天线板限位式压紧系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种天线技术领域内的天线板限位式压紧系统及应用方法，所述系统包括框架结构、天线板、压紧锥套阵列；所述框架结构包括主体桁架与展开桁架，主体桁架与展开桁架活动连接；主体桁架内部形成置物空间；所述压紧锥套阵列包括多串锥套，多个所述锥套可拆卸布置；所述天线板安装在锥套上；天线板限位式压紧系统能够在收拢状态与展开状态这两种状态之间转换：所述收拢状态下，天线板整体位于置物空间中；所述展开状态下，天线板能够到达置物空间之外的空间。本发明专利技术利用可展开星体桁架与压紧锥套阵列实现大型平板天线的可靠压紧与释放，有效解决了大型星载雷达在卫星平台上的安装集成问题。

A Limited Compression System for Antenna Plate and Its Method

The invention relates to an antenna plate limited compression system and its application method in the field of antenna technology, which comprises a frame structure, an antenna plate and a compression cone sleeve array; the frame structure comprises a main truss and a deployment truss, a main truss and a deployment truss are movably connected; a placement space is formed within the main truss; and the compression cone sleeve array comprises a plurality of series of cone sleeves and a plurality of stations. The detachable arrangement of the cone sleeve; the antenna plate is mounted on the cone sleeve; the antenna plate limited compression system can transform between the closed state and the deployed state: in the closed state, the antenna plate is positioned in the placement space as a whole; in the deployed state, the antenna plate can reach the space outside the placement space. The invention realizes reliable compaction and release of large flat antenna by deployable star truss and compact cone sleeve array, and effectively solves the problem of installation and integration of large space-borne radar on satellite platform.

【技术实现步骤摘要】
天线板限位式压紧系统及其方法
本专利技术涉及天线
，具体地，涉及一种天线板限位式压紧系统及其方法。
技术介绍
上世纪中叶开始，美国、欧洲、前苏联等国在工业部门的大力支持下，开始了航天器天线驱动机构的研制，目前，航天器天线驱动机构已广泛应用于各类航天器，如中继卫星、通信卫星、各类探测器、遥感卫星、空间站、侦察卫星等等。经过几十年的发展，空间驱动机构的种类繁多，性能各异、应用广泛，已成系列化，可靠性较高。针对于雷达为载荷的伺服机构系统也随着驱动机构的研制有较快发展，并在上世纪八、九十年代投入使用。我国在上世纪末，才开始天线驱动机构的研制，研制驱动机构的单位有很多，产品包括Ka可移动点波束天线、天线摆动机构、中继天线驱动机构、SAR天线展开机构、MCSR扫描驱动机构等，已成功应用于多个型号。上述机构产品在运动速度、运动范围、控制方式等方面均不能满足星载大型雷达天线的需要，也无法在作为雷达专用部件和雷达天线的安装基体的前提下实现二维高速运动并满足对目标搜索和跟踪的需要。如图1所示，传统的平板天线压紧方案，采用一根连续金属压紧杆垂直穿透天线阵面，当天线处于收拢状态时，依靠对压紧杆施加制定的预紧力，将天线板间沿垂直于板面法向方向自由度约束；依靠各天线板和压紧支撑底座上的压紧套间的公母配合的横向限位作用或者平面之间的WC高摩擦系数涂层产生的摩擦力，将各天线垂直压紧杆方向的两个自由度加以约束，从而将收拢状态的天线压紧于航天器主结构侧面，满足包络要求和刚度要求。航天器入轨后，压紧释放机构收到解锁指令，切割器工作，切断所有压紧杆，解除对天线板的约束，使其能顺利展开。对于收拢状态跨度大的雷达天线板，若沿用传统金属连续杆+锥套方案，一方面航天器结构无法承受过大的力学载荷，另一方面天线展开时金属连续杆无法抽离，导致展开失败。
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天线板限位式压紧系统及应用方法。整套系统包括大收纳、可展开星体桁架、串联压紧锥套阵列和压紧力加载测量装置等。本专利技术利用可展开星体桁架与压紧锥套阵列实现大型平板天线的可靠压紧与释放，有效解决了大型星载雷达在卫星平台上的安装集成问题。本专利技术涉及一种天线板限位式压紧系统，包括框架结构、天线板、压紧杆；所述框架结构包括主体桁架与展开桁架，主体桁架与展开桁架活动连接；主体桁架内部形成置物空间；所述压紧杆包括锥套，多个所述锥套可拆卸布置；所述天线板安装在锥套上；天线板限位式压紧系统能够在收拢状态与展开状态这两种状态之间转换；所述收拢状态下，天线板整体位于置物空间中，所述展开状态下，天线板能够到达置物空间之外的空间。进一步地，多个锥套中包括有依次布置的尾部锥套、板间锥套、头部锥套；所述尾部锥套安装在主体桁架上，天线板紧固安装在板间锥套上，头部锥套安装在展开桁架上。进一步地，所述天线板与所述板间锥套一一对应，多个所述天线板中相邻的两条天线板通过设置的板间铰链连接；多个所述板间锥套中包括有第一板间锥套与第二板间锥套，所述第一板间锥套包括第一板间公锥头与第一板间母锥头，所述第二板间锥套包括第二板间公锥头与第二板间母锥头；所述第一板间公锥头、所述第一板间母锥头、所述第二板间公锥头、所述第二板间母锥头轮流交替布置；所述第一板间锥套上的所述天线板位于所述第一板间母锥头所在一端，第二板间锥套上的所述天线板位于所述第二板间公锥头所在一端。进一步地，还包括压紧力加载测量装置，所述压紧力加载测量装置包括加载装置与轴力传感器；所述加载装置安装在展开桁架上，所述加载装置、所述轴力传感器、所述头部锥套依次连接。进一步地，所述加载装置包括加载底座、加载螺钉、止转体以及轴承；所述加载底座紧固安装在展开桁架上，所述加载螺钉轴向可调安装在所述加载底座上；所述加载底座上设置有容物槽，所述止转体安装在容物槽中；所述轴力传感器、所述止转体、所述轴承、所述加载螺钉依次相连。进一步地，所述加载螺钉上设置有导向孔，所述止转体包括的导向部伸入到导向孔中；所述止转体与装接部相对的两个端面上均设置有用于安装所述轴力传感器的轴力安装孔；所述加载螺钉沿轴向的两端分别位于容物槽内、容物槽外，所述加载螺钉位于容物槽外的部分配设有一个或多个防松螺母。进一步地，所述主体桁架与展开桁架之间通过设置的展开铰链连接；所述收拢状态下，主体桁架与展开桁架之间还通过设置的分离螺母相连。一种天线板限位式压紧的方法，包括以下步骤：步骤S1：将所述加载装置与所述轴力传感器安装在所述展开桁架上；步骤S2：将所述主体桁架与所述展开桁架通过所述展开铰链连接，使所述展开铰链相对所述主体桁架保持打开；步骤S3：将多个锥套串联形成所述压紧杆，其中，所述尾部锥套安装在所述主体桁架上，所述头部锥套安装在所述展开桁架上；步骤S4：将所述天线板紧固安装在板间锥套上，各所述天线板通过板间铰链实现折叠依次收拢到所述主体桁架内；步骤S5：合上所述展开桁架，通过所述分离螺母将所述主体桁架与所述展开桁架进行固定，使天线板限位式压紧系统处于收拢状态；步骤S6：调整所述加载装置使得所述轴力传感器上的压紧力达到设定值；步骤S7：拧紧头部锁紧螺母后拆除所有所述加载装置与所述轴力传感器；步骤S8：卫星入轨后所述分离螺母解锁，所述展开桁架在所述展开铰链作用下打开并释放所述天线板，相互配合的锥套在板间铰链或设置的电机的驱动力作用下依次脱开，实现平板天线整体展开。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术通过限位式非连续压紧方案，航天器发射时能够通过小尺寸、大承载、高刚度、轻量化的桁架主承力对天线板形成包围保护；入轨后，桁架打开，形成开放结构，实现天线板的释放、展开；2、本专利技术中压紧力加载测量装置测量结果重复性较好，能够直接用头部的轴力传感器表征整串锥套上的压紧力，结构简单，测量方便；3、本专利技术中轴力传感器位于展开桁架的外侧，通过头部锁紧螺母锁定轴力，实现轴力传感器的卸载，避免轴力传感器因承受航天器发射时的力学载荷而损坏；4、本专利技术将分离螺母直接安装在桁架配合面的接头内，连接效果大大改善，能够提供足够的支承刚度。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为现有技术中连续金属杆式的平板天线压紧系统结构示意图；图2为本专利技术提供的天线板限位式压紧系统收拢状态结构示意图；图3为本专利技术提供的天线板限位式压紧系统展开状态结构示意图；图4为多个锥套串联组成的压紧锥套阵列结构示意图；图5为本专利技术中加载装置、展开桁架、压紧锥套阵列连接关系示意图。图中，对应的附图标记为：1-主体桁架，2-展开桁架，3-分离螺母，4-加载装置，41-加载螺钉，42-第一防松螺母，43-第二防松螺母，44-加载底座，45-轴承，46-止转体，47-轴力传感器，5-展开铰链，6-压紧锥套阵列，61-第一板间公锥头，62-第一板间母锥头，63-第二板间公锥头，64-第二板间母锥头，65-头部锥套，66-头部锁紧螺母，67-尾部锥套，7-天线板。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，还可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线板限位式压紧系统，其特征在于，包括框架结构、天线板(7)、压紧杆(6)；所述框架结构包括主体桁架(1)与展开桁架(2)，主体桁架(1)与展开桁架(2)活动连接；主体桁架(1)内部形成置物空间；所述压紧锥套阵列(6)包括多串锥套，多个所述锥套可拆卸布置；所述天线板(7)安装在锥套上；天线板限位式压紧系统能够在收拢状态与展开状态这两种状态之间转换；所述收拢状态下，所述天线板(7)整体位于置物空间中，展开状态下，所述天线板(7)能够到达置物空间之外的空间。

【技术特征摘要】
1.一种天线板限位式压紧系统，其特征在于，包括框架结构、天线板(7)、压紧杆(6)；所述框架结构包括主体桁架(1)与展开桁架(2)，主体桁架(1)与展开桁架(2)活动连接；主体桁架(1)内部形成置物空间；所述压紧锥套阵列(6)包括多串锥套，多个所述锥套可拆卸布置；所述天线板(7)安装在锥套上；天线板限位式压紧系统能够在收拢状态与展开状态这两种状态之间转换；所述收拢状态下，所述天线板(7)整体位于置物空间中，展开状态下，所述天线板(7)能够到达置物空间之外的空间。2.根据权利要求1所述的天线板限位式压紧系统，其特征是，多个锥套中包括有依次布置的尾部锥套(67)、板间锥套、头部锥套(65)；所述尾部锥套(67)安装在主体桁架(1)上，天线板(7)紧固安装在板间锥套上，头部锥套(65)安装在展开桁架(2)上。3.根据权利要求2所述的天线板限位式压紧系统，其特征是，所述天线板(7)与所述板间锥套一一对应，多个所述天线板(7)中相邻的两条天线板(7)通过设置的板间铰链连接；多个所述板间锥套中包括有第一板间锥套与第二板间锥套，所述第一板间锥套包括第一板间公锥头(61)与第一板间母锥头(62)，所述第二板间锥套包括第二板间公锥头(63)与第二板间母锥头(64)；所述第一板间公锥头(61)、所述第一板间母锥头(62)、所述第二板间公锥头(63)、所述第二板间母锥头(64)轮流交替布置；所述第一板间锥套上的所述天线板(7)位于所述第一板间母锥头(62)所在一端，第二板间锥套上的所述天线板(7)位于所述第二板间公锥头(63)所在一端。4.根据权利要求2所述的天线板限位式压紧系统，其特征是，还包括压紧力加载测量装置，所述压紧力加载测量装置包括加载装置(4)与轴力传感器(47)；所述加载装置(4)安装在展开桁架(2)上，所述加载装置(4)、所述轴力传感器(47)、所述头部锥套(65)依次连接。5.根据权利要求4所述的天线板限位式压紧系统，其特征是，所述加载装置(4)包括加载底座(44)、加载螺钉(41)、止转体(46)以及轴承(45)；所述加载底座(44)紧固安装在展开桁架(2)上，所述加载螺钉(41)轴向可调安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志国，马超，彭海阔，林德贵，
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