CN216793968U - Y型天线支撑桁架展开装置 - Google Patents

Abstract

Y型天线支撑桁架展开装置，涉及星载径向肋可展开天线技术领域，其包括底座，所述底座上安装有动平台组件和直径小于动平台组件的静平台组件，所述动平台组件位于静平台组件的下方并可上下移动，所述静平台组件的边缘铰接有多根主肋，所述动平台组件的边缘对应铰接有多根支撑肋，所述支撑肋的一端与对应的主肋铰接，每根主肋的上部还铰接有多根分支肋。本实用新型的展开机构简单、收拢包络尺寸较小、展开精度高，能够满足空间大口径天线的使用要求，适用于通讯卫星、空间探测等工作。

Description

Y型天线支撑桁架展开装置

技术领域

本实用新型涉及星载径向肋可展开天线技术领域，尤其指一种Y型天线支撑桁架展开装置。

背景技术

星载天线是一种用于接收和发射空间电磁波的卫星通讯设备，被广泛应用在空间探索、军事电子侦察和地球观测等领域，实现了与生活息息相关的卫星电视广播、移动通讯和互联网等功能，和我们的生活紧密相连。近年来，随着卫星移动通讯需求增长，以及在对地观测、射电天文、电子侦察等领域的研究深入，现代星载天线为获取更为小的发射功率信号，需要进一步提高天线的增益，因此，一方面需要增大天线的口径尺寸，另一方面需要进一步提高天线反射面的精度。因而大口径、高精度、轻质化成为星载天线的发力方向。受限于运载火箭的运载能力和装载空间，星载天线在发射前需要收拢在一个较小的空间里，因而传统的固面天线已无法满足设计需求，可展开反射面天线成为在目前火箭运载能力下实现大口径反射面天线最有效的形式。可展开天线机构是天线系统的重要组成部分，对天线反射面起到展开、成型与支撑定位的作用，并提供足够的刚度与精度。

大口径星载可展开天线支撑机构是实现空间通信的关键设备，作为大型复杂的空间机构，其展开是从机构到结构，从不稳定状态到稳定状态的变化过程，顺利展开是开展工作的基本前提，然而当下应用在肋式索网反射面天线结构上的展开装置通常结构复杂，且很难做到较小的收拢包络尺寸。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种收拢包络尺寸较小的Y型天线支撑桁架展开装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种Y型天线支撑桁架展开装置，包括底座，所述底座上安装有动平台组件和直径小于动平台组件的静平台组件，所述动平台组件位于静平台组件的下方并可上下移动，所述静平台组件的边缘铰接有多根主肋，所述动平台组件的边缘对应铰接有多根支撑肋，所述支撑肋的一端与对应的主肋铰接，每根主肋的上部还铰接有多根分支肋。

进一步地，所述底座上设有电机，所述电机的输出轴朝上并连接有丝杆，所述动平台组件安装有用于配合连接丝杆的丝杆螺母，所述底座上竖直设置有多根丝杆导向轴，所述丝杆导向轴的顶端穿过动平台组件并支撑连接于静平台组件，所述动平台组件上对应设置有多个用于配合丝杆导向轴的润滑轴套，所述电机可驱动丝杆转动，进而驱动所述动平台组件上下移动。

其中，所述电机通过电机支架固定安装在底座上，所述电机与丝杆之间通过联轴器连接。

优选地，所述静平台组件的边缘均匀间隔铰接有6根主肋；所述动平台组件的边缘均匀间隔铰接有6根支撑肋。

更优选地，所述支撑肋的顶端通过第一铰链与主肋连接，所述第一铰链包括用于套接主肋的第一主肋接头和用于连接支撑肋上端的支撑肋接头，所述第一主肋接头上安装有一组角接触球轴承，所述支撑肋接头的一端通过销轴与角接触球轴承可转动连接。

更优选地，每根主肋的上部铰接有2根分支肋。

其中，所述分支肋的底端通过第二铰链与主肋连接，所述第二铰链包括用于固定在主肋上部的第二主肋接头以及与第二主肋接头铰接的两个分支肋接头，所述分支肋的底端与分支肋接头可拆卸连接。

优选地，所述静平台组件的边缘铰接有用于和主肋可拆卸连接的接头A；所述动平台组件的边缘铰接有用于和支撑肋可拆卸连接的接头B。

本实用新型的有益效果在于：通过向下移动动平台组件，可展开整个支撑桁架，并使天线展开时肋条径向尺寸满足天线口径要求，通过向上移动动平台组件，可收拢整个支撑桁架，并使主肋、分支肋和支撑肋均收拢到底座的周边，极大减小了天线的收拢包络尺寸；该展开装置结构简单，收纳率高，能够满足空间大口径天线的使用要求，适用于通讯卫星、空间探测等。

附图说明

图1为本实用新型实施例中展开时的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中收拢时的整体结构示意图；

图3为实施例中底座、动平台组件以及静平台组件的结构示意图；

图4为实施例中底座和电机的结构示意图；

图5为实施例中动平台组件的结构示意图；

图6为实施例中静平台组件的结构示意图；

图7为实施例中第一铰链的结构示意图；

图8为实施例中第二铰链的结构示意图。

附图标记为：

1——底座 1a——电机 1b——丝杆

1c——丝杆导向轴 1d——电机支架 1e——联轴器

2——动平台组件 2a——丝杆螺母 2b——润滑轴套

2c——接头B 3——静平台组件 3a——接头A

4——主肋 5——支撑肋 6——分支肋

7a——第一主肋接头 7b——支撑肋接头 7c——角接触球轴承

7d——销轴 7e——垫圈 7f——轴承端盖

8a——第二主肋接头 8b——分支肋接头。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

需要提前说明的是，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

如图1-3所示，Y型天线支撑桁架展开装置，包括底座1，底座1上安装有动平台组件2和直径小于动平台组件2的静平台组件3，动平台组件2位于静平台组件3的下方并可上下移动，静平台组件3的边缘铰接有多根主肋4，动平台组件3的边缘对应铰接有多根支撑肋5，支撑肋5的一端与对应的主肋4铰接，每根主肋4的上部还铰接有多根分支肋6。

该Y型天线支撑桁架展开装置在收拢时，可使主肋4和支撑肋5都竖直并靠拢动平台组件2的静平台组件3，实际上，收拢的包络尺寸可取决于动平台组件2的静平台组件3的直径，那么在保证天线可以正常收拢的前提下，通过缩小二者的直径，还可进一步缩小收拢时的包络尺寸。

进一步，底座1上设有电机1a，电机1a的输出轴朝上并连接有丝杆1b，动平台组件2安装有用于配合连接丝杆1b的丝杆螺母2a，底座1上竖直设置有多根丝杆导向轴1c，丝杆导向轴1c的顶端穿过动平台组件2并支撑连接于静平台组件3，动平台组件2上对应设置有多个用于配合丝杆导向轴1c的润滑轴套2b，润滑轴套2b可减小动平台组件2与丝杆导向轴1c之间的摩擦力，使展开过程更为柔顺，而丝杆导向轴1c一方面可对动平台组件2起到导向作用，另一方面可限制动平台组件2的转动自由度从而让丝杆1b顺利驱动其上下运动。

其中，如图4所示，电机1a通过电机支架1d固定安装在底座1上，电机1a与丝杆1b之间则通过联轴器1e连接。

作为优选地，如图7所示，支撑肋5的顶端通过第一铰链与主肋4连接，第一铰链包括用于套接主肋4的第一主肋接头7a和用于连接支撑肋5上端的支撑肋接头7b，第一主肋接头7b上安装有一组角接触球轴承7c，支撑肋接头7b的一端通过销轴7d与角接触球轴承7c可转动连接。

在本实施例中，如图5和6所示，静平台组件3的边缘均匀间隔铰接有6根主肋4，动平台组件2的边缘均匀间隔铰接有6根支撑肋5，每根主肋4的上部铰接有2根分支肋6，本领域的技术人员应该知道，分支肋6的顶端连接索膜，在索膜展开时，其带来的张力可促使分支肋6在主肋4上展开。

通过上述的总共6根主肋4和12根分支肋6的结构，实现同时12个支撑点的使用，有效提高了电极面的型面精度。而动平台组件2和静平台组件3都可采用圆形的支架，支架内部则连接有三个加强梁，动平台组件2中的每个加强梁上则设置有用于供丝杆导向轴1c穿过的通孔，该通孔则可安装润滑轴套2b，三个加强梁的一端连接圆形支架的内壁面，另一端则朝着圆形支架的中心延伸并连接，然后形成一个可供丝杆1b穿过的通孔，丝杆螺母2a则可设置在通孔上方并与通孔对齐。利用圆形支架的结构来形成动平台组件2和静平台组件3，不仅使得主肋4和支撑肋5的布置更容易实现均匀间隔的效果，也使得整个展开装置的结构更加紧凑和美观。

在上述基础上，如图8所示，分支肋6的底端通过第二铰链与主肋4连接，第二铰链包括用于固定在主肋4上部的第二主肋接头8a以及与第二主肋接头8a铰接的两个分支肋接头8b，分支肋6的底端与分支肋接头8b可拆卸连接，而两个分支肋接头8b的朝向可在空间内形成90度的间隔位置。

本实施例中的各个接头实际上可采用同样的结构形式，仅是内径和长度有所区分，具体结构可以是空管状的形式，且管壁上对称设置有两组安装孔，各肋条也可设置对应的安装通孔，以便于对应的肋条端插入接头后，可利用螺栓与螺母配合连接的方式将肋条紧固连接于接头，提高整个Y型天线支撑桁架展开装置的牢固性和可靠性，也方便了出厂时的组装工作。

本领域技术人员应该知道，在本实施例中的第一铰链和第二铰链的基本工作原理相同，均是利用接头并采用公铰和母铰相连接的形式，更具体地来说，例如上述的第一主肋接头7b（母铰）与支撑肋接头7b（公铰）通过销轴7d、垫圈7e和两对开口方向相反的角接触球轴承7c及轴承端盖7f装配而成，其中母铰与销轴7d间紧密配合，母铰两端面与垫圈7e接触，通过轴承端盖7f压紧使垫圈7e与轴承内圈紧密接触，这样一来，公铰和母铰间的旋转可转换为轴承内外圈的旋转，并且轴向固定方式使得公铰与母铰间的旋转不会发生轴向与周向的窜动，故可以实现高精度旋转。

另外，静平台组件3的边缘铰接有用于和主肋4可拆卸连接的接头A 3a；动平台组件2的边缘铰接有用于和支撑肋5可拆卸连接的接头B 2c，以便于进行拆装组装整个桁架展开装置。

上述实施方式提供的Y型天线支撑桁架展开装置的工作过程为：初始状态下，主肋4、支撑肋5和分支肋6均收拢呈竖直状态，动平台组件2靠近上方的静平台组件3，通过绳索捆绑固定，发射入轨后，捆绑绳索自动解断（可参考现有天线发射入轨技术手段，本领域技术人员不存在实现该方式的障碍），伺候电机1a带动丝杆1b转动，进而使得安装有丝杆螺母2a的动平台组件2向下运动以远离静平台组件3，通过控制电机1a的运动使动平台组件2运动到合适的位置，此时各条主肋4逐渐展开，而连接在主肋4上的分支肋6则通过索膜展开时的张力来展开，展开到位后电机1a断电，本实施例中丝杆1b可采用梯形丝杆，在电机1a断电后可以起到断电自锁的功能，以使得展开机构维持在完全展开的形态。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本实用新型相对于现有技术的改进之处，本实用新型的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本实用新型的内容。

Claims (8)

1.Y型天线支撑桁架展开装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）上安装有动平台组件（2）和直径小于动平台组件（2）的静平台组件（3），所述动平台组件（2）位于静平台组件（3）的下方并可上下移动，所述静平台组件（3）的边缘铰接有多根主肋（4），所述动平台组件（3）的边缘对应铰接有多根支撑肋（5），所述支撑肋（5）的一端与对应的主肋（4）铰接，每根主肋（4）的上部还铰接有多根分支肋（6）。

2.根据权利要求1所述的Y型天线支撑桁架展开装置，其特征在于：所述底座（1）上设有电机（1a），所述电机（1a）的输出轴朝上并连接有丝杆（1b），所述动平台组件（2）安装有用于配合连接丝杆（1b）的丝杆螺母（2a），所述底座（1）上竖直设置有多根丝杆导向轴（1c），所述丝杆导向轴（1c）的顶端穿过动平台组件（2）并支撑连接于静平台组件（3），所述动平台组件（2）上对应设置有多个用于配合丝杆导向轴（1c）的润滑轴套（2b），所述电机（1a）可驱动丝杆（1b）转动，进而驱动所述动平台组件（2）上下移动。

3.根据权利要求2所述的Y型天线支撑桁架展开装置，其特征在于：所述电机（1a）通过电机支架（1d）固定安装在底座（1）上，所述电机（1a）与丝杆（1b）之间通过联轴器（1e）连接。

4.根据权利要求1所述的Y型天线支撑桁架展开装置，其特征在于：所述静平台组件（3）的边缘均匀间隔铰接有6根主肋（4）；所述动平台组件（2）的边缘均匀间隔铰接有6根支撑肋（5）。

5.根据权利要求1所述的Y型天线支撑桁架展开装置，其特征在于：所述支撑肋（5）的顶端通过第一铰链与主肋（4）连接，所述第一铰链包括用于套接主肋（4）的第一主肋接头（7a）和用于连接支撑肋（5）上端的支撑肋接头（7b），所述第一主肋接头（7a）上安装有一组角接触球轴承（7c），所述支撑肋接头（7b）的一端通过销轴（7d）与角接触球轴承（7c）可转动连接。

6.根据权利要求1所述的Y型天线支撑桁架展开装置，其特征在于：每根主肋（4）的上部铰接有2根分支肋（6）。

7.根据权利要求6所述的Y型天线支撑桁架展开装置，其特征在于：所述分支肋（6）的底端通过第二铰链与主肋（4）连接，所述第二铰链包括用于固定在主肋（4）上部的第二主肋接头（8a）以及与第二主肋接头（8a）铰接的两个分支肋接头（8b），所述分支肋（6）的底端与分支肋接头（8b）可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的Y型天线支撑桁架展开装置，其特征在于：所述静平台组件（3）的边缘铰接有用于和主肋（4）可拆卸连接的接头A（3a）；所述动平台组件（2）的边缘铰接有用于和支撑肋（5）可拆卸连接的接头B（2c）。

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