[發明專利]一種平面式可展開桁架及其分步展開方法

有效

• 申請號: 201210480702.5
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103840245A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 李波;李建營
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: H01Q1/08
• 分類號: H01Q1/08
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 馮守志

1.一種平面式可展開桁架，其特征在于，該平面式可展開桁架包括：平面天線外板、平面天線內板、第一鉸鏈、航天器平臺、內板桿件、第一平臺桿件、第二平臺桿件、第一內板斜撐桿件、第二內板斜撐桿件、中心鉸鏈、連接桿件、第二鉸鏈、桿間鉸鏈、外板桿件、關節支座；其中，

所述平面天線內板與所述平面天線外板以及所述航天器平臺分別通過第二鉸鏈以及第一鉸鏈活動連接；

所述內板桿件一端與所述平面天線內板通過所述關節支座連接，另一端與所述中心鉸鏈活動連接；

所述第一平臺桿件一端與所述航天器平臺通過所述關節支座連接，另一端與所述第二平臺桿件通過所述桿間鉸鏈連接；

所述第二平臺桿件一端與所述第一平臺桿件通過所述桿間鉸鏈連接，另一端與所述連接桿件通過所述中心鉸鏈連接；

所述第一內板斜撐桿件一端與所述平面天線內板通過所述關節支座連接，另一端與所述第二內板斜撐桿件通過所述桿間鉸鏈連接；

所述第二內板斜撐桿件一端與所述第一內板斜撐桿件通過所述桿間鉸鏈連接，另一端與所述中心鉸鏈連接；

所述連接桿件一端與所述外板桿件通過所述桿間鉸鏈連接，另一端與所述第二平臺桿件通過所述中心鉸鏈連接；

所述外板桿件一端與所述平面天線外板通過所述關節支座連接，另一端與所述連接桿件通過所述桿間鉸鏈連接；

所述第一平臺桿件、第二平臺桿件、第一內板斜撐桿件、第二內板斜撐桿件折疊收攏在所述航天器平臺與所述平面天線內板之間；所述內板桿件、連接桿件、外板桿件折疊收攏在所述平面天線內板和所述平面天線外板外圍；

所述第一鉸鏈、第二鉸鏈、桿間鉸鏈、中心鉸鏈均處于活動狀態，機構為十桿閉環三自由度桿系。

2.如權利要求1所述的平面式可展開桁架，其特征在于，?

所述第一鉸鏈、第二鉸鏈均通過有源裝置驅動；

所述平面天線內板展開后相對所述航天器平臺轉動90°；

所述平面天線外板展開后相對所述平面天線內板轉動180°；

所述第一鉸鏈在所述平面天線內板展開到位后進行鎖定；

所述第二鉸鏈在所述平面天線外板展開到位后進行鎖定；

所述桿間鉸鏈在桿件展開到位后進行鎖定，且在桿件夾角180°時實現鎖定；

所述第一內板斜撐桿件和所述第二內板斜撐桿件之間的所述桿間鉸鏈除能夠鎖定外，還具有驅動展開力矩；

所述中心鉸鏈和所述關節支座在桿件展開到位后不鎖定。

3.如權利要求2所述的平面式可展開桁架，其特征在于，所述第二鉸鏈為180°鉸鏈。

4.如權利要求2所述的平面式可展開桁架，其特征在于，所述第一鉸鏈為90°鉸鏈。

5.如權利要求4所述的平面式可展開桁架，其特征在于，所述?90°鉸鏈安裝在所述航天器平臺上。

6.如權利要求1所述的平面式可展開桁架，其特征在于，所述關節支座分別安裝在所述航天器平臺、所述平面天線外板以及平面天線內板上。

7.如權利要求1至6任一項所述的平面式可展開桁架的分步展開方法，其特征在于，包括如下步驟：

在所述第一鉸鏈、第二鉸鏈以及第一內板斜撐桿件和第二內板斜撐桿件之間的桿間鉸鏈的驅動源帶動作用下，所述平面天線內板繞所述第一鉸鏈作回轉運動，所述平面天線外板繞所述第二鉸鏈作回轉運動，所述內板桿件、第一平臺桿件、第二平臺桿件、第一內板斜撐桿件、第二內板斜撐桿件、連接桿件、外板桿件繞各自對應連接的所述桿間鉸鏈、中心鉸鏈及關節支座作回轉運動；

所述第二鉸鏈在展開過程中最先鎖定，此時機構的自由度變為2；

所述連接桿件和所述外板桿件之間的所述桿間鉸鏈與所述第一內板斜撐桿件和所述第二內板斜撐桿件之間的所述桿間鉸鏈同時鎖定，此時機構的自由度變為1；

所述第一平臺桿件和所述第二平臺桿件之間的所述桿間鉸鏈與所述第一鉸鏈同時鎖定，機構自由度變為0，使得整個桁架形成一穩態結構。