[發(fā)明專利]一種輕型高收納比在軌展開桁架結構

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510451980.1
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN105151320A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設計）人: 滿孝穎;趙枝凱;杜三虎;張濤;杜洋
• 申請（專利權）人: 上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中;樊昕

技術領域

本發(fā)明涉及航天器結構技術領域，具體為一種應用于衛(wèi)星的輕型高收納比在軌展開桁架結構。

背景技術

隨著衛(wèi)星技術的發(fā)展，某些載荷應用技術要求推離衛(wèi)星本體一定距離，有時需要達到幾十米的距離，這就需要用到可展開桁架結構。然而受到運載器的限制，發(fā)射時桁架結構必須可靠收攏并且包絡盡可能小，在軌時要求桁架結構能夠可靠展開和鎖定，并滿足一定的剛度和精度要求。國內外現有的可展開桁架主要有以下問題：

1)結構復雜、收納比有限；

2)單節(jié)桁架剛度較低，展開過程可控性較差；

3)桁架為保證展開鎖定剛度，鎖定機構較為復雜；

4)結構重量較大，收攏體積較大。

這些問題都限制了大型可展開桁架在衛(wèi)星上的使用。隨著載荷技術的發(fā)展，部分載荷技術也要求衛(wèi)星裝載較大伸展尺寸和較高收納比的桁架結構，現有的大部分展開桁架結構不能滿足使用要求。

發(fā)明內容

針對上述現有技術中存在的技術問題，本發(fā)明提供一種輕型高收納比在軌展開桁架結構，該展開桁架結構具有較高收納比，且從產品適用性、輕量化、展開可控性等角度考慮，能滿足在軌工作環(huán)境，并提高航天器性能。

本發(fā)明是通過下述技術方案來實現的：

一種輕型高收納比在軌展開桁架結構，包括三角形框架、下支撐桿、驅動扭簧、上支撐桿、鎖定片簧，所述桁架結構通過驅動扭簧處折疊收攏，使上、下支撐桿沿著三角形框架邊長方向進行收攏，在軌后通過驅動扭簧提供展開動力，展開過程結束后，在完全展開的位置由下支撐桿和三角形框架之間的機械限位和上、下支撐桿中間的鎖定片簧共同進行展開鎖定，保證了展開后桁架剛度。

所述上、下支撐桿均有開槽，使得其在收攏狀態(tài)時，與相鄰的三角形框架卡緊，保證收攏時的剛度以及在收攏狀態(tài)時上、下支撐桿不會發(fā)生側向移動。

通過驅動扭簧的驅動力下，實現桁架展開，并在展開的極限位置將鎖定片簧推入凹槽內實現鎖定。

所述桁架的端部在展開過程中做直線平推運動，不產生繞軸線的轉動。

所述桁架為單節(jié)或多節(jié)連接。

所述多節(jié)連接時，通過兩個銷釘與三角形框架上下孔以軸孔配合的方式實現連接，也可通過軸承配合形成單自由度轉動副實現連接。

由于采用了以上的技術方案，使得本發(fā)明具有以下的優(yōu)點：

1、本發(fā)明設計構型簡單，具有良好的加工工藝性和裝配工藝性；

2、選用三角形框架連接上、下支撐桿使得結構穩(wěn)定，桁架整體剛度高；

3、采用上、下支撐桿沿三角形框架邊長方向收攏而非向中心收攏(收納比為7％)，相比于上、下支撐桿向三角形框架中心折疊的形式(收納比為13.5％)，在桿件構型相同的情況下，可以獲得更高的收納比。

4、由于上、下支撐桿沿三角形框架的長邊收攏，使得收攏狀態(tài)下桁架為中空結構，可以安裝鋼絲繩拉緊裝置以增加桁架剛度。上、下支撐桿均有開槽，與相鄰三角形框架卡緊，保證了收攏時的剛度，可靠性高；

5、展開結束過程由下支撐桿和三角形框架的機械限位和上、下支撐桿之間的鎖定片簧同時進行鎖定，保證展開桁架的剛度，并且具有很高的鎖定可靠性。

6、由于該桁架的頂端在展開過程中是沿直線方向的平推運動，不產生繞軸線的轉動，因此本桁架適合多根桁架間的協(xié)同展開控制。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1是本發(fā)明的單節(jié)桁架展開示意圖；

圖2是本發(fā)明的單節(jié)桁架收攏狀態(tài)示意圖；

圖3是本發(fā)明的單節(jié)桁架展開狀態(tài)示意圖；

圖4是本發(fā)明的單節(jié)桁架展開鎖定正面示意圖；

圖5是本發(fā)明的單節(jié)桁架展開鎖定反面示意圖；

圖6是本發(fā)明的桁架連接示意圖；

圖7是圖6中A的局部放大圖；

圖8是本發(fā)明的多節(jié)桁架收攏狀態(tài)；

圖9是本發(fā)明的多節(jié)桁架展開過程示意圖；

圖10是本發(fā)明的多節(jié)桁架展開狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。