CN113381161B - 一种可重复展收的单折伞天线展开机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于星载天线技术领域，公开了一种可重复展收的单折伞天线展开机构，所述可重复展收的单折伞天线展开机构中下推板通过螺钉与上推板连接，下推板与上推板之间夹有限位凸台，下推板与底板之间安装有支撑板；限位凸台位于天线肋下端，天线肋前端与导向槽相配合。本发明采用电机进行伞天线的可控展收，避免扭簧展开时会产生的较大冲击力，并可以进行重复展收。本发明不需要行星轮与太阳轮的啮合来保持天线展开以及其具有同步性，减少了安装步骤，增加了可靠性。本发明的伞天线的展开和收拢都依靠丝杠螺母与丝杠协调工作，通过电机的工作与停止可以实现伞天线带有自锁功能，减少额外的去增加自锁机构的工作量。

Description

一种可重复展收的单折伞天线展开机构

技术领域

本发明属于星载天线技术领域，尤其涉及一种可重复展收的单折伞天线展开机构。

背景技术

目前，伞状可展开天线精度较高，刚度较强，且在太空环境的影响下型面变形较小。一种可重复展收的单折伞天线展开机构可以较好的对伞状天线进行展开与收拢，且有较好的定位能力。

2017年，加州理工学院喷气推进实验室Jonathan Sauder等人对一种小口径伞天线进行了改进（Jonathan Sauder, Nacer Chahat, Brian Hirsch, Richard Hodges, andEva Peral, From Prototype to Flight: Qualifying a Ka-band ParabolicDeployable Antenna (KaPDA) for CubeSats, 4th AIAA Spacecraft StructuresConference, 9-13 January 2017, Grapevine, Texas, USA）。该装置从气动展开改进为通过行星轮以及太阳轮的协作而展开，在展开过程中四个行星轮连接在一个太阳轮上，通过行星轮的转动带动太阳轮再带动其他行星轮保持同步展开；该装置因为齿轮的尺寸与重量限制，只可运用于小口径天线，且同步性较不稳定。同时，该装置只可展开，但不可以进行自动收拢，只能进行手动进行回收，不可进行重复展收。因此，需要解决上述展开后不可自动收拢，同步性较差的问题。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中天线展开后不能可自动收拢，同步性较差。

解决以上问题及缺陷的意义为：本发明提供了一种可重复展收的单折伞天线展开机构，提升了伞天线展开的同步性，且可进行可控展开收拢工作，可实现天线展开后的回收。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可重复展收的单折伞天线展开机构。本发明能够有效解决展开后不可自动收拢，同步性较差的问题，同时本发明可应用于高精度大口径伞天线设计中。

本发明是这样实现的，一种可重复展收的单折伞天线展开机构，所述可重复展收的单折伞天线展开机构设置有下推板；

下推板通过螺钉与上推板连接，下推板与上推板之间夹有限位凸台，下推板与底板之间安装有支撑板；

限位凸台位于天线肋下端，天线肋前端与导向槽相配合。

进一步，所述下推板穿过滚珠丝杠，滚珠丝杠由丝杠支撑座和丝杠固定座固定，滚珠丝杠与丝杠螺母旋接。

进一步，所述丝杠固定座固定在底板上，丝杠支撑座安装于上推板上。

进一步，所述底板设置有支撑板连接槽、丝杠固定座孔、减重孔。

进一步，所述丝杠螺母安装在丝杠螺母安装孔内部，丝杠螺母安装孔设置在中心轮毂支撑腿上，中心轮毂支撑腿设置在中心轮毂，心轮毂支撑腿外侧直径要大于上下推板内侧直径。

进一步，所述中心轮毂设置有固定槽用于放置肋连接销，肋连接销上转动连接有天线肋；

心轮毂上设置有螺纹孔，螺纹孔用于将压片压紧肋连接销。

进一步，所述天线肋设置有展开孔，展开孔穿插有肋连接销，天线肋的限位凸台设置圆角。

进一步，所述中心轮毂内圈设有加强檐。

进一步，所述下推板设有丝杠通孔和连接孔，上推板上设置有丝杠支撑座孔；

上推板和下推板用紧固螺钉通过连接孔连接固定在一起，上推板通过丝杠支撑座孔安装有丝杠支撑座；

下推板设置的丝杠通孔，丝杠通孔直径略大于滚珠丝杠轴外径。

本发明的另一目的在于提供一种所述可重复展收的单折伞天线展开机构的可重复展收的单折伞天线展开机构控制方法，所述单折伞天线展开机构控制方法，具体为：

肋与肋连接销转动连接并限制于中心轮毂的展收槽中，限位凸台置于上下推板中间；

电机驱动滚珠丝杠转动，从而使得与丝杠螺母相连接的中心轮毂产生竖直方向的移动，限位凸台在上下推板的推动下进行展开与收拢。

本发明的另一目的在于提供一种通信天线，所述通信天线安装有所述的可重复展收的单折伞天线展开机构。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明采用上下推板作用于限位凸台的展收方式，提高了天线展开的同步性，并可以实现重复展收，可实现天线展开后的回收。与现有技术相比具有以下优点：

（1）本发明采用电机进行伞天线的可控展收，避免扭簧展开时会产生的较大冲击力，并可以进行重复展收。

（2）本发明不需要行星轮与太阳轮的啮合来保持天线展开以及其具有同步性，减少了安装步骤，增加了可靠性，可运用于大口径伞状天线。

（3）本发明的伞天线的展开和收拢都依靠丝杠螺母与丝杠协调工作，通过电机的工作与停止可以实现伞天线带有自锁功能，减少额外的去增加自锁机构的工作量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的可重复展收的单折伞天线展开机构结构示意图。

图2是本发明实施例提供的整体半收拢示意图。

图3是本发明实施例提供的整体收拢示意图。

图4是本发明实施例提供的去除天线肋总体示意图。

图5是本发明实施例提供的上下推板安装示意图。

图6是本发明实施例提供的中心轮毂示意图。

图7是本发明实施例提供的天线肋完全展开的状态示意图。

图8是本发明实施例提供的天线肋半展开的状态示意图。

图9是本发明实施例提供的天线肋收拢的状态示意图。

图中：1、中心轮毂；2、底板；3、肋连接销；4、上推板；5、下推板；6、压片；7、滚珠丝杠；8、丝杠螺母；9、丝杠支撑座；10、丝杠固定座；11、天线肋；12、限位凸台；13、支撑板；14、固定槽；15、螺纹孔；16、丝杠螺母安装孔；17、导向槽；18、加强檐；19、连接孔；20、丝杠支撑座孔；21、丝杠通孔；22、支撑板连接槽；23、丝杠固定座孔；24、减重孔；25、中心轮毂支撑腿；26、展开孔；27、紧固螺钉。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种可重复展收的单折伞天线展开机构，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明提供的可重复展收的单折伞天线展开机构业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的可重复展收的单折伞天线展开机构仅仅是一个具体实施例而已。

如图1-图3所示，本发明实施例提供的中心轮毂1设置有中心轮毂支撑腿25，中心轮毂支撑腿25上设置有丝杠螺母安装孔16，丝杠螺母安装孔16内部安装有丝杠螺母8；丝杠螺母8旋接有滚珠丝杠7，滚珠丝杠7由丝杠支撑座9和丝杠固定座10固定，滚珠丝杠穿过下推板5；其中，丝杠固定座10固定在底板2上，丝杠支撑座9安装于上推板4上；下推板5通过螺钉与上推板4连接，下推板5与上推板4之间夹有限位凸台12，下推板5与底板2之间安装有支撑板13。

如图4和图6所示，中心轮毂1设置有固定槽14用于放置肋连接销3，中心轮毂1上设置有螺纹孔15，螺纹孔15用于将压片6压紧肋连接销3，肋连接销3上转动连接有天线肋11；天线肋11前端与导向槽17相配合，天线肋11下端的限位凸台12位于上下推板之间；导向槽17设置在中心轮毂1上，用于对天线肋11起导向作用。

中心轮毂1内圈设有加强檐18，用于提升中心轮毂1的可靠度，从而可以去除多余材料减轻重量。

如图5所示，本发明实施例提供的上下推板安装结构中下推板5设有丝杠通孔21和连接孔19，上推板4上设置有丝杠支撑座孔20；上推板4和下推板5用紧固螺钉27通过连接孔19连接固定在一起。上推板4通过丝杠支撑座孔20安装有丝杠支撑座9；其中，下推板5设置的丝杠通孔21，使得滚珠丝杠7在工作时不会与下推板产生干涉，丝杠通孔21直径略大于滚珠丝杠7轴外径。

上推板4与下推板5的距离为限位凸台27的直径，当中心轮毂1产生竖直向上的移动时，天线肋11在下推板5的作用下展开，当中心轮毂1产生竖直向下的移动时，天线肋11在上推板4的作用下收拢，实现重复收展过程。

如图6所示，本发明实施例提供的中心轮毂1包括：固定槽14、螺纹孔15、丝杠螺母安装孔16、导向槽17、加强檐18、中心轮毂支撑腿25；中心轮毂1设置有中心轮毂支撑腿25，中心轮毂支撑腿25下方通过丝杠螺母安装孔16安装有丝杠螺母8；中心轮毂支撑腿25外侧直径要大于上下推板内侧直径，中心轮毂1在竖直方向移动一段距离后会被中心轮毂支撑腿25挡住，产生限位作用。

如图7所示，本发明实施例提供的天线肋11包括展开孔26、限位凸台12。

展开孔26穿插有肋连接销3，天线肋11的限位凸台12设置圆角，在中心轮毂1的运动过程中避免与上下推板的碰撞。底板2包括：支撑板连接槽22、丝杠固定座孔23、减重孔24。

如图7-图9所示，本发明实施例提供的限位凸台与上下推板配合过程；

图7为天线肋11完全展开的状态，限位凸台12夹于上推板4与下推板5之间，中心轮毂1处于最高点；图8为天线肋11半展开的状态，限位凸台12受到下推板5的推力，使得天线肋11开始收拢，中心轮毂1处于中间位置；图9为天线肋11收拢的状态，限位凸台12持续受到下推板5的推力，使得天线肋11完全收拢，中心轮毂1处于最低点位置。同理，使得上推板4作用于限位凸台12，可以使得天线肋11进行展开动作。

本发明的工作原理为：肋与肋连接销转动连接并限制于中心轮毂的展收槽中，限位凸台置于上下推板中间，电机驱动滚珠丝杠转动，从而使得与丝杠螺母相连接的中心轮毂产生竖直方向的移动，限位凸台在上下推板的推动下进行展开与收拢。由于利用滚珠丝杠驱动中心轮毂产生竖直方向上的上升与下降，实现天线的反复展收过程。采用电机为动力源，避免了采用扭簧展开时会产生较大的冲击力，对天线展开起到了保护作用，增加了天线的稳定性。利用上下推板驱动限位凸台的移动从而使天线工作，具有较高的同步性和稳定性，避免了采用齿轮驱动时受限于齿轮尺寸与重量的缺陷。

因此，本发明解决了现有伞天线不可重复展收，展开具有较大冲击性，同步性较差等问题，具有高精度、易装配、加工工艺性高和结构可靠的优点，可应用于高精度伞状可展开天线设计中。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可重复展收的单折伞天线展开机构，其特征在于，所述可重复展收的单折伞天线展开机构设置有：

下推板；

下推板通过螺钉与上推板连接，下推板与上推板之间夹有限位凸台，下推板与底板之间安装有支撑板；

限位凸台位于天线肋下端，天线肋前端与导向槽相配合；

滚珠丝杠穿过下推板，滚珠丝杠由丝杠支撑座和丝杠固定座固定，滚珠丝杠与丝杠螺母旋接；

所述丝杠固定座固定在底板上，丝杠支撑座安装于上推板上；

所述底板设置有支撑板连接槽、丝杠固定座孔、减重孔；

所述丝杠螺母安装在丝杠螺母安装孔内部，丝杠螺母安装孔设置在中心轮毂支撑腿上，中心轮毂支撑腿设置在中心轮毂，中心轮毂支撑腿外侧直径要大于上下推板内侧直径；

所述中心轮毂设置有固定槽用于放置肋连接销，肋连接销上转动连接有天线肋；

中心轮毂上设置有螺纹孔，螺纹孔用于将压片压紧肋连接销；

所述天线肋设置有展开孔，展开孔穿插有肋连接销，天线肋的限位凸台设置圆角。

2.如权利要求1所述可重复展收的单折伞天线展开机构，其特征在于，所述中心轮毂内圈设有加强檐。

3.如权利要求1所述可重复展收的单折伞天线展开机构，其特征在于，所述下推板设有丝杠通孔和连接孔，上推板上设置有丝杠支撑座孔；

上推板和下推板用紧固螺钉通过连接孔连接固定在一起，上推板通过丝杠支撑座孔安装有丝杠支撑座；

下推板设置的丝杠通孔，丝杠通孔直径略大于滚珠丝杠轴外径。

4.一种如权利要求1～3任意一项所述可重复展收的单折伞天线展开机构的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体为：

肋与肋连接销转动连接并限制于中心轮毂的展收槽中，限位凸台置于上下推板中间；

电机驱动滚珠丝杠转动，从而使得与丝杠螺母相连接的中心轮毂产生竖直方向的移动，限位凸台在上下推板的推动下进行展开与收拢。

5.一种通信天线，其特征在于，所述通信天线安装有权利要求1～3任意一项所述的可重复展收的单折伞天线展开机构。

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