CN113889738B - 一种平面折叠天线的压紧装置和压紧方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平面折叠天线的压紧装置和压紧方法，压紧装置包括：第一套管、第二套管、施力套管、压紧杆、弹性件、紧固件和固连于卫星平台的锁紧件。第一套管、第二套管、施力套管分别穿设并连接于第一天线板、第二天线板、第三天线板，三个套管之间依次接触连接。压紧杆穿设第一套管、第二套管和施力套管，且压紧杆的第一端与锁紧件可解锁连接，第二端与紧固件连接，用于压紧三个套管以压紧三个天线板。施力套管的内壁向内凸设有限位凸起，压紧杆上设有限位块。弹性件套设在压紧杆和施力套管之间，且被压缩于限位凸起和紧固件之间，用于锁紧件解除与压紧杆的锁定后驱动压紧杆右移至限位块被限位凸起限位，此时压紧杆脱离第一套管和第二套管。

Description

一种平面折叠天线的压紧装置和压紧方法

技术领域

本发明属于航天飞行器技术领域，尤其涉及一种平面折叠天线的压紧装置和压紧方法。

背景技术

国内外对卫星太阳电池翼压紧机构的研究和应用较多，与太阳翼相比，SAR平面天线具有载荷重、尺寸厚的特点。目前SAR平面天线的压紧按结构形式分，主要有穿孔式和非穿孔式两大类。非穿孔式如压紧锁，因其只能介于星体与天线之间，因此只适用于单层天线板的锁紧；而穿孔式可用于两块天线板的锁紧，如国外应用比较典型的有加拿大的RADARSAT卫星，采用压紧杆连接两块天线板。针对多层平板SAR天线发展的结构特点，其不足之处主要表现在：

a. 传统的锁紧方案在多块板展开时，压紧杆与天线板之间极易产生运动干涉，存在钩挂隐患，进而影响解锁的可靠性；

b. 对采用压缩弹簧实现解锁的装置而言，由于多层板带来天线厚度增大，压紧杆释放行程会出现明显增长，使得压紧机构的外包络容易超出运载整流罩的安全边界；

c. 星体上提供压紧装置的安装座高度会因天线板数量增加而加高，使得星体支撑较弱，天线压紧刚度降低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种平面折叠天线的压紧装置，用于相邻三个天线板的压紧，所述相邻三个天线板中距离卫星平台由近至远依次为第一天线板、第二天线板和第三天线板，所述压紧装置包括：第一套管、第二套管、施力套管、压紧杆、弹性件、紧固件和固连于所述卫星平台的锁紧件；

所述第一套管穿设并连接于所述第一天线板，所述第二套管穿设并连接于所述第二天线板，所述施力套管穿设并连接于所述第三天线板，所述第一套管的右端与所述第二套管的左端接触连接，所述施力套管的左端与所述第二套管的右端接触连接；

所述压紧杆穿设所述第一套管、所述第二套管和所述施力套管，且所述压紧杆的第一端与所述锁紧件可解锁连接，第二端与所述紧固件连接，所述锁紧件和所述紧固件配合所述压紧杆压紧所述第一套管、所述第二套管和所述施力套管，以压紧所述第一天线板、所述第二天线板和所述第三天线板；

所述施力套管的内壁向内凸设有限位凸起，所述压紧杆上设有限位块；所述弹性件套设于所述压紧杆且位于所述施力套管内，所述弹性件被压缩于所述环形凸起和所述紧固件之间，所述弹性件用于所述锁紧件解除与所述压紧杆的锁定后驱动所述压紧杆右移直至所述限位块被所述限位凸起限位，此时所述压紧杆脱离所述第一套管和所述第二套管。

在某一实施例中，所述第二套管内壁朝向所述施力套管设有限位面，所述限位块与所述限位面接触连接。

在某一实施例中，所述第一套管和所述第二套管之间通过球面接触连接。

在某一实施例中，还包括顶套和底套，所述顶套和所述底套均套设于所述压紧杆上，并设于所述施力套管内；

所述底套的左端与所述限位凸起的右端连接，所述底套的外壁上设有底套面；所述顶套的右端伸出所述施力套管并向外凸设有顶套板，所述顶套板的左表面抵于所述施力套管的右端，且所述紧固件位于所述顶套板的右侧与所述压紧杆连接；

所述弹性件套设于所述顶套和所述底套上，且设于所述底套面和所述顶套板之间。

在某一实施例中，所述紧固件为压紧螺母，所述压紧螺母与所述顶套板之间设有球形垫，所述球形垫的球面与所述顶套板接触连接。

在某一实施例中，所述施力套管的右端伸出所述第三天线板并向外凸设有施力板，所述施力板的左表面抵于所述第三天线板的右侧外壁面，所述顶套板的左表面抵于所述施力板的右表面。

在某一实施例中，通过螺钉连接所述施力板和所述第三天线板。

在某一实施例中，所述锁紧件为分离螺母，所述分离螺母的壳体固连于所述卫星平台，所述分离螺母与所述压紧杆可解锁连接，所述分离螺母的壳体右端与所述第一套管的左端接触连接。

在某一实施例中，所述第一套管和所述第二套管的外壁上均凸设安装板，用于与对应的所述第一天线板或所述第二天线板连接。

在某一实施例中，所述弹性件为弹簧。

本发明还提供了一种平面折叠天线的压紧方法，用于至少包含四个天线板的平面折叠天线压紧，最靠近卫星平台的三个所述天线板使用如上述任意一种平面折叠天线的压紧装置压紧，其余所述天线板采用压缩弹簧依次与相邻所述天线板压紧。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

（1）本发明提供的平面折叠天线的压紧装置，能够用于相邻三个天线板的压紧和释放，当锁紧件解除与压紧的锁定时，在弹性件的驱动下，压紧杆会脱离第一套管和第二套管，即解除卫星平台、第一天线板、第二天线板和第三天线板之间的锁定，压紧杆只与第三天线板有连接关系，因此此时再展开天线，压紧杆与天线板之间就不会干涉。因此本发明消除了由多块板展开可能带来的钩挂隐患，提高了解锁分离的可靠性。

（2）本发明提供的平面折叠天线的压紧装置和分布压紧方法，缩短了压紧杆的释放行程，解决因天线厚度增大带来的压紧机构包络过大的问题；

（3）本发明实现了多块板的分布锁紧，缩短压紧装置的压紧高度，各压紧点处结构更加紧凑，星体支撑刚性较好，天线的压紧刚度较高；

（4）本发明提供的平面折叠天线的压紧装置，限位块和限位面实现了压紧定位功能，限位块和限位凸起实现了释放限位功能，取消了传统的防逃帽设计，简化了结构组成。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的一种平面折叠天线的压紧装置压紧状态的结构示意图；

图2 为本发明施力套管和弹性处的放大示意图；

图3为本发明的一种平面折叠天线的压紧装置释放状态的结构示意图；

图4为本发明的一种平面折叠天线的压紧方法的布局示意图。

附图标记说明：

01：第一天线板；02：第二天线板；03：第三天线板；04：第四天线板；05：卫星平台；06：压紧装置；07：压缩弹簧；

1：分离螺母；2：压紧杆；3：第一套管；4：第二套管；5：施力套管；6：弹簧；7：底套；8：顶套；9：球形垫；10：压紧螺母。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

实施例1

参看图1至图3，本实施例提供一种平面折叠天线的压紧装置06，用于相邻三个天线板的压紧，相邻三个天线板中距离卫星平台05由近至远依次为第一天线板01、第二天线板02和第三天线板03。压紧装置06包括：第一套管3、第二套管2、施力套管5、压紧杆2、弹性件、紧固件和固连于卫星平台05的锁紧件。

第一套管3穿设并连接于第一天线板01，第二套管2穿设并连接于第二天线板02，施力套管5穿设并连接于第三天线板03，第一套管3的右端与第二套管2的左端接触连接，施力套管5的左端与第二套管2的右端接触连接。

压紧杆2穿设第一套管3、第二套管2和施力套管5，且压紧杆2的第一端与锁紧件可解锁连接，第二端与紧固件连接，锁紧件和紧固件配合压紧杆2压紧第一套管3、第二套管2和施力套管5，以压紧第一天线板01、第二天线板02和第三天线板03。

施力套管5的内壁向内凸设有限位凸起，压紧杆2上设有限位块；弹性件套设于压紧杆2且位于施力套管5内，弹性件被压缩于环形凸起和紧固件之间，弹性件用于锁紧件解除与压紧杆2的锁定后驱动压紧杆2右移直至限位块被限位凸起限位，此时压紧杆2脱离第一套管3和第二套管2。

本实施例提供的平面折叠天线的压紧装置06，能够用于相邻三个天线板的压紧和释放，当锁紧件解除与压紧的锁定时，在弹性件的驱动下，压紧杆2会脱离第一套管3和第二套管2，即解除卫星平台05、第一天线板01、第二天线板02和第三天线板03之间的锁定，压紧杆2只与第三天线板03有连接关系，因此此时再展开天线，压紧杆2与天线板之间就不会干涉，从而消除了由多块板展开可能带来的钩挂隐患，提高解锁分离的可靠性。

现对本实施例的结构进行说明。

锁紧件可以采用分离螺母1，分离螺母1安装在卫星平台05上，具体可以是分离螺母1的壳体与卫星平台05固定连接。分离螺母1与压紧杆2可解锁连接。分离螺母1的壳体右端与第一套管3的左端接触连接，具体，分离螺母1壳体和第一套管3可以通过平面接触。

第一套管3和第二套管2的外壁上均凸设安装板，用于与对应的第一天线板01或第二天线板02连接，在本实施例中可以采用螺钉连接，在其他实施例中可以采用其他连接方式，此处不做限制。具体地，第一天线板01可从第一套管3右侧套设，第一天线板01的左侧与第一套管3上安装板的右侧接触，两者通过螺钉连接；第二天线板02可从第二套管2的左侧套设，第二天线板02的右侧与第二套管2上安装板的左侧接触，两者螺钉连接。进一步的，第二套管2上的安装板可以设置在最右侧，即第二套管2的右端即为其安装板的右表面，如此方便与施力套管5左端的接触连接。第一套管3和第二套管2之间可以通过球面接触连接，第二套管2和施力套管5之间可以通过平面接触连接。

第二套管2内壁朝向施力套管5设有限位面，限位块与限位面接触连接，实现压紧定位功能。施力套管5的右端伸出第三天线板03并向外凸设施力板，施力板的左表面抵于第三天线板03的右侧外壁面。

在本实施例中，弹性件可以采用弹簧6。在弹簧6和施力套管5处可以设置顶套8和底套7，顶套8和底套7均套设于压紧杆2上，并设于施力套管5内。底套7的左端与限位凸起的右端可以通过球面连接，底套7的外壁上设置底套面。顶套8的右端伸出施力套管5并向外凸设有顶套板，顶套板的左表面抵于施力板的右表面。弹簧6套设于顶套8和底套7上，且被压缩于底套面和顶套板之间。

紧固件可以采用压紧螺母10，压紧螺母10与顶套板之间可以设置球形垫9，球形垫9的球面与顶套板接触连接。锁紧螺母将球形垫9和顶套板向左压紧在施力板的右表面。

在天线压紧状态下，弹簧6被压缩在底套面和顶套板之间，压紧杆2上的限位块左表面与第二天线板02内的右表面接触，在压紧杆2的连接作用下，将第一天线板01、第二天线板02和第三天线板03锁紧在卫星平台05上。当分离螺母1解锁后，压紧杆2在弹簧6的作用下弹出，向右移动直至压紧杆2上的限位块右表面与施力套管5内的限位凸起左表面接触，此时，压紧杆2第一端即左端已从初始位置移至第二套管2和施力套管5的分界面，所述第一天线板01、第二天线板02、第三天线板03能可靠分离释放。

其中，在其他实施例中，可以调整限位凸起左表面的位置，只要当限位块右表面和限位凸起左表面接触时，压紧杆2离开第二套管2即可，至于压紧杆2的第一端是在第二套管2和施力套管5的分界面还是位于施力套管5内，没有要求。只是当压紧杆2的第一端在第二套管2和施力套管5的分界面，压紧杆2的释放行程在本发明中最小，使得压紧装置06的外包络不容易超出运载整流罩的安全边界。

实施例2

参看图4，本实施例提供平面折叠天线的压紧方法，用于至少包含四个天线板的平面折叠天线的压紧，该压紧方法需采用实施例1中的平面折叠天线的压紧装置06和压缩弹簧07。

本方法将多层天线板分成内、外两部分依次进行锁紧。最靠近卫星平台05的三个所述天线板为内侧部分，其余天线板为外侧部分。内侧部分采用实施例1提供的平面折叠天线的压紧装置06压紧，外侧部分采用压缩弹簧07依次与相邻所述天线板压紧。

以天线具有四个天线板为例，在第三天线板03的右侧还设有第四天线板04。天线压紧状态下，所述第一天线板01、第二天线板02、第三天线板03通过平面折叠天线的压紧装置06压紧在卫星平台05上，第四天线板04通过压缩弹簧07压紧在所述第四天线板04上，采用压缩弹簧07实现第三天线板03和第四天线板04的分离释放。第四天线板04右侧还有第五天线板、第六天线板时，可通过压缩弹簧07将第五天线板压紧在第四天线板04上、第六天线板压紧在第五天线板上。

本发明提供的平面折叠天线的压紧装置06和平面折叠天线的压紧方法，将多层天线板分成内、外两部分进行锁紧，即内侧部分利用实施例1中的平面折叠天线的压紧装置06将多块天线板与卫星平台05连接，外侧部分采用压缩弹簧07完成单块天线板之间的连接，实现了多块板的分布锁紧，星体支撑刚性较好，天线的压紧刚度较高；消除由多块板展开可能带来的钩挂隐患，提高解锁分离的可靠性；压紧装置06兼有压紧定位和释放限位作用，取消了传统的防逃帽设计，简化了结构组成。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种平面折叠天线的压紧装置，用于相邻三个天线板的压紧，其特征在于，所述相邻三个天线板中距离卫星平台由近至远依次为第一天线板、第二天线板和第三天线板，所述压紧装置包括：第一套管、第二套管、施力套管、压紧杆、弹性件、紧固件和固连于所述卫星平台的锁紧件；

所述第一套管穿设并连接于所述第一天线板，所述第二套管穿设并连接于所述第二天线板，所述施力套管穿设并连接于所述第三天线板，所述第一套管的右端与所述第二套管的左端接触连接，所述施力套管的左端与所述第二套管的右端接触连接；

所述压紧杆穿设所述第一套管、所述第二套管和所述施力套管，且所述压紧杆的第一端与所述锁紧件可解锁连接，第二端与所述紧固件连接，所述锁紧件和所述紧固件配合所述压紧杆压紧所述第一套管、所述第二套管和所述施力套管，以压紧所述第一天线板、所述第二天线板和所述第三天线板；

所述施力套管的内壁向内凸设有限位凸起，所述压紧杆上设有限位块；所述弹性件套设于所述压紧杆且位于所述施力套管内，所述弹性件被压缩于所述限位凸起和所述紧固件之间，所述弹性件用于所述锁紧件解除与所述压紧杆的锁定后驱动所述压紧杆右移直至所述限位块被所述限位凸起限位，此时所述压紧杆脱离所述第一套管和所述第二套管；

所述压紧装置还包括顶套和底套，所述顶套和所述底套均套设于所述压紧杆上，并设于所述施力套管内；

所述底套的左端与所述限位凸起的右端连接，所述底套的外壁上设有底套面；所述顶套的右端伸出所述施力套管并向外凸设有顶套板，所述顶套板的左表面抵于所述施力套管的右端，且所述紧固件位于所述顶套板的右侧与所述压紧杆连接；

所述弹性件套设于所述顶套和所述底套上，且设于所述底套面和所述顶套板之间。

2.根据权利要求1所述的平面折叠天线的压紧装置，其特征在于，所述第二套管内壁朝向所述施力套管设有限位面，所述限位块与所述限位面接触连接。

3.根据权利要求1所述的平面折叠天线的压紧装置，其特征在于，所述第一套管和所述第二套管之间通过球面接触连接。

4.据权利要求1所述的平面折叠天线的压紧装置，其特征在于，所述紧固件为压紧螺母，所述压紧螺母与所述顶套板之间设有球形垫，所述球形垫的球面与所述顶套板接触连接。

5.据权利要求1所述的平面折叠天线的压紧装置，其特征在于，所述施力套管的右端伸出所述第三天线板并向外凸设有施力板，所述施力板的左表面抵于所述第三天线板的右侧外壁面，所述顶套板的左表面抵于所述施力板的右表面。

6.据权利要求5所述的平面折叠天线的压紧装置，其特征在于，通过螺钉连接所述施力板和所述第三天线板。

7.据权利要求1所述的平面折叠天线的压紧装置，其特征在于，所述锁紧件为分离螺母，所述分离螺母的壳体固连于所述卫星平台，所述分离螺母与所述压紧杆可解锁连接，所述分离螺母的壳体右端与所述第一套管的左端接触连接。

8.据权利要求1所述的平面折叠天线的压紧装置，其特征在于，所述第一套管和所述第二套管的外壁上均凸设安装板，用于与对应的所述第一天线板或所述第二天线板连接。

9.据权利要求1所述的平面折叠天线的压紧装置，其特征在于，所述弹性件为弹簧。

10.一种平面折叠天线的压紧方法，用于至少包含四个天线板的平面折叠天线压紧，其特征在于，最靠近卫星平台的三个所述天线板使用如权利要求1至9任意一种所述平面折叠天线的压紧装置压紧，其余所述天线板采用压缩弹簧依次与相邻所述天线板压紧。

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