一种过约束交叉式可展抛物柱面天线支撑结构制造技术

本发明专利技术专利公开了一种过约束交叉式可展抛物柱面天线支撑结构，具体涉及航空航天技术领域。包括多个弧面可展单元、柱面可展单元和运动控制装置，弧面可展单元展开形成弧形的支撑面；柱面可展单元展开形成直线的支撑面；运动控制装置用于控制柱面可展单元来带动弧面可展单元进行展开或收缩。本发明专利技术技术方案旨在为大型可展抛物柱面天线的结构设计提供参考价值，实现了对可展抛物柱面天线的支撑，同时有利于对可展抛物柱面天线的结构设计。有利于对可展抛物柱面天线的结构设计。有利于对可展抛物柱面天线的结构设计。

【技术实现步骤摘要】
一种过约束交叉式可展抛物柱面天线支撑结构


[0001]本专利技术涉及航空航天
，特别涉及一种过约束交叉式可展抛物柱面天线支撑结构。

技术介绍

[0002]随着信息时代的发展，各国对大口径星载可展天线的需求越来越迫切，以实现对微小功率信号的获取、大信息容量的传输、遥感分辨率的提高等目的，对大口径星载可展天线的研究逐渐成为国内外航天领域的一个研究热点。大型星载可展天线在地球观测、军事侦查、无线通信、载人航天以及深空探测等重要工程中有着广泛的应用，对于提高卫星的通信能力、侦察能力、导航和资源探测等都有重大意义。
[0003]由于空间技术的发展和卫星数量的增加，卫星的频轨资源日趋紧张，竞争十分激烈；并且空间电磁环境复杂，环境以及设备之间存在一定的电磁干扰，传统的单波束天线在精度和增益等方面难以满足当前信息获取与传输的需求，因此大口径、多波段、高信噪比、高精度、高增益、高展收比等特点已成为大型星载可展天线的发展趋势。而可展抛物柱面天线具有抛物柱面天线的强方向性、高增益、兼顾自动波束扫描、易于实现多频段共用等特点，在发射阶段，可展抛物柱面天线收拢在运载工具包络尺寸内；入轨后，可展抛物柱面天线在驱动系统与控制系统共同作用下逐渐展开；完全展开后，利用自身的结构特性以及锁定装置形成稳定的结构。其构型设计、性能验证等方面的研究受到各国科研人员青睐，因此对大型星载可展抛物柱面天线的研究逐渐成为一个重要的研究方向。欧美、日本等国已相继开展了在轨试验与应用，并取得了一定的成果，而由于我国在航天领域的空间可展结构研究较为落后一些，导致关于大型可展抛物柱面天线的研究尚处于理论设计分析与验证阶段。
[0004]在此背景下，研究新型可展抛物柱面天线的支撑结构对于大型可展抛物柱面天线的设计、理论分析、工程应用等方面都具有一定参考价值，同时对大型空间可展天线的发展也有着推动作用，因此具有重要且深远的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术意在提供一种过约束交叉式可展抛物柱面天线支撑结构，旨在为大型可展抛物柱面天线的结构设计提供参考价值。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种过约束交叉式可展抛物柱面天线支撑结构，包括多个弧面可展单元、柱面可展单元和运动控制装置，
[0007]所述弧面可展单元包括两根直线光轴、弧面约束机构和非对称式交叉机构，每根所述直线光轴上均设有限位螺母，每根所述直线光轴的上端均设有滑块，所述弧面约束机构由两根一端转动连接的第一连杆组成，两根所述第一连杆的另一端分别转动连接在对应的滑块上，所述非对称式交叉机构包括两个上连接件、一个第一中铰链和两个下连接件，所述第一中铰链由两个转动连接的第一转块构成，两个所述第一转块之间连接有扭簧，每个
所述第一转块的自由端均转动连接有第二连杆，四根所述第二连杆位于两个相互平行的平面内，位于上侧的两根所述第二连杆通过两个上连接件转动连接在对应的滑块上，位于上侧的两根所述第二连杆的长度大于位于下侧的两根第二连杆的长度；
[0008]所述柱面可展单元包括两根直线光轴、柱面约束机构和对称式交叉机构，每根所述直线光轴上均设有限位螺母，每根所述直线光轴的上端均设有滑块，所述柱面约束机构包括两根第三连杆和限位铰链，两根所述第三连杆的一端分别转动连接在对应的滑块上，所述限位铰链采用十字形铰链，所述限位铰链转动连接在两根第三连杆之间，所述对称式交叉机构包括两个上连接件、一个第二中铰链和两个下连接件，两个所述上连接件分别与对应的滑块转动连接，所述第二中铰链由两个转动连接的第二转块构成，两个所述第二转块之间连接有扭簧，每个所述第二转块的自由端均转动连接有第四连杆，四根所述第四连杆位于同一平面内，位于上侧的两根所述第四连杆通过两个上连接件转动连接在对应的滑块上，四根所述第四连杆的长度均相同；
[0009]每个所述弧面可展单元、柱面可展单元中的滑块由外壳、直线轴承和两个弹性挡圈组成，所述外壳的中心设有通孔，所述直线轴承通过与直线轴承上下两侧相抵的两个弹性挡圈设置在外壳内，所述外壳内开有与弹性挡圈相卡合的凹槽；
[0010]相邻的两个所述弧面可展单元和弧面可展单元之间、弧面可展单元和柱面可展单元之间均共用一根直线光轴，相邻的两个所述弧面可展单元和柱面可展单元的直线光轴下端连接有第一铰接花盘，每个所述第一铰接花盘均通过下连接件与对应的两个位于下侧的第二连杆的自由端转动连接，相邻的两个所述弧面可展单元和柱面可展单元的直线光轴下端连接有第二铰接花盘，每个所述第二铰接花盘均通过下连接件与对应的两个位于下侧的第四连杆的自由端转动连接；
[0011]所述运动控制装置用于控制任一弧面客栈单元或柱面可展单元上的滑块在对应的直线光轴上上下滑动。
[0012]进一步的，所述运动控制装置包括设置在直线光轴上的电机支座、设置在电机支座上的电机和连接在电机支座和对应滑块之间的驱动弹簧，所述电机支座上对称分布有两个定滑轮和两个固定螺丝，所述电机上连接有减速器，所述减速器的输出轴上连接有绞盘，所述绞盘上卷绕有两根牵引绳，对应的所述滑块上对称分布有动滑轮，两根所述牵引绳分别通过对应的定滑轮和绕过对应的动滑轮，两根所述牵引绳的自由端分别固定在对应的固定螺丝上。
[0013]通过上述设置，借助电机、减速器来带动两根牵引绳收紧或释放，在牵引绳收紧的过程中，通过牵引绳向上移动来带动动滑轮和对应的第二滑块向上移动，此时在驱动弹簧的作用下，滑块向上移动的速度则会收到一定的约束，从而实现对第二滑块速度的控制，提高了本方案的稳定性和可靠性。
[0014]进一步的，所述弧面可展单元和柱面可展单元的数量比为1：1或2:1。
[0015]通过上述设置，该可展支撑结构的方案设计具有高度的模块化特性，通过可展单元的合理组合搭配可适用于不同口径的天线。
[0016]基本可展模块可以由2个弧面可展单元与2个柱面可展单元通过滑块与直线光轴组合而成，比例为1：1；亦可由4个弧面可展单元与2个柱面可展单元通过滑块与直线光轴组合而成，比例为2：1。
[0017]若采用其他方案增加可展单元数量组装模块，这会降低该可展支撑结构的刚度与强度以及展开过程的可靠性与稳定性。
[0018]与现有技术相比，本方案的有益效果：
[0019]1、本方案在收拢状态下为一个规整的长方体，便于在运载时合理分布空间；同时可以将多个弧面可展单元和柱面可展单元分别沿横向和纵向进行展开，即可形成交叉式抛物柱面天线的支撑结构。
[0020]2、本方案具有模块化设计与组装特点，可减小设计与加工难度，缩短研制时间。在符合质量、体积等条件约束下，本方案可获得刚度与强度较高、展开可靠性与稳定性较强的抛物柱面天线可展支撑结构，以满足各种任务的需要。
附图说明
[0021]图1是本专利技术一种过约束交叉式可展抛物柱面天线支撑结构收拢状态的结构示意图；
[0022]图2是本专利技术一种过约束交叉式可展抛物柱面天线支撑结构展开状态的结构示意图；
[0023]图3是本实施例中弧面可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过约束交叉式可展抛物柱面天线支撑结构，其特征在于：包括多个弧面可展单元、柱面可展单元和运动控制装置，所述弧面可展单元包括两根直线光轴、弧面约束机构和非对称式交叉机构，每根所述直线光轴上均设有限位螺母，每根所述直线光轴的上端均设有滑块，所述弧面约束机构由两根一端转动连接的第一连杆组成，两根所述第一连杆的另一端分别转动连接在对应的滑块上，所述非对称式交叉机构包括两个上连接件、一个第一中铰链和两个下连接件，所述第一中铰链由两个转动连接的第一转块构成，两个所述第一转块之间连接有扭簧，每个所述第一转块的自由端均转动连接有第二连杆，四根所述第二连杆位于两个相互平行的平面内，位于上侧的两根所述第二连杆通过两个上连接件转动连接在对应的滑块上，位于上侧的两根所述第二连杆的长度大于位于下侧的两根第二连杆的长度；所述柱面可展单元包括两根直线光轴、柱面约束机构和对称式交叉机构，每根所述直线光轴上均设有限位螺母，每根所述直线光轴的上端均设有滑块，所述柱面约束机构包括两根第三连杆和限位铰链，两根所述第三连杆的一端分别转动连接在对应的滑块上，所述限位铰链采用十字形铰链，所述限位铰链转动连接在两根第三连杆之间，所述对称式交叉机构包括两个上连接件、一个第二中铰链和两个下连接件，两个所述上连接件分别与对应的滑块转动连接，所述第二中铰链由两个转动连接的第二转块构成，两个所述第二转块之间连接有扭簧，每个所述第二转块的自由端均转动连接有第四连杆，四根所述第四连杆位于同一平面内，位于上侧的两根所述第四连杆通过两个上连接件转动连接在对应的滑块上，四根所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金宝，李家琪，陈传志，宋志成，董家宇，霍伟航，崔继云，邹凯飒，刘笑语，孙正楠，张杰，王添翼，余虹志，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：