一种基于单自由度可展单元的模块化曲面可展天线机构制造技术

本发明专利技术公开了一种基于单自由度可展单元的模块化曲面可展天线机构，可展天线机构由多个可展天线模块构成，相邻的两个可展天线模块通过其中一个可展天线模块底部的第一花盘和另一个可展天线模块底部的第二花盘转动连接，相邻的两个可展天线模块底部未连接的第一花盘和第二花盘之间通过第一同步杆连接，第一同步杆的杆体中部能够折叠，且第一同步杆与第一花盘、第二花盘单转动连接；本发明专利技术提供的可展天线机构，各模块能够实现直接完全收拢，并具有结构简单，加工制造成本和安装难度低的优点，可形成任意口径的收拢率高的大型可展天线机构。

A modular surface deployable antenna mechanism based on single-degree-of-freedom deployable element

The present invention discloses a modular curved surface deployable antenna mechanism based on a single-degree-of-freedom deployable unit. The deployable antenna mechanism is composed of several deployable antenna modules. Two adjacent deployable antenna modules are rotatably connected by the first disk at the bottom of one deployable antenna module and the second disk at the bottom of another deployable antenna module. The two adjacent deployable antenna modules are not connected at the bottom. The first and second disks are connected by the first synchronous rod, and the middle of the first synchronous rod can be folded, and the first synchronous rod can be connected with the first and second disks by single rotation; the deployable antenna mechanism provided by the invention can realize direct and complete closure of each module, and has the advantages of simple structure, low manufacturing cost and installation difficulty, and can form arbitrary. Large deployable antenna mechanism with high aperture collection rate.

【技术实现步骤摘要】
一种基于单自由度可展单元的模块化曲面可展天线机构
本专利技术涉及空间可展机构
，特别是涉及一种基于单自由度可展单元的模块化曲面可展天线机构。
技术介绍
随着航天技术的快速发展，航天技术在我国科技发展战略规划中占有重要地位，航天工程对于大型可展机构的需求更加迫切。然而在航天工程中受储放容量的限制，对于具有高折展率、高刚度、高稳定性可展天线的需求愈发迫切。可展机构在储存和运输过程中都是处于收拢状态，当放置在工作轨道中，准备就绪后，驱动装置可以使其展开成预定的工作状态。目在前各类航天器上，对于可展机构的应用愈发广泛。可展机构的研究已成为当今世界上的一个研究热点，然而在可展机构中可展天线作为必不可少的领域。比较典型的有美国喷气推进实验室和L’Garde公司研制出口径为14m的充气式可展开天线，英国剑桥大学折展机构实验室研制的SSDA折展天线，Harris公司研制的刚性径向肋天线。中国在可展天线这方面的研究中起步较晚，目前，对于可展机构的研究主要集中在机构的运动学、动力学上，但是对于组成空间可展天线的模块化单元的设计不多，为了适应太空研究中不断增长的需求，设计一种新型的用模块化单元组成的可展机构具有很大的发展前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于单自由度可展单元的模块化曲面可展天线机构，以解决上述现有技术存在的问题，具有结构简单，加工制造成本和安装难度低的优点，可形成任意口径的收拢率高的大型可展天线机构。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供了一种基于单自由度可展单元的模块化曲面可展天线机构，所述可展天线机构由多个可展天线模块构成，相邻的两个所述可展天线模块通过其中一个所述可展天线模块底部的第一花盘和另一个所述可展天线模块底部的第二花盘连接，且所述第一花盘与所述第二花盘之间通过虎克铰连接，相邻的两个所述可展天线模块底部未连接的所述第一花盘和所述第二花盘之间通过第一同步杆连接，所述第一同步杆的杆体中部能够折叠，且所述第一同步杆与所述第一花盘、所述第二花盘转动连接；所述第一花盘的外侧壁上设置有第一连接杆，所述第二花盘的顶端外沿上设置有两个平行设置的第二连接杆，所述第一连接杆为一直杆，所述第二连接杆为由横向杆和竖向杆构成的L型杆，所述第一连接杆突出于所述第一花盘的端部转动连接有一直轴，两个所述第二连接杆的横向杆与所述第二花盘连接，两个所述第二连接杆突出于所述第二花盘的竖向杆之间转动连接有一块轴，所述直轴的端部插入所述块轴的块体与所述块轴转动连接。优选地，所述第一花盘与所述第一连接杆一体设置，所述第二花盘与所述第二连接杆一体设置优选地，所述可展天线模块由三个四面体可展天线单元构成；所述四面体可展天线单元包括四个花盘、三个等长腹杆和三个第二同步杆；四个花盘包括所述第一花盘、所述第二花盘、第三花盘和第四花盘，所述第四花盘设置于所述第一花盘、所述第二花盘和所述第三花盘的顶部；所述第四花盘与所述第一花盘、所述第二花盘和所述第三花盘之间分别通过一所述腹杆连接，且各个所述腹杆的两端与所述第一花盘、所述第二花盘、所述第三花盘、所述第四花盘之间转动连接；所述第一花盘、所述第二花盘和所述第三花盘之间通过三个所述第二同步杆依次连接，所述第二同步杆的杆体中部能够竖向折叠，且所述第二同步杆与所述第一花盘、所述第二花盘、所述第三花盘转动连接；三个所述四面体可展天线单元的与所述第三花盘连接的所述腹杆共用一个所述第三花盘，三个所述四面体可展天线单元的与所述第三花盘连接的所述第二同步杆也共用一个所述第三花盘；三个所述四面体可展天线单元的所述第四花盘之间通过三个第三同步杆连接，所述第三同步杆的杆体中部能够折叠，且所述第三同步杆与所述第四花盘转动连接；相邻的两个所述四面体可展天线单元之间的所述第一花盘和所述第二花盘通过第二同步杆连接成闭环，，且所述第二同步杆与所述第一花盘、所述第二花盘转动连接；三个所述四面体可展天线单元的所述第一花盘、所述第二花盘和共用的所述第三花盘处于同一平面，且三个所述四面体可展天线单元的所述第一花盘和所述第二花盘的中心连线构成正六边形。优选地，所述第一花盘、所述第二花盘、所述第三花盘和所述第四花盘与所述腹杆的连接端的端面上设置有环形凹槽，所述环形凹槽的内侧壁和外侧壁上周向设置有多个两两相对的铰接孔，所述腹杆的端部通过销轴与所述铰接孔铰接。优选地，所述第一同步杆、所述第二同步杆和所述第三同步杆的杆体中部均通过同步铰链连接。优选地，所述第一花盘、所述第二花盘、所述第三花盘和所述第四花盘的外围还设置有多个成对的第一平行耳片，所述第一同步杆、所述第二同步杆和所述第三同步杆的端部设置有与所述第一平行耳片配合设置的第二平行耳片，所述第二平行耳片伸入所述第一平行耳片内，并通过销轴铰接，所述销轴的轴线与所述同步铰链的转动副的轴线平行。优选地，所述第二同步杆和所述第三同步杆与其端部的所述第二平行耳片固定连接；所述第一同步杆与其端部的所述第二平行耳片转动连接。优选地，所述第一同步杆与端部的所述第二平行耳片通过一转动接头连接，所述转动接头一端与所述第二平行耳片一体设置，所述转动接头另一端一体设置有一插入轴，所述插入轴插入所述第一同步杆的杆体端部与所述第一同步杆转动连接。本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：1、本专利技术提供的基于单自由度可展单元的模块化曲面可展天线机构，各个组合单元的构件之间连接方式简单，易于实现高刚度结构的设计。2、本专利技术提供的基于单自由度可展单元的模块化曲面可展天线机构，各个模块完全相同，便于加工制造与安装；可通过设计模块本身的大小及模块的数量形成任意口径的具有大收拢率的大型可展天线支撑机构，可拓展性强；模块内进行收拢时不需要姿态调整，只需对各个模块间的连接处进行适应性调姿，即可实现天线机构最终完全收拢(花盘姿态均一致且所有连杆紧密靠拢)，收拢率高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术中可展天线机构完全展开状态的俯视角度的立体结构示意图；图2为图1中A处的局部放大图；图3为本专利技术中第一花盘与第二花盘连接处的结构示意图；图4为块轴的立体结构示意图；图5为直轴的立体结构示意图；图6为本专利技术中可展天线模块的立体结构示意图；图7为图6中A处的局部放大图；图8为图6中B处的局部放大图；图9为本专利技术中连接有第二同步杆的第二花盘和第三花盘的结构示意图；图10为本专利技术中转动接头的结构示意图；图11为本专利技术中同步铰链展开状态的俯视图；图12为本专利技术中同步铰链完全收拢状态的正视图；图13为本专利技术中同步齿轮的正视图；图14位本专利技术中同步齿轮的俯视图；图15位本专利技术中框架的立体结构示意图；图16为本专利技术中可展天线机构完全展开状态的正视角度的立体结构示意图；图17为本专利技术中可展天线机构半收拢状态的立体结构示意图；图18为本专利技术中可展天线机构完全收拢状态的立体结构示意图；图中：1-第一花盘、2-第二花盘、3-第三花盘、4-第四花盘、5-腹杆、6-第一同步杆、7-同步铰链、8-第二同步杆、9-第三同步杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单自由度可展单元的模块化曲面可展天线机构，其特征在于：所述可展天线机构由多个可展天线模块构成，相邻的两个所述可展天线模块通过其中一个所述可展天线模块底部的第一花盘和另一个所述可展天线模块底部的第二花盘转动连接，相邻的两个所述可展天线模块底部未连接的所述第一花盘和所述第二花盘之间通过第一同步杆连接，所述第一同步杆的杆体中部能够折叠，且所述第一同步杆与所述第一花盘、所述第二花盘转动连接；所述第一花盘的外侧壁上设置有第一连接杆，所述第二花盘的顶端外沿上设置有两个平行设置的第二连接杆，所述第一连接杆为一直杆，所述第二连接杆为由横向杆和竖向杆构成的L型杆，所述第一连接杆突出于所述第一花盘的端部转动连接有一直轴，两个所述第二连接杆的横向杆与所述第二花盘连接，两个所述第二连接杆突出于所述第二花盘的竖向杆之间转动连接有一块轴，所述直轴的端部插入所述块轴的块体与所述块轴转动连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于单自由度可展单元的模块化曲面可展天线机构，其特征在于：所述可展天线机构由多个可展天线模块构成，相邻的两个所述可展天线模块通过其中一个所述可展天线模块底部的第一花盘和另一个所述可展天线模块底部的第二花盘转动连接，相邻的两个所述可展天线模块底部未连接的所述第一花盘和所述第二花盘之间通过第一同步杆连接，所述第一同步杆的杆体中部能够折叠，且所述第一同步杆与所述第一花盘、所述第二花盘转动连接；所述第一花盘的外侧壁上设置有第一连接杆，所述第二花盘的顶端外沿上设置有两个平行设置的第二连接杆，所述第一连接杆为一直杆，所述第二连接杆为由横向杆和竖向杆构成的L型杆，所述第一连接杆突出于所述第一花盘的端部转动连接有一直轴，两个所述第二连接杆的横向杆与所述第二花盘连接，两个所述第二连接杆突出于所述第二花盘的竖向杆之间转动连接有一块轴，所述直轴的端部插入所述块轴的块体与所述块轴转动连接。2.根据权利要求1所述的基于单自由度可展单元的模块化曲面可展天线机构，其特征在于：所述第一花盘与所述第一连接杆一体设置，所述第二花盘与所述第二连接杆一体设置。3.根据权利要求2所述的基于单自由度可展单元的模块化曲面可展天线机构，其特征在于：所述可展天线模块由三个四面体可展天线单元构成；所述四面体可展天线单元包括四个花盘、三个等长腹杆和三个第二同步杆；四个花盘包括所述第一花盘、所述第二花盘、第三花盘和第四花盘，所述第四花盘设置于所述第一花盘、所述第二花盘和所述第三花盘的顶部；所述第四花盘与所述第一花盘、所述第二花盘和所述第三花盘之间分别通过一所述腹杆连接，且各个所述腹杆的两端与所述第一花盘、所述第二花盘、所述第三花盘、所述第四花盘之间转动连接；所述第一花盘、所述第二花盘和所述第三花盘之间通过三个所述第二同步杆依次连接，所述第二同步杆的杆体中部能够竖向折叠，且所述第二同步杆与所述第一花盘、所述第二花盘、所述第三花盘转动连接；三个所述四面体可展天线单元的与所述第三花盘连接的所述腹杆共用一个所述第三花盘，三个所述四面体可展天线单元的与所述第三花盘连接的所述第二同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：许允斗，郭路瑶，郭金伟，陈阳，姚建涛，赵永生，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13