CN113488772B - 一种新型折叠网状环形可展开天线 - Google Patents
一种新型折叠网状环形可展开天线 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种新型折叠网状环形可展开天线,包括环形桁架、索网、金属丝网;环形桁架用于支撑索网,环形桁架收拢或展开以实现天线整体的收拢或展开;索网挂接于环形桁架上以形成所需的抛物面,金属丝网附着于索网上,金属丝网用于天线的反射面。本发明采用竖向折叠机构和横向折叠机构共同完成整个天线的展开收拢,可有效降低天线的收拢高度。天线桁架展开态时左右相邻竖杆之间采用多个斜杆交错连接,将桁架上端与下端联系成整体,有效提高了天线刚度。
Description
技术领域
本发明属于星载可展开天线技术领域,具体涉及一种新型折叠网状环形可展开天线。
背景技术
随着太空技术的发展,在面对卫星通信、对地观测、深空探测等领域的任务中,对大口径、高精度的卫星天线的需求越来越迫切,而考虑到运输空间及成本等因素又要求天线具有高收纳比和低面密度的特点,目前网状环形可展开天线具有满足卫星天线需求的技术优势。
由Northrop Grumman AstroAerospace公司研发Astromesh环形天线(M.W.Thomson,"The AstroMesh deployable reflector,"IEEE Antennas andPropagation Society International Symposium.1999Digest.Held in conjunctionwith:USNC/URSI National Radio Science Meeting(Cat.No.99CH37010),1999,pp.1516-1519vol.3,doi:10.1109/APS.1999.838231.),其环形桁架通过多个带有对角杆的四边形框架构成,对角杆是伸缩杆,通过贯穿其中的绳索收紧使得对角杆收缩来实现天线的展开,该天线收拢体积小、结构形式简单,是星载可展开天线的一种经典形式,但是其收拢高度过高的缺点限制了向更大口径方向发展;欧空局和慕尼黑工业大学研制的环形可展开天线(Datashvili,L.Foldability of hinged-rod systems applicable to deployablespace structures.CEAS Space J 5,157–168(2013).https://doi.org/10.1007/s12567-013-0052-7)由多个四边形模块连接而成,且四边形上下均采用剪叉机构进行连接,该天线收纳比大,质量轻,但展开时上下两端沿径向往内变形较大,刚度较低。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种新型折叠网状环形可展开天线,提高天线的收纳比尤其是降低天线的收拢高度,以及提高天线刚度。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
一种新型折叠网状环形可展开天线,包括环形桁架、索网、金属丝网;所述环形桁架用于支撑索网,所述环形桁架收拢或展开以实现天线整体的收拢或展开;
所述索网挂接于环形桁架上以形成所需的抛物面,所述金属丝网附着于所述索网上,所述金属丝网用于天线的反射面。
在本发明的一个实施例中,所述的环形桁架包括多个第一竖向折展机构、多个第二竖向折展机构、多个横向折展机构和多个同步杆;
所述第一竖向折展机构和所述第二竖向折展机构沿环向交错分布,两者之间通过所述横向折展机构连接;
所述第一竖向折展机构、所述第二竖向折展机构和横向折展机构同时展开以实现天线桁架整体的展开;
所述同步杆连接相邻的横向折展机构,使得天线环形展开具有同步性。
在本发明的一个实施例中,所述第一竖向折展机构、所述第二竖向折展机构均为三段折叠结构;
所述第一竖向折展机构由第一上竖杆、中间竖杆、第一下竖杆组成;
所述第二竖向折展机构由第二上竖杆、中间竖杆、第二下竖杆组成;
所述第一上竖杆与所述中间竖杆通过销轴连接,所述中间竖杆与所述第一下竖杆通过销轴连接,并且在连接处安装有扭簧,用于驱动机构展开;
所述第二上竖杆与所述中间竖杆通过销轴连接,所述中间竖杆与所述第二下竖杆通过销轴连接,并且在连接处安装有扭簧,用于驱动机构展开;
其中,展开态时,所述第一上竖杆、中间竖杆和所述第一下竖杆由上到下依次布置;所述第二上竖杆、中间竖杆和所述第二下竖杆由上到下依次布置;收拢态时在所述第一竖向折展机构中所述第一上竖杆、中间竖杆和所述第一下竖杆沿径向由内到外依次布置,所述第二竖向折展机构中所述第二上竖杆、中间竖杆和所述第二下竖杆沿径向由外向内依次布置。
在本发明的一个实施例中,所述第一上竖杆包括第一上三向接头、第一上滑块、第一上四向接头和边竖杆;
所述第一上三向接头左右两侧分别与第一主斜杆相铰接且在铰接处安装有锐角扭簧;
所述第一上滑块在所述边竖杆上滑动,两侧分别与同步杆相铰接;
所述第一上四向接头左右两侧分别与第二副斜杆铰接,并在铰接处安装有钝角扭簧;
所述第一上三向接头和所述第一上四向接头之间通过所述边竖杆相连接。
在本发明的一个实施例中,所述第一下竖杆包括第一下四向接头、第一下滑块、第一下三向接头和边竖杆;
所述第一下四向接头左右两侧分别与第三副斜杆相铰接且在铰接处安装有钝角扭簧;
所述第一下滑块在边竖杆上滑动,两侧与同步杆相铰接;
所述第一下三向接头左右两侧分别与第四主斜杆铰接,并在连接处安装有锐角扭簧;
所述第一下四向接头和所述第一下三向接头之间通过边竖杆相连接。
在本发明的一个实施例中,所述第二上竖杆包括第二上三向接头、第二滑块、第二上四向接头和边竖杆;
所述第二上三向接头左右两侧分别与第三主斜杆相铰接且在铰接处安装有锐角扭簧;
所述第二滑块在边竖杆上滑动,两侧与同步杆铰接;
所述第二上四向接头左右两侧分别与第四副斜杆相铰接,并在铰接处安装有钝角扭簧;
所述第二上三向接头和第二上四向接头之间通过边竖杆相连接。
在本发明的一个实施例中,所述第二下竖杆包括第二下四向接头、第二滑块、第二下三向接头和边竖杆;
所述第二下四向接头两侧分别与第一副斜杆相铰接且在铰接处安装有钝角扭簧;
所述第二滑块在边竖杆上滑动,两侧与同步杆相铰接;
所述第二下三向接头两侧分别与第二主斜杆铰接,并在铰接处安装有锐角扭簧;
所述第二下四向接头和第二下三向接头之间通过边竖杆相连接。
在本发明的一个实施例中,所述的横向折展机构包括第一斜杆机构、第二斜杆机构、第三斜杆机构和第四斜杆机构;
所述第一斜杆机构和所述第二斜杆机构分别与所述第一上竖杆和所述第二下竖杆相连接,组成一个四边形框架;
所述第三斜杆机构和所述第四斜杆机构分别与所述第一下竖杆和所述第二上竖杆相连接,组成一个四边形框架,通过四边形框架的折展完成天线环向的展开与收拢。
在本发明的一个实施例中,所述第一斜杆机构包括所述第一主斜杆和所述第一副斜杆;
所述第一主斜杆由普通双耳接头、同步接头和第一斜向杆件组成,通过普通双耳接头与所述第一上三向接头相连接;
所述第一副斜杆的端部设有普通双耳接头,通过普通双耳接头与所述第二下四向接头相连接,所述第一主斜杆和所述第一副斜杆之间通过斜向接头相连接;
所述斜向接头包括主斜接头、副斜接头和恒力弹簧;
所述主斜接头与所述第一主斜杆相连,所述副斜接头与所述第一副斜杆相连接,所述主斜接头和所述副斜接头之间通过销轴和所述恒力弹簧相连接;
所述第二斜杆机构、所述第三斜杆机构和所述第四斜杆机构的组成及对应的连接方式均与所述第一斜杆机构相同。
在本发明的一个实施例中,所述的同步杆包括同步杆件和普通单耳接头,两端分别与所述同步接头通过销轴相连接;
所述的中间竖杆包括中间杆件和普通双耳接头,两端分别与所述第一上竖杆和所述第一下竖杆,或所述第二上竖杆通过销轴相连接;
所述的第一上三向接头、第一上四向接头、第一下四向接头、第一下三向接头、第二上三向接头、第二上四向接头、第二下四向接头、第二下三向接头和主斜接头上分别设有第一限位块、第二限位块、第三限位块、第四限位块、第五限位块、第六限位块、第七限位块、第八限位块和第九限位块,以限制与其铰接接头的运动范围;
所述环形桁架的第一控制索从所述第一上三向接头依次穿过所述第一下四向接头、所述第三副斜杆、所述第二上四向接头、所述第二下三向接头、所述第四主斜杆和下一个第一竖向折展机构的第一上三向接头;第二控制索从所述第一下三向接头依次穿过所述第一上四向接头、所述第二副斜杆、所述第二下四向接头、所述第二上三向接头、所述第一主斜杆和下一个第一竖向折展机构的第一下三向接头;通过锐角扭簧、钝角扭簧和扭簧以及恒力弹簧提供驱动力,第一控制索和第二控制索进行缓释,以实现整个天线的展开。
本发明的有益效果:
1、本发明采用竖向折叠机构和横向折叠机构共同完成整个天线的展开收拢,可有效降低天线的收拢高度。
2、本发明天线桁架展开态时左右相邻竖杆之间采用多个斜杆交错连接,将桁架上端与下端联系成整体,有效提高了天线刚度。
3、本发明采用扭簧和缓释控制索共同控制天线展开的方式,且所有连接处均采用铰接,可有效提高天线展开的可靠性。
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是本发明实施提供的一种新型折叠网状环形可展开天线整体的展开态;
图2是本发明中的环形桁架单个模块的展开态示意图;
图3是本发明中的第一竖向折展机构组成示意图;
图4是本发明中的第一上竖杆组成示意图;
图5是本发明中的第一上四向接头结构示意图;
图6是本发明中的中间竖杆组成示意图;
图7是本发明中的第一下竖杆组成示意图;
图8是本发明中的第二下四向接头结构示意图;
图9是本发明中的同步杆组成示意图;
图10是本发明中的第二竖向折展机构组成示意图;
图11是本发明中的第二上竖杆组成示意图;
图12是本发明中的第二上四向接头结构示意图;
图13是本发明中的第二下竖杆组成示意图;
图14是本发明中的第二下三向接头结构示意图;
图15是本发明中的横向折展机构布置示意图;
图16是本发明中的第一斜杆机构组成示意图;
图17是本发明中的斜向接头组成示意图;
图18是本发明中的天线桁架缓释绳索布置示意图;
图19是本发明中的天线桁架整体收拢态示意图;
图20是本发明中的天线桁架整体展开中间态示意图;
图21是本发明中的天线桁架整体展开态示意图。
附图标记说明:
1、环形桁架;11、第一竖向折展机构;11-1、第一上竖杆;11-11、第一上三向接头;11-12、第一上滑块;11-13、第一上四向接头;11-2、第一下竖杆;11-21、第一下四向接头;11-22、第一下滑块;11-23、第一下三向接头;12、第二竖向折展机构;12-1、第二上竖杆;12-11、第二上三向接头;12-3、第二滑块;12-12、第二上四向接头;12-2、第二下竖杆;12-21、第二下四向接头;12-22、第二下三向接头;13、横向折展机构;13-1、第一斜杆机构;13-1a、第一主斜杆;13-1b、第一副斜杆;13-1c、第一斜向杆件;13-2、第二斜杆机构;13-2b、第二副斜杆;13-2a、第二主斜杆;13-3、第三斜杆机构;13-3b、第三副斜杆;13-3a、第三主斜杆;13-4、第四斜杆机构;13-4a、第四主斜杆;13-4b、第四副斜杆;13-5、同步接头;13-6、斜向接头;13-61、主斜接头;13-62、副斜接头;13-63、恒力弹簧;14、同步杆;14-1、同步杆件;14-2、普通单耳接头;15中间竖杆;15-1、中间杆件;16、边竖杆;17-1、锐角扭簧;17-2、钝角扭簧;17-3、扭簧;18、普通双耳接头;19-1、第一控制索;19-2、第二控制索;2、索网;3、金属丝网;11-11a、第一限位块;11-13a、第二限位块;11-21a、第三限位块;11-23a、第四限位块;12-11a、第五限位块;12-12a、第六限位块;12-21a、第七限位块;12-22a、第八限位块;13-61a、第九限位块。
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。
实施例一
参照图1,实现本发明的技术构思是:将天线分为竖向折展机构和横向折展机构,尤其在竖向采用三折杆机构,展开时横向采用多个斜杆交叉布置的形式,同时采用扭簧和缓释索控制的展开方式。环形桁架由两类三段折叠的竖向折展机构和由四类两段折叠斜杆组成的横向折展机构构成,两类竖向折展机构环向交错分布,相邻两竖向折展机构之间通过横向折展机构相互连接,形成整个天线的环形桁架。通过三段竖向折展机构沿环形径向的展开和两段折叠斜杆沿横向展开,实现整体天线的展开。本发明收纳比大,展开刚度大,对降低天线的收拢高度和提高形面精度有着显著的作用。
一种新型折叠网状环形可展开天线包括环形桁架1、索网2和金属丝网3,环形桁架1为索网2提供支撑,金属丝网3附着在索网2上面;环形桁架1由若干个如图2所示的单个桁架模块沿环向排列构成。环形桁架1收拢或展开以实现天线整体的收拢或展开;索网2挂接于环形桁架1上以形成所需的抛物面,金属丝网3用于天线的反射面。
参照图2,环形桁架1主要由多个第一竖向折展机构11、多个第二竖向折展机构12和多个横向折展机构13以及多个同步杆14组成。
第一竖向折展机构11和第二竖向折展机构12沿环向交错分布,两者之间通过横向折展机构13连接。第一竖向折展机构11、第二竖向折展机构12和横向折展机构13同时展开以实现天线桁架整体的展开。同步杆14连接相邻的横向折展机构13,使得天线环形展开具有同步性。其中第一竖向折展机构11如图3所示,是一个三折杆机构,主要由第一上竖杆11-1、中间竖杆15和第一下竖杆11-2组成,第一上竖杆11-1与中间竖杆15铰接,中间竖杆15与第一下竖杆11-2铰接,并且在铰接处安装有扭簧17-3,以驱动竖向展开,第二竖向折展机构12与之类似,第二上竖杆12-1与中间竖杆15通过销轴连接,中间竖杆15与第二下竖杆12-2通过销轴连接,并且在连接处安装有扭簧17-3,用于驱动机构展开,如图10所示。其中,展开态时,第一上竖杆11-1、中间竖杆15和第一下竖杆11-2由上到下依次布置;第二上竖杆12-1、中间竖杆15和第二下竖杆12-2由上到下依次布置;收拢态时在第一竖向折展机构11中第一上竖杆11-1、中间竖杆15和第一下竖杆11-2沿径向由内到外依次布置,第二竖向折展机构12中第二上竖杆12-1、中间竖杆15和第二下竖杆12-2沿径向由外向内依次布置。
本实施例中,横向折展机构13如图15所示,主要由第一斜杆机构13-1、第二斜杆机构13-2、第三斜杆机构13-3和第四斜杆机构13-4组成,斜杆机构是一个二折杆机构,斜杆机构靠中间斜向接头13-6连接主、副斜杆实现折叠,并且在斜向接头13-6处安装恒力弹簧13-63以驱动展开,如图17所示。斜向接头13-6包括主斜接头13-61、副斜接头13-62和恒力弹簧13-63。主斜接头13-61与第一主斜杆13-1a相连,副斜接头13-62与第一副斜杆13-1b相连接,主斜接头13-61和副斜接头13-62之间通过销轴和恒力弹簧13-63相连接。
参照图4,第一上竖杆11-1包括第一上三向接头11-11、第一上滑块11-12、第一上四向接头11-13和边竖杆16,第一上三向接头11-11左右两侧与第一主斜杆13-1a铰接并且在铰接处安装有锐角扭簧17-1,以驱动展开,下侧与边竖杆16相连,第一上滑块11-12在边竖杆16上滑动,两侧与同步杆14相铰接,第一上四向接头11-13两侧与第二副斜杆13-2b相铰接,上下两侧分别与边竖杆16和中间竖杆15相连接。其中,中间竖杆15如图6所示,由普通双耳接头18和中间杆件15-1组成。
如图10、图11所示,第二上竖杆12-1包括第二上三向接头12-11、第二滑块12-3、第二上四向接头12-12和边竖杆16,连接方式与第一上竖杆11-1类似。第二上三向接头12-11左右两侧分别与第三主斜杆13-3a相铰接且在铰接处安装有锐角扭簧17-1。第二滑块12-3在边竖杆16上滑动,两侧与同步杆14铰接。第二上四向接头12-12左右两侧分别与第四副斜杆13-4b相铰接,并在铰接处安装有钝角扭簧17-2。第二上三向接头12-11和第二上四向接头12-12之间通过边竖杆16相连接。
参照图7,第一下竖杆11-2包括第一下四向接头11-21、第一下滑块11-22、第一下三向接头11-23,第一下四向接头11-21左右两侧与第三副斜杆13-3b铰接并且在铰接处安装有钝角扭簧17-2,以驱动展开,上下两侧分别与边竖杆16和中间竖杆15相连接,第一下滑块11-22在边竖杆16上滑动,两侧与同步杆14相连,第一下三向接头11-23两侧与第四主斜杆13-4a铰接,上侧与边竖杆16相固连。
如图13所示,第二下竖杆12-2包括第二下四向接头12-21、第二滑块12-3和第二下三向接头12-22和边竖杆16。第二下四向接头12-21两侧分别与第一副斜杆13-1b相铰接且在铰接处安装有钝角扭簧17-2。第二滑块12-3在边竖杆16上滑动,两侧与同步杆14相铰接。第二下三向接头12-22两侧分别与第二主斜杆13-2a铰接,并在铰接处安装有锐角扭簧17-1。第二下四向接头12-21和第二下三向接头12-22之间通过边竖杆16相连接。的中间竖杆15的两端分别与第一上竖杆11-1和第一下竖杆11-2,或第二上竖杆12-1和第二下竖杆12-2通过销轴相连接。
参照图15,横向折展机构13在竖向折展机构之间斜向交错布置,其中第一斜杆机构13-1和第二斜杆机构13-2两端分别与第一上竖杆11-1和第二下竖杆12-2相连,组成一个四边形框架,第三斜杆机构13-3和第四斜杆机构13-4两端分别与第一下竖杆11-2和第二上竖杆12-1相连,组成一个四边形框架,四边形框架的折展实现天线桁架环向展开与收拢。
如图16所示,第一斜杆机构13-1包括第一主斜杆13-1a和第一副斜杆13-1b,主副斜杆之间通过斜向接头13-6相连接,另一端分别与相邻的两个竖向折展机构相连接。第一主斜杆13-1a由普通双耳接头18、同步接头13-5和第一斜向杆件13-1c组成,通过普通双耳接头18与第一上三向接头11-11相连接。第一副斜杆13-1b的端部设有普通双耳接头18,通过普通双耳接头18与第二下四向接头12-21相连接,第一主斜杆13-1a和第一副斜杆13-1b之间通过斜向接头13-6相连接。第二斜杆机构13-2、第三斜杆机构13-3及第四斜杆机构13-4组成及连接方式除斜向杆件长度尺寸外,与第一斜杆机构13-1类似。如图9所示,同步杆14包括同步杆件14-1和普通单耳接头14-2,两端分别与同步接头13-5通过销轴相连接,以保证主斜杆展开的同步性。
参照图4、图5、图7、图8、图11、图12、图13、图14、图17,第一上三向接头11-11、第一上四向接头11-13、第一下四向接头11-21、第一下三向接头11-23、第二上三向接头12-11、第二上四向接头12-12、第二下四向接头12-21、第二下三向接头12-22以及主斜接头13-61上分别设有第一限位块11-11a,第二限位块11-13a,第三限位块11-21a,第四限位块11-23a,第五限位块12-11a,第六限位块12-12a,第七限位块12-21a,第八限位块12-22a,第九限位块13-61a,以限制与其铰接接头的运动范围。
参照图18,第一控制索19-1从第一上三向接头11-11开始依次穿过第一下四向接头11-21、第三副斜杆13-3b、第二上四向接头12-12、第二下三向接头12-22、第四主斜杆13-4a和下一个第一竖向折展机构11的第一上三向接头11-11,并以此下去;第二控制索19-2从第一下三向接头11-23开始,依次穿过第一上四向接头11-13、第二副斜杆13-2b、第二下四向接头12-21、第二上三向接头12-11、第一主斜杆13-1a和下一个第一竖向折展机构11的第一下三向接头11-23,并以此下去;整个天线桁架通过锐角扭簧17-1、钝角扭簧17-2、扭簧17-3和恒力弹簧13-63提供驱动力,第一控制索19-1和第二控制索19-2进行缓释,实现展开。天线桁架整体收拢态如图19所示,展开中间态如图20所示,展开态如图21所示。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
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 (8)
1.一种新型折叠网状环形可展开天线,包括环形桁架(1)、索网(2)、金属丝网(3),其特征在于,
所述环形桁架(1)用于支撑索网(2),所述环形桁架(1)收拢或展开以实现天线整体的收拢或展开;
所述索网(2)挂接于环形桁架(1)上以形成所需的抛物面,所述金属丝网(3)附着于所述索网(2)上,所述金属丝网(3)用于天线的反射面;
所述的环形桁架(1)包括多个第一竖向折展机构(11)、多个第二竖向折展机构(12)、多个横向折展机构(13)和多个同步杆(14);
所述第一竖向折展机构(11)和所述第二竖向折展机构(12)沿环向交错分布,两者之间通过所述横向折展机构(13)连接;
所述第一竖向折展机构(11)、所述第二竖向折展机构(12)和横向折展机构(13)同时展开以实现天线桁架整体的展开;
所述同步杆(14)连接相邻的横向折展机构(13),使得天线环形展开具有同步性;
所述第一竖向折展机构(11)、所述第二竖向折展机构(12)均为三段折叠结构;
所述第一竖向折展机构(11)由第一上竖杆(11-1)、中间竖杆(15)、第一下竖杆(11-2)组成;
所述第二竖向折展机构(12)由第二上竖杆(12-1)、中间竖杆(15)、第二下竖杆(12-2)组成;
所述第一上竖杆(11-1)与所述中间竖杆(15)通过销轴连接,所述中间竖杆(15)与所述第一下竖杆(11-2)通过销轴连接,并且在连接处安装有扭簧(17-3),用于驱动机构展开;
所述第二上竖杆(12-1)与所述中间竖杆(15)通过销轴连接,所述中间竖杆(15)与所述第二下竖杆(12-2)通过销轴连接,并且在连接处安装有扭簧(17-3),用于驱动机构展开;
其中,展开态时,所述第一上竖杆(11-1)、中间竖杆(15)和所述第一下竖杆(11-2)由上到下依次布置;所述第二上竖杆(12-1)、中间竖杆(15)和所述第二下竖杆(12-2)由上到下依次布置;收拢态时在所述第一竖向折展机构(11)中所述第一上竖杆(11-1)、中间竖杆(15)和所述第一下竖杆(11-2)沿径向由内到外依次布置,所述第二竖向折展机构(12)中所述第二上竖杆(12-1)、中间竖杆(15)和所述第二下竖杆(12-2)沿径向由外向内依次布置。
2.根据权利要求1所述的新型折叠网状环形可展开天线,其特征在于,
所述第一上竖杆(11-1)包括第一上三向接头(11-11)、第一上滑块(11-12)、第一上四向接头(11-13)和边竖杆(16);
所述第一上三向接头(11-11)左右两侧分别与第一主斜杆(13-1a)相铰接且在铰接处安装有锐角扭簧(17-1);
所述第一上滑块(11-12)在所述边竖杆(16)上滑动,两侧分别与同步杆(14)相铰接;
所述第一上四向接头(11-13)左右两侧分别与第二副斜杆(13-2b)铰接,并在铰接处安装有钝角扭簧(17-2);
所述第一上三向接头(11-11)和所述第一上四向接头(11-13)之间通过所述边竖杆(16)相连接。
3.根据权利要求2所述的新型折叠网状环形可展开天线,其特征在于,
所述第一下竖杆(11-2)包括第一下四向接头(11-21)、第一下滑块(11-22)、第一下三向接头(11-23)和边竖杆(16);
所述第一下四向接头(11-21)左右两侧分别与第三副斜杆(13-3b)相铰接且在铰接处安装有钝角扭簧(17-2);
所述第一下滑块(11-22)在边竖杆(16)上滑动,两侧与同步杆(14)相铰接;
所述第一下三向接头(11-23)左右两侧分别与第四主斜杆(13-4a)铰接,并在连接处安装有锐角扭簧(17-1);
所述第一下四向接头(11-21)和所述第一下三向接头(11-23)之间通过边竖杆(16)相连接。
4.根据权利要求3所述的新型折叠网状环形可展开天线,其特征在于,
所述第二上竖杆(12-1)包括第二上三向接头(12-11)、第二滑块(12-3)、第二上四向接头(12-12)和边竖杆(16);
所述第二上三向接头(12-11)左右两侧分别与第三主斜杆(13-3a)相铰接且在铰接处安装有锐角扭簧(17-1);
所述第二滑块(12-3)在边竖杆(16)上滑动,两侧与同步杆(14)铰接;
所述第二上四向接头(12-12)左右两侧分别与第四副斜杆(13-4b)相铰接,并在铰接处安装有钝角扭簧(17-2);
所述第二上三向接头(12-11)和第二上四向接头(12-12)之间通过边竖杆(16)相连接。
5.根据权利要求4所述的新型折叠网状环形可展开天线,其特征在于,
所述第二下竖杆(12-2)包括第二下四向接头(12-21)、第二滑块(12-3)、第二下三向接头(12-22)和边竖杆(16);
所述第二下四向接头(12-21)两侧分别与第一副斜杆(13-1b)相铰接且在铰接处安装有钝角扭簧(17-2);
所述第二滑块(12-3)在边竖杆(16)上滑动,两侧与同步杆(14)相铰接;
所述第二下三向接头(12-22)两侧分别与第二主斜杆(13-2a)铰接,并在铰接处安装有锐角扭簧(17-1);
所述第二下四向接头(12-21)和第二下三向接头(12-22)之间通过边竖杆(16)相连接。
6.根据权利要求5所述的新型折叠网状环形可展开天线,其特征在于,
所述的横向折展机构(13)包括第一斜杆机构(13-1)、第二斜杆机构(13-2)、第三斜杆机构(13-3)和第四斜杆机构(13-4);
所述第一斜杆机构(13-1)和所述第二斜杆机构(13-2)分别与所述第一上竖杆(11-1)和所述第二下竖杆(12-2)相连接,组成一个四边形框架;
所述第三斜杆机构(13-3)和所述第四斜杆机构(13-4)分别与所述第一下竖杆(11-2)和所述第二上竖杆(12-1)相连接,组成一个四边形框架,通过四边形框架的折展完成天线环向的展开与收拢。
7.根据权利要求6所述的新型折叠网状环形可展开天线,其特征在于,
所述第一斜杆机构(13-1)包括所述第一主斜杆(13-1a)和所述第一副斜杆(13-1b);
所述第一主斜杆(13-1a)由普通双耳接头(18)、同步接头(13-5)和第一斜向杆件(13-1c)组成,通过普通双耳接头(18)与所述第一上三向接头(11-11)相连接;
所述第一副斜杆(13-1b)的端部设有普通双耳接头(18),通过普通双耳接头(18)与所述第二下四向接头(12-21)相连接,所述第一主斜杆(13-1a)和所述第一副斜杆(13-1b)之间通过斜向接头(13-6)相连接;
所述斜向接头(13-6)包括主斜接头(13-61)、副斜接头(13-62)和恒力弹簧(13-63);
所述主斜接头(13-61)与所述第一主斜杆(13-1a)相连,所述副斜接头(13-62)与所述第一副斜杆(13-1b)相连接,所述主斜接头(13-61)和所述副斜接头(13-62)之间通过销轴和所述恒力弹簧(13-63)相连接;
所述第二斜杆机构(13-2)、所述第三斜杆机构(13-3)和所述第四斜杆机构(13-4)的组成及对应的连接方式均与所述第一斜杆机构(13-1)相同。
8.根据权利要求7所述的新型折叠网状环形可展开天线,其特征在于,
所述的同步杆(14)包括同步杆件(14-1)和普通单耳接头(14-2),两端分别与所述同步接头(13-5)通过销轴相连接;
所述的中间竖杆(15)包括中间杆件(15-1)和普通双耳接头(18),两端分别与所述第一上竖杆(11-1)和所述第一下竖杆(11-2),或所述第二上竖杆(12-1)和第二下竖杆(12-2)通过销轴相连接;
所述的第一上三向接头(11-11)、第一上四向接头(11-13)、第一下四向接头(11-21)、第一下三向接头(11-23)、第二上三向接头(12-11)、第二上四向接头(12-12)、第二下四向接头(12-21)、第二下三向接头(12-22)和主斜接头(13-61)上分别设有第一限位块(11-11a)、第二限位块(11-13a)、第三限位块(11-21a)、第四限位块(11-23a)、第五限位块(12-11a)、第六限位块(12-12a)、第七限位块(12-21a)、第八限位块(12-22a)和第九限位块(13-61a),以限制与其铰接接头的运动范围;
所述环形桁架(1)的第一控制索(19-1)从所述第一上三向接头(11-11)依次穿过所述第一下四向接头(11-21)、所述第三副斜杆(13-3b)、所述第二上四向接头(12-12)、所述第二下三向接头(12-22)、所述第四主斜杆(13-4a)和下一个第一竖向折展机构(11)的第一上三向接头(11-11);第二控制索(19-2)从所述第一下三向接头(11-23)依次穿过所述第一上四向接头(11-13)、所述第二副斜杆(13-2b)、所述第二下四向接头(12-21)、所述第二上三向接头(12-11)、所述第一主斜杆(13-1a)和下一个第一竖向折展机构(11)的第一下三向接头(11-23);通过锐角扭簧(17-1)、钝角扭簧(17-2)和扭簧(17-3)以及恒力弹簧(13-63)提供驱动力,第一控制索(19-1)和第二控制索(19-2)进行缓释,以实现整个天线的展开。
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