大型化多模块索肋张拉式天线机构制造技术

大型化多模块索肋张拉式天线机构，包含多级联动模块单元，所述多级联动模块单元包含上支架、下支架、丝杠副、连动杆、索拉杆和支撑座，还包含模块单元互连机构；多级联动模块单元展开后的六组索拉杆的端部相连形成正六边形构型；所述模块单元互连机构包含锁定机构和关节铰链，任意相邻两个多级联动模块单元通过关节铰链相连，任意相邻两个多级联动模块单元通过锁紧机构实现模块化拼接张拉式天线机构展开时锁紧和收拢时释放。本发明专利技术结构紧凑，展开可靠性高，能够满足展开口径和焦径比的要求，可适应卫星平台的发展趋势。适应卫星平台的发展趋势。适应卫星平台的发展趋势。

【技术实现步骤摘要】
大型化多模块索肋张拉式天线机构


[0001]本专利技术涉及一种天线机构，具体涉及一种大型化多模块索肋张拉式天线机构。

技术介绍

[0002]目前，随着空间应用要求的提升，超大尺寸、高收拢率、轻量化的新型可展开结构的研究成为航天器
的重要挑战。国外航天发达国家已经成功将空间折展天线机构应用在航天工程领域，具有重要的研究价值及良好的应用背景。张拉式折展机构是近年来国际上出现的新型可展机构，然而，张拉式折展机构的收拢尺寸过大，以及其尚不易进行多模块组网方面制约了张拉式展开机构在空间天线上的应用发展。CN109659661A公开一种索杆张拉环形可展开天线机构，其主要采用双层环形桁架式结构和扭簧实现驱动，很难进行扩展形成更大口径的天线机构，CN107939928A公开一种仿含羞草柔性铰链连接的空间折展机构，柔性铰链连接两个可展模块，通过阵列的方式，形成不同的大尺度折展机构，但是很难进行分层组网，也无法满足展开口径和焦径比的要求；
[0003]总体来说，张拉式展开机构发展存在以下不足：张拉式天线机构国内目前尚无大型机构。张拉式天线机构目前尚不能进行模块组网，机构的可扩展性不高，难以适应更大口径的天线需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为克服现有技术不足，提供一种大型化多模块索肋张拉式天线机构。该天线机构展开可靠性高，能够满足展开口径和焦径比的要求。
[0005]本专利技术的技术方案是：模块化拼接张拉式天线机构，包含多级联动模块单元，所述多级联动模块单元包含上支架、下支架、丝杠副、连动杆、索拉杆和支撑座；支撑座上安装有下支架，丝杠副的丝杠的两端可转动地布置在上支架和下支架上，电机安装在上支架上，电机的输出端与丝杠连接，丝杠副的螺母上沿周向布置有六组连动杆和六组索拉杆，连动杆分别与螺母和下支架铰接，索拉杆分别与上支架和连动杆铰接，支撑座与对应索拉杆之间设有相连的拉索，相邻索拉杆之间连有拉索，每个索拉杆内安装有拉索；还包含模块单元互连机构，多级联动模块单元展开后的六组索拉杆的端部相连形成正六边形构型，展开后的S个多级联动模块单元之间的索拉杆通过模块单元互连机构相连拼接成沿径向拓扑并沿周向阵列的N层拓扑式构型；
[0006]其中，
[0007]所述模块单元互连机构包含锁定机构和关节铰链，任意相邻两个多级联动模块单元通过关节铰链相连，任意相邻两个多级联动模块单元通过锁紧机构实现模块化拼接张拉式天线机构展开时锁紧和收拢时释放。
[0008]本专利技术相比现有技术的有益效果是：
[0009]本专利技术通过拼接若干个相同的多级联动模块单元，实现了大口径抛物面天线的实
际需求，适用于大口径抛物面天线的组网。带来的好处在于整个机构的普适性和可扩展性得到了提高，例如：为增加天线的面积直接按照需求增加相应数量的天线模块即可。本专利技术的天线机构具有模块化特点，能够满足展开口径和焦径比的要求，可组建为大型天线机构。可适应卫星平台的发展趋势。
[0010]下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步地说明：
附图说明
[0011]图1为本专利技术大型化多模块索肋张拉式天线机构的收拢示意图；
[0012]图2为本专利技术大型化多模块索肋张拉式天线机构的展开示意图；
[0013]图3为展开后的多级联动模块单元的立体示意图；
[0014]图4为图2的E处放大图；
[0015]图5为图4的F处的局部放大图；
[0016]图6为图4的H处的局部放大图；
[0017]图7为含有拉索的本专利技术立体结构示意图；
[0018]图8为另一个方向看的多级联动模块单元展开后的立体结构示意图；
[0019]图9为多级联动模块单元的收拢示意图；
[0020]图10为连动杆的结构示意图；
[0021]图11为索拉杆的结构示意图；
[0022]图12为双杆组件和关节构建成平面四杆机构作为索拉杆的示意图；
[0023]图13为图11的D向视图；
[0024]图14为图8的K向视图；
[0025]图15为展开锁定铰链示意图；
[0026]图16为索网的布置示意图。
具体实施方式
[0027]如图1
‑
图3所示，本实施方式的大型化多模块索肋张拉式天线机构，包含多级联动模块单元A，所述多级联动模块单元A包含上支架1、下支架2、丝杠副、连动杆4、索拉杆5和支撑座6；支撑座6上安装有下支架2，丝杠副的丝杠31的两端可转动地布置在上支架1和下支架2上，电机安装在上支架1上，电机的输出端与丝杠31连接，丝杠副的螺母32上沿周向布置有六组连动杆4和六组索拉杆5，连动杆4分别与螺母32和下支架2铰接，索拉杆5分别与上支架1和连动杆4铰接，支撑座6与对应索拉杆5之间设有相连的拉索7，相邻索拉杆5之间连有拉索7，每个索拉杆5内安装有拉索7；
[0028]还包含模块单元互连机构，多级联动模块单元展开后的六组索拉杆5的端部相连形成正六边形构型，展开后的S个多级联动模块单元之间的索拉杆5通过模块单元互连机构8相连拼接成沿径向拓扑并沿周向阵列的N层拓扑式构型；
[0029]其中，i为自然数；
[0030]所述模块单元互连机构包含锁定机构8
‑
1和关节铰链8
‑
2，任意相邻两个多级联动模块单元A通过关节铰链8
‑
2相连，任意相邻两个多级联动模块单元A通过锁紧机构8
‑
1实现
模块化拼接张拉式天线机构展开时锁紧和收拢时释放。S表示多级联动模块单元的数量，N表示多级联动模块单元沿周向扩展层数。
[0031]本实施方式遵循蜂巢的设计思路，也即采用中心模块单元+外围模块单元的组网构思，由于单个多级联动模块单元A展开后的六组索拉杆5的端部相连形成正六边形构型，外围的多个多级联动模块单元围绕中心的多级联动模块单元进行分层扩展，形成沿径向拓扑和沿周向阵列的N层构型，中心的多级联动模块单元的索拉杆5与第二层的六个多级联动模块单元通过模块单元互连机构8相连、第二层的6个多级联动模块单元与第三层的12个多级联动模块单元通过模块单元互连机构8相连，依次类推，构建为模块化拼接张拉式天线机构。以第3层为例：第2层的6个多级联动模块单元A中，每个多级联动模块单元A剩余三根索拉杆5，将当前多级联动模块单元A与其相邻的多级联动模块单元A的相邻两个索拉杆5与第三层的一个多级联动模块单元A的两个索拉杆5分别通过模块单元互连机构8相连，当前多级联动模块单元A的剩余一根索拉杆5单独与第三层的一个多级联动模块单元A的一根索拉杆5通过模块单元互连机构8相连，实现第二层的6个多级联动模块单元A与第三层的12个多级联动模块单元A相连，沿径向和周向依此类推布置，形成模块化拼接张拉式天线机构。
[0032]从图1
‑
图3可看出每个外围的多级联动模块单元A提供3根索拉杆5用于连接其他多级联动模块单元A，剩余的3根索拉5在机构展开后提供外围网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大型化多模块索肋张拉式天线机构，包含多级联动模块单元(A)，所述多级联动模块单元(A)包含上支架(1)、下支架(2)、丝杠副、连动杆(4)、索拉杆(5)和支撑座(6)；支撑座(6)上安装有下支架(2)，丝杠副的丝杠(31)的两端可转动地布置在上支架(1)和下支架(2)上，电机安装在上支架(1)上，电机的输出端与丝杠(31)连接，丝杠副的螺母(32)上沿周向布置有六组连动杆(4)和六组索拉杆(5)，连动杆(4)分别与螺母(32)和下支架(2)铰接，索拉杆(5)分别与上支架(1)和连动杆(4)铰接，支撑座(6)与对应索拉杆(5)之间设有相连的拉索(7)，相邻索拉杆(5)之间连有拉索(7)，每个索拉杆(5)内安装有拉索(7)；其特征在于：还包含模块单元互连机构，多级联动模块单元展开后的六组索拉杆(5)的端部相连形成正六边形构型，展开后的S个多级联动模块单元之间的索拉杆(5)通过模块单元互连机构(8)相连拼接成沿径向拓扑并沿周向阵列的N层拓扑式构型；其中，所述模块单元互连机构包含锁定机构(8
‑
1)和关节铰链(8
‑
2)，任意相邻两个多级联动模块单元(A)通过关节铰链(8
‑
2)相连，任意相邻两个多级联动模块单元(A)通过锁紧机构(8
‑
1)实现模块化拼接张拉式天线机构展开时锁紧和收拢时释放。2.根据权利要求1所述大型化多模块索肋张拉式天线机构，其特征在于：锁定机构(8
‑
1)包含锁定块一(8
‑
11)、锁定块二(8
‑
12)、锁钩(8
‑
13)和扭簧；锁定块二(8
‑
12)与锁钩(8
‑
13)转动连接，锁定块二(8
‑
12)和锁钩(8
‑
13)之间设置有与二者相抵的扭簧，天线机构完全展开后，锁定块一(8
‑
11)和锁定块二(8
‑
12)通过锁钩(8
‑
13)锁紧。3.根据权利要求1所述大型化多模块索肋张拉式天线机构，其特征在于：所述连动杆(4)包含连杆一(41)、连杆二(42)和连杆三(43)；连杆三(43)的两端分别与连杆二(42)和索拉杆(5)铰接，连杆二(42)与螺母(32)铰接，连杆一(41)两端分别与下支架(2)和连杆三(43)铰接。4.根据权利要求3所述大型化多模块索肋张拉式天线机构，其特征在于：每个所述索拉杆(5)包括上索杆(51)、下索杆(52)、多个双杆组件(53)和多个关节(54)；相邻两个双杆组件(53)通过关节(54)铰接串联在一起，第一个双杆组件(53)分别与上支架(1)和连动杆(4)铰接，双杆组件(53)和关节(54)构成平面四杆机构，最后一个双杆组件(53)和最后一个关节(54)分别与上索杆(51)铰接，上索杆(51)和下索杆(52)铰接，任意相邻两个多级联动模块单元(A)的两根下索杆(52)的另一端通过关节铰链(8
‑
2)相连，而两根上索杆(8
‑
3)的另一端通过锁定机构(8
‑
1)实现模块化拼接张拉式天线机构展开时锁紧和收拢时释放；支撑座(6)与双杆组件(53)之间、支撑座(6)与下索杆(52)之间以及上索杆(51)和下索杆(52)之间分别连接有拉索(7)；任意一个上索杆(51)端部分别与其相邻的索拉杆(5)中的上索杆(51)端部、下索杆(52)端部和双杆组件(53)之间设有拉索(7)；任意一个下索杆(52)端部分别与其相邻的索拉杆(5)中的上索杆(51)端部、下索杆(52)端部和双杆组件(53)之间设有拉索(7)；最后一个双杆组件(53)分别与其相邻的索拉杆(5)中的上索杆(51)端部、下索杆(52)端部和最后一个双杆组件(53)之间设有拉索(7)。5.根据权利要求4所述大型化多模块索肋张拉式天线机构，其特征在于：双杆组件(53)
包含辅助肋杆和主肋杆；分别为第一辅助肋杆(53
‑
1)、第一主肋杆(53
‑
2)、第二辅助肋杆(53
‑
3)、第二主肋杆(53
‑
4)、第三辅助肋杆(53
‑
5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：史创，陈子杰，郭宏伟，刘荣强，曾令斌，
申请(专利权)人：上海宇航系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：