一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构制造技术

一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构，属于星载大型可展开天线领域，包括新型滑动展开铰链、固定铰链、驱动绳、驱动绳滑车、弹性张紧机构等。涉及的新型滑动展开铰链可以沿着竖杆(导轨)上下滑动。在固定铰链中加入弹性驱动装置，保证了环形展开桁架机构能够预展至一个相对较大的口径，大大削减了后期电展过程中的展开动力。同时，涉及的驱动绳张紧管理方法,通过弹性张紧机构和张紧连接元件,保证预展过程中驱动绳始终处于张紧状态,可以保证这种环形天线展开过程中驱动绳无跳线现象,无钩挂及缠绕的可能性发生。该方法主要是利用驱动张紧的思想,驱动绳滑车与滑动展开铰链运动分离的技术原理，来保证天线在预展过程中驱动绳张紧不松弛。本发明专利技术结构简单、操作简便、可靠性高。可推广应用到各种绳索防跳线领域，具有广阔的应用前景。

A kind of deployable ring truss structure with driving rope tension management

The utility model relates to a pre expandable ring unfolding truss structure for driving rope tension management, which belongs to the field of large deployable antenna on satellite, including a new sliding unfolding hinge, a fixed hinge, a driving rope, a driving rope pulley, an elastic tension mechanism, etc. The new sliding unfolding hinge can slide up and down the vertical bar (guide rail). The elastic driving device is added to the fixed hinge to ensure that the ring unfolding truss mechanism can reach a relatively large aperture in advance, which greatly reduces the unfolding power in the later stage of the electric unfolding process. At the same time, the driving rope tension management method can ensure that the driving rope is always in the tension state in the pre expansion process through the elastic tension mechanism and tension connecting elements, and can ensure that the driving rope has no jumper phenomenon, hook and winding possibility in the expansion process of the circular antenna. This method mainly uses the idea of driving tension and the technical principle of separating the driving rope pulley and sliding unfolding hinge to ensure that the driving rope tension is not loose in the process of antenna preview. The invention has the advantages of simple structure, simple operation and high reliability. It can be widely used in various fields of rope anti jumper, and has a broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构
本专利技术涉及一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构，属于星载大型可展开天线领域。
技术介绍
本专利技术来源于星载超大口径可展开天线，旨在进一步提高通信卫星对微弱信号的收集和传递能力。但是由于运载包络的要求，星载超大口径天线需要进行高收纳比的设计，其中就涉及这种可预展的驱动绳张紧管理的环形展开桁架结构。环形桁架是超大口径天线收拢与展开的运动部件，是30个结构完全相同的四边形单元通过夹角120°的铰链连接而成的一个封闭的多边形环，环形桁架主要由铰链、横杆、竖杆、斜杆等组成。国内专利ZL200610056048.X提出了一种环形天线动力绳系防跳线装置，该装置为一种泡沫类圆块，借助泡沫高弹性的特点实现绳索有力则过，无力则止的功能。然而，目前没有满足空间环境使用要求的泡沫材料(经历热真空环境后，急剧收缩)，因此，该装置目前仅适用于地面试验。国内专利ZL201218003595.8提出了一种环形展开反射器动力绳防跳线装置及其应用，用以实现在反射器展开时，动力绳始终以张紧状态经过过线轮，避免发生因动力绳松弛而导致的跳线问题。但是此专利技术中要求动力绳全部经过杆件内侧。天线预展过程中，动力绳发生松弛，松弛部分动力绳在斜杆内侧，所以不会有缠绕及钩挂的可能性发生。而本专利技术中竖杆段动力绳是在杆件外侧(动力绳不经过斜杆)，所以现有技术不能解决本专利技术中动力绳张紧管理的防跳线技术要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有超大口径星载环形天线的收纳比问题，提出了一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构，这种环形展开桁架结构包括一种新型滑动展开铰链，这种新型滑动展开铰链可以沿着竖杆(导轨)上下滑动。在固定铰链中加入弹性驱动装置，保证了环形展开桁架机构能够预展至一个相对较大的口径，大大削减了后期电展过程中的展开动力。且本专利中涉及的驱动绳管理方法可以有效防止此新型高收纳比的星载环形天线驱动绳脱出以及缠绕的可能性发生，保证天线各展开单元同步有序展开。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案包括：一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构，该环形展开桁架机构包括多个四边形单元，每个四边形单元均包含滑动展开铰链、固定铰链、驱动绳滑车、弹性张紧机构、张紧连接元件、滑动展开铰链锁定机构以及横杆、竖杆和斜杆；两个横杆和两个竖杆组成基本四边形单元结构，固定铰链和滑动展开铰链锁定机构分别装于竖杆两端，滑动展开铰链、驱动绳滑车和弹性张紧机构安装于竖杆上，其中滑动展开铰链和驱动绳滑车可以沿着竖杆上下滑动，而弹性张紧机构固定于竖杆靠近固定铰链一侧；张紧连接元件将驱动绳滑车与弹性张紧机构连接在一起；斜杆将基本四边形单元结构中两个竖杆上的固定铰链连接在一起，且斜杆成为该基本四边形单元结构的对角线。进一步的，在一个基本四边形单元结构中，两个竖杆上安装的固定铰链位置是上下相反的。进一步的，固定铰链用于连接一个竖杆和一个横杆。进一步的，滑动展开铰链装在竖杆上，同时滑动展开铰链还通过横杆与另一个竖杆上的固定铰链连接。进一步的，弹性张紧机构通过张紧连接元件给驱动绳滑车提供拉力，保证驱动绳滑车在天线收拢及预展过程中相对竖杆保持静止，无相对位移。进一步的，还包括弹性驱动装置，安装在固定铰链与斜杆连接处，环形展开桁架机构在包带解锁以后依靠此弹性驱动装置自身存储的动力预展至一定口径。进一步的，弹性驱动装置安装在固定铰链与斜杆连接处具体为非过线轮的位置，弹性驱动装置为弹簧。进一步的，在天线预展过程中，驱动绳滑车因为弹性张紧机构提供的拉力，保持相对位置不对，而滑动展开铰链向上或者向下滑动，实现了滑动展开铰链与驱动绳滑车的运动分离。进一步的，还包括驱动绳，驱动绳通过横杆内部，经过滑动展开铰链横杆接头上的过线轮P1转向驱动绳滑车，通过过线轮P2、P3、P4将驱动绳滑车和滑动展开铰链锁定机构连接在一起，然后通过过线轮P5转向下一展开单元；其中，驱动绳与滑动展开铰链无连接，滑动展开铰链中的过线轮P6、P7用于限位，P6、P7过线轮均与驱动绳保持间隙。进一步的，当天线预展结束后，滑动展开铰链停止滑动，电机启动收卷驱动绳，从而带动驱动绳滑车向上或者向下滑动进一步展开天线，当驱动绳滑车与滑动展开铰链相接触时，在驱动绳的作用下，驱动绳滑车推动滑动展开铰链向上或者向下滑动，直至天线完全展开。本专利技术带来的有益效果为：(1)、在固定铰链中加入弹性驱动装置，保证了环形展开桁架能够预展至一个相对较大的口径，大大削减了后期电展过程中的展开动力；(2)、提出了全过程全阶段驱动绳张紧的防跳线管理思想；(3)、基于驱动绳张紧管理的思想，提出了驱动绳张力管理装置，张紧弹性张紧机构与动力绳滑车相配合，保证预展过程驱动张紧。(4)、最终提出了一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构，预展阶段驱动绳张紧无跳线风险，后期能够正常驱动滑动展开铰链。(5)、驱动绳管理使用纤维绳索，也可使用钢丝绳，对绳索特性无要求，驱动绳管理装置不引入新的阻力，不会导致最终展开动力急剧增大。附图说明图1为一种超大口径天线结构形式示意图；图2为天线预展过程不含驱动绳管理装置示意图；图3为天线预展过程含驱动绳管理装置示意图；图4为天线展开过程含弹性驱动装置示意图；图5为天线展开过程不含弹性驱动装置示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。根据新型超大口径环形天线结构形式和功能要求，提出一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构。如图1所示，该环形展开桁架机构包括多个四边形单元，每个四边形单元均包含滑动展开铰链7、固定铰链14、驱动绳滑车8、弹性张紧机构10、张紧连接元件9、滑动展开铰链锁定机构13以及横杆12、竖杆11和斜杆16；其中滑动展开铰链7和驱动绳滑车8可以沿着竖杆11上下滑动，弹性张紧机构10固定于竖杆11靠近固定铰链14一侧。两个横杆12和两个竖杆11组成基本四边形单元结构，固定铰链14和滑动展开铰链锁定机构13分别装于竖杆两端，滑动展开铰链7、驱动绳滑车8和弹性张紧机构10安装于竖杆11上，其中滑动展开铰链7和驱动绳滑车8可以沿着竖杆11上下滑动，而弹性张紧机构10固定于竖杆靠近固定铰链14一侧；张紧连接元件9将驱动绳滑车8与弹性张紧机构10连接在一起；斜杆16将基本四边形单元结构中两个竖杆11上的固定铰链14连接在一起，且斜杆16成为该基本四边形单元结构的对角线。在一个基本四边形单元结构中，两个竖杆11上安装的固定铰链14位置是上下相反的。固定铰链14用于连接一个竖杆11和一个横杆12。滑动展开铰链7装在竖杆11上，同时滑动展开铰链7还通过横杆12与另一个竖杆11上的固定铰链14连接。弹性张紧机构10通过张紧连接元件9给驱动绳滑车8提供拉力，保证驱动绳滑车在天线收拢及预展过程中相对竖杆11保持静止，无相对位移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构，其特征在于：该环形展开桁架机构包括多个四边形单元，每个四边形单元均包含滑动展开铰链(7)、固定铰链(14)、驱动绳滑车(8)、弹性张紧机构(10)、张紧连接元件(9)、滑动展开铰链锁定机构(13)以及横杆(12)、竖杆(11)和斜杆(16)；/n两个横杆(12)和两个竖杆(11)组成基本四边形单元结构，固定铰链(14)和滑动展开铰链锁定机构(13)分别装于竖杆两端，滑动展开铰链(7)、驱动绳滑车(8)和弹性张紧机构(10)安装于竖杆(11)上，其中滑动展开铰链(7)和驱动绳滑车(8)可以沿着竖杆(11)上下滑动，而弹性张紧机构(10)固定于竖杆靠近固定铰链(14)一侧；张紧连接元件(9)将驱动绳滑车(8)与弹性张紧机构(10)连接在一起；斜杆(16)将基本四边形单元结构中两个竖杆(11)上的固定铰链(14)连接在一起，且斜杆(16)成为该基本四边形单元结构的对角线。/n

【技术特征摘要】
1.一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构，其特征在于：该环形展开桁架机构包括多个四边形单元，每个四边形单元均包含滑动展开铰链(7)、固定铰链(14)、驱动绳滑车(8)、弹性张紧机构(10)、张紧连接元件(9)、滑动展开铰链锁定机构(13)以及横杆(12)、竖杆(11)和斜杆(16)；
两个横杆(12)和两个竖杆(11)组成基本四边形单元结构，固定铰链(14)和滑动展开铰链锁定机构(13)分别装于竖杆两端，滑动展开铰链(7)、驱动绳滑车(8)和弹性张紧机构(10)安装于竖杆(11)上，其中滑动展开铰链(7)和驱动绳滑车(8)可以沿着竖杆(11)上下滑动，而弹性张紧机构(10)固定于竖杆靠近固定铰链(14)一侧；张紧连接元件(9)将驱动绳滑车(8)与弹性张紧机构(10)连接在一起；斜杆(16)将基本四边形单元结构中两个竖杆(11)上的固定铰链(14)连接在一起，且斜杆(16)成为该基本四边形单元结构的对角线。


2.根据权利要求1所述的一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构，其特征在于：在一个基本四边形单元结构中，两个竖杆(11)上安装的固定铰链(14)位置是上下相反的。


3.根据权利要求1所述的一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构，其特征在于：固定铰链(14)用于连接一个竖杆(11)和一个横杆(12)。


4.根据权利要求1所述的一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构，其特征在于：滑动展开铰链(7)装在竖杆(11)上，同时滑动展开铰链(7)还通过横杆(12)与另一个竖杆(11)上的固定铰链(14)连接。


5.根据权利要求1所述的一种驱动绳张紧管理的可预展的环形展开桁架结构，其特征在于：弹性张紧机构(10)通过张紧连接元件(9)给驱动绳滑车(8)提供拉力，保证驱动绳滑车在天线收拢及预展过程中相对竖杆(11)保...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯涛，李涛，马小飞，肖勇，段浩，杨钊，王海琛，孙蛟龙，陈卓，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61