CN114447559A

CN114447559A - 一种可重复展收机构、双折伞天线及控制方法

Info

Publication number: CN114447559A
Application number: CN202210025033.6A
Authority: CN
Inventors: 张树新; 于亦奇; 曹政; 罗康; 韩江枫; 段学超
Original assignee: Xidian University
Current assignee: Xidian University
Priority date: 2022-01-11
Filing date: 2022-01-11
Publication date: 2022-05-06
Anticipated expiration: 2042-01-11
Also published as: CN114447559B

Abstract

本发明属于星载天线技术领域，公开了一种可重复展收机构、双折伞天线及控制方法，包括挂锁环、中心环齿和旋转轴承台；挂锁环、中心环齿和旋转轴承台从上至下依次夹设在中心固面和中心底板之间，中心环齿外侧啮合有电机齿轮，电机齿轮与下部电机的电机轴连接；中心底板外侧固定有根肋固定板，根肋固定板上端安装有根肋转台、滑轮卡绳块、导线环和涡卷弹簧；挂锁环、导线环、滑轮卡绳块之间穿设有拉索，拉索另一端与根肋尖肋铰链连接。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。不需要繁琐的拉杆机构，减少了安装步骤，增加了可靠性，可运用于大口径伞状天线。

Description

一种可重复展收机构、双折伞天线及控制方法

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机构、双折伞天线及控制方法。

背景技术

目前，伞状可展开天线精度较高，刚度较强，且型面变形较小。一种可重复展收的双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。

目前对伞状天线的研究主要集中在单折以及多折的展开，对天线的收拢缺乏研究，克服伞天线的收拢问题可以降低成本，在非宇宙环境中可反复使用，并节省不工作时间的占用空间，而双折则进一步节省了收拢时的占用空间，且拥有更大的收纳比。

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，收纳比较小。

解决以上问题及缺陷的难度为：本发明提供的一种可重复展收的双折伞天线展开机构只需要两个电机作为动力源，同时驱动十八根双折辐射肋的展收，避免了多个动力源同时作用而导致的展收不同步。

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双折伞天线展开机构，采用双折结构提升收纳比，并可进行反复展开收拢，降低试验成本，进一步减少收拢态的占用空间。

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机构、双折伞天线及控制方法。

本发明是这样实现的，一种可重复展收机构包括：

挂锁环、中心环齿和旋转轴承台；

所述挂锁环、中心环齿和旋转轴承台从上至下依次夹设在中心固面和中心底板之间，所述中心环齿外侧啮合有电机齿轮，所述电机齿轮与下部电机的电机轴连接；

所述中心底板外侧固定有根肋固定板，根肋固定板上端安装有根肋转台、滑轮卡绳块、导线环和涡卷弹簧；

所述挂锁环、导线环、滑轮卡绳块之间穿设有拉索，所述拉索另一端与根肋尖肋铰链连接。

进一步，所述电机齿轮与根肋转台之间设置有转向滑轮，所述转向滑轮通过紧固螺母和转向滑轮轴安装在定滑轮偏置架上。

进一步，所述导线环位于根肋固定板上方，直径取拉索直径1.5到2倍；所述滑轮卡绳块设置于根肋转台一侧，直径取拉索直径1.5到2倍。

进一步，所述根肋尖肋铰链设置有尖肋铰链、根肋铰链和挂索柱构成，所述拉索的另一端固定于挂索柱上，穿过铰链导线环用以控制方向。

进一步，所述根肋尖肋铰链设有铰链导线环，所述铰链导线环位于根肋铰链下方，直径取拉索直径1.5到2倍。

进一步，所述所述尖肋铰链和根肋铰链之间设置有扭簧，所述扭簧的弹力要大于涡卷弹簧的弹力。

进一步，所述挂锁环内侧直径与中线环齿保持一致，外侧设有突环或者凹环，用于固定拉索的一端。

进一步，所述旋转轴承台分为内外两圈，都设置有螺纹孔，内圈与中心底板固连，外圈与中心齿环固连。

本发明的另一目的在于提供一种用于实施可重复展收机构的控制方法，所述可重复展收机构的控制方法包括;

辐射肋通过旋转铰链与展收机构相连接，拉索为松弛状态，在涡卷弹簧以及扭簧的作用下根肋以及尖肋为收拢状态；

电机驱动电机齿轮转动，电机齿轮与中心环齿啮合，中心环齿继而进行转动，导致挂锁环进行旋转，拉索受到挂锁环的拉扯，绕着转向滑轮进行拉伸，尖肋铰链受到拉索的拉扯，弹力较小的展收机构先进行展开，等到位后弹力较大的尖肋根肋铰链进行展开从而到达限位得到展开态。

本发明的另一目的在于提供一种可重复展收的双折伞天线，所述可重复展收的双折伞天线由尖肋、根肋、根肋尖肋铰链、展收机构和中心固面构成。

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：采用两个动力源进行驱动，保证了机构展收的同步性与精度，减少了机构复杂性。

本发明采用弹簧与拉索相结合的展收方式，可以实现重复展收，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）本发明不需要繁琐的拉杆机构，减少了安装步骤，增加了可靠性，可运用于大口径伞状天线。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。

图1是本发明实施例提供的可重复展收的双折伞天线的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的可重复展收的双折伞天线的整体半收拢示意图。

图3是本发明实施例提供的可重复展收的双折伞天线的整体收拢示意图。

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转向滑轮装置示意图。

图6是本发明实施例提供的中心齿环安装示意图。

图7是本发明实施例提供的拉索工作示意图。

图8是本发明实施例提供的根肋尖肋铰链导线环示意图。

图中：1、尖肋；2、根肋；3、根肋尖肋铰链；4、展收机构；5、中心固面；6、挂锁环；7、中心环齿；8、旋转轴承台；9、电机齿轮；10、紧固螺母；11、转向滑轮；12、转向滑轮轴；13、定滑轮偏置架；14、中心底板；15、电机轴；16、拉索；17、根肋转台；18、滑轮卡绳块；19、导线环；20、涡卷弹簧；21、根肋固定板；22、尖肋铰链；23、根肋铰链；24、挂索柱；25、铰链导线环。

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机构、双折伞天线及控制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1-图3所示，本发明实施例提供的一种可重复展收的双折伞天线由尖肋1、根肋2、根肋尖肋铰链3、展收机构4、中心固面5构成构成。

图1为天线的完全展开形式。此时根肋尖肋铰链3、展收机构4皆为展开状态，电机驱动电机轴15进行转动，导致电机齿轮9进行转动，中心环齿7与电机齿轮9相啮合进行运动，与中心环齿7固连的挂锁环6在旋转轴承台8的作用下进行同轴运动，拉索16的一段固定在挂锁环6上的导线环19上，另一端经过转向滑轮11、挂锁环6、根肋转台17、铰链导线环25固定于挂锁柱上24。随着挂锁环6的转动，拉索16进行持续收紧，使得天线的尖肋1以及根肋2完全展开。

图2为天线的半展开形式。此时电机反向运转，释放拉索16，由于根肋尖肋铰链3中的扭簧比起展收机构4中的涡卷弹簧20具有更大的弹性，因此扭簧会先释放弹性势能，使得尖肋1进行收回。当尖肋根肋铰链3中的限位触发时停止运动，天线达到半展开形式。

图3为天线的完全收拢形式。此时电机持续反向运转，释放拉索16，根肋尖肋铰链3在扭簧的弹性势能下进行收拢。当尖肋根肋铰链4中的限位触发时停止运动，天线达到完全收拢形式。完全收拢形式下只需要涡卷弹簧20与扭簧进行控制。

图4可看出展收机构4的安装形式，展收机构4通过紧定螺钉固定在中心底板14上，18个展收机构4圆周均布于中心底板14上，中心底板14为正18边形，更利于与展收机构4贴合。中心固面设置有加强筋，提升其上的固面的可靠度与精度，避免中心底板14因为展收机构4的影响而产生较大的形变以影响精度。

如图5所示，本发明实施例提供的11转向滑轮置于定滑轮偏置架13中，转向滑轮轴12穿过转向滑轮11，转向滑轮轴12两端设置有螺纹，通过紧固螺母10固定住转向滑轮11。定滑轮偏置架13设置要偏置于辐射肋中心部分，保证拉索16更好的受力，以免破坏辐射肋端部结构。定滑轮偏置架13通过紧定螺钉固定于上。

转向滑轮11高度要高于电机齿轮9，避免拉索16因松弛而陷入电机齿轮9以及中心环齿7而影响啮合精度与展收运动。

如图6所示，本发明实施例提供的中心轮毂部分包括：中心固面5、挂锁环6、中心环齿7、旋转轴承台8、中心底板14；中心固面5设置有加强筋，与中心底板14通过加强筋固连，以保证固面的精度以及稳定性，并进一步提升中心底板14的刚度，减少因辐射肋而导致的向下弯折程度。挂锁环6与中心环齿7用紧定螺丝固定，中心齿环7上开有螺纹孔，挂锁环6上开有通孔，旋转轴承台分为内外两圈，都设置有螺纹孔，内部与中心底板14固连，外部与中心齿环7固连。

图7为根肋部分展收原理示意图。拉索16的一段固定在挂锁环6上的导线环19上，另一端经过转向滑轮11、挂锁环6、根肋转台17。涡卷弹簧20在展开过程中释放弹性势能，电机缓慢运转，拉扯着拉索16缓慢延伸，使得根肋2缓缓展开，直至限位，可以有效避免快速收拢而形成的巨大冲击力，以免破坏天线结构。

展收机构4主要由根肋转台17；滑轮卡绳块18；导线环19；涡卷弹簧20；根肋固定板21构成，涡卷弹簧20提供动力源，其余部件为辅助展开部件。滑轮卡绳块18以及导线环19用来引导拉索16的运动，避免拉索16方向错误导致展开收拢效果不理想。

图8为尖肋部分展收示意图。根肋尖肋铰链3主要由尖肋铰链22、根肋铰链23、挂索柱24、铰链导线环25以及扭簧构成。拉索16的另一端固定于挂索柱24上，穿过铰链导线环25用以控制方向。拉索16运动使得尖肋1展开，扭簧存储弹性势能，拉索16反向运动使得尖肋1收拢，扭簧释放弹性势能。拉索16缓慢运动可以使得尖肋1缓慢收拢，可以有效避免快速收拢而形成的巨大冲击力，以免破坏天线结构。

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。不需要繁琐的拉杆机构，减少了安装步骤，增加了可靠性，可运用于大口径伞状天线。

因此，本发明解决了现有双折伞天线不可重复展收，展开具有较大冲击性，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

1.一种可重复展收机构，其特征在于，所述可重复展收机构包括：

挂锁环、中心环齿和旋转轴承台；

2.如权利要求1所述的可重复展收机构，其特征在于，所述电机齿轮与根肋转台之间设置有转向滑轮，所述转向滑轮通过紧固螺母和转向滑轮轴安装在定滑轮偏置架上。

3.如权利要求1所述的可重复展收机构，其特征在于，所述导线环位于根肋固定板上方，直径取拉索直径1.5到2倍；所述滑轮卡绳块设置于根肋转台一侧，直径取拉索直径1.5到2倍。

4.如权利要求1所述的可重复展收机构，其特征在于，所述根肋尖肋铰链设置有尖肋铰链、根肋铰链和挂索柱构成，所述拉索的另一端固定于挂索柱上，穿过铰链导线环用以控制运动方向。

5.如权利要求4所述的可重复展收机构，其特征在于，所述根肋尖肋铰链设有铰链导线环，所述铰链导线环位于根肋铰链下方，直径取拉索直径1.5到2倍。

6.如权利要求4所述的可重复展收机构，其特征在于，所述所述尖肋铰链和根肋铰链之间设置有扭簧，所述扭簧的弹力要大于涡卷弹簧的弹力。

7.如权利要求1所述的可重复展收机构，其特征在于，所述挂锁环内侧直径与中心齿环保持一致，外侧设有突环或者凹环，用于固定拉索的一端。

8.如权利要求1所述的可重复展收机构，其特征在于，所述旋转轴承台分为内外两圈，都设置有螺纹孔，内圈与中心底板固连，外圈与中心齿环固连。

9.一种如权利要求1~8任意一项所述的可重复展收机构的控制方法，其特征在于，所述可重复展收机构的控制方法包括;

辐射肋通过旋转铰链与展收机构相连接，拉索为不受力自然状态，在涡卷弹簧以及扭簧的作用下根肋以及尖肋为收拢状态；

10.一种安装有权利要求1~8任意一项所述的可重复展收机构的可重复展收的双折伞天线，其特征在于，所述可重复展收的双折伞天线由尖肋、根肋、根肋尖肋铰链、展收机构和中心固面构成。