在于：所述连接件(3)包括内外同轴布置的内环(31)和外环(32)，相临两个伸展单元(4)中的固定圈(1)均插装在内环(31)与外环(32)之间，且内环(31)、固定圈(1)及外环(32)之间铆接。
4.根据权利要求3所述的一种空间大型自展开伸展臂，其特征在于：每个内环(31)上均开设有若干通孔(311)，若干内环(31)上的通孔(311)一一对应设置。
5.根据权利要求4所述的一种空间大型自展开伸展臂，其特征在于：每个内环(31)上开设有通孔(311)数量均为三个，且均布在对应的内环(31)上。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种空间大型自展开伸展臂，其特征在于：所述伸展主体(2)的材质为Ni36CrTiAl。
7.根据权利要求1所述的一种空间大型自展开伸展臂，其特征在于：每个伸展单元(4)中伸展主体(2)的数量均为三个。
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