CN114744391B - 一种用于微小卫星sar天线展开的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于微小卫星SAR天线展开的装置，包括：连杆机构、滑动机构和锁紧机构，连杆机构连接在卫星本体和天线之间；连杆机构在滑动机构的作用下折叠或展开，并与天线同步折叠或展开；当连杆机构从折叠状态逐渐展开至最大位置时，滑动机构与锁紧机构相连并自锁。该装置不仅在展开后保证自身具有很好的刚度，而且能够很好的保证SAR天线对平面度等指标的要求。同时在卫星在轨时的机动过程中也能够保证SAR天线的技术指标要求。因此，本发明提供的装置，不仅满足了SAR天线的展开要求，而且可以极大的降低卫星发射成本，为卫星的推广应用提供了技术保障。
Description
技术领域
本发明涉及SAR天线技术领域，尤其涉及一种用于微小卫星SAR天线展开的装置。
背景技术
SAR(Synthetic Aperture Radar)，即合成孔径雷达，是一种主动式的对地观测系统，可全天时、全天候对地实施观测、并具有一定的地表穿透能力。SAR系统在灾害监测、环境监测、海洋监测、资源勘查、农作物估产、测绘和军事等方面的应用上具有独特的优势，可发挥其他遥感手段难以发挥的作用，因此越来越受到世界各国的重视。SAR天线是一个微带平面阵，同时由于SAR天线质量大、展开后尺寸也大，故SAR天线是一种典型的大型可展开天线。由于受到SAR天线高分辨率精度的限制，SAR天线展开后对其平面度等指标要求较为严格，这就对SAR天线的展开机构的设计提出了较高要求。
目前应用较为广泛的SAR天线的展开机构是背部桁架式结构，同时使用涡卷弹簧与该桁架式结构进行配合以达到天线展开。
但是，由于需要通过增加桁架式结构的质量，来保证桁架式结构具有较好的刚度，从而保证SAR天线平面度等指标的要求，所以桁架式结构的展开机构不利于卫星发射成本的降低，限制了卫星的应用。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了如下技术方案。
本发明提供了一种用于微小卫星SAR天线展开的装置，包括：连杆机构、滑动机构和锁紧机构，所述连杆机构连接在卫星本体和天线之间；所述连杆机构在所述滑动机构的作用下折叠或展开，并与天线同步折叠或展开；
当所述连杆机构从折叠状态逐渐展开至最大位置时，所述滑动机构与所述锁紧机构相连并自锁。
优选地，所述天线包括折叠连接的中间天线和旁侧天线，所述中间天线安装在卫星本体的上方，所述旁侧天线包括折叠连接的第一天线和第二天线，所述滑动机构包括多个滑块，所述连杆机构包括第一主连杆、第二主连杆、第一辅连杆和第二辅连杆；
所述第一主连杆的一端与卫星本体铰接，另一端通过第一滑块与所述第一天线滑动连接；
所述第二主连杆的一端通过第二滑块与所述第一主连杆滑动连接，另一端与所述第二天线铰接；
所述第一辅连杆的一端与所述第一主连杆滑动连接，另一端通过第三滑块与所述第二天线滑动连接；
所述第二辅连杆的两端分别通过第四滑块和第五滑块与所述第二天线和所述第二主连杆滑动连接。
优选地，所述连杆机构还包括第三主连杆，所述第三主连杆的一端通过第六滑块与所述第二辅连杆连接，另一端与所述第一主连杆铰接。
优选地，当所述连杆机构展开至最大位置时，所述第三主连杆与所述第一主连杆互锁。
优选地，所述锁紧机构设置在所述第一天线、第二天线和第二辅连杆上，分别与对应的第一滑块、第三滑块、第四滑块和第五滑块自锁。
优选地，所述装置在所述旁侧天线的两侧对称设置。
优选地，位于所述旁侧天线两侧的所述装置之间通过多个支撑杆连接。
优选地，所述支撑杆位于所述第二天线侧。
优选地，所述装置连接在所述旁侧天线的侧壁上。
优选地，所述旁侧天线设置在卫星本体两侧。
本发明的有益效果是：本发明提供的装置，通过设置在卫星本体和天线之间设置连杆机构，并通过设置滑动机构和锁金机构，使得连杆机构能够在滑动机构的作用下进行折叠或展开，而且当连杆机构从折叠状态逐渐展开至最大位置时，使得滑动机构与锁紧机构相连并自锁。该装置不仅在展开后保证自身具有很好的刚度，而且能够很好的保证SAR天线对平面度等指标的要求。同时在卫星在轨时的机动过程中也能够保证SAR天线的技术指标要求。因此，本发明提供的装置，不仅满足了SAR天线的展开要求，而且可以极大的降低卫星发射成本，为卫星的推广应用提供了技术保障。
附图说明
图1为本发明所述用于微小卫星SAR天线展开的装置的展开至最大位置时的结构示意图；
图2为图1中A部分的局部放大结构示意图；
图3为本发明所述装置应用于微小卫星SAR天线折叠状态的结构示意图；
图4为本发明所述装置应用于微小卫星SAR天线展开状态的结构示意图；
图5为本发明所述用于微小卫星SAR天线展开的装置从折叠状态展开至最大位置过程中的结构示意图；
图中，各符号的含义如下：
1、中间天线；2、第一天线；3、第二天线；4、卫星本体；5、第一主连杆；6、第二主连杆；7、第一辅连杆；8、第二辅连杆；9、第一滑块；10、第二滑块；11、第三滑块；12、第四滑块；13、第五滑块；14、第三主连杆；15、第六滑块；16、支撑杆；17、锁紧机构。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
如图1-5所示，本发明实施例提供了一种用于微小卫星SAR天线展开的装置，包括：连杆机构、滑动机构和锁紧机构，所述连杆机构连接在卫星本体和天线之间；所述连杆机构在所述滑动机构的作用下折叠或展开，并与天线同步折叠或展开；
当所述连杆机构从折叠状态逐渐展开至最大位置时，所述滑动机构与所述锁紧机构相连并自锁。
其中，连杆机构可以设置多个连接杆，各连接杆之间可以通过铰链或滑动机构等连接，在外力作用下，一个连接杆的运动会导致其他所有连接杆按顺序依次运动，从而使得整个连杆机构可以按照设定的路线运动，实现整个连杆机构的折叠或展开运动。该外力作用可以是天线运动时带来的，也可以是其他的外界输入。当外力施加在连杆机构上使得连杆机构发生折叠或展开运动时，可以通过连接在天线和连杆机构之间的滑动机构带动天线运动，使得天线发生折叠或展开运动；反之，当外力施加在天线上使得天线发生折叠或展开运动时，也可以通过连接在天线和连杆机构之间的滑动机构带动连杆机构运动，使得连杆机构发生折叠或展开运动，从而保证连杆机构和天线同步发生折叠或展开运动。当天线折叠至最小位置(即无法继续折叠)时，连杆机构也折叠至最小位置，或者当连杆机构折叠至最小位置(即无法继续折叠)时，天线也折叠至最小位置；当天线展开至最大位置(即无法继续展开)时，连杆机构也展开至最大位置，或者当连杆机构展开至最大位置(即无法继续展开)时，天线也展开至最大位置。天线和连杆机构互相跟随并同步进行展开或折叠运动。
滑动机构可以包括滑块，且滑块可以在天线或连接杆上滑动。在本发明实施例中，可以将滑块设置在一个连接杆上并可以在该连接杆上滑动，同时将滑块连接在另一个连接杆的端头，使得其中连接有滑块的连接杆端头可以在设置有滑块的连接杆上滑动，形成该两个连接杆之间的滑动连接；还可以将滑块设置在天线上并保证滑块可以在天线上滑动，同时将滑块连接在连接杆的端头，使得连接有滑块的连接杆端头可以在设置有滑块的天线上滑动，形成天线和连接杆之间的滑动连接。由于连接杆之间或者连接杆与天线之间可以在滑动机构的作用下进行滑动连接，因此，在外力的作用下，连接杆端头会沿着其他连接杆或天线发生运动，进而带动整个连杆机构发生折叠或展开运动。
锁紧机构可以固定设置在连接杆或天线上，连杆机构在展开过程中，连接杆端头连接的滑块会逐渐靠近相对应的锁紧机构，当滑块与锁紧机构相连时，滑块与锁紧机构之间发生自锁，使得连接杆的端头固定，连接杆不再滑动，到达展开的最大位置处。而且通过滑块与锁紧机构之间的自锁，也避免滑块反向滑动，进而使得连杆机构和天线位置固定，在没有外力作用下不再发生位置变化。
本发明实施例中，所述天线包括折叠连接的中间天线1和旁侧天线，所述中间天线1安装在卫星本体4的上方，所述旁侧天线包括折叠连接的第一天线2和第二天线3。折叠连接的两个天线之间可以设置有涡旋弹簧，各天线可以在涡旋弹簧的作用下触发天线发生折叠或展开的运动。位于卫星本体上方的中间天线两侧可以分别连接旁侧天线，每个旁侧天线都可以包括第一天线和第二天线。其中，旁侧天线与中间天线之间通过涡旋弹簧折叠连接，第一天线和第二天线之间通过涡旋弹簧折叠连接。当第一天线和第二天线处于折叠的最小位置时，均位于中间天线的垂直线上，当第一天线和第二天线处于展开的最大位置时，均位于中间天线的水平延长线上。
本发明实施例中，所述滑动机构可以包括多个滑块，所述连杆机构可以包括第一主连杆5、第二主连杆6、第一辅连杆7和第二辅连杆8；
所述第一主连杆5的一端与卫星本体4铰接，另一端通过第一滑块9与所述第一天线2滑动连接；
所述第二主连杆6的一端通过第二滑块10与所述第一主连杆5滑动连接，另一端与所述第二天线3铰接；
所述第一辅连杆7的一端与所述第一主连杆5滑动连接，另一端通过第三滑块11与所述第二天线3滑动连接；
所述第二辅连杆8的两端分别通过第四滑块12和第五滑块13与所述第二天线3和所述第二主连杆6滑动连接。
其中，第一辅连杆的一端与第一主连杆之间可以通过设置滑块进行滑动连接，为了能够适应连杆机构在不同方向的展开需求，在滑块上还可以设置转动机构，使得第一辅连杆的一端可以相对第一主连杆发生转动。
通过采用上述结构，可以保证连杆机构在展开后具有良好的刚度，保证满足天线的平面度指标要求。而且，采用上述结构，可以保证连杆机构能够顺滑的展开或折叠运动，不会发生卡顿等现象。
上述结构中，各连接杆的尺寸可以根据第一天线和第二天线的尺寸进行适应性修改，以满足不同型号天线的展开需求。
本发明实施例中，所述连杆机构还包括第三主连杆14，所述第三主连杆14的一端通过第六滑块15与所述第二辅连杆8连接，另一端与所述第一主连杆5铰接。
通过设置第三主连杆及其连接关系，既可以保证连杆机构的良好的刚度，也可以保证连杆机构能够顺滑的运动。
当所述连杆机构展开至最大位置时，所述第三主连杆14与所述第一主连杆5互锁。
通过在第三主连杆和第一主连杆上设置互锁结构，使得互锁后连杆机构能够处于稳定的状态和位置，保证天线展开时的指标要求。
本发明实施例中，所述锁紧机构设置在所述第一天线2、第二天线3和第二辅连杆8上，分别与对应的第一滑块9、第三滑块11、第四滑块12和第五滑块13自锁。
采用上述结构，使得设置在天线上和第二辅连杆上的各滑块与对应的锁紧机构自锁，不会发生位置移动，进而使得连接在对应滑块上的连接杆不会发生位置移动。
本发明实施例中采用的锁紧机构和互锁结构可以为现有的锁结构，结构可以包括两端，一端位置固定，另一端可以移动，当移动端向着固定端的方向移动时，会越锁越紧。该锁结构在调试阶段可以利用与锁对应的钥匙结构先解锁再收拢。当卫星上天后，天线展开后无需收拢，从而保证锁紧后结构的稳定性及可靠性。
本发明实施例中，所述装置在所述旁侧天线的两侧对称设置。
采用上述结构可以更好地满足天线展开时对平面度等指标的要求。
进一步地，位于所述旁侧天线两侧的所述装置之间通过多个支撑杆16连接。
通过支撑杆连接位于两侧的装置，可以使得整体结构更加稳定。其中，支撑杆的两端可以分别连接在连杆机构上，具体的，可以连接在连接杆上。
进一步地，所述支撑杆16位于所述第二天线3侧。
为了保证天线的折叠空间，即使得支撑杆不影响第一天线和第二天线的折叠，本发明实施例中，将支撑杆设置在第二天线一侧。第一天线折叠过程中，其上表面向第二天线的上表面侧靠近折叠；第二天线折叠过程中，其下表面向卫星本体靠近折叠，从而保证第一天线和第二天线都有足够的空间进行折叠。支撑杆具体的设置在第二天线的下表面侧，随着连杆机构和天线的折叠发生位置移动，不影响第二天线的折叠空间。
本发明实施例中，所述装置连接在所述旁侧天线的侧壁上。
所述旁侧天线设置在卫星本体4两侧。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种用于微小卫星SAR天线展开的装置，其特征在于，包括：连杆机构、滑动机构和锁紧机构，所述连杆机构连接在卫星本体和天线之间；所述连杆机构在所述滑动机构的作用下折叠或展开，并与天线同步折叠或展开；
当所述连杆机构从折叠状态逐渐展开至最大位置时，所述滑动机构与所述锁紧机构相连并自锁；
所述天线包括折叠连接的中间天线和旁侧天线，所述中间天线安装在卫星本体的上方，所述旁侧天线包括折叠连接的第一天线和第二天线，所述滑动机构包括多个滑块，所述连杆机构包括第一主连杆、第二主连杆、第一辅连杆和第二辅连杆；
所述第一主连杆的一端与卫星本体铰接，另一端通过第一滑块与所述第一天线滑动连接；
所述第二主连杆的一端通过第二滑块与所述第一主连杆滑动连接，另一端与所述第二天线铰接；
所述第一辅连杆的一端与所述第一主连杆滑动连接，另一端通过第三滑块与所述第二天线滑动连接；
所述第二辅连杆的两端分别通过第四滑块和第五滑块与所述第二天线和所述第二主连杆滑动连接。
2.如权利要求1所述的用于微小卫星SAR天线展开的装置，其特征在于，所述连杆机构还包括第三主连杆，所述第三主连杆的一端通过第六滑块与所述第二辅连杆连接，另一端与所述第一主连杆铰接。
3.如权利要求2所述的用于微小卫星SAR天线展开的装置，其特征在于，当所述连杆机构展开至最大位置时，所述第三主连杆与所述第一主连杆互锁。
4.如权利要求2所述的用于微小卫星SAR天线展开的装置，其特征在于，所述锁紧机构设置在所述第一天线、第二天线和第二辅连杆上，分别与对应的第一滑块、第三滑块、第四滑块和第五滑块自锁。
5.如权利要求1所述的用于微小卫星SAR天线展开的装置，其特征在于，所述装置在所述旁侧天线的两侧对称设置。
6.如权利要求5所述的用于微小卫星SAR天线展开的装置，其特征在于，位于所述旁侧天线两侧的所述装置之间通过多个支撑杆连接。
7.如权利要求6所述的用于微小卫星SAR天线展开的装置，其特征在于，所述支撑杆位于所述第二天线侧。
8.如权利要求5所述的用于微小卫星SAR天线展开的装置，其特征在于，所述装置连接在所述旁侧天线的侧壁上。
9.如权利要求1所述的用于微小卫星SAR天线展开的装置，其特征在于，所述旁侧天线设置在卫星本体两侧。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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