CN220138678U - 一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线 - Google Patents

Abstract

一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线，包括辅助驱动装置、圆环、可螺旋折展肋、折展单元、连杆机构。每个可螺旋折展肋由若干个折展单元构成，可螺旋折展肋呈圆周阵列设置在辅助驱动装置表面，在辅助驱动装置的驱动下可实现同时收缩和展开。本实用新型为单自由度驱动，将驱动装置驱动环的往复直线运动转化为可螺旋折展肋的展开或收拢，具有高刚度、可靠性强、高收拢率且控制容易等优点，能够较好应用于卫星导航、移动通信、射电天文和星际探测等领域的重要装备上。

Description

一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线

技术领域

本实用新型涉及折展天线技术领域，具体涉及一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线。

背景技术

目前，各国在航天领域的竞争愈发激烈，随着我国航空航天事业的不断发展，航空航天领域的技术压在不断突破，空间可展机构是一种为了更好地满足航天器结构大型化发展趋势而产生的具有折叠和展开功能的新型航天装备。它在发射过程中处于折叠收拢状态，与运载工具分离并进入轨道后按控制指令逐渐展开并锁定，具有支撑定位、收集能量、传输信息等一系列作用。除了航空航天领域，空间折展机构也广泛应用于建筑领域、军事工程、医疗器械和日常生活中。

随着航天科技的快速发展，各类航天器都呈现出了大型化、复杂化发展趋势，因此需要更多的空间折展机构来完成不同任务，故对设计新型空间折展机构的需求尤为迫切。中国专利（CN114024121A）公开了一种基于四棱锥单元的阵列式折展天线机构，该机构通过阵列形式在竖向和横向组合出多组紧密连接的阵列式折展天线机构，具有高刚度，高收拢率，口径大小可调等优势，但其为多自由度驱动，控制复杂，制造成本高。中国专利（CN114914657A）公开了一种单自由度剪叉联动型伸缩肋式折展天线机构其包括P个剪叉伸缩组件和驱动组件，剪叉伸缩组件呈圆周阵列设置在驱动组件外侧，具有高收拢率、高刚度的优点，但是空间剪叉机构在折叠时杆件容易干涉，造成折展比受到限制。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线，将驱动装置的往复直线运动转化为可螺旋折展肋的展开或收拢，具有高刚度、可靠性强、高收拢率且控制容易等优点。

本实用新型通过以下技术方案达到上述目的：一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线，包括辅助驱动装置、圆环、可螺旋折展肋、折展单元、连杆机构，其特征在于，具体结构和连接关系为：

所述可螺旋折展肋包括第一肋、第二肋、第三肋、第四肋、第五肋、第六肋；所述折展单元包括第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元，每个折展单元首尾铰接，直到第十三折展单元，每个折展单元下端设有凹形滑槽；所述辅助驱动装置，包括底座、驱动环和六个驱动杆，所述驱动环设有六个凸板，每个驱动杆第一端通过销与凸板连接，驱动杆第二端与第一折展单元凹形滑槽内滑块通过销连接，所述底座的上端与可螺旋折展肋的第一折展单元一端固连；所述圆环与可螺旋折展肋的第一折展单元固连；所述连杆机构包括伸缩杆、滑块和连杆，滑块通过凹形滑槽和第一折展单元连接且通过销与伸缩杆第一端连接，伸缩杆第二端通过销与第二折展单元连接，伸缩杆中端通过销与第一折展单元连接，连杆第一端通过销与第一折展单元凹形滑槽内的滑块和伸缩杆第一端连接，且连杆10依次交错首尾相连；所述的第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元与第一折展单元装置结构及零部件的连接关系相同；

所述第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元为底角相同的不规则四边形。

所述第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元的杆件需满足一定的尺度关系，所述相邻折展单元和连杆机构成比例，使可螺旋折展肋能够螺旋收缩，通过调整所述折展单元的数量，改变天线结构展开长度。

所述所有折展单元的滑块行程相同。

所述第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元交错布置，使可螺旋折展肋始终处于一定平面内。

所述第二折展单元、第四折展单元、第六折展单元、第八折展单元、第十折展单元、第十二折展单元等奇数折展单元需要进行弯折处理。

所述第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元上设置限位块，限制结构极限位置，使天线机构在完全展开以及完全收拢时具有更好的稳定性。

本实用新型的突出优点在于：

1、本实用新型为单自由度驱动，通过驱动装置的设置，将驱动环的往复直线运动转化为可螺旋折展肋的展开或收拢，具有高刚度、高可靠性、高收拢率且控制容易等优点。

2、本实用新型提供一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线，由完全相同的可螺旋折展肋阵列组成，通过阵列形成的折展天线机构收拢率更高，节约了火箭携带天线的空间成本，制造简单，安装容易，且可根据需求增加所述折展单元的数量，随着折展单元数量逐渐增加，展开长度也愈长，该天线收拢率愈大。

3、所述折展单元中凹形滑槽完全按照滑块设计行程确定长度，且模块主体上设有限位块，保证了折展天线完全展开和收拢时的稳定性，具有较强的刚度。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线的整体结构示意图；

图2为本实用新型所述的一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线的辅助驱动装置结构示意图；

图3为本实用新型所述的一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线中可螺旋折展肋的整体结构示意图；

图4为本实用新型所述的一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线折展机构连接示意图；

图5为本实用新型所述的一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线完全收拢状态结构示意图；

图6为本实用新型所述的一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线完全展开状态结构示意图。

图中标记为：1.凸板；2.驱动杆；3.驱动环；4.底座； 5.圆环；6.凹形滑槽；7.滑块；8.限位块；9.限位块；10.伸缩杆；11.连杆；210.第一折展单元；220.第二折展单元；230.第三折展单元；240.第四折展单元；250.第五折展单元；260.第六折展单元；270.第七折展单元；280.第八折展单元；290.第九折展单元；300.第十折展单元；310.第十一折展单元；320.第十二折展单元；330.第十三折展单元；

实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，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”、“关部”、“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的特定方位、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。此外，术语中“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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”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，可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

对照图1、2、3、4、5、6、所述一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线，包括辅助驱动装置、圆环、可螺旋折展肋、折展单元、连杆机构，其特征在于，具体结构和连接关系为：

所述可螺旋折展肋包括第一肋、第二肋、第三肋、第四肋、第五肋、第六肋；

所述折展单元包括第一折展单元210、第二折展单元220、第三折展单元230、第四折展单元240、第五折展单元250、第六折展单元260、第七折展单元270、第八折展单元280、第九折展单元290、第十折展单元300、第十一折展单元310、第十二折展单元320和第十三折展单元330，每个折展单元首尾铰接，直到第十三折展单元330，每个折展单元下端设有凹形滑槽6；

所述辅助驱动装置，包括底座4、驱动环3和六个驱动杆2，所述驱动环3设有六个凸板1，每个驱动杆2第一端通过销与凸板1连接，驱动杆2第二端与第一折展单元11凹形滑槽6内滑块7通过销连接，所述底座4的上端与可螺旋折展肋的第一折展单元11一端固连；

所述圆环5与可螺旋折展肋的第一折展单元11固连；

所述连杆机构包括伸缩杆10、滑块7和连杆11，滑块7通过凹形滑槽6和第一折展单元210连接且通过销与伸缩杆10第一端连接，伸缩杆10第二端通过销与第二折展单元连接，伸缩杆10中端通过销与第一折展单元210连接，连杆11第一端通过销与第一折展单元凹形滑槽6内的滑块7和伸缩杆10第一端连接，且连杆11依次交错首尾相连；所述的第二折展单元220、第三折展单元230、第四折展单元240、第五折展单元250、第六折展单元260、第七折展单元270、第八折展单元280、第九折展单元290、第十折展单元300、第十一折展单元310、第十二折展单元320和第十三折展单元330与第一折展单元210装置结构及零部件的连接关系相同；

所述第一折展单元210、第二折展单元220、第三折展单元230、第四折展单元240、第五折展单元250、第六折展单元260、第七折展单元270、第八折展单元280、第九折展单元290、第十折展单元300、第十一折展单元310、第十二折展单元320和第十三折展单元330为底角相同的不规则四边形。

所述第一折展单元210、第二折展单元220、第三折展单元230、第四折展单元240、第五折展单元250、第六折展单元260、第七折展单元270、第八折展单元280、第九折展单元290、第十折展单元300、第十一折展单元310、第十二折展单元320和第十三折展单元330的杆件需满足一定的尺度关系，所述相邻折展单元和连杆机构成比例，使可螺旋折展肋能够螺旋收缩，通过调整所述折展单元的数量，改变天线结构展开长度。

所述所有折展单元的滑块7行程相同。

所述第一折展单元210、第二折展单元220、第三折展单元230、第四折展单元240、第五折展单元250、第六折展单元260、第七折展单元270、第八折展单元280、第九折展单元290、第十折展单元300、第十一折展单元310、第十二折展单元320和第十三折展单元330交错布置，使可螺旋折展肋始终处于一定平面内。

所述第二折展单元220、第四折展单元240、第六折展单元260、第八折展单元280、第十折展单元300、第十二折展单元320等奇数折展单元需要进行弯折处理。

所述第一折展单元210、第二折展单元220、第三折展单元230、第四折展单元240、第五折展单元250、第六折展单元260、第七折展单元270、第八折展单元280、第九折展单元290、第十折展单元300、第十一折展单元310、第十二折展单元320和第十三折展单元330上设置限位块8和限位块9，限制结构极限位置，使天线机构在完全展开以及完全收拢时具有更好的稳定性。

所述一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线工作时，驱动环3在底座4的杆上向上移动，驱动环3带动驱动杆2移动，驱动杆2带动第一折展单元21凹形滑槽6内的滑块7移动，如图2所示。第一折展单元210凹形滑槽6内的滑块7与伸缩杆10第一端相连，第一折展单元210凹形滑槽6内的滑块7移动使伸缩杆10收缩且绕第一折展单元210中端做旋转运动，同时第一折展单元210凹形滑槽6内的滑块7带动连杆11从而带动第二折展单元220、第三折展单元230、第四折展单元240、第五折展单元250、第六折展单元260、第七折展单元270、第八折展单元280、第九折展单元290、第十折展单元300、第十一折展单元310、第十二折展单元320和第十三折展单元330依次螺旋收缩，连杆11保证了各折展单元的滑块7行程相同，如图4所示。该空间可展开天线处于完全缩拢状态时，滑块8达到极限位置，相邻折展单元邻边重合，如图5所示。该空间可展开天线处于完全展开状态时，滑块8达到极限位置，相邻折展单元底边平行，如图6所示。

Claims (7)

1.一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线，包括辅助驱动装置、圆环、可螺旋折展肋、折展单元、连杆机构，其特征在于，具体结构和连接关系为：

所述可螺旋折展肋包括第一肋、第二肋、第三肋、第四肋、第五肋、第六肋；所述折展单元包括第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元，每个折展单元首尾铰接，直到第十三折展单元，每个折展单元下端设有凹形滑槽；所述辅助驱动装置，包括底座、驱动环和六个驱动杆，所述驱动环设有六个凸板，每个驱动杆第一端通过销与凸板连接，驱动杆第二端与第一折展单元凹形滑槽内滑块通过销连接，所述底座的上端与可螺旋折展肋的第一折展单元一端固连；所述圆环与可螺旋折展肋的第一折展单元固连；所述连杆机构包括伸缩杆、滑块和连杆，滑块通过凹形滑槽和第一折展单元连接且通过销与伸缩杆第一端连接，伸缩杆第二端通过销与第二折展单元上端连接，伸缩杆中端通过销与第一折展单元连接，连杆第一端通过销与第一折展单元凹形滑槽内的滑块和伸缩杆第一端连接，且连杆依次交错首尾相连；所述的第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元与第一折展单元装置结构及零部件的连接关系相同。

2.根据权利要求1所述的一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线，其特征在于：所述第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元为底角相同的不规则四边形。

3.根据权利要求1所述的一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线，其特征在于：所述第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元的杆件需满足一定的尺度关系，所述相邻折展单元和连杆机构成比例，使可螺旋折展肋能够螺旋收缩，通过调整所述折展单元的数量，改变天线结构展开长度。

4.根据权利要求1所述的一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线，其特征在于：所述所有折展单元的滑块行程相同。

5.根据权利要求1所述的一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线，其特征在于：所述第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元交错布置，使可螺旋折展肋始终处于一定平面内。

6.根据权利要求1所述的一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线，其特征在于：所述第二折展单元、第四折展单元、第六折展单元、第八折展单元、第十折展单元、第十二折展单元等奇数折展单元需要进行弯折处理。

7.根据权利要求1所述的一种单自由度可螺旋折展的联动型肋式可展开天线，其特征在于：所述第一折展单元、第二折展单元、第三折展单元、第四折展单元、第五折展单元、第六折展单元、第七折展单元、第八折展单元、第九折展单元、第十折展单元、第十一折展单元、第十二折展单元和第十三折展单元上设置限位块，限制结构极限位置，使天线机构在完全展开以及完全收拢时具有更好的稳定性。