[發(fā)明專(zhuān)利]一種平面式可展開(kāi)桁架及其分步展開(kāi)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210480702.5
• 申請(qǐng)日: 2012-11-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103840245A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李波;李建營(yíng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q1/08
• 分類(lèi)號(hào): H01Q1/08
• 代理公司: 上海航天局專(zhuān)利中心 31107
• 代理人: 馮守志

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天飛行器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種平面式可展開(kāi)桁架及其分步展開(kāi)方法。

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背景技術(shù)

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)航天器單翼兩塊平面式天線(xiàn)展開(kāi)的可展開(kāi)桁架運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究和應(yīng)用較少，國(guó)外應(yīng)用比較典型的有加拿大的RADARSAT衛(wèi)星，國(guó)內(nèi)在雷達(dá)衛(wèi)星的研制方面起步較晚，已在軌的遙感雷達(dá)衛(wèi)星天線(xiàn)與RADARSAT-1結(jié)構(gòu)相近。結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，其主要特點(diǎn)和不足之處表現(xiàn)在：

a.機(jī)構(gòu)為多桿閉環(huán)、多自由度桿系，且關(guān)節(jié)多，運(yùn)動(dòng)規(guī)律復(fù)雜；

b.桿系機(jī)構(gòu)的展開(kāi)時(shí)序性和運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性跟鉸鏈的鎖定順序關(guān)系密切；

c.現(xiàn)有機(jī)構(gòu)在天線(xiàn)展開(kāi)到位時(shí)所有鉸鏈同時(shí)鎖定，這種展開(kāi)方式對(duì)地面裝配精度和試驗(yàn)調(diào)試都提出了極高的要求。

因此，有必要提供一種平面式可展開(kāi)桁架分步展開(kāi)方法。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種平面式可展開(kāi)桁架及其分步展開(kāi)方法，以簡(jiǎn)化航天器單翼兩塊平面式天線(xiàn)展開(kāi)的可展開(kāi)桁架的展開(kāi)。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種平面式可展開(kāi)桁架，該平面式可展開(kāi)桁架包括：平面天線(xiàn)外板、平面天線(xiàn)內(nèi)板、第一鉸鏈、航天器平臺(tái)、內(nèi)板桿件、第一平臺(tái)桿件、第二平臺(tái)桿件、第一內(nèi)板斜撐桿件、第二內(nèi)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(guān)節(jié)支座；其中，

所述平面天線(xiàn)內(nèi)板與所述平面天線(xiàn)外板以及所述航天器平臺(tái)分別通過(guò)第二鉸鏈以及第一鉸鏈活動(dòng)連接；

所述內(nèi)板桿件一端與所述平面天線(xiàn)內(nèi)板通過(guò)所述關(guān)節(jié)支座連接，另一端與所述中心鉸鏈活動(dòng)連接；

所述第一平臺(tái)桿件一端與所述航天器平臺(tái)通過(guò)所述關(guān)節(jié)支座連接，另一端與所述第二平臺(tái)桿件通過(guò)所述桿間鉸鏈連接；

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

所述第一內(nèi)板斜撐桿件一端與所述平面天線(xiàn)內(nèi)板通過(guò)所述關(guān)節(jié)支座連接，另一端與所述第二內(nèi)板斜撐桿件通過(guò)所述桿間鉸鏈連接；

所述第二內(nèi)板斜撐桿件一端與所述第一內(nèi)板斜撐桿件通過(guò)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(guò)所述桿間鉸鏈連接，另一端與所述第二平臺(tái)桿件通過(guò)所述中心鉸鏈連接；

所述外板桿件一端與所述平面天線(xiàn)外板通過(guò)所述關(guān)節(jié)支座連接，另一端與所述連接桿件通過(guò)所述桿間鉸鏈連接；

所述第一平臺(tái)桿件、第二平臺(tái)桿件、第一內(nèi)板斜撐桿件、第二內(nèi)板斜撐桿件折疊收攏在所述航天器平臺(tái)與所述平面天線(xiàn)內(nèi)板之間；所述內(nèi)板桿件、連接桿件、外板桿件折疊收攏在所述平面天線(xiàn)內(nèi)板和所述平面天線(xiàn)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(dòng)狀態(tài)，機(jī)構(gòu)為十桿閉環(huán)三自由度桿系。

其中，所述第一鉸鏈、第二鉸鏈均通過(guò)有源裝置驅(qū)動(dòng)；

所述平面天線(xiàn)內(nèi)板展開(kāi)后相對(duì)所述航天器平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)90°；

所述平面天線(xiàn)外板展開(kāi)后相對(duì)所述平面天線(xiàn)內(nèi)板轉(zhuǎn)動(dòng)180°；

所述第一鉸鏈在所述平面天線(xiàn)內(nèi)板展開(kāi)到位后進(jìn)行鎖定；

所述第二鉸鏈在所述平面天線(xiàn)外板展開(kāi)到位后進(jìn)行鎖定；

所述桿間鉸鏈在桿件展開(kāi)到位后進(jìn)行鎖定，且在桿件夾角180°時(shí)實(shí)現(xiàn)鎖定；

所述第一內(nèi)板斜撐桿件和所述第二內(nèi)板斜撐桿件之間的所述桿間鉸鏈除能夠鎖定外，還具有驅(qū)動(dòng)展開(kāi)力矩；

所述中心鉸鏈和所述關(guān)節(jié)支座在桿件展開(kāi)到位后不鎖定。

其中，所述第二鉸鏈為180°鉸鏈。

其中，所述第一鉸鏈為90°鉸鏈。

其中，所述?90°鉸鏈安裝在所述航天器平臺(tái)上。

其中，所述關(guān)節(jié)支座分別安裝在所述航天器平臺(tái)、所述平面天線(xiàn)外板以及平面天線(xiàn)內(nèi)板上。

同時(shí)，為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明還提出一種平面式可展開(kāi)桁架的分步展開(kāi)方法，包括如下步驟：

在所述第一鉸鏈、第二鉸鏈以及第一內(nèi)板斜撐桿件和第二內(nèi)板斜撐桿件之間的桿間鉸鏈的驅(qū)動(dòng)源帶動(dòng)作用下，所述平面天線(xiàn)內(nèi)板繞所述第一鉸鏈作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述平面天線(xiàn)外板繞所述第二鉸鏈作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述內(nèi)板桿件、第一平臺(tái)桿件、第二平臺(tái)桿件、第一內(nèi)板斜撐桿件、第二內(nèi)板斜撐桿件、連接桿件、外板桿件繞各自對(duì)應(yīng)連接的所述桿間鉸鏈、中心鉸鏈及關(guān)節(jié)支座作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

所述第二鉸鏈在展開(kāi)過(guò)程中最先鎖定，此時(shí)機(jī)構(gòu)的自由度變?yōu)?；