一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构制造技术

本发明专利技术公开了一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构，包括：N组同步三角框单元、M组同步折叠杆单元和三个驱动丝杆；同步三角框单元，包括：三个三角框连接杆、三个驱动丝母和三个角接件；其中，三个三角框连接杆通过三个角接件顺次首尾相连构成三角形框架，三个驱动丝母分别设置在三个角接件的中心孔内；各同步三角框单元层叠设置；三个驱动丝杆分别依次穿过设置在各同步三角框单元上的三个驱动丝母；每组同步折叠杆单元分别设置在相邻两组同步三角框单元之间，可随同步三角框单元的伸缩进行展开或收拢。本发明专利技术为实现大型天线展开提供支撑及动力。

A kind of expandable large space expansion truss deployment mechanism

The invention discloses an expandable spatial large-scale expansion truss spreading mechanism, which comprises N groups of synchronous triangle frame units, m groups of synchronous folding rod units and three driving screw rods; synchronous triangle frame units, which include three triangle frame connecting rods, three driving screw nuts and three corner connectors; wherein, the three triangle frame connecting rods are connected in sequence through three corner connectors to form a triangle The frame, three driving screws are respectively arranged in the center holes of the three corner connectors; each synchronous triangle frame unit is arranged in layers; three driving screws pass through three driving screws arranged on each synchronous triangle frame unit in turn; each group of synchronous folding rod unit is respectively arranged between two adjacent groups of synchronous triangle frame units, which can be expanded or retracted with the expansion of the synchronous triangle frame unit. Close up. The invention provides support and power for realizing large antenna deployment.

【技术实现步骤摘要】
一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构
本专利技术属于伸缩机构
，尤其涉及一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构。
技术介绍
随着空间地球观测技术及新一轮航天事业的迅猛发展，天线的尺寸需求越来越大，精度越来越高。而大多数天线为了保证其高刚度、高精度的性能，都应用了空间可展开机构作为支撑机构，因此，空间可展开机构应用的尺寸将越来越大，精度越来越高、种类越来越多。由上可见，可展开支撑机构的性能将在很大程度上制约天线的水平，若要发展大型的、高精度的天线，研制具有自主知识产权的空间可展开机构是本领域技术人员亟需解决的问题。由于宇航空间的特殊性，以及航天应用需求的复杂化，空间可展开机构的设计和分析方法将成为未来航天事业发展的关键性问题之一，制约着我国空间技术的快速发展。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构，为实现大型天线展开提供支撑及动力。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构，包括：N组同步三角框单元、M组同步折叠杆单元和三个驱动丝杆；其中，N≥2，M≥1；同步三角框单元，包括：三个三角框连接杆、三个驱动丝母和三个角接件；其中，三个三角框连接杆通过三个角接件顺次首尾相连构成三角形框架，三个驱动丝母分别设置在三个角接件的中心孔内；各同步三角框单元层叠设置；三个驱动丝杆分别依次穿过设置在各同步三角框单元上的三个驱动丝母；每组同步折叠杆单元分别设置在相邻两组同步三角框单元之间，可随同步三角框单元的伸缩进行展开或收拢。在上述可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构中，各同步三角框单元在驱动丝杆和驱动丝母的相互运动下作伸展运动，且设置在各同步三角框单元上的三个驱动丝母的运动距离始终保持相等，随着各同步三角框单元的伸展移动，各同步折叠杆单元由折叠状态逐渐展开并锁紧。在上述可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构中，同步折叠杆单元由三个同步折叠杆组件构成，各同步折叠杆组件的两端分别与相邻的两个同步三角框单元上的对应的角接件铰接；其中，同步折叠杆组件，包括：折叠杆Ⅰ、折叠杆Ⅱ和折叠关节；折叠杆Ⅰ与折叠杆Ⅱ通过折叠关节铰接，铰接后的折叠杆Ⅰ和折叠杆Ⅱ可绕折叠关节进行内向折叠或展开。在上述可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构中，折叠关节，包括：左齿轮、左蜗卷弹簧、铰链联块、左蜗簧螺钉、左铰链铜套、左铰链轴、左防转销、右齿轮、右蜗卷弹簧、右蜗簧螺钉、右铰链铜套、右铰链轴和右防转销；左齿轮、左蜗卷弹簧、左蜗簧螺钉、左铰链铜套、左铰链轴和左防转销与右齿轮、右蜗卷弹簧、右蜗簧螺钉、右铰链铜套、右铰链轴和右防转销关于铰链联块对称设置；左铰链轴通过左铰链铜套固定在铰链联块左侧，右铰链铜套通过右铰链轴固定在铰链联块右侧；左铰链轴上下两端设置有左防转销，右铰链轴上下两端设置有右防转销；左齿轮与左铰链轴连接，右齿轮与右铰链轴连接；左蜗卷弹簧通过左蜗簧螺钉与左齿轮连接，为折叠杆Ⅰ的展开提供动力，辅助折叠杆Ⅰ展开，右蜗卷弹簧通过右蜗簧螺钉与右齿轮连接，为折叠杆Ⅱ的展开提供动力，辅助折叠杆Ⅱ展开；左齿轮和右齿轮的齿数模数相等，以保证两侧相连的折叠杆Ⅰ和折叠杆Ⅱ的同步收展。在上述可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构中，还包括：锁定器；其中，锁定器安装在折叠关节的左右两侧，用于在折叠关节展开到位时，锁紧折叠关节。在上述可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构中，锁定器，包括：锁定机构支座、滑块、锁定压簧、顶盖板和滑块导向杆；滑块导向杆通过顶盖板安装在锁定机构支座的导向槽内；滑块设置在滑块导向杆与锁定机构支座之间，通过锁定压簧与滑块导向杆连接；当折叠关节展开到位时，滑块沿锁定机构支座的导向槽滑出，锁紧折叠关节。在上述可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构中，折叠杆Ⅰ与折叠杆Ⅱ等长，且，折叠杆Ⅰ和折叠杆Ⅱ的长度小于三个三角框连接杆中的最小长度。在上述可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构中，三角框连接杆为碳纤维杆。在上述可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构中，同步三角框单元的三个内角均为锐角。在上述可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构中，两组相邻的同步三角框单元、与连接所述两组相邻的同步三角框单元的一组同步折叠杆单元构成一伸缩桁架展开机构单元；伸缩桁架展开机构单元的展开长度为L1、收拢长度为L2；驱动丝杆的光杠段长度为L3、有丝段长度为L4；则，当N＞2时，L1、L2、L3和L4满足：(N-2)*L2<L3<(N-1)*L2L4>L1。本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术公开了一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构，具有刚度高、质量轻、折叠体积小、重复展开精度高等优点，可作为大型柔性天线的支撑结构，为实现大型天线展开提供支撑及动力。(2)本专利技术公开了一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构，具有结构简单，易折叠，空间热稳定性好，易于实现大口径化等优点，是目前大型可展开天线理想的结构形式。附图说明图1是本专利技术实施例中一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构的收拢状态示意图；图2是本专利技术实施例中一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构的展开状态示意图；图3是本专利技术实施例中一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构的展开过程示意图；图4是本专利技术实施例中一种同步三角框单元的结构示意图；图5是本专利技术实施例中一种伸缩桁架展开机构单元的结构示意图；图6是本专利技术实施例中一种伸缩桁架展开机构单元的展开状态示意图；图7是本专利技术实施例中一种伸缩桁架展开机构单元的展开中间过程示意图；图8是本专利技术实施例中一种折叠关节的结构示意图；图9是本专利技术实施例中一种锁定器的结构示意图；图10是本专利技术实施例中一种锁定器与折叠关节的安装示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术公开的实施方式作进一步详细描述。如图1～3，在本实施例中，该可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构，具体可以包括：N(N≥2)组同步三角框单元1、M(M≥1)组同步折叠杆单元2和三个驱动丝杆3。各组同步三角框单元通过同步折叠杆单元和驱动丝杆实现连接和伸缩。优选的，如图4，同步三角框单元1具体可以包括：三个三角框连接杆101、三个驱动丝母102和三个角接件103。其中，三个三角框连接杆101通过三个角接件103顺次首尾相连构成三角形框架，三个驱动丝母102分别设置在三个角接件103的中心孔内。优选的，如图1，各同步三角框单元层叠设置，也即，各同步三角框单元上的三个驱动丝母均同轴；三个驱动丝杆分别依次穿过设置在各同步三角框单元上的三个驱动丝母，以将各同步三角框单元连接在一起；每组同步折叠杆单元设置在相邻两组同步三角框单元之间，可随同步三角框单元的伸缩进行展开或收拢，以实现各同步三角框本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构，其特征在于，包括：N组同步三角框单元、M组同步折叠杆单元和三个驱动丝杆；其中，N≥2，M≥1；/n同步三角框单元，包括：三个三角框连接杆、三个驱动丝母和三个角接件；其中，三个三角框连接杆通过三个角接件顺次首尾相连构成三角形框架，三个驱动丝母分别设置在三个角接件的中心孔内；/n各同步三角框单元层叠设置；/n三个驱动丝杆分别依次穿过设置在各同步三角框单元上的三个驱动丝母；/n每组同步折叠杆单元分别设置在相邻两组同步三角框单元之间，可随同步三角框单元的伸缩进行展开或收拢。/n

【技术特征摘要】
1.一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构，其特征在于，包括：N组同步三角框单元、M组同步折叠杆单元和三个驱动丝杆；其中，N≥2，M≥1；
同步三角框单元，包括：三个三角框连接杆、三个驱动丝母和三个角接件；其中，三个三角框连接杆通过三个角接件顺次首尾相连构成三角形框架，三个驱动丝母分别设置在三个角接件的中心孔内；
各同步三角框单元层叠设置；
三个驱动丝杆分别依次穿过设置在各同步三角框单元上的三个驱动丝母；
每组同步折叠杆单元分别设置在相邻两组同步三角框单元之间，可随同步三角框单元的伸缩进行展开或收拢。


2.根据权利要求1所述的可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构，其特征在于，各同步三角框单元在驱动丝杆和驱动丝母的相互运动下作伸展运动，且设置在各同步三角框单元上的三个驱动丝母的运动距离始终保持相等，随着各同步三角框单元的伸展移动，各同步折叠杆单元由折叠状态逐渐展开并锁紧。


3.根据权利要求1所述的可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构，其特征在于，同步折叠杆单元由三个同步折叠杆组件构成，各同步折叠杆组件的两端分别与相邻的两个同步三角框单元上的对应的角接件铰接；
其中，同步折叠杆组件，包括：折叠杆Ⅰ、折叠杆Ⅱ和折叠关节；
折叠杆Ⅰ与折叠杆Ⅱ通过折叠关节铰接，铰接后的折叠杆Ⅰ和折叠杆Ⅱ可绕折叠关节进行内向折叠或展开。


4.根据权利要求3所述的可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构，其特征在于，折叠关节，包括：左齿轮、左蜗卷弹簧、铰链联块、左蜗簧螺钉、左铰链铜套、左铰链轴、左防转销、右齿轮、右蜗卷弹簧、右蜗簧螺钉、右铰链铜套、右铰链轴和右防转销；
左齿轮、左蜗卷弹簧、左蜗簧螺钉、左铰链铜套、左铰链轴和左防转销与右齿轮、右蜗卷弹簧、右蜗簧螺钉、右铰链铜套、右铰链轴和右防转销关于铰链联块对称设置；
左铰链轴通过左铰链铜套固定在铰链联块左侧，右铰链铜套通过右铰链轴固定在铰链联块右侧；
左铰链轴上下两端设置有左防转销，右铰链轴上下两端设置有右...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志荣，马小飞，王辉，朱佳龙，解芳芳，赵将，段玉柱，安刚，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