CN215816350U - 一种卫星抛物面天线的折叠展开机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种卫星抛物面天线的折叠展开机构，包括支撑驱动单元和多个机械臂；支撑驱动单元包括中心杆以及套设在中心杆上的滑动盘；机械臂均包括N个顺次连接的剪叉展开单元，剪叉展开单元包括交叉设置的两根弯曲或弯折的连杆；通过在中心杆上移动滑动盘，带动剪叉展开单元展开或收拢。本实用新型的所有机械臂完全展开后所在的曲面为抛物面，通过在轨展开该折叠展开机构使得抛物面天线具有较大的反射面面积，满足卫星通信对载荷天线高增益的要求；该折叠展开机构通过高效折叠满足卫星整体的体积与重量限制，降低星载大口径天线的运载发射包络占用率，为卫星轻量化设计和减小运载负荷提供支撑。
Description
技术领域
本实用新型属于航天器结构技术领域，具体涉及一种卫星抛物面天线的折叠展开机构。
背景技术
目前，星载抛物面天线已广泛应用于卫星通信，为了使天线具有较高的增益，通常会增大天线反射面的面积，从而有效提高转发器的发射EIRP值和接收G/T值，降低终端收发功率等指标要求。但是由于受到运载或卫星载荷舱的限制，现在天线多采用可折展设计，在发射过程中天线呈收拢状态，入轨后再在太空中展开。
按照反射面的结构形式分类，可折展天线包括充气式抛物面天线和薄膜抛物面天线等，其中充气式抛物面天线质量轻，但在太空中充气困难，型面精度低；薄膜抛物面天线的反射面采用柔性材料，通过支撑肋驱动展开，具有良好的综合性能。因此有必要设计了一种适用于反射面为柔性材料的抛物面天线折叠展开机构。
实用新型内容
本实用新型旨在解决现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种卫星抛物面天线的折叠展开机构。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种卫星抛物面天线的折叠展开机构，包括包括支撑驱动单元、以及与支撑驱动单元连接的多个机械臂，多个机械臂以支撑驱动单元为中心周向间隔分布；支撑驱动单元包括中心杆、以及套设在中心杆上并可在中心杆上轴向移动的滑动盘；机械臂均包括N个顺次连接的剪叉展开单元，其中N为正整数，剪叉展开单元包括交叉设置且通过第一转动关节转动连接的两根连杆，连杆为弯曲或弯折的连杆，相邻两个剪叉展开单元的连杆之间通过第二转动关节转动连接；与支撑驱动单元连接的为一级剪叉展开单元，所有机械臂的一级剪叉展开单元中的第一连杆的一端与滑动盘转动连接，所有机械臂的一级剪叉展开单元中的第二连杆的一端与中心杆转动连接；通过在中心杆上移动滑动盘，带动所有一级剪叉展开单元展开或收拢，从而带动后续的二级......N级剪叉展开单元展开或收拢，在完全展开状态下，每个机械臂均呈弯曲状态。
上述技术方案中，完全展开时，每个机械臂均呈弯曲状态，所有机械臂完全展开后所在的曲面为抛物面，通过在轨展开该折叠展开机构使得抛物面天线具有较大的反射面面积，满足低轨卫星通信对载荷天线高增益的要求；该折叠展开机构通过高效折叠满足低轨卫星整体的体积与重量限制，降低星载大口径天线的运载发射包络占用率，为卫星轻量化设计和减小运载负荷提供支撑。
在本实用新型的一种优选实施方式中，每根连杆均为弯折结构的连杆，连杆的弯折处位于与第一转动关节的连接处。
在本实用新型的一种优选实施方式中，每根连杆均朝靠近中心杆的内侧弯折。
在本实用新型的一种优选实施方式中，机械臂的数量为六个。
在本实用新型的一种优选实施方式中，每个机械臂包括三级剪叉展开单元。
在本实用新型的另一种优选实施方式中，中心杆上同轴固接有固定盘，所有机械臂的一级剪叉展开单元中的第二连杆均与固定盘转动连接。
上述技术方案中，通过设置固定盘，便于一级剪叉展开单元中的第二连杆与中心杆转动连接，而且展开该折叠展开机构时，固定盘作为滑动盘终止位置的限位件。
在本实用新型的另一种优选实施方式中，支撑驱动单元还包括分别固定在中心杆两端的两个支撑块。
上述技术方案中，通过设置两个支撑块便于该折叠展开机构在卫星上的安装，而且支撑块还可对滑动盘在中心杆上移动的位置进行限位，防止因意外导致滑动盘移动至中心杆外。
在本实用新型的另一种优选实施方式中，支撑驱动单元还包括周向间隔分布在中心杆外周的若干根支撑杆，支撑杆的两端分别与两个支撑块固接。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是实施例的折叠展开机构处于完全展开状态的结构示意图。
图2是实施例的折叠展开机构处于部分展开状态的结构示意图。
图3是实施例中的机械臂处于部分展开状态的结构示意图。
图4是实施例中的机械臂处于完全展开状态的结构示意图。
说明书附图中的附图标记包括：支撑驱动单元10、中心杆11、滑动盘12、固定盘13、支撑块14、支撑杆15、机械臂20、一级剪叉展开单元211、二级剪叉展开单元212、三级剪叉展开单元213、第一连杆21a、第二连杆21b、第一转动关节21c、第二转动关节22。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。
本实用新型提供了一种卫星抛物面天线的折叠展开机构(简称折叠展开机构)，如图1和图2所示，在本实用新型的一种优选实施方式中，其包括支撑驱动单元10、以及与支撑驱动单元10连接的多个机械臂20，多个机械臂20以支撑驱动单元10为中心周向间隔分布。图1和图2中所示为设置六个机械臂20，六个机械臂20的结构完全相同，六个机械臂20以支撑驱动单元10为中心周向均匀分布，根据实际情况，机械臂20的数量可适当增减。
如图2和图3所示，支撑驱动单元10包括中心杆11、以及套设在中心杆11上并可在中心杆11上轴向移动的滑动盘12。
如图3和图4所示，机械臂20包括N个顺次连接的剪叉展开单元，其中N为正整数，图3和图4所示为设置三个剪叉展开单元21，从支撑驱动单元10由内向外依次为一级剪叉展开单元211、二级剪叉展开单元212和三级剪叉展开单元213，根据实际情况，机械臂20的剪叉展开单元的数量可适当增减。剪叉展开单元21包括交叉设置且通过第一转动关节21c转动连接的两根连杆，连杆为弯曲或弯折的连杆，相邻两个剪叉展开单元的连杆之间通过第二转动关节22转动连接。
具体地，所有机械臂20的一级剪叉展开单元211中的第一连杆21a的一端与滑动盘12转动连接，所有机械臂20的一级剪叉展开单元211中的第二连杆21b的一端与中心杆11转动连接。一级剪叉展开单元211中的第一连杆21a的另一端与二级剪叉展开单元212中的第二连杆21b的一端通过第二转动关节22转动连接，一级剪叉展开单元211中的第二连杆21b的另一端与二级剪叉展开单元212中的第一连杆21a的一端通过第二转动关节22转动连接。二级剪叉展开单元212中的第一连杆21a的另一端与三级剪叉展开单元213中的第二连杆21b的一端通过第二转动关节22转动连接，二级剪叉展开单元212中的第二连杆21b的另一端与三级剪叉展开单元213中的第一连杆21a的一端通过第二转动关节22转动连接。
本实用新型通过在中心杆11上移动滑动盘12，改变所有一级剪叉展开单元211的第一连杆21a与第二连杆21b之间夹角的大小，实现所有一级剪叉展开单元211展开或收拢，从而带动后续的二级......N级剪叉展开单元展开或收拢，以此实现该折叠展开机构的展开或收拢。
如图1所示，在完全展开状态下，每个机械臂20均呈弯曲状态，六个机械臂20完全展开后所在的曲面为抛物面，类似于伞面。
如图3所示，在本实施方式中，每根连杆均为弯折结构的连杆，连杆的弯折处位于与第一转动关节21c的连接处，每根连杆均朝靠近中心杆11的内侧弯折。
如图3和图4所示，在另一优选的实施方式中，中心杆11上同轴固接有固定盘13，滑动盘12位于固定盘13的上方，所有机械臂20的一级剪叉展开单元211中的第二连杆21b均与固定盘13转动连接。
需要展开该折叠展开机构时，滑动盘12向下移动，剪叉展开单元的第一连杆21a与第二连杆21b之间的夹角逐渐变小，该折叠展开机构逐渐展开，直至滑动盘12无法继续向下移动而与固定盘13抵触为止，此时该折叠展开机构处于完全展开状态。需要收拢天线时，滑动盘12向上移动，剪叉展开单元的第一连杆21a与第二连杆21b之间的夹角逐渐变大，该折叠展开机构逐渐收拢，直至滑动盘12无法继续向上移动为止，此时该折叠展开机构处于收拢状态。
如图3所示，在另一优选的实施方式中，支撑驱动单元10还包括分别固定在中心杆11两端的两个支撑块14、以及周向间隔分布在中心杆11外周的若干根支撑杆15，支撑杆15的两端分别与两个支撑块14固接。
在本说明书的描述中，参考术语“优选的实施方式”、“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实用新型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一定指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。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种卫星抛物面天线的折叠展开机构，其特征在于，包括支撑驱动单元、以及与支撑驱动单元连接的多个机械臂，多个机械臂以支撑驱动单元为中心周向间隔分布；
所述支撑驱动单元包括中心杆、以及套设在中心杆上并可在中心杆上轴向移动的滑动盘；
所述机械臂均包括N个顺次连接的剪叉展开单元，其中N为正整数，所述剪叉展开单元包括交叉设置且通过第一转动关节转动连接的两根连杆，连杆为弯曲或弯折的连杆，相邻两个剪叉展开单元的连杆之间通过第二转动关节转动连接；
与支撑驱动单元连接的为一级剪叉展开单元，所有机械臂的一级剪叉展开单元中的第一连杆的一端与所述滑动盘转动连接，所有机械臂的一级剪叉展开单元中的第二连杆的一端与所述中心杆转动连接；
通过在所述中心杆上移动滑动盘，带动所有一级剪叉展开单元展开或收拢，从而带动后续的二级......N级剪叉展开单元展开或收拢，在完全展开状态下，每个机械臂均呈弯曲状态。
2.根据权利要求1所述的一种卫星抛物面天线的折叠展开机构，其特征在于，每根连杆均为弯折结构的连杆，连杆的弯折处位于与第一转动关节的连接处。
3.根据权利要求2所述的一种卫星抛物面天线的折叠展开机构，其特征在于，每根连杆均朝靠近中心杆的内侧弯折。
4.根据权利要求1所述的一种卫星抛物面天线的折叠展开机构，其特征在于，所述机械臂的数量为六个。
5.根据权利要求1所述的一种卫星抛物面天线的折叠展开机构，其特征在于，每个所述机械臂包括三级剪叉展开单元。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种卫星抛物面天线的折叠展开机构，其特征在于，所述中心杆上同轴固接有固定盘，所有机械臂的一级剪叉展开单元中的第二连杆均与所述固定盘转动连接。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的一种卫星抛物面天线的折叠展开机构，其特征在于，所述支撑驱动单元还包括分别固定在中心杆两端的两个支撑块。
8.根据权利要求7所述的一种卫星抛物面天线的折叠展开机构，其特征在于，所述支撑驱动单元还包括周向间隔分布在所述中心杆外周的若干根支撑杆，支撑杆的两端分别与两个所述支撑块固接。
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| CN202122359247.0U CN215816350U (zh) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | 一种卫星抛物面天线的折叠展开机构 |
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| CN202122359247.0U CN215816350U (zh) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | 一种卫星抛物面天线的折叠展开机构 |
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| CN215816350U true CN215816350U (zh) | 2022-02-11 |
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| CN202122359247.0U Active CN215816350U (zh) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | 一种卫星抛物面天线的折叠展开机构 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN215816350U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114914657A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-08-16 | 燕山大学 | 单自由度剪叉联动型伸缩肋式折展天线机构 |
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2021
- 2021-09-28 CN CN202122359247.0U patent/CN215816350U/zh active Active
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