CN114430100B - 星载天线展开控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种星载天线展开控制系统，至少包括机械功率输出系统、转动角测量部件、第一输出部件以及第二输出部件，以两个平面构件相对彼此转动的虚拟转动轴的延伸方向为第一方向，其中，机械功率输出系统具有第一支承面与第二支承面且其两端面分别通过第一输出部件连接至不同的平面构件上，以使得在启动机械功率输出系统的情况下，两个平面构件之间形成的夹角能够按照第一支承面与第二支承面之间的相对位置关系改变的方式增大或减小，转动角测量部件通过第二输出部件连接至不同的平面构件上且其与机械功率输出系统按照彼此分别位于平面构件在第一方向上的两侧且彼此能够进行信息交互的方式相连接。

Description

星载天线展开控制系统

技术领域

本发明涉及航天器天线展开机构技术领域，尤其涉及星载天线展开控制系统。

背景技术

随着大型空间飞行器的迅速发展，空间结构日趋庞大，但由于运载工具有效空间的限制，许多空间结构(如空间平台、大型可展天线、太阳帆、伸展臂等)不得不以折叠压缩状送入太空，进入预定轨道后再展开并组装为所设计的几何构形。描述天线性能可采用多个参数，如反射面口径、工作频率，增益、损耗等等，而影响天线结构形式最主要的参数是反射面口径和工作频率。这两个参数之间存在一定的矛盾，因为工作频率越高，对反射面表面精度的要求就越高，而直径越大的反射器，其反射面表面精度就越难提高。因此，对于既要有大的反射面口径，又要有高工作频率的天线，其结构往往十分复杂。另外，重量尽可能轻、收拢体积尽可能小始终是星载天线设计所追求的目标，天线重量和收拢体积同样是影响天线采用什么结构形式的两个主要参数。为适应各种不同卫星的需求，当前世界上已经或正在研究各种各样的星载天线，其分类方法也因此而各不相同。根据天线反射面结构形式的不同，可将星载可展开天线大致分为板状反射面天线、网状反射面天线以及薄膜型反射面天线三大类。

其中，板状反射面可展开天线主要是由大量刚性金属板或碳纤维增强塑料(CTFR)拼合而成，由于实体反射面板可通过精加工提高反射曲面精度，完全能够满足天线高精度的要求。因此，实体反射面天线的最大优点是精度高。但这种天线具有结构重量大，收缩比小的缺点。其中，薄膜型反射面天线主要是指充气式可展开天线，首先将能够反射电波的涂料涂在薄膜上，制成充气式结构，发射入轨后，经气体膨胀成型，然后再利用紫外线的照射使反射膜硬化成型。这种天线具有飞行硬件的成本低、收纳体积小、结构重量轻以及工作寿命比较长等显著优势。但是，此类天线也存在诸如其在各类星载展开天线中受到空间环境的影响最大等缺点。而且充气式展开天线对材料(特别是膜面材料)的要求极高，其反射面精度通常难以得到保证，目前这类天线还处于研究阶段。

对于种类繁多的星载天线，其展开驱动力或展开方式也各有不同，微电机驱动为主要的展开类型之一，采用微电机驱动的天线主要是利用微型电机驱动主动件或者通过传动使结构逐渐展开，这种驱动方式在设计中还必须考虑天线是整体展开还是逐级展开的。这类驱动形式主要特点是天线展开过程平稳，展开过程易于控制，展开精度高，对结构的冲击比较小。但由于在结构中增加了电机、电源等设备，使得结构比较复杂。现有技术中如公开号为CN1641926A的专利文献提出的一种自动展开机电式平面阵天线，当控制机构PLC模块CPU226接到天线展开指令后，向两个电机驱动器MDDA152A1A同时发出控制指令，这两个电机驱动器分别驱动两个俯仰机构上的伺服电机MDMA153A1A运转。伺服电机上的编码器将电机速度信号经电机驱动器反馈给PLC扩展模块EM235，经过EM235做A/D变换后变为数字量的两路速度信号发送至CPU226进行比较。以其中一路速度为基准，另一路速度与之相比较，并适当加减，以保持两路速度一致。当角度传感器指示天线上边块接近预定角度位置时，检测两路驱动电机转矩的变化，当转矩从40％突然增加到70％以上时，判定该路驱动机构到位，并锁止该路电机；当另外一路转矩也出现同样变化时，才能判定天线上阵面旋转到位。天线转动到位后，控制机构PLC模块CPU226发指令给插销电机驱动器，驱动定位销，插入天线下边块上的定位孔内；当驱动器反馈力矩大于规定值时，表示天线锁紧到位。

上述基于电机驱动的展开结构，若采用没有中间的机械传动环节的直接驱动的话，电机体积重量过大而不适于展开结构的轻质化要求，而若简单叠加普通减速器，则会导致展开机构的驱动精度降低。常规的电磁激励电机的环境防护要求高，结构设计复杂，可靠性差。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对目前采用的天线展开机构所存在的驱动精度低、可靠性差的问题，本申请提出了星载天线展开控制系统，用于装设至彼此相邻的两个平面构件之间以控制或调节经驱动组件连接的两个平面构件之间的相对转动。所述星载天线展开控制系统至少包括机械功率输出系统、转动角测量部件、第一输出部件以及第二输出部件。以两个平面构件相对彼此转动的虚拟转动轴的延伸方向为第一方向。其中，机械功率输出系统具有第一支承面与第二支承面且其两端面分别通过第一输出部件连接至不同的平面构件上，以使得在启动机械功率输出系统的情况下。两个平面构件之间形成的夹角能够按照第一支承面与第二支承面之间的相对位置关系改变的方式增大或减小。转动角测量部件通过第二输出部件连接至不同的平面构件上且其与机械功率输出系统按照彼此分别位于平面构件在第一方向上的两侧且彼此能够进行信息交互的方式相连接。

本申请中提及的第一支承面与第二支承面之间的相对位置关系，可以是指基于标定位置的相对位置关系，两个端面中之一发生旋转而偏离标定位置后相对于标定位置而形成的相对位置。在本申请中由于第一轴体自转即使得第二支承面相对第一支承面发生旋转，使得两者偏离标定位置。

在本申请中，本申请一方面采用了电机+动力调控设备+转动角测量部件+传动组件轴系的特殊结构设计，实现了更高精度驱动，以满足天线展开的高精度要求，另一方面提出了针对动力设备与转动角测量部件的新的布局方式，保障了以转动角测量部件所测得的角度变化数据来表征天线阵面的真实展开情况的可靠性。

根据一种优选实施方式，机械功率输出系统至少包括具有所述第二支承面的第一轴体。第一轴体位于虚拟转动轴的延伸方向上。以使得在通过外力作用而使得第一轴体自转的情况下，两个平面构件中之一能够按照朝向靠近另一平面构件的方向转动的方式与另一平面构件至少部分重叠。

根据一种优选实施方式，第一输出部件至少包括分别用于与不同平面构件相对应的第一传动组件和第二传动组件。机械功率输出系统的第一支承面连接在第二传动组件上且其第二支承面连接在第一传动组件上。所述第一支承面与所述第二支承面均为机械功率输出系统的同一端。

根据一种优选实施方式，所述机械功率输出系统还包括动力设备以及具有所述第一轴体与所述第一支承面的动力调控设备。动力设备的输出端连接在动力调控设备上。

根据一种优选实施方式，第一输出部件还包括第一翼面定位板和第二翼面定位板。第一翼面定位板和第二翼面定位板以各自的板体覆盖至少部分平面构件且均相对虚拟转动轴为偏心设置的方式分别设于不同平面构件上。

根据一种优选实施方式，第一传动组件具有沿垂直于虚拟转动轴的方向延伸的两端且其两端分别连接在第一翼面定位板和第一轴体上。使得第一翼面定位板与第一轴体分布于第一传动组件在平行于虚拟转动轴的方向上的两侧。

根据一种优选实施方式，第一翼面定位板上在靠近第一轴体的一端开设有至少一个缺口。所述缺口朝向背离第一传动组件的方向呈凹陷状且形成于该缺口内的板体与第一传动组件间无连接关系。

根据一种优选实施方式，第二输出部件至少包括分别与不同平面构件对应的第三传动组件和第四传动组件。第三传动组件的一端与第四传动组件的一端通过第二轴体彼此转动连接且第二轴体位于虚拟转动轴的延伸方向上以使其与机械功率输出系统的第一轴体同轴设置。

根据一种优选实施方式，转动角测量部件具有第一支承座以及一端从第一支承座中延伸出来的第三轴体。转动角测量部件按照第一支承座连接至第四传动组件上且其第三轴体连接至第二轴体的方式装配在第二输出部件上。第二轴体连接至第三传动组件上。以使得在第三传动组件相对第四传动组件转动的情况下，转动角测量部件的第三轴体能够按照其与第二轴体同轴设置的方式与第二轴体一起相对底座转动。

根据一种优选实施方式，第二输出部件还包括第三翼面定位板和第四翼面定位板。第三翼面定位板和第四翼面定位板以各自的板体覆盖至少部分平面构件且均相对虚拟转动轴为偏心设置的方式分别设于不同平面构件上。

附图说明

图1是本申请的一种优选的翼面定位板的简化整体结构示意图；

图2是本申请的另一种优选实施方式下的翼面定位板的简化整体结构示意图；

图3是本申请的星载天线展开控制系统的简化剖视结构示意图；

图4是本申请的星载天线展开控制系统的简化主视结构示意图。

附图标记列表

1：平面构件；2：机械功率输出系统；3：转动角测量部件；4：第一输出部件；5：第二输出部件；6：虚拟转动轴；7：第一支承面；8：第二支承面；9：第一轴体；10：第一传动组件；11：第二传动组件；12：动力设备；13：动力调控设备；14：第三翼面定位板；15：第四翼面定位板；16：缺口；17：第二轴体；18：第三传动组件；19：第四传动组件；20：动力调控设备波发生器；21：动力调控设备刚轮；22：动力调控设备柔轮；23：第三轴体；24：第一支承座；25：第二支承座；26：第一翼面定位板；27：第二翼面定位板；28：第一板面；29：第二板面；30：第三板面；31：定位构件；32：活动构件。

具体实施方式

下面结合附图对本申请进行详细说明。

实施例1

本申请提出了一种星载天线展开控制系统，用于装设至彼此相邻的两个平面构件1之间，以使得经驱动组件连接的两个平面构件1能够相对彼此转动。在实际使用时，通过该驱动组件连接的两个平面构件1能够实现可控的展开、收拢或调整。

如附图1～附图4所示，所述星载天线展开控制系统至少包括机械功率输出系统2、转动角测量部件3、第一输出部件4以及第二输出部件5。本申请主要是通过第一输出部件4与第二输出部件5，分别将机械功率输出系统2与转动角测量部件3装配至平面构件1的两边，机械功率输出系统2能够以相对普通电机更好的驱动精度来驱动平面构件1的展开，转动角测量部件3伴随着平面构件1的展开而测得其展开角度信息，转动到位后可断电锁死，对平面构件1进行稳定地锁定。以两个平面构件1相对彼此转动的虚拟转动轴6的延伸方向为第一方向。

如附图3和附图4所示，机械功率输出系统2包括动力设备12以及动力调控设备13。动力设备12的输出端连接在动力调控设备13上。动力设备12具有驱动精度高、断电自锁、驱动力矩大以及环境适应性好等特点。本申请采用的动力调控设备13为谐波动力调控设备或称谐波传动动力调控设备。谐波动力调控设备具有大减速比以及驱动精度高的特点。动力调控设备13主要包括动力调控设备波发生器20、动力调控设备刚轮21以及动力调控设备柔轮22。动力调控设备13靠动力调控设备波发生器20装配上柔性轴承使动力调控设备柔轮22产生可控弹性变形，并与动力调控设备刚轮21相啮合来传递运动和动力的齿轮传动。工作时，固定动力调控设备刚轮21，由动力设备12带动动力调控设备波发生器20转动，动力调控设备柔轮22作为从动轮，输出转动，带动负载运动。

动力调控设备13具有第二支承座25与第一轴体9。第一轴体9可以为动力调控设备柔轮22延伸所形成的轴体，也可以为与动力调控设备柔轮22连接的轴体。第一轴体9从第二支承座25中延伸出来，以将驱动力输出。第二支承座25的底部端面为机械功率输出系统2的第一支承面7。第一轴体9延伸出第二支承座25的一端的端面为机械功率输出系统2的第二支承面8。第一轴体9位于虚拟转动轴6的延伸方向上。

转动角测量部件3具有第一支承座24以及一端从第一支承座24中延伸出来的第三轴体23。本申请采用的转动角测量部件3可以是绝对式转动角测量部件3或称绝对值转动角测量部件3。绝对式转动角测量部件3具有角度信息标定精度高的特点。可选用测量精度优于18位的绝对式光电转动角测量部件3。转动角测量部件3主要包括安装在第一支承座24内的定子和转子、以及设于第一支承座24外部的电气接口。第三轴体23连接至定子铁芯。定子与转子同轴安装。被测量对象通过第三轴体23与转子联动。定子上分布有数字处理器、信号发射与接收电路和数模转换电路。被测对象转动时带动转子转动。定子向转子发射电场信号并接收返回的信号进行处理。转子上带有调制电场图案。不同转动位置的调制信息不同。定子上的信号处理电路根据返回的接收信号判定转角位置，并经过模数转换电路对外输出角度传感器的角度信号。角度信号通过电气接口可传输至机械功率输出系统2。

第一输出部件4与第二输出部件5分布于天线阵面在第一方向上的两侧，使得机械功率输出系统与转动角测量部件3也分布于其两侧。即转动角测量部件3测得的是未设置动力设备12的一侧的转动角度。目前，相关研究中通常将转动角测量部件3设置至电机上或电机内，通过测量电机的第一轴体9的转动情况，来确定天线阵面的展开情况，然而一方面，电机的输出端通常并非直接作用在天线阵面上，两者间的传动机构使得传动角度存在一定的偏差，导致电机第一轴体9的转动并不能直接等同于天线阵面的展开，另一方面，电机通常是从单侧来带动整个天线阵面的转动，靠近电机所在侧的局部天线阵面受到的驱动力更大，也就容易导致该部分天线阵面受压而发生形变，形变下的该局部天线阵面也无法真实反映整个天线阵面的展开情况。对此，在本申请中，本申请一方面采用了动力设备12+谐波动力调控设备+绝对式转动角测量部件3的特殊结构设计，实现了更高精度驱动，以满足天线展开的高精度要求，另一方面提出了针对动力设备12与绝对式转动角测量部件3的新的布局方式，最大程度地保障了以绝对式转动角测量部件3所测得的角度变化数据来表征天线阵面的真实展开情况的可靠性。

第一输出部件4包括第一翼面定位板26和第二翼面定位板27，第二输出部件5包括第三翼面定位板14和第四翼面定位板15。转接板用于直接连接在天线阵面上。天线阵面上预留有用于安装转接板的若干螺纹孔和/或若干销钉孔。转接板通过若干螺钉和/或若干销钉定位至天线阵面上，以提高其位置精度的稳定性。转接板可以是薄板状结构，或是适应于安装需要所设置的其他形状。

第一输出部件4包括第二传动组件11和第一传动组件10，第二输出部件5包括第四传动组件19和第三传动组件18。转接板上预留有若干螺纹孔和/或若干销钉孔。传动组件通过若干螺钉和/或若干销钉定位至与之对应的转接板上。传动组件可以是具有一定厚度的条形板状结构，或是适应于安装需要所设置的其他形状。

第一传动组件10通过第一翼面定位板26定位至第一平面构件。第二传动组件11通过第二翼面定位板27定位至第二平面构件。第三传动组件18通过第三翼面定位板14定位至第一平面构件。第四传动组件19通过第四翼面定位板15定位至第二平面构件。

第一翼面定位板26和第二翼面定位板27以各自的板体覆盖至少部分平面构件1且均相对虚拟转动轴6为偏心设置的方式分别设于不同平面构件1上。第三翼面定位板14和第四翼面定位板15以各自的板体覆盖至少部分平面构件1且均相对虚拟转动轴6为偏心设置的方式分别设于不同平面构件1上。

偏心设置指的是转接板或板体重心均偏离虚拟转动轴6。

第一传动组件10与第二传动组件11的一端转动连接，两者间的转动方向与天线展开方向一致。第三传动组件18与第四传动组件19的一端转动连接，两者间的转动方向与天线展开方向一致。第一传动组件10与第二传动组件11之间均可是通过设置转轴的方式转动连接的。转轴可以是指第三轴体23、第一轴体9或第二轴体17。

第一传动组件10具有沿垂直于虚拟转动轴6的方向延伸的两端。第一翼面定位板26与第一轴体9分布于第一传动组件10在平行于虚拟转动轴6的方向上的两侧。第一传动组件10的两端分别连接在第一翼面定位板26和第一轴体9上。

第一翼面定位板26上在靠近第一轴体9的一端开设有至少一个缺口16。所述缺口16朝向背离第一传动组件10的方向呈凹陷状。形成于该缺口16内的板体与第一传动组件10间无连接关系。该缺口16与虚拟转动轴6的延伸方向有局部交集。

第三传动组件18在其沿垂直于虚拟转动轴6的方向延伸的一端与第四传动组件19在其沿垂直于虚拟转动轴6的方向延伸的一端通过第二轴体17彼此转动连接。第二轴体17位于虚拟转动轴6的延伸方向上以使其与机械功率输出系统的第一轴体9同轴设置。

第一传动组件10的一端与第二传动组件11的一端沿第一方向并列设置，并且第一传动组件10的一端相对于第二传动组件11的一端更靠近平面构件1。第三传动组件18的一端与第四传动组件19的一端沿第一方向并列设置，并且第三传动组件18的一端相对于第四传动组件19的一端更靠近平面构件1。

第一输出部件4用于安装机械功率输出系统2。机械功率输出系统2的第一支承面7与第二支承面8分别通过第一输出部件4连接至不同的平面构件1上。启动机械功率输出系统2，第一轴体9转动，第二支承面8相对第一支承面7形成的相对位置关系改变，两个平面构件1之间形成的夹角增大或减小，驱使其展开或收拢。

机械功率输出系统2的第一支承面7连接在第二传动组件11上。机械功率输出系统2的第二支承面8连接在第一传动组件10上。所述第一支承面7与所述第二支承面8均为机械功率输出系统2在动力设备12与动力调控设备13的并列方向上的同一端。

第二输出部件5用于安装转动角测量部件3。转动角测量部件3通过第二输出部件5连接至不同的平面构件1上。转动角测量部件3与机械功率输出系统2分别位于平面构件1在第一方向上的两侧。转动角测量部件3与机械功率输出系统2彼此能够进行信息交互。转动角测量部件3与机械功率输出系统2可以是通过无线或有线的方式连接。本申请中提及的第一支承面7与第二支承面8之间的相对位置关系，可以是指基于标定位置的相对位置关系，两个端面中之一发生旋转而偏离标定位置后相对于标定位置而形成的相对位置，在本申请中由于第一轴体9自转即使得第二支承面8相对第一支承面7发生旋转，使得两者偏离标定位置。

转动角测量部件3的第一支承座24相对固定在第四传动组件19上。转动角测量部件3的第三轴体23以其与第二轴体17同轴的方式固定连接至第二轴体17的一端。转动角测量部件3的第三轴体23也可以是通过转接件与第二轴体17连接。第二轴体17的一端固定连接在第三传动组件18上，其另一端活动连接在第四传动组件19上。驱使第三传动组件18相对第四传动组件19转动时，第三轴体23与第二轴体17一起相对底座转动。

优选地，平面构件1的展开过程包括：将机械功率输出系统2以及转动角测量部件3通电；动力设备12驱动两个平面构件1相对转动，同时配合转动角测量部件3测量转动的角度信息；当平面构件1被驱动至展开到位的角度位置，动力设备12断电；通过转动角测量部件3确认角度信息，若角度信息在预设误差范围内，完全断电，对平面构件1进行稳定锁定；若角度信息超出预设误差范围，启动动力设备12进行调整，直至转动角测量部件3确认角度信息在预设误差范围内。

实施例2

本实施例可以是对前述实施例的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。

在本申请中，平面构件1的顶部端面指的是面阵上与第一方向相垂直的任一端面，平面构件1的顶部端面的长度方向为第二方向。平面构件1的对接侧面指的是面阵上与第二方向垂直的且位于靠近另一平面构件1所在侧的一端面，该端面具有平行于第一方向的长度延伸方向。

现有技术中，如公开号为CN112009725A的专利文献提出了一种记忆合金空间太阳翼展开装置，以及现有技术中公开号为CN112736403A的专利文献所提出的一种可展开双层混合式空间平面天线，此类平面型平面构件1的展开均从虚拟转动轴6来驱动平面构件1的展开，虽然此类平面型平面构件1展开后具有完整的平面构件1，然而平面型平面构件1的延伸长度较大，驱动组件往往需要提供更大的驱动力才能驱使平面构件1的展开。尤其对于平面构件1的初始展开驱动力，初始展开驱动力指的是处于彼此重叠状态下的平面构件1开始展开时所需要的驱动力大小，上述现有技术所提出的驱动方式下，初始展开驱动力较大，驱动组件需要从零增大至较大的初始展开驱动力，即平面构件1的初始展开加速度较大，将进一步导致驱动组件对其所连接的平面构件1所施加的压力作用，使平面构件1受力发生局部形变，影响展开结构尺寸精度。

对此，为增强动力设备12的驱动能力，在本申请中，第一翼面定位板26包括第一板面28，第一板面28自平面构件1的对接侧面所在侧以远离该对接侧面的方式沿第二方向延伸。与之对应地，第一传动组件10自靠近平面构件1的对接侧面所在侧的位置朝向远离该对接侧面的方向延伸至与第一板面28的端部相对应的位置。

在该设置下，本申请通过第一传动组件10与第一板面28将动力设备12的驱动作用传导至更远离虚拟转动轴6的平面构件1上，相当于延长了动力臂，能够更加容易驱动平面构件1的展开。同时，在本申请所提出的驱动方式下所要求的初始展开驱动力较小，即平面构件1的初始展开加速度相对较小，避免驱动组件对其所连接的平面构件1施加过大的压力作用，保护平面构件1的结构尺寸精度。

为进一步强化动力设备12的驱动能力，在本申请中，第一板面28与第一传动组件10间在第二方向并非完全连接。具体地，第一翼面定位板26的第一板面28上靠近虚拟转动轴6的一端开设有缺口16，使得第一板面28与第一传动组件10之间在靠近虚拟转动轴6的一侧形成有间隙，从而第一传动组件10不会通过该间隙所在位置处来传递动力设备12的驱动作用力。

在该设置下，本申请通过设置缺口16将动力设备12的驱动作用更加集中地传导至更远离虚拟转动轴6的平面构件1上，在延长动力臂的同时，还将驱动作用集中在更有利于平稳实现驱动目的的位置上，以此强化了动力设备12的驱动能力。

卫星天线的展开过程中结构形态连续变化，是典型的多自由度多模态系统，具有复杂的时变特性。且卫星天线展开后具有尺寸大，刚度弱，固有频率低且密集等特点，姿调控时非常容易发生耦合振动，降低天线的展开型面精度和天线工作寿命，因此需要有效的振动控制机构加以控制。目前对控制卫星天线振动的研究主要思路有结构设计优化和外置阻尼器控制两大类。设计优化方法是通过建立天线结构的动力学模型，获取其模态性能参数，发现天线容易与星体发生共振的部件，通过优化天线结构方案，避免星体和天线的模态共振。这一类方法国内外都已经开展了卓有成效的研究，取得了显著的效果，但无法从根本上解决天线展开过程中因天线形态时变导致的结构优化和控制策略难于准确制定的难题，无法保证整个展开过程中当受外界干扰力作用时的平稳性。

现有技术中，如公开号为CN111129689A的专利文献提出了一种大型自展开卫星天线的减振构件，以解决现有展开天线机构展开过程中以及展开后调姿过程中因振动而导致的型面精度误差，包含多指瓣摩擦阻尼器与自复位弹支摩擦阻尼器，弹性驱动铰链以及卫星结构杆件，多指瓣摩擦阻尼器控制卫星展开天线的横向振动，包含有多指瓣杆，通过可调节压环压紧在结构杆件上，自复位弹支摩擦阻尼器控制轴向振动，包含有金属橡胶，导向杆，SMA牵引线以及外套筒。弹性驱动铰链通过涡簧提供展开动力，通过齿轮控制展开速率及同步性。然而此类减振构件的结构复杂程度非常高，即使是用于两展开面也需要设置多节多指瓣摩擦阻尼器来实现减振目的，增大了展开装置的整体重量以及结构体积，反而导致振动程度的增大，与其减振目的相悖。尤其是针对通常将驱动组件与平面构件1相连接的展开结构，此类展开结构的振动将直接传递至驱动组件，振动会直接地伤害到电机的轴承，加快电机轴承的磨损，使得其正常寿命大大缩减，影响驱动精度。

对此，为减小平面构件1发生振动时对驱动组件的影响，本申请设置有具有缺口16的第一板面28，第一板面28与第一传动组件10之间的连接区域的减小，降低了振动向动力设备12的传递程度，有利于保护动力设备12。

此外，本申请所提出的第一传动组件10与第二传动组件11之间的转动连接并非完全精准，动力设备12通过第二传动组件11对第一传动组件10施加的转动驱动具有第一初始角。具体地，例如如图2所示，第一传动组件10中设有插销式结构，其用于连接固定至第一轴体9，使第一传动组件10与第一轴体9的转动同步，其中，第一轴体9上开设的用于连接插销式结构的凹槽内设置有吸能垫。插销式结构与第一轴体9的凹槽内壁之间隔设有该吸能垫，吸能垫能够通过变形来吸收能量并在能量消除后自恢复至原状。此外，本申请将两个平面构件1之间的转动连接转换为第一传动组件10与第二传动组件11之间的转动连接，因此当平面构件1分别发生振动时，将通过第一传动组件10与第二传动组件11之间的连接处进行振动的传递，吸能垫能够较好地吸收振动势能，在两个平面构件1上均可极大地减小两者间振动的传递。振动能量的消除，保护了动力设备12的尺寸精度。

优选地，可提前在动力设备12内预设该第一初始角，使其每次驱动均需扣除第一初始角的影响，以确保电机驱动的精确度。

优选地，吸能垫由柔性可控的材料制得，通过转换吸能垫的柔性程度，一方面可减小其柔性程度来确保动力设备12进行转动驱动时的驱动精确，另一方面可在检测到天线振动时增大其柔性程度来吸收振动势能。吸能垫可以是热致相变复合材料、磁致相变复合材料或电信号致相变材料等。由于天线振动通常是从其自由端产生而向其另一端传递，因此可通过在平面构件1的自由端设置传感器的方式检测振动。

进一步优选地，第一翼面定位板26还包括第二板面29。第二板面29自平面构件1的对接侧面所在侧以远离该对接侧面的方式沿第二方向延伸。第一板面28与第二板面29沿第一方向彼此并列地连续设置。第二板面29具有相比于第一板面28更短的在第二方向上的延伸长度。第一板面28的超出第二板面29的一端形成第一台阶，第二板面29的远离第一板面28的一端形成第二台阶。

在平面构件1的对接侧面所在平面上，由于缺口16的设置使第一翼面定位板26的第一板面28所对应的对接面面积较小，在平面构件1展开后，两个平面构件1之间的对接面积较小，不利于保持展开后的稳定。对此，在本申请中，通过设置第一翼面定位板26的第二板面29，使第一翼面定位板26在平面构件1的对接侧面所在平面上的对接面面积增大，增强展开后的结构稳定性。同时，第二板面29与第一板面28之间形成了第一台阶，第一板面28相对第二板面29延伸至更远，由此在增加第二板面29的同时，可减小其对动力设备12所施加的驱动作用的影响。

进一步优选地，第一翼面定位板26还包括第三板面30。第二板面29自平面构件1的对接侧面所在侧以远离该对接侧面的方式沿第二方向延伸。第一板面28、第二板面29与第三板面30沿第一方向彼此并列地连续设置。第三板面30具有相比于第二板面29更短的在第二方向上的延伸长度，并使得第三板面30超出第二板面29的一端形成第三台阶。

在平面构件1的对接侧面所在侧上，第一板面28、第二板面29与第三板面30的侧面共面。以此在平面构件1展开后，两个平面构件1上各自对应的第一翼面定位板26与第二翼面定位板27能够形成抵接关系。

在平面构件1的对接侧面所在平面上，通过设置第一翼面定位板26的第三板面30，进一步增大了第一翼面定位板26在平面构件1的对接侧面所在平面上的对接面面积，增强了展开后的结构稳定性。

同时由于第三板面30的设置，使第一翼面定位板26在第一方向上的延伸长度增大，部分通过第一板面28向平面构件1传递的驱动作用力，将经过第二板面29传递至第三板面30，第三板面30相对地更靠近虚拟转动轴6的中间位置，由此该部分驱动作用力能够更好地稳定驱动平面构件1的展开。区别于传统的规整方形连接结构，第一翼面定位板26的分区域设置降低了整体板体面积及结构重量，平面构件1相应地具有更大的有效面积。

在航天器发射阶段，平面构件1呈折叠状态，以降低结构体积，此时两个平面构件1上的第一翼面定位板26与第二翼面定位板27也呈折叠姿态。在本申请中，为避免影响面阵工作性能，第一翼面定位板26与第二翼面定位板27的部分板体超出平面构件1，在平面构件1折叠时，两面阵间间隔有一定的距离，该距离基于转接板的厚度可确定。由于转接板的上述分区域结构特征，转接板相重叠时的接触面积相对较小，不利于维持平面构件1在折叠时的结构稳定。

如附图2所示，对此，优选地，本申请中第一翼面定位板26至少包括定位构件31和活动构件32，在平面构件1呈折叠状态时通过改变定位构件31与活动构件32间的相对位置关系可使定位构件31与活动构件32共同形成呈四边形结构的第一翼面定位板26。在平面构件1呈折叠状态时，各辅助转接区域可具有在第二方向上的相同延伸长度。在平面构件1呈展开状态时通过改变定位构件31与活动构件32间的相对位置关系可使定位构件31与活动构件32共同形成呈阶梯形结构的第一翼面定位板26，形成多级台阶。在平面构件1呈展开状态时，各辅助转接区域可具有在第二方向上的不同延伸长度。

在该设置下，本申请的第一翼面定位板26的形状可随平面构件1的工作阶段的不同而进行相应的转变，尤其是在折叠状态下，此时第一翼面定位板26呈四边形结构，转接板间的重叠面积有效增大，能够增强平面构件1在折叠状态下的结构稳定性。尤其是在转换为展开状态时，此时第一翼面定位板26结构体积缩小，释放更多的有效面面阵积，同时转换后的阶梯型结构如上所述有利于增强平面构件1在展开状态下的结构稳定。

为实现第一翼面定位板26的结构转变，定位构件31中开设有用于容纳活动构件32的且具有开放性开口的腔体，活动构件32的至少部分板体可通过该开放性开口置于所述腔体内，减小或增大活动构件32位于腔体内的板体体积，可实现第一翼面定位板26的结构转变。具体地，定位构件31为具有一拐角的弯折形板体，该拐角可以为直角。活动构件32为四边形板体。在定位构件31的拐角内侧开设有该开放性开口。活动构件32的至少部分板体可滑动地贯穿该开放性开口而位于定位构件31的腔体内。活动构件32可沿着与第一方向或与第二方向呈锐角的方向朝向定位构件31的腔体内侧移动，以增大两板体间的重合面积。活动构件32的一拐角用于形成所述第二台阶。

优选地，活动构件32与定位构件31之间可设置有热电偶。通过对热电偶进行加热或降温可使其进行膨胀或收缩，进而调控活动构件32在定位构件31内的相对移动。

优选地，定位构件31的腔体在垂直于其平面构件1的方向上也具有开放性开口，由此可将活动构件32的上端面设置为与定位构件31的上端面相共面。进一步增强折叠时平面构件1的结构稳定。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (9)

1.星载天线展开控制系统，用于装设至彼此相邻的两个平面构件(1)之间以控制或调节经驱动组件连接的两个平面构件(1)之间的相对转动，

其特征在于，所述星载天线展开控制系统至少包括机械功率输出系统(2)、转动角测量部件(3)、具有连接至第一翼面定位板(26)的第一传动组件(10)和连接至第二翼面定位板(27)的第二传动组件(11)的第一输出部件(4)以及具有连接至第三翼面定位板(14)的第三传动组件(18)和连接至第四翼面定位板(15)的第四传动组件(19)的第二输出部件(5)，以两个平面构件(1)相对彼此转动的虚拟转动轴(6)的延伸方向为第一方向，其中，

机械功率输出系统(2)具有第一支承面(7)与第二支承面(8)且其两端面分别通过第一输出部件(4)以第一翼面定位板(26)和第二翼面定位板(27)各自覆盖至少部分平面构件(1)且均相对虚拟转动轴(6)为偏心设置的方式连接至不同的平面构件(1)上，以使得在启动机械功率输出系统(2)的情况下，两个平面构件(1)之间形成的夹角能够按照第一支承面(7)与第二支承面(8)之间的相对位置关系改变的方式增大或减小，

转动角测量部件(3)通过第二输出部件(5)以第三翼面定位板(14)和第四翼面定位板(15)各自覆盖至少部分平面构件(1)且均相对虚拟转动轴(6)为偏心设置的方式连接至不同的平面构件(1)上且其与机械功率输出系统(2)按照彼此分别位于平面构件(1)在第一方向上的两侧且彼此能够进行信息交互的方式相连接。

2.根据权利要求1所述的星载天线展开控制系统，其特征在于，机械功率输出系统(2)至少包括具有所述第二支承面(8)的第一轴体(9)，第一轴体(9)位于虚拟转动轴(6)的延伸方向上，以使得在通过外力作用而使得第一轴体(9)自转的情况下，两个平面构件(1)中之一能够按照朝向靠近另一平面构件(1)的方向转动的方式与另一平面构件(1)至少部分重叠。

3.根据权利要求2所述的星载天线展开控制系统，其特征在于，第一输出部件(4)至少包括分别用于与不同平面构件(1)相对应的第一传动组件(10)和第二传动组件(11)，机械功率输出系统(2)的第一支承面(7)连接在第二传动组件(11)上且其第二支承面(8)连接在第一传动组件(10)上，所述第一支承面(7)与所述第二支承面(8)均为机械功率输出系统(2)的同一端。

4.根据权利要求3所述的星载天线展开控制系统，其特征在于，所述机械功率输出系统(2)还包括动力设备(12)以及具有所述第一轴体(9)与所述第一支承面(7)的动力调控设备(13)，动力设备(12)的输出端连接在动力调控设备(13)上。

5.根据权利要求4所述的星载天线展开控制系统，其特征在于，第一输出部件(4)还包括第一翼面定位板(26)和第二翼面定位板(27)，第一翼面定位板(26)和第二翼面定位板(27)以各自的板体覆盖至少部分平面构件(1)且均相对虚拟转动轴(6)为偏心设置的方式分别设于不同平面构件(1)上。

6.根据权利要求5所述的星载天线展开控制系统，其特征在于，第一传动组件(10)具有沿垂直于虚拟转动轴(6)的方向延伸的两端且其两端分别连接在第一翼面定位板(26)和第一轴体(9)上，使得第一翼面定位板(26)与第一轴体(9)分布于第一传动组件(10)在平行于虚拟转动轴(6)的方向上的两侧。

7.根据权利要求6所述的星载天线展开控制系统，其特征在于，第一翼面定位板(26)上在靠近第一轴体(9)的一端开设有至少一个缺口(16)，所述缺口(16)朝向背离第一传动组件(10)的方向呈凹陷状且形成于该缺口(16)内的板体与第一传动组件(10)间无连接关系。

8.根据权利要求7所述的星载天线展开控制系统，其特征在于，第二输出部件(5)至少包括分别与不同平面构件(1)对应的第三传动组件(18)和第四传动组件(19)，第三传动组件(18)的一端与第四传动组件(19)的一端通过第二轴体(17)彼此转动连接且第二轴体(17)位于虚拟转动轴(6)的延伸方向上以使其与动力设备(12)组件的第一轴体(9)同轴设置。

9.根据权利要求8所述的星载天线展开控制系统，其特征在于，转动角测量部件(3)具有第一支承座(24)以及一端从第一支承座(24)中延伸出来的第三轴体(23)，转动角测量部件(3)按照第一支承座(24)连接至第四传动组件(19)上且其第三轴体(23)连接至第二轴体(17)的方式装配在第二输出部件(5)上，第二轴体(17)连接至第三传动组件(18)上，以使得在第三传动组件(18)相对第四传动组件(19)转动的情况下，转动角测量部件(3)的第三轴体(23)能够按照其与第二轴体(17)同轴设置的方式与第二轴体(17)一起相对底座转动。