高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线及方法技术

本发明专利技术提供了一种高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线及方法，其主要由铰链式伸展臂、可卷金属面天线、收纳筒、展开控制组件等组成，铰链式伸展臂与可卷金属面固连，通过收纳筒的转动和铰链式伸展臂的展开锁定带动整个金属面向外伸展，并达到工作状态，同时金属面的变形能也为伸展过程提供部分动力。本发明专利技术可实现卫星大面积天线阵面的收拢和展开，发射过程金属天线阵面卷曲收拢，贴附在收纳筒上，卫星入轨后，根据驱动控制指令，半自主展开形成工作状态要求的天线面形，该技术具有收纳比大、质量轻、刚度大、可靠性高等优点，并且具有广泛的适应性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航天器结构
，特别是涉及一种高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线及方法。
技术介绍
为解决航天器大面积天线阵面与运载包络尺寸限制的矛盾，航天器需在发射主动段将天线收拢在星体上，待入轨后将天线展开并锁定到工作状态。同时，在满足天线使用要求的基础上，卫星对天线结构的轻量化要求日益严苛，对伸展装置的包络、收纳比和重量都提出了更高要求。因此，常规的天线展收构型设计已经无法满足以上各类要求。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线及方法，其具有大收纳比、高刚度和轻质量等特点。根据本专利技术提供的一种高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线，包括铰链式伸展臂、可卷天线、收纳筒；可卷天线紧固连接在铰链式伸展臂上；铰链式伸展臂的一端连接收纳筒，铰链式伸展臂的另一端为自由端；铰链式伸展臂卷曲收拢时，可卷天线贴附在收纳筒上；铰链式伸展臂展开时，可卷天线能够随铰链式伸展臂展开。优选地，还包括展开控制组件；所述展开控制组件包括电机、绳系卷扬装置；电机控制收纳筒的转动速度，绳系卷扬装置控制铰链式伸展臂的展开速度，从而实现可卷天线的有序展开和收拢运动。优选地，收纳筒能够转动，铰链式伸展臂展开后能够锁定，可卷天线的变形能为展开过程提供部分动力，可卷天线紧固连接在铰链式伸展臂的内侧。优选地，所述可卷天线的展开到位锁定通过铰链式伸展臂的各节铰链的锁定实现。根据本专利技术提供的一种上述的高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线的使用方法，包括：在卫星发射过程中，使可卷天线收拢，贴附在收纳筒上；卫星入轨后，根据驱动控制指令，使可卷天线展开形成工作状态要求的天线面形。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1.本专利技术设计构型简单，具有良好的加工工艺性和装配工艺性；2.本专利技术采用了可卷金属面天线构型，收纳比大、质量轻。3.本专利技术采用了可卷金属面天线，在收拢状态储存了变形能，在展开过程中变形能释放，降低驱动装置的功耗需求。4.本专利技术采用铰链式伸展臂，通过展开臂各节铰链的锁定实现，天线展开面形精度高。5.展开控制采用有源电机加绳系卷扬装置，可实现可卷金属面天线的有序展开和收拢运动。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1是本专利技术提供的高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线收拢状态示意图；图2是本专利技术提供的高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线展开过程示意图；图3是本专利技术提供的高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线展开状态示意图。图中：1-铰链式伸展臂2-收纳筒3-可卷天线具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。根据本专利技术提供的一种高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线，包括铰链式伸展臂、可卷天线、收纳筒；可卷天线紧固连接在铰链式伸展臂上；铰链式伸展臂的一端连接收纳筒，铰链式伸展臂的另一端为自由端；铰链式伸展臂卷曲收拢时，可卷天线贴附在收纳筒上；铰链式伸展臂展开时，可卷天线能够随铰链式伸展臂展开。优选地，还包括展开控制组件；所述展开控制组件包括电机、绳系卷扬装置；电机控制收纳筒的转动速度，绳系卷扬装置控制铰链式伸展臂的展开速度，从而实现可卷天线的有序展开和收拢运动。优选地，收纳筒能够转动，铰链式伸展臂展开后能够锁定，可卷天线的变形能为展开过程提供部分动力，可卷天线紧固连接在铰链式伸展臂的内侧。优选地，所述可卷天线的展开到位锁定通过铰链式伸展臂的各节铰链的锁定实现。根据本专利技术提供的一种上述的高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线的使用方法，包括：在卫星发射过程中，使可卷天线收拢，贴附在收纳筒上；卫星入轨后，根据驱动控制指令，使可卷天线展开形成工作状态要求的天线面形。下面对本专利技术进行更为具体的说明。如图1、图2、图3所示，本专利技术提供的高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线包括铰链式伸展臂、可卷天线、收纳筒、展开控制组件，铰链式伸展臂与可卷天线固连，通过收纳筒的转动和铰链式伸展臂的展开锁定带动整个可卷天线的金属面向外伸展，并达到工作状态，同时可卷天线的金属面的变形能也为伸展过程提供部分动力。所述铰链式伸展臂作为核心作动元件，发射过程铰链收拢，使可卷天线贴附在收纳筒上，展开时利用收纳筒的转动和铰链式伸展臂的展开锁定带动整个金属面向外展开并达到工作状态，可以获得较大的收纳比。所述可卷金属面天线在收拢过程中储存了变形能，在展开过程中变形能释放，转化为天线展开的动能，降低驱动装置的功耗需求。所述展开控制组件包括电机和绳系卷扬装置，通过电机控制收纳筒的转动速度，绳系卷扬装置控制铰链式伸展臂的展开速度，从而实现可卷金属面天线的有序展开和收拢运动。所述可卷天线的展开到位锁定通过展开臂各节铰链的锁定实现，达到天线工作状态所需的面形和刚度要求。综上所述，本专利技术可以实现大面积天线阵面的收拢和展开，具有大收纳比、轻质量和高可靠性等特点，是一种在航天器上有较强应用价值的天线收拢展开技术，可实现卫星大面积天线阵面的收拢和展开，发射过程金属天线阵面卷曲收拢，贴附在收纳筒上，卫星入轨后，根据驱动控制指令，半自主展开形成工作状态要求的天线面形。以上对本专利技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本专利技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本专利技术的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线，其特征在于，包括铰链式伸展臂、可卷天线、收纳筒；可卷天线紧固连接在铰链式伸展臂上；铰链式伸展臂的一端连接收纳筒，铰链式伸展臂的另一端为自由端；铰链式伸展臂卷曲收拢时，可卷天线贴附在收纳筒上；铰链式伸展臂展开时，可卷天线能够随铰链式伸展臂展开。

【技术特征摘要】
1.一种高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线，其特征在于，包括铰链式伸展臂、可卷天线、收纳筒；可卷天线紧固连接在铰链式伸展臂上；铰链式伸展臂的一端连接收纳筒，铰链式伸展臂的另一端为自由端；铰链式伸展臂卷曲收拢时，可卷天线贴附在收纳筒上；铰链式伸展臂展开时，可卷天线能够随铰链式伸展臂展开。2.根据权利要求1所述的高收纳比在轨半自主展收的空间可卷金属面天线，其特征在于，还包括展开控制组件；所述展开控制组件包括电机、绳系卷扬装置；电机控制收纳筒的转动速度，绳系卷扬装置控制铰链式伸展臂的展开速度，从而实现可卷天线的有序展开和收拢运动。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，周徐斌，袁野，王萌，杜三虎，王智磊，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31