[發(fā)明專利]單自由度剪鉸聯(lián)動(dòng)式雙環(huán)桁架可展開天線機(jī)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910048028.5
• 申請日: 2019-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN109616737A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙永生;韓博;許允斗;姚建濤;鄭東;張碩;郭路瑤
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/08
• 分類號(hào): H01Q1/08
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 王海燕

1.一種單自由度剪鉸聯(lián)動(dòng)式雙環(huán)桁架可展開天線機(jī)構(gòu)，其特征在于：包括N個(gè)單自由度可展開機(jī)構(gòu)單元和2N組連接桿組件；N個(gè)所述單自由度可展開機(jī)構(gòu)單元呈圓周陣列布置，相鄰的所述單自由度可展開機(jī)構(gòu)單元之間通過兩組所述連接桿組件連接，共同組成多面式雙環(huán)桁架機(jī)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單自由度剪鉸聯(lián)動(dòng)式雙環(huán)桁架可展開天線機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述單自由度可展開機(jī)構(gòu)單元包括四個(gè)外節(jié)點(diǎn)花盤、四個(gè)內(nèi)節(jié)點(diǎn)花盤、兩個(gè)內(nèi)層剪式桿、四個(gè)中間剪式桿和四個(gè)外連桿；

四個(gè)所述外連桿設(shè)置為兩兩一組，每組的兩個(gè)所述的外連桿的端部通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，另外兩端分別通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接一個(gè)所述外節(jié)點(diǎn)花盤，相鄰的兩個(gè)所述單自由度可展開機(jī)構(gòu)單元共用兩個(gè)所述外節(jié)點(diǎn)花盤；

四個(gè)所述中間剪式桿設(shè)置為兩兩一組，每組的兩個(gè)所述中間剪式桿交叉設(shè)置并通過轉(zhuǎn)動(dòng)副進(jìn)行連接，所述轉(zhuǎn)動(dòng)副將所述中間剪式桿分為兩段；每組的兩個(gè)所述中間剪式桿的一端分別通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接一個(gè)所述外節(jié)點(diǎn)花盤，另一端分別通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接一個(gè)所述內(nèi)節(jié)點(diǎn)花盤；

兩個(gè)所述內(nèi)層剪式桿的中間通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，四個(gè)自由端分別通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接一個(gè)所述內(nèi)節(jié)點(diǎn)花盤，四個(gè)所述內(nèi)節(jié)點(diǎn)花盤對稱分布在兩個(gè)所述內(nèi)層剪式桿所在平面的四個(gè)頂點(diǎn)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的單自由度剪鉸聯(lián)動(dòng)式雙環(huán)桁架可展開天線機(jī)構(gòu)，其特征在于：每組所述連接桿組件包括兩個(gè)連接桿，兩個(gè)所述連接桿的端部通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，另外兩端分別與相鄰兩個(gè)單自由度可展開機(jī)構(gòu)單元的內(nèi)節(jié)點(diǎn)花盤通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單自由度剪鉸聯(lián)動(dòng)式雙環(huán)桁架可展開天線機(jī)構(gòu)，其特征在于：每個(gè)所述外節(jié)點(diǎn)花盤設(shè)置有四個(gè)支叉，整體為面對稱結(jié)構(gòu)，中間對稱平面左右兩側(cè)各設(shè)置有兩個(gè)支叉，每個(gè)所述支叉上均開有一個(gè)槽口；外側(cè)的兩個(gè)支叉分別用來插入相鄰兩個(gè)單自由度可展開機(jī)構(gòu)單元的所述外連桿并通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，靠近中間對稱平面的兩個(gè)支叉分別用來插入相鄰兩個(gè)單自由度可展開機(jī)構(gòu)單元的所述中間剪式桿并通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接；每個(gè)支叉槽口上轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線與所述外節(jié)點(diǎn)花盤的中心軸線距離均相同，外側(cè)兩個(gè)支叉的槽口對稱面之間的夾角為(180-360/N)°，外側(cè)支叉的槽口對稱面與內(nèi)側(cè)支叉的槽口對稱面之間的夾角α為銳角。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單自由度剪鉸聯(lián)動(dòng)式雙環(huán)桁架可展開天線機(jī)構(gòu)，其特征在于：每個(gè)所述內(nèi)節(jié)點(diǎn)花盤均設(shè)置有三個(gè)支叉，各支叉上均開有一個(gè)槽口，其中兩個(gè)支叉的槽口對稱面的夾角為(180-180/N)°，所述兩個(gè)支叉用來分別用來插入內(nèi)層剪式桿的一端以及連接桿的一端并通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接；所述內(nèi)節(jié)點(diǎn)花盤的另外一個(gè)支叉的槽口對稱面與用于插入所述內(nèi)層剪式桿的支叉的槽口對稱面的夾角為(180°-α)，所述支叉用來插入所述中間剪式桿并通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，所述內(nèi)節(jié)點(diǎn)花盤上各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線與所述內(nèi)節(jié)點(diǎn)花盤中心軸線的距離均相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單自由度剪鉸聯(lián)動(dòng)式雙環(huán)桁架可展開天線機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述內(nèi)節(jié)點(diǎn)花盤中各支叉槽口上轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線到所述內(nèi)節(jié)點(diǎn)花盤中心軸線的距離與所述外節(jié)點(diǎn)花盤中各支叉槽口上轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線到所述外節(jié)點(diǎn)花盤中心軸線的距離之比為(1-cosα)/(1+cosα)；所述中間剪式桿上與所述內(nèi)節(jié)點(diǎn)花盤相連的一段和所述內(nèi)層剪式桿的長度的一半相同，并且與另一段長度之比為(1-cosα)/(1+cosα)；所述外連桿的長度小于與其通過同一所述外節(jié)點(diǎn)花盤連接的所述中間剪式桿上靠近所述外節(jié)點(diǎn)花盤的一段的長度；所述連接桿的長度與所述外連桿的長度之比為2cos(180/N+α)/(1+cosα)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單自由度剪鉸聯(lián)動(dòng)式雙環(huán)桁架可展開天線機(jī)構(gòu)，其特征在于：每個(gè)所述單自由度可展開機(jī)構(gòu)單元中的兩個(gè)所述內(nèi)層剪式桿和四個(gè)所述外連桿上所連接的各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線均平行；同組所述中間剪式桿上所連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均平行；位于同一平面上的兩組所述連接桿組件上所連接的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均平行。