一种弹簧驱动空间可展开环形天线装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种弹簧驱动空间可展开环形天线装置，包括n套三角形可展开组件和连接在相邻n套三角形可展开组件下方的n套三角形展开协同组件构成的等边直角三角形可展开单元A，n≥2；所述n套三角形可展开组件通过四头铰链首尾相接，n套三角形展开协同组件与n套三角形可展开组件共用同一套通过四头铰链连接的横杆，所述n套三角形可展开组件与n套三角形展开协同组件首尾相接，在弹簧弹性的作用下，收拢或展开构成可展开环形天线装置。该装置几何稳定性较高、运动机构与控制系统简单，收拢后体积小，收纳率高。不需要主动驱动装置，模块扩展性强、装配件简单。能满足通讯卫星、空间探测等空间大口径天线的使用要求。

A spring driven space deployable ring antenna device

The invention discloses a spring driven annular space deployable antenna device, including n set of triangle deployable components and connected to the adjacent n triangle deployable beneath the N component set triangular collaborative components of equilateral triangle deployable unit A, n = 2; the n set of deployable components connected through a triangle four head hinge end, N sets and n sets of triangular collaborative components triangle deployable components share a set of four head connected by the hinge bar, the n set of triangle deployable components and n set of triangular collaborative components is connected, in the spring under the action of the folded or unfolded form deployable ring antenna device. The device has the advantages of high geometric stability, simple movement mechanism and control system, small volume and high storage rate after being folded. Without active drive device, the module has strong expansibility and simple assembly. It can meet the requirements of large space antenna such as communication satellite and space exploration.

【技术实现步骤摘要】
一种弹簧驱动空间可展开环形天线装置
本专利技术涉及一种可展开天线装置，具体涉及一种基于弹簧驱动的可展开环形天线装置，属于航天器材与设备

技术介绍
随着空间科学技术、宇航工程以及各项宇宙探索活动的飞速发展和不断深入，对空间结构的高几何稳定性、大尺度、轻质量的需求变得越来越来紧迫。但是由于航天运载工具的运载空间有限，无法将成型的大尺度空间结构直接送入轨道，因此需要设计具有大折展比的空间可展开装置，在地面发射阶段，可展开装置处于收拢状态固定在运载工具的有效载荷舱内；发射入轨后，可展开装置接受地面控制而展开，最后锁在工作状态，利用空间可展开装置取代成型的大尺度空间结构进行空间研究任务已成为解决上述问题的有效途径。空间可展开装置的设计和相关研究工作是宇航空间事业发展的关键性问题之一。当前，空间可展开装置已朝着模块化、多自由度化、复杂化方向发展。现在大多的空间可展开天线均采用电机作为动力源，驱动绳索牵引实现机构的整体展开，电机驱动虽然对展开过程的速度控制、冲击振动表现出显著的优良效果，但复杂的驱动机构不但使机构的重量有所增加，也降低了机构的工作稳定性，不但对运载提出较高要求，还容易造成天线无法正常展开，导致空间研究任务无法进行，从而带来巨大的经济损失。为此，本专利技术提出了一种弹簧驱动空间可展开环形天线装置。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的在于提供一种弹簧驱动空间可展开环形天线装置，该装置非工作时处于收拢状态，工作时通过弹簧驱动展开，锁定到工作状态。本专利技术是通过下述技术方案来实现的。一种弹簧驱动空间可展开环形天线装置，包括n套三角形可展开组件和连接在相邻n套三角形可展开组件下方的n套三角形展开协同组件构成的等边直角三角形可展开单元A，n≥2；所述n套三角形可展开组件通过四头铰链首尾相接，n套三角形展开协同组件与n套三角形可展开组件共用同一套通过四头铰链连接的横杆，所述n套三角形可展开组件与n套三角形展开协同组件首尾相接，在弹簧弹性的作用下，收拢或展开构成可展开环形天线装置。进一步，所述等边直角三角形可展开单元A，包括通过四头铰链连接的一对对称结构的横杆，在一对横杆之间通过四头铰链垂直连接一组合支撑竖杆，组合支撑竖杆上通过滑块连接一对Y形拉杆，滑块上方的组合支撑竖杆上套有弹簧；在一对横杆的两端分别通过四头铰链分别倾斜连接一根铰接的斜杆，两根斜杆共同连接到上方组合支撑竖杆顶部的双头铰链上。进一步，所述三角形展开协同组件与相邻两套三角形可展开组件的组合横杆共用，呈左右对称装配；相邻两套三角形可展开组件共用一套四头铰链实现连接，在两相邻三角形可展开组件间装配一套三角形展开协同组件。进一步，所述组合支撑竖杆由两端竖杆a和竖杆b固定连接自锁装置构成，组合支撑竖杆整体长度与横杆长度相同；所述自锁装置的整体外径尺寸与竖杆a和竖杆b的外径尺寸相同。进一步，所述自锁装置包括外径尺寸相同相互连接的自锁底座和自锁顶盖，所述自锁底座为半圆柱形实心件，自锁底座一端加工有与竖杆a或竖杆b固定连接的接头和自锁限位环形凸台；所述自锁顶盖为半圆柱形空心件，自锁顶盖一端加工有分别与竖杆a或竖杆b固定连接的接头、自锁限位环形凸台；在自锁顶盖中内嵌有铰接支架，铰接支架上装有自锁弹片，自锁弹片从自锁顶盖侧壁的弹片方孔伸出。进一步，所述自锁弹片通过铰接轴连接在铰接支架上，在铰接轴上装有自锁扭簧，自锁扭簧为一90°扭簧。进一步，所述双头铰链和四头铰链均由铰链载体和铰链接头构成，其铰链载体具有角度，铰链载体的两端设有连接铰链接头的U型口，铰链载体的中部设有固定连接孔。进一步，所述滑块具有角度，滑块的两端设有连接Y形拉杆的U型口，滑块的中部设有连接孔，连接孔内壁上设有卡槽。进一步，所述斜杆通过铰接连接的斜杆a和斜杆b构成，在斜杆b上设有连接Y形拉杆的连接孔。进一步，由n套三角形可展开组件和n套三角形展开协同组件构成的等边直角三角形可展开单元A在弹簧弹性的作用下，滑块驱动Y形拉杆从而驱动斜杆a和斜杆b相对折展，进而牵引组合支撑竖杆与横杆相对折展；在斜杆a和斜杆b相对折叠合并在一起时，组合支撑竖杆和横杆相对折叠收拢成平行状态，此状态即为等边直角三角形可展开单元A的收拢状态；在斜杆a和斜杆b相对展开成直线状态时，组合支撑竖杆和横杆相对展开成90°角，此状态即为等边直角三角形可展开单元A展开后的工作状态。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术的几何稳定性较高、运动机构与控制系统简单，能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。1)本专利技术收拢后体积小，收纳率高。2)本专利技术的弹簧驱动空间可展开环形天线机构采用拉伸弹簧作为动力源，不需要主动驱动装置，相对减轻了机构的整体重量。3)本专利技术采用模块化设计思想，模块数量可以根据天线的口径尺寸进行扩展，模块扩展性强、装配件简单。附图说明图1是本专利技术的弹簧驱动空间可展开环形天线装置展开状态的结构示意图；图2是本专利技术的弹簧驱动空间可展开环形天线装置收拢状态的结构示意图；图3是本专利技术的弹簧驱动空间可展开环形天线装置的三角形可展开组件的结构示意图；图4是本专利技术的弹簧驱动空间可展开环形天线装置的三角形展开协同组件的结构示意图；图5是本专利技术的弹簧驱动空间可展环形开天线装置的等边直角三角形可展开单元A展开状态的结构示意图；图6是本专利技术的弹簧驱动空间环形可展开天线装置的等边直角三角形可展开单元A收拢状态的结构示意图；图7是组合支撑竖杆的整体结构示意图；图8是自锁装置的整体结构示意图；图9是自锁弹片的结构示意图；图10是驱动滑块的结构示意图；图11是双头铰链的结构示意图；图12是四头铰链的结构示意图；图13是Y形拉杆的结构示意图；图14是斜杆的结构示意图。图中：1、三角形可展开组件；2、三角形展开协同组件；3、弹簧；4、双头铰链；5、滑块；6、斜杆a；7、斜杆b；8、四头铰链；8-1、固定连接孔；9、组合支撑竖杆；9-1、竖杆a；9-2、竖杆b；10、横杆；11、Y形拉杆；12、自锁装置；13、自锁底座；13-1、底座接头；13-2、自锁限位环形凸台；13-3、铰接支架；14、自锁顶盖；14-1、顶盖接头；14-2、自锁限位环形凸台；14-3、弹片方孔；15、自锁弹片；15-1、铰接轴孔；15-2、L形槽；16、自锁扭簧。具体实施方式下面结合附图和实施例对专利技术作进一步的详细说明，但并不作为对专利技术做任何限制的依据。参阅图1、图2所示，弹簧驱动空间可展开环形天线装置，整体包括n套三角形可展开组件1和连接在相邻n套三角形可展开组件1下方的n套三角形展开协同组件2构成的等边直角三角形可展开单元A，n≥2；由n套三角形可展开组件1和n套三角形展开协同组件2收拢或展开构成可展开环形天线装置。其中，n套三角形可展开组件1通过四头铰链8首尾相接，n套三角形展开协同组件2与n套三角形可展开组件1共用同一套通过四头铰链8连接的横杆，n套三角形可展开组件1与n套三角形展开协同组件2首尾相接，在弹簧弹性的作用下，收拢或展开。如图3所示，为三角形可展开组件1结构示意图，该三角形可展开组件1包括通过四头铰链8连接的一对对称结构的横杆10，在一对横杆10之间通过四头铰链8垂直连接一组合支撑竖杆9，组合支撑竖杆9上通过滑块5连接一对Y形拉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弹簧驱动空间可展开环形天线装置，其特征在于，包括n套三角形可展开组件(1)和连接在相邻n套三角形可展开组件(1)下方的n套三角形展开协同组件(2)构成的等边直角三角形可展开单元A，n≥2；所述n套三角形可展开组件(1)通过四头铰链(8)首尾相接，n套三角形展开协同组件(2)与n套三角形可展开组件(1)共用同一套通过四头铰链(8)连接的横杆，所述n套三角形可展开组件(1)与n套三角形展开协同组件(2)首尾相接，在弹簧弹性的作用下，收拢或展开构成可展开环形天线装置。

【技术特征摘要】
1.一种弹簧驱动空间可展开环形天线装置，其特征在于，包括n套三角形可展开组件(1)和连接在相邻n套三角形可展开组件(1)下方的n套三角形展开协同组件(2)构成的等边直角三角形可展开单元A，n≥2；所述n套三角形可展开组件(1)通过四头铰链(8)首尾相接，n套三角形展开协同组件(2)与n套三角形可展开组件(1)共用同一套通过四头铰链(8)连接的横杆，所述n套三角形可展开组件(1)与n套三角形展开协同组件(2)首尾相接，在弹簧弹性的作用下，收拢或展开构成可展开环形天线装置。2.根据权利要求1所述的弹簧驱动空间可展开环形天线装置，其特征在于，所述等边直角三角形可展开单元A，包括通过四头铰链(8)连接的一对对称结构的横杆(10)，在一对横杆(10)之间通过四头铰链(8)垂直连接一组合支撑竖杆(9)，组合支撑竖杆(9)上通过滑块(5)连接一对Y形拉杆(11)，滑块(5)上方的组合支撑竖杆(9)上套有弹簧(3)；在一对横杆(10)的两端分别通过四头铰链(8)分别倾斜连接一根铰接的斜杆，两根斜杆共同连接到上方组合支撑竖杆(9)顶部的双头铰链(4)上。3.根据权利要求2所述的弹簧驱动空间可展开环形天线装置，其特征在于，所述三角形展开协同组件(2)与相邻两套三角形可展开组件(1)的组合横杆(10)共用，呈左右对称装配；相邻两套三角形可展开组件(1)共用一套四头铰链(8)实现连接，在两相邻三角形可展开组件(1)间装配一套三角形展开协同组件(2)。4.根据权利要求2所述的弹簧驱动空间可展开环形天线装置，其特征在于，所述组合支撑竖杆(9)由两端竖杆a(9-1)和竖杆b(9-2)固定连接自锁装置(12)构成，组合支撑竖杆(9)整体长度与横杆(10)长度相同；所述自锁装置(12)的整体外径尺寸与竖杆a(9-1)和竖杆b(9-2)的外径尺寸相同。5.根据权利要求4所述的弹簧驱动空间可展开环形天线装置，其特征在于，所述自锁装置(12)包括外径尺寸相同相互连接的自锁底座(13)和自锁顶盖(14)，所述自锁底座(13)为半圆柱形实心件，自锁底座(13)一端加工有与竖杆a(9-1)或竖杆b(9-2)固定连接的接头(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国辉，杜敬利，吴晓斌，张逸群，杨东武，蒋翔俊，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61