基于肋机构的模块化空间曲面折展天线机构

摘要

基于肋机构的模块化空间曲面折展天线机构，它涉及一种天线机构，以解决现有展开式抛物柱面天线结构存在型面精度较低、稳定性较差，整体刚度较差、伞状天线结构存在不适用于反射面拉伸成型以及可展开桁架天线结构只能单向展开，无法形成抛物柱面的问题，它包括两个控速电机、两个纵向连接肋机构、两个折展连接机构、多个横向连接肋机构、多个单肋机构、多个单模块折展机构、多个张紧拉绳和多个模块连接机构；两个纵向连接肋机构之间并列布置有两个横向外侧支撑架，每个横向外侧支撑架由多个横向连接肋机构串接而成，所述支撑构架内布置有两个折展连接机构、多个单模块折展机构和多个单肋机构；本发明用于卫星、空间站和空间探测器。

主权项

一种基于肋机构的模块化空间曲面折展天线机构，其特征在于，所述天线机构包括两个控速电机(3)、两个纵向连接肋机构(7)、两个折展连接机构(N)、多个横向连接肋机构(6)、多个单肋机构(1)、多个单模块折展机构(5)、多个张紧拉绳(2)和多个模块连接机构(S)；每个单模块折展机构(5)包括单模块折展机构中心杆(9)、单模块折展机构滑块(10)、单模块折展机构下接头(11)、单模块折展机构上接头(12)、单模块折展机构弹性元件(56)和四组折展对接机构(H)；单模块折展机构中心杆(9)的上端和下端分别固装有单模块折展机构上接头(12)和单模块折展机构下接头(11)；单模块折展机构中心杆(9)上套设有单模块折展机构滑块(10)，单模块折展机构滑块(10)位于单模块折展机构上接头(12)和单模块折展机构下接头(11)之间，单模块折展机构中心杆(9)上套设有单模块折展机构弹性元件(56)，单模块折展机构弹性元件(56)位于单模块折展机构上接头(12)和单模块折展机构滑块(10)之间；单模块折展机构中心杆(9)的周向均匀布置有四组折展对接机构(H)，每组折展对接机构(H)包括单模块折展机构斜腹杆(57)、单模块折展机构上支撑杆(58)、单模块折展机构下支撑杆(59)、单模块折展机构上弦杆(60)和单模块折展机构下弦杆(61)，单模块折展机构上接头(12)与单模块折展机构上弦杆(60)的一端铰接，单模块折展机构上弦杆(60)的另一端与单模块折展机构斜腹杆(57)铰接，单模块折展机构上支撑杆(58)的一端与单模块折展机构下接头(11)铰接，单模块折展机构上支撑杆(58)的另一端与单模块折展机构斜腹杆(57)铰接，单模块折展机构下支撑杆(59)的一端与单模块折展机构滑块(10)铰接，单模块折展机构下支撑杆(59)的另一端与单模块折展机构上支撑杆(58)铰接；单模块折展机构下接头(11)与单模块折展机构下弦杆(61)的一端铰接；一组折展对接机构(H)的单模块折展机构上弦杆(60)的另一端和与其相邻的另一组的折展对接机构(H)的单模块折展机构下弦杆(61)的另一端之间固装有张紧拉绳(2)；每个单肋机构(1)包括单肋机构下支撑杆(13)、单肋机构斜腹杆(14)、单肋机构下弦杆(15)、单肋机构上弦杆(19)、单肋机构上接头(20)、单肋机构中心杆(21)、单肋机构滑块(22)、单肋机构上支撑杆(23)、单肋机构下接头(24)和单肋机构弹性元件(4)，单肋机构中心杆(21)的上端和下端分别固接有单肋机构上接头(20)和单肋机构下接头(24)，单肋机构中心杆(21)上套设有单肋机构滑块(22)，单肋机构滑块(22)位于单肋机构下接头(24)和单肋机构上接头(20)之间，单肋机构中心杆(21)上套设有单肋机构弹性元件(4)，单肋机构弹性元件(4)位于单肋机构滑块(22)和单肋机构上接头(20)之间；单肋机构下弦杆(15)和单肋机构上弦杆(19)并列设置，单肋机构下弦杆(15)的一端与单肋机构下接头(24)铰接，单肋机构上弦杆(19)的一端与单肋机构上接头(20)铰接，单肋机构下弦杆(15)和单肋机构上弦杆(19)之间布置有单肋机构上支撑杆(23)和单肋机构斜腹杆(14)，单肋机构下支撑杆(13)的一端与单肋机构滑块(22)铰接，单肋机构下支撑杆(13)的另一端与单肋机构上支撑杆(23)铰接，单肋机构上支撑杆(23)的一端与单肋机构下接头(24)铰接，单肋机构上支撑杆(23)的另一端与单肋机构斜腹杆(14)的一端铰接，单肋机构斜腹杆(14)的另一端与单肋机构上弦杆(19)的另一端铰接；每个横向连接肋机构(6)包括横向中间连接机构(R)和两套横向对接机构(M)，横向中间连接机构(R)包括横向连接肋机构下接头(25)、横向连接肋机构中心杆(26)、横向连接肋机构上接头(27)，横向连接肋机构中心杆(26)的上端固装有横向连接肋机构上接头(27)，横向连接肋机构中心杆(26)的下端固装有横向连接肋机构下接头(25)；横向中间连接机构(R)的两侧以横向连接肋机构中心杆(26)为对称轴对称布置有横向对接机构(M)，每套横向对接机构(M)包括横向连接肋机构下弦杆(54)、横向连接肋机构上弦杆(51)、横向连接肋机构斜腹杆(52)、横向连接肋机构上支撑杆(53)和横向连接肋机构下支撑杆(55)；横向连接肋机构下弦杆(54)的一端与横向连接肋机构下接头(25)铰接，横向连接肋机构上弦杆(51)的一端与横向连接肋机构上接头(27)铰接，横向连接肋机构斜腹杆(52)的一端与横向连接肋机构上弦杆(51)的一端铰接，横向连接肋机构斜腹杆(52)的另一端与横向连接肋机构上支撑杆(53)铰接，横向连接肋机构上支撑杆(53)与横向连接肋机构下支撑杆(55)铰接；每个纵向连接肋机构(7)包括纵向中间连接机构(K)和两套纵向连接机构组合体(T)；纵向中间连接机构(K)包括纵向连接肋机构中间下接头(33)、纵向连接肋机构滑块(34)、纵向连接肋机构中间上接头(35)、纵向连接肋机构弹性元件(36)和纵向连接肋机构中间杆(37)；纵向连接肋机构中间杆(37)的上端和下端分别固装有纵向连接肋机构中间上接头(35)和纵向连接肋机构中间下接头(33)，纵向连接肋机构中间杆(37)上套设有纵向连接肋机构滑块(34)，纵向连接肋机构滑块(34)位于纵向连接肋机构中间上接头(35)和纵向连接肋机构中间下接头(33)之间，纵向连接肋机构中间杆(37)上套设有纵向连接肋机构弹性元件(36)，纵向连接肋机构弹性元件(36)位于纵向连接肋机构滑块(34)和纵向连接肋机构中间上接头(35)之间；纵向中间连接机构(K)的两侧以纵向连接肋机构中间杆(37)为对称轴对称布置有纵向连接机构组合体(T)；每套纵向连接机构组合体(T)包括纵向连接肋机构上弦杆(45)、纵向连接肋机构下弦杆(46)、纵向连接肋机构上支撑杆(47)、纵向连接肋机构斜腹杆(48)、纵向连接肋机构连接杆(49)、纵向连接肋机构下支撑杆(50)、纵向连接肋机构上接头(32)、纵向连接肋机构下接头(31)和两个单肋机构(1)；纵向连接肋机构上接头(32)和纵向连接肋机构下接头(31)之间固接有纵向连接肋机构连接杆(49)，纵向连接肋机构上接头(32)的一端与单肋机构上弦杆(19)铰接，纵向连接肋机构上接头(32)的另一端与纵向连接肋机构上弦杆(45)铰接，纵向连接肋机构下接头(31)的一端与单肋机构下弦杆(15)铰接，纵向连接肋机构下接头(31)的另一端与纵向连接肋机构下弦杆(46)铰接，纵向连接肋机构上弦杆(45)与纵向连接肋机构中间上接头(35)铰接，纵向连接肋机构下弦杆(46)与纵向连接肋机构中间下接头(33)铰接，纵向连接肋机构斜腹杆(48)的两端分别与纵向连接肋机构上弦杆(45)和纵向连接肋机构上支撑杆(47)铰接，纵向连接肋机构上支撑杆(47)与纵向连接肋机构中间下接头(33)铰接，纵向连接肋机构下支撑杆(50)的两端分别与纵向连接肋机构上支撑杆(47)和纵向连接肋机构滑块(34)铰接；每个模块连接机构(S)包括模块连接下接头(40)、模块连接上接头(41)和模块连接中心杆(39)，模块连接中心杆(39)的上端和下端分别连接有模块连接上接头(41)和模块连接下接头(40)；每个折展连接机构(N)包括折展上弦杆(62)、折展下弦杆(63)、折展斜腹杆(64)、折展上支撑杆(65)、折展下支撑杆(66)、模块连接下接头(40)、模块连接上接头(41)和模块连接中心杆(39)，模块连接中心杆(39)的上端和下端分别连接有模块连接上接头(41)和模块连接下接头(40)，模块连接上接头(41)与折展上弦杆(62)铰接，模块连接下接头(40)与折展下弦杆(63)铰接，折展斜腹杆(64)的两端分别与折展上支撑杆(65)和折展上弦杆(62)铰接，折展上支撑杆(65)和折展下支撑杆(66)铰接；两个纵向连接肋机构(7)并列布置，两个纵向连接肋机构(7)之间并列布置有两个横向外侧支撑架，每个横向外侧支撑架由多个横向连接肋机构(6)串接而成，两个纵向连接肋机构(7)和两个横向外侧支撑架铰接成一个投影面为四边形的支撑构架，所述支撑构架内布置有两个折展连接机构(N)、多个单模块折展机构(5)和多个单肋机构(1)；支撑构架、两个折展连接机构(N)、多个单模块折展机构(5)、多个单肋机构(1)和多个张紧拉绳(2)构成一个能折展的网状结构；相邻两个横向连接肋机构(6)的横向连接肋机构上弦杆(51)与单肋机构(1)的单肋机构上接头(20)铰接，相邻两个横向连接肋机构(6)的横向连接肋机构下弦杆(54)和横向连接肋机构上支撑杆(53)分别与单肋机构(1)的单肋机构下接头(24)铰接，相邻两个横向连接肋机构(6)的横向连接肋机构下支撑杆(55)与单肋机构(1)的单肋机构滑块(22)铰接；横向连接肋机构(6)的横向连接肋机构上接头(27)与其相邻的单模块折展机构(5)的单模块折展机构上弦杆(60)铰接，横向连接肋机构(6)的横向连接肋机构下接头(25)与其相邻的单模块折展机构(5)的单模块折展机构下弦杆(61)铰接；横向上布置的每个单肋机构(1)的单肋机构上弦杆(19)与其相邻的模块连接机构(S)的模块连接上接头(41)铰接，该模块连接上接头(41)分别与三个单模块折展机构(5)的单模块折展机构上弦杆(60)铰接，横向上布置的每个单肋机构(1)的单肋机构下弦杆(15)与其相邻的模块连接机构(S)的模块连接下接头(40)铰接，该模块连接下接头(40)分别与三个单模块折展机构(5)的单模块折展机构下弦杆(61)铰接；纵向连接肋机构(7)中的单肋机构(1)的单肋机构上接头(20)与其相邻的横向连接肋机构(6)的横向连接肋机构上弦杆(51)铰接，纵向连接肋机构(7)中的单肋机构(1)的单肋机构下接头(24)与该相邻的横向连接肋机构(6)的横向连接肋机构下弦杆(54)和横向连接肋机构上支撑杆(53)铰接，纵向连接肋机构(7)中的单肋机构(1)的单肋机构滑块(22)与该相邻的横向连接肋机构(6)的横向连接肋机构下支撑杆(55)铰接；纵向连接肋机构(7)中的纵向连接肋机构上接头(32)与其相邻的单模块折展机构(5)的单模块折展机构上弦杆(60)铰接，纵向连接肋机构(7)中的纵向连接肋机构下接头(31)与其相邻的单模块折展机构(5)的单模块折展机构下弦杆(61)铰接，纵向连接肋机构(7)中的纵向连接肋机构中间上接头(35)与其相邻的折展连接机构(N)的折展上弦杆(62)铰接，纵向连接肋机构(7)中的纵向连接肋机构中间下接头(33)与其相邻的折展连接机构(N)的折展下弦杆(63)铰接，该折展连接机构(N)的模块连接上接头(41)分别与三个单模块折展机构(5)的单模块折展机构上弦杆(60)铰接，该折展连接机构(N)的模块连接下接头(40)分别与三个单模块折展机构(5)的单模块折展机构下弦杆(61)铰接；中间部位相邻的四个单模块折展机构(5)的单模块折展机构上弦杆(60)均与剩余的相对应的模块连接机构(S)的模块连接上接头(41)铰接，中间部位相邻的四个单模块折展机构(5)的单模块折展机构下弦杆(61)均与剩余的相对应的模块连接机构(S)的模块连接下接头(40)铰接，横向上位于支撑构架中部的两个单模块折展机构(5)的单模块折展机构上接头(12)上分别固装有一个控速电机(3)，控速电机(3)的输出轴缠绕有缓释绳(70)，缓释绳(70)的端部连接在单模块折展机构滑块(10)上。