本发明专利技术公开了一种包含热刀压紧及伸缩杆支撑的卫星天线展开装置，涉及卫星天线压紧展开技术领域。为航天器可展开天线机构的压紧、释放、展开与锁定提供一种可选择的技术途径。所述卫星天线展开装置安装在星体上，其包括顶端天线阵面碳纤维框架、侧端外侧天线阵面碳纤维框架、侧端内侧天线阵面碳纤维框架、伸缩杆机构以及热刀锁紧机构。热刀锁紧机构切断捆绳的瞬间，侧端内侧天线阵面碳纤维框架和侧端外侧天线阵面碳纤维框架在合页铰链和复合铰链的力矩作用下开始转动，同时伸缩杆在侧端外侧天线阵面碳纤维框架运动的带动下进行伸展，当侧端内侧天线阵面碳纤维框架和侧端外侧天线阵面碳纤维框架的上下表面对应平行时锁定，天线完成整个展开过程。线完成整个展开过程。线完成整个展开过程。
【技术实现步骤摘要】
一种包含热刀压紧及伸缩杆支撑的卫星天线展开装置
[0001]本专利技术涉及卫星天线压紧展开
，是一种非火工航天器机构锁紧展开装置。
技术介绍
[0002]随着航天技术的发展，越来越多的航天器需要在轨展开，而这些可展开的航天器结构需要设置相应的锁紧释放装置。该装置是用于航天器发射时实现本体和附件或者部件与部件之间的紧固连接，且入轨后又按既定要求解除约束的机械装置。由于航天器部件的质量及其对冲击环境的敏感性不同，需要的锁紧释放装置也有所不同。根据不同的解锁方式，锁紧释放装置可以分为火工装置和非火工装置。火工装置是航天器上最早使用，也是最常用的锁紧释放装置，具有重量轻、体积小、比能量大、可靠性高、可实现多点同步解锁释放等突出优点，但其也有一些不可克服的缺点，如：解锁时对结构产生较大的解锁冲击、爆炸后产生的气体存在化学性污染、一次性使用、成本高等，已不适用于某些航天器。与火工装置相比，非火工装置一般具有冲击小、无污染、可重复使用、成本低等优点。
[0003]因此，非火工装置的应用研究受到了越来越多的关注，热刀式锁紧释放装置是一种典型的非火工装置，相比火工解锁装置，具有显著的优势，如：对电磁干扰不敏感、解锁冲击小、污染小、结构简单、可多次重复试验等，具有很高的应用价值。国内外的热刀式锁紧释放技术都主要是利用高温共烧陶瓷电热元件（刀片形结构）切断凯夫拉绳（熔点大于500℃），但其构造相对复杂，质量、体积、所需功率和工作电压均较大。由于热刀刀片形结构较尖锐，在与捆绳接触时，振动摩擦容易造成彼此间的损坏，且对捆绳的蠕变和张力敏感．这些因素都在严重制约着热刀式锁紧释放装置的应用。
技术实现思路
[0004]本专利技术针对以上问题，提出了一种包含热刀压紧及伸缩杆支撑的卫星天线展开装置，为航天器可展开天线机构的压紧、释放、展开与锁定提供一种可选择的技术途径。
[0005]本专利技术的技术方案为：所述卫星天线展开装置安装在星体8上，其包括顶端天线阵面碳纤维框架1、侧端外侧天线阵面碳纤维框架7、侧端内侧天线阵面碳纤维框架9、伸缩杆机构以及热刀锁紧机构；所述顶端天线阵面碳纤维框架1固定连接在星体8上，所述侧端内侧天线阵面碳纤维框架9的一端与顶端天线阵面碳纤维框架1铰接，另一端与侧端外侧天线阵面碳纤维框架7铰接；在星体8和侧端内侧天线阵面碳纤维框架9之间设置热刀锁紧机构，在天线展开前锁止侧端内侧天线阵面碳纤维框架9；在星体8和侧端外侧天线阵面碳纤维框架7之间也设置热刀锁紧机构，在天线展开前锁止侧端外侧天线阵面碳纤维框架7；所述伸缩杆机构连接在星体8和侧端外侧天线阵面碳纤维框架7之间，在天线展开
过程中伸长导向，并在天线展开后锁止侧端外侧天线阵面碳纤维框架7。
[0006]进一步的，所述热刀锁紧机构包括热刀11、滑轮12以及绳子14，所述热刀11固定连接在星体8上，所述滑轮12固定连接在侧端外侧天线阵面碳纤维框架7或者侧端内侧天线阵面碳纤维框架9上，所述绳子14呈环状绕在热刀11及滑轮12上。从而在热刀发热后可切断绳子解除对侧端内侧天线阵面碳纤维框架9的锁止。
[0007]进一步的，所述伸缩杆机构包括伸缩杆10、伸缩杆滑动销4以及滑道5，伸缩杆10的一端与星体7进行铰接，并且另一端固定连接伸缩杆滑动销4，滑道5固定连接在侧端外侧天线阵面碳纤维框架7上，所述伸缩杆滑动销4滑动连接在所述滑道5中。
[0008]进一步的，所述伸缩杆10包括相互插接的伸缩内筒和伸缩外筒，所述伸缩外筒的底端与星体8铰接，所述伸缩杆滑动销4固定连接在伸缩内筒的顶端，所述伸缩外筒的顶口固定连接有与其垂直的球头锁，所述伸缩内筒的底端开设有与球头锁适配的卡槽。从而在伸缩杆10伸长至完全展开的状态时，球头锁中的球头伸入卡槽中实现伸缩杆10长度的锁止。
[0009]进一步的，所述顶端天线阵面碳纤维框架1和侧端内侧天线阵面碳纤维框架9之间通过合页铰链3铰接，所述合页铰链3包括通过铰接轴相铰接的两个合页，两个合页分别固定连接顶端天线阵面碳纤维框架1以及侧端内侧天线阵面碳纤维框架9；所述铰接轴上还套接有扭簧一，扭簧一的两端则分别抵住顶端天线阵面碳纤维框架1以及侧端内侧天线阵面碳纤维框架9，使得二者保持向相互水平状态的运动趋势；或者是，在顶端天线阵面碳纤维框架1安装旋转动力源一，所述旋转动力源一的输出轴连接铰接轴，并且铰接轴通过其中一个合页与侧端内侧天线阵面碳纤维框架9固定相连。从而在热刀切断绳子之后，产生让顶端天线阵面碳纤维框架1和侧端内侧天线阵面碳纤维框架9向相互水平状态的运动的力矩。
[0010]进一步的，所述侧端内侧天线阵面碳纤维框架9与侧端外侧天线阵面碳纤维框架7之间通过复合铰链13铰接；所述复合铰链13包括多对支杆，同一对中的两个支杆通过转轴相铰接，并且分别与侧端内侧天线阵面碳纤维框架9、侧端外侧天线阵面碳纤维框架7铰接；所述转轴上还套接有扭簧二，扭簧二的两端则分别抵住侧端外侧天线阵面碳纤维框架7以及侧端内侧天线阵面碳纤维框架9，使得二者保持向相互水平状态的运动趋势；或者是，在侧端内侧天线阵面碳纤维框架9上安装旋转动力源二，所述旋转动力源二的输出轴连接转轴，并且转轴通过其中一个支杆与侧端外侧天线阵面碳纤维框架7固定相连。从而在热刀切断绳子之后，产生让侧端内侧天线阵面碳纤维框架9与侧端外侧天线阵面碳纤维框架7向相互水平状态的运动的力矩。
[0011]进一步的，所述顶端天线阵面碳纤维框架1、侧端外侧天线阵面碳纤维框架7、侧端内侧天线阵面碳纤维框架9均由碳纤维材料制成。
[0012]本专利技术在卫星天线需要展开时，热刀锁紧机构切断捆绳的瞬间，侧端内侧天线阵面碳纤维框架和侧端外侧天线阵面碳纤维框架在合页铰链和复合铰链的力矩作用下开始转动，同时伸缩杆在侧端外侧天线阵面碳纤维框架运动的带动下进行伸展，当侧端内侧天线阵面碳纤维框架和侧端外侧天线阵面碳纤维框架的上下表面对应平行时，合页铰链和复合铰链通过其自带锁定机构对天线机构进行锁定，同时，伸缩杆伸缩至最长极限位置，通过
自身锁定机构进行锁定，提升展开后天线的刚度与形面精度，天线完成整个展开过程。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的结构示意图；图2a为本专利技术合页铰链的结构示意图；图2b为本专利技术合页铰链的结构侧面示意图；图3a为本专利技术复合铰链结构示意图；图3b为本专利技术复合铰链结构侧面示意图；图4a为本专利技术热刀结构示意图；图4b为本专利技术热刀结构侧面示意图；图5为本专利技术滑槽示意图；图6为压紧状态下热刀、天线框架及压紧绳的局部示意图图7为可伸缩支撑杆、滑槽机构、天线框架收拢态图图8为可伸缩支撑杆、滑槽机构、天线框架展开态图图中：1
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顶端天线阵面碳纤维框架、2
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天线阵面碳纤维框架支座、3
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合页铰链、4
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伸缩杆滑动销、5
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滑道、6
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伸缩杆、7
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侧端外侧天线阵面碳纤维框架、8
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星体、9
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侧端内侧天线阵面碳本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种包含热刀压紧及伸缩杆支撑的卫星天线展开装置，其特征在于，所述卫星天线展开装置安装在星体（8）上，其包括顶端天线阵面碳纤维框架（1）、侧端外侧天线阵面碳纤维框架（7）、侧端内侧天线阵面碳纤维框架（9）、伸缩杆机构以及热刀锁紧机构；所述顶端天线阵面碳纤维框架（1）固定连接在星体（8）上，所述侧端内侧天线阵面碳纤维框架（9）的一端与顶端天线阵面碳纤维框架（1）铰接，另一端与侧端外侧天线阵面碳纤维框架（7）铰接；在星体（8）和侧端内侧天线阵面碳纤维框架（9）之间设置热刀锁紧机构，在天线展开前锁止侧端内侧天线阵面碳纤维框架（9）；在星体（8）和侧端外侧天线阵面碳纤维框架（7）之间也设置热刀锁紧机构，在天线展开前锁止侧端外侧天线阵面碳纤维框架（7）；所述伸缩杆机构连接在星体（8）和侧端外侧天线阵面碳纤维框架（7）之间，在天线展开过程中伸长导向，并在天线展开后锁止侧端外侧天线阵面碳纤维框架（7）。2.根据权利要求1所述的一种包含热刀压紧及伸缩杆支撑的卫星天线展开装置，其特征在于，所述热刀锁紧机构包括热刀（11）、滑轮（12）以及绳子（14），所述热刀（11）固定连接在星体（8）上，所述滑轮（12）固定连接在侧端外侧天线阵面碳纤维框架（7）或者侧端内侧天线阵面碳纤维框架（9）上，所述绳子（14）呈环状绕在热刀（11）及滑轮（12）上。3.根据权利要求1所述的一种包含热刀压紧及伸缩杆支撑的卫星天线展开装置，其特征在于，所述伸缩杆机构包括伸缩杆（10）、伸缩杆滑动销（4）以及滑道（5），伸缩杆（10）的一端与星体（7）进行铰接，并且另一端固定连接伸缩杆滑动销（4），滑道（5）固定连接在侧端外侧天线阵面碳纤维框架（7）上，所述伸缩杆滑动销（4）滑动连接在所述滑道（5）中。4.根据权利要求3所述的一种包含热刀压紧及伸缩杆支撑的卫星天线展开装置，其特征在于，所述伸缩杆（10）包括相互插接的伸缩内筒和伸缩外筒，所述伸缩外筒的底端与星体（8）铰接，所述伸缩杆滑动销（...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宸，王月，陈金宝，赖少杰，鲁超宇，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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