一种模块化空间抛物柱面折展天线机构的制作方法
【专利摘要】一种模块化空间抛物柱面折展天线机构，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的结构，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，它包括两个同步折展模块架、多个定位折展模块架、若干个折展臂和若干个张紧拉绳；每个折叠臂包括弹性铰链、两个折展臂杆和两个外连接头；每个同步折展模块架包括外支撑板、内支撑板、锁定限位装置和回转连接装置；多个定位折展模块架的两侧分别布置有同步折展模块，同步折展模块架的外支撑板的安装端和内支撑板的安装端通过回转连接装置转动连接。本发明用于卫星或空间站。
【专利说明】一种模块化空间抛物柱面折展天线机构
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种天线机构，具体涉及一种由多个模块组成的用于展开并支撑星载抛物柱面反射面天线的模块化可展开天线机构，属于卫星天线结构【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着技术的发展以及应用的推广，在卫星通信、无线广播系统、地球观测、陆地遥感、深空探测和深空通信等领域，星载大型可展开天线已被广泛应用于导航卫星、通信卫星、中继卫星、气象卫星和侦查卫星等方面。为了满足多功能、多波段、大容量、大功率、长寿命等需要，对卫星天线提出了大口径化、高精度、轻质量及高刚性的要求，但由于火箭有效运载空间及运载力的限制，要求天线在发射阶段折叠起来固定在运载工具有效载荷舱内，待航天器进入轨道后，再由地面控制中心指令其在空间轨道按设计要求，逐步完成展开动作，然后锁定并保持为工作状态。因此，卫星天线需做成可折叠式的。
[0003]传统的抛物柱面反射器天线由金属的抛物面反射表面构成，由支撑构件来支撑，结构整体尺寸与质量较大，不能直接运用于星载卫星天线。采用展开形式的抛物柱面反射器天线多为充气展开式或可展开固体表面式。其中，充气天线采用充气的形式实现结构的展开，可展开固体表面式天线采用形状记忆聚合物材料作为展开驱动，这两种结构虽然具有较小的收纳体积，但存在相同的缺点，即型面精度较低，稳定性较差，整体刚度较差。
[0004]网状可展开反射面天线结构目前主要有以下两种形式:一种是伞状结构可展开天线，该结构多用于旋转抛物面天线，不适用于反射面拉伸成型的结构，如抛物柱面天线。另一种为可展开桁架结构，该结构利用大量可展开桁架单元，由铰链连接构成支撑骨架，再在支撑骨架上铺设金属网。可展开桁架结构能够单向展开，或者做成环形进行展开。该结构只能提供一个自由度的运动，无法形成抛物柱面。
【发明内容】
[0005]本发明为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的结构，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，进而提供一种模块化空间抛物柱面折展天线机构。
[0006]本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明的一种模块化空间抛物柱面折展天线机构包括两个同步折展模块架、多个定位折展模块架、若干个折展臂和若干个张紧拉绳；
[0007]每个折叠臂包括弹性铰链、两个折展臂杆和两个外连接头，两个折展臂杆的一端通过弹性铰链连接，两个折展臂杆的另一端各安装有外连接接头；
[0008]每个定位折展模块架包括外支撑板和内支撑板，外支撑板的安装端和内支撑板的安装端转动连接；
[0009]每个同步折展模块架包括外支撑板、内支撑板、锁定限位装置和回转连接装置；
[0010]多个定位折展模块架并列设置，多个定位折展模块架的两侧分别布置有同步折展模块架；
[0011]同步折展模块架的外支撑板的安装端和内支撑板的安装端通过回转连接装置转动连接，外支撑板和内支撑板展开后通过锁定限位装置锁紧定位；
[0012]同步折展模块架与其相邻的定位折展模块架的两个外支撑板的安装端之间设置有两个折展臂，每个折展臂的两个外连接接头与两个外支撑板铰接；
[0013]同步折展模块架与其相邻的定位折展模块架的两个外支撑板的自由端之间设置有一个折展臂，每个折展臂的两个外连接接头与两个外支撑板铰接；
[0014]同步折展模块架与其相邻的定位折展模块架的两个内支撑板的自由端之间设置有张紧拉绳和四个折展臂，每个折展臂的两个外连接接头与两个内支撑板铰接，张紧拉绳的两端分别与两个内支撑板连接；
[0015]相邻两个定位折展模块架的两个外支撑板的安装端之间设置有两个折展臂，每个折展臂的两个外连接接头与两个外支撑板铰接；
[0016]相邻两个定位折展模块架的两个外支撑板的自由端之间设置有一个折展臂，每个折展臂的两个外连接接头与两个外支撑板铰接；
[0017]相邻两个定位折展模块架的两个内支撑板的自由端之间设置有张紧拉绳和四个折展臂，每个折展臂的两个外连接接头与两个外支撑板铰接；张紧拉绳的两端分别与两个内支撑板连接。
[0018]本发明的有益效果是:
[0019]1、本发明实现了该类机构的模块化拓展，适用于反射面拉伸成型的抛物柱面天线结构，可支撑大尺寸抛物柱面反射面天线，可实现模块化生产，降低制造成本和难度。
[0020]2、本发明设计折叠臂、回转连接装置和锁定限位装置，和折叠臂可作为纵向折展的驱动源，回转连接装置和锁定限位装置可作为横向折展的驱动源。天线机构横向和纵向收拢时收拢体积小、收拢刚度大，相比于同等尺寸的固面抛物柱面天线，收纳体积显著减小，可节省发射火箭上有效载荷空间，显著降低发射成本，发射成本降低了 35% -50%。
[0021 ] 3、由于本发明的模块化整体结构，可将固定在内外边框上的金属丝网形成的反射面能够达到比较高的精度，相比于同样尺寸的充气天线与可展开固体表面天线，型面精度得到显著提升，型面精度提高了 30% -65%。
[0022]4、本发明展开运动简单、可靠性高，随着模块化拓展以后不需要刻意增加另外的驱动组件，锁定限位装置和回转连接装置使得本发明展开控制简单，稳定性好。
[0023]5、本发明所有结构都是由航天常用材料加工制造，材料资源丰富，加工工艺成熟，便于机构的顺利实施。
[0024]6、本发明也满足其他可展开探测天线的基本要求，便于展开技术的推广。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明的模块化空间抛物柱面折展天线机构连接在卫星本体上收拢状态示意图；图2为本发明的模块化空间抛物柱面折展天线机构连接在卫星本体上的第一展开状态示意图；图3为本发明的模块化空间抛物柱面折展天线机构连接在卫星本体上的第二展开状态示意图；图4为本发明的模块化空间抛物柱面折展天线机构连接在卫星本体后横向展开状态示意图；图5为本发明的模块化空间抛物柱面折展天线机构连接在卫星本体后纵向展开状态示意图；图6为本发明的模块化空间抛物柱面折展天线机构的单个同步折展模块架和单个定位折展模块架的结构示意图，图7为图6的俯视图，图8为图6的D处放大图，图9为图6的G处放大图，图10为图6的F处放大图，图11为图6的H处放大图，图12为图7的E处放大图，图13为本发明的折展臂的展开状态示意图，图14为本发明的折展臂的折叠状态示意图，图15为回转连接装置的立体结构示意图，图16为回转连接装置的主剖视结构示意图，图17为图16的右视图，图18为图16的K-K向视图，图19为图16的左视图，图20为锁定限位装置的立体结构示意图，图21为锁定限位装置的主剖视结构示意图，图22为图21的俯视不意图，图23为图21的左视不意图，图24为本发明的|旲块化空间抛物柱面折展天线机构纵向收拢放大结构示意图，图25为本发明的模块化空间抛物柱面折展天线机构纵向展开放大结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]【具体实施方式】一:结合图1-图25说明，本实施方式的一种模块化空间抛物柱面折展天线机构包括两个同步折展模块架A、多个定位折展模块架B、若干个折展臂C和若干个张紧拉绳48 ；
[0027]每个折叠臂C包括弹性铰链Cl、两个折展臂杆26和两个外连接头25，两个折展臂杆26的一端通过弹性铰链Cl连接，两个折展臂杆26的另一端各安装有外连接接头25 ；
[0028]每个定位折展模块架B包括外支撑板3和内支撑板15，外支撑板3的安装端3_1和内支撑板15的安装端15-1转动连接；
[0029]每个同步折展模块架A包括外支撑板3、内支撑板15、锁定限位装置7和回转连接装置22 ；
[0030]多个定位折展模块架B并列设置，多个定位折展模块架B的两侧分别布置有同步折展模块架A ;
[0031]同步折展模块架A的外支撑板3的安装端3-1和内支撑板15的安装端15_1通过回转连接装置22转动连接，外支撑板3和内支撑板15展开后通过锁定限位装置7锁紧定位；
[0032]同步折展模块架A与其相邻的定位折展模块架B的两个外支撑板3的安装端3-1之间设置有两个折展臂C，每个折展臂C的两个外连接接头25与两个外支撑板3铰接；
[0033]同步折展模块架A与其相邻的定位折展模块架B的两个外支撑板3的自由端3-2之间设置有一个折展臂C，每个折展臂C的两个外连接接头25与两个外支撑板3铰接；
[0034]同步折展模块架A与其相邻的定位折展模块架B的两个内支撑板15的自由端15-2之间设置有张紧拉绳48和四个折展臂C，每个折展臂C的两个外连接接头25与两个内支撑板15铰接，张紧拉绳48的两端分别与两个内支撑板15连接；
[0035]相邻两个定位折展模块架B的两个外支撑板3的安装端3-1之间设置有两个折展臂C，每个折展臂C的两个外连接接头25与两个外支撑板3铰接；
[0036]相邻两个定位折展模块架B的两个外支撑板3的自由端3-2之间设置有一个折展臂C，每个折展臂C的两个外连接接头25与两个外支撑板3铰接；
[0037]相邻两个定位折展模块架B的两个内支撑板15的自由端15-2之间设置有张紧拉绳48和四个折展臂C，每个折展臂C的两个外连接接头25与两个外支撑板3铰接；张紧拉绳48的两端分别与两个内支撑板15连接。
[0038]本实施方式的模块化空间抛物柱面折展天线机构横向展开驱动采用回转连接装置，纵向展开驱动采用能变形产生弹性变形能的折叠臂驱动。为了减轻重量每个内支撑板和外支撑板都进行了轻量化设计，内支撑板和外支撑板上分别根据拓扑优化结果裁剪出拓扑减重孔5实现整体减重。本实施方式的相邻两个定位折展模块架B的两个内支撑板15的自由端15-2之间设置有至少四根张紧拉绳48，每两根设一组，两组上下布置，每一组的两根张紧拉绳48交叉设置。
[0039]折叠臂为超弹性折叠臂，折叠臂的中间位置的回转及展开均采用弹性铰链来实现，弹性铰链的变形能够使折叠臂杆在中间位置折叠，由于变形产生的弹性变性能可以驱动折叠臂杆展开，弹性铰链展开后恢复立直状态，该状态为稳定状态，需要较大的力矩使其弯曲变形，因此折叠臂杆展开后不需要锁定装置锁定。
[0040]【具体实施方式】二:结合图5说明，本实施方式所述张紧拉绳48为凯夫拉绳或碳纤维绳。如此设置，凯夫拉绳重量轻，强度高，尺寸稳定，机械强度高；碳纤维绳导电性能稳定，满足实际需要。其它与【具体实施方式】一相同。
[0041]【具体实施方式】三:结合图13和图14说明，本实施方式所述折展臂杆26由碳纤维缠绕制成。如此设置，强度大，质轻，耐疲劳性能好，满足设计要求和实际需要。其它与【具体实施方式】一或二相同。
[0042]【具体实施方式】四:结合图6和图7说明，本实施方式所述外支撑板3和内支撑板15均由碳纤维制成。本实施方式可选用碳纤维-铝蜂窝夹层板或M40J碳纤维/环氧复合材料网格面板，强度大，质轻，导电导热性能好，电磁屏蔽性好，满足设计要求和实际需要。其它与【具体实施方式】三相同。
[0043]【具体实施方式】五:结合图13和图14说明，本实施方式所述弹簧铰链Cl包括夹持臂28和两个弹簧片27，夹持臂28的一端通过一个弹簧片27与折展臂杆26的一端连接，夹持臂28的另一端通过另一个弹簧片27与折展臂杆26的一端连接。如此设置，弹簧片为超弹性片，折叠臂的中间位置的回转及展开均采用夹持臂和弹簧片来实现，弹簧片的变形能够使折叠臂杆在中间位置折叠，由于变形产生的弹性变性能可以驱动折叠臂杆展开，弹簧片展开后恢复立直状态，该状态为稳定状态，需要较大的力矩使其弯曲变形，因此折叠臂杆展开后不需要锁定装置锁定。其它与【具体实施方式】一、二或四相同。
[0044]【具体实施方式】六:结合图13和图14说明，本实施方式的两个弹簧片27由弹簧钢、铍青铜或记忆合金制成。如此设置，弹簧片弹性性能好，强度大，机械性能好。满足设计要求和实际需要。其它与【具体实施方式】五相同。
[0045]【具体实施方式】七:结合图6及图15-图19说明，本实施方式的每个回转连接装置22包括第一铰接座30、连接板31、盖板32、两个扇形齿轮33、销轴35、第二涡卷弹簧36和第二铰接座37 ;第一铰接座30安装在外支撑板3的安装端3-1，第二铰接座37安装在内支撑板15的安装端15-1，第一铰接座30和第二铰接座37通过连接板31连接为一体，位于第二铰接座37 —侧的连接板31上安装有盖板32，其中一个扇形齿轮33安装在第一铰接座30上，剩余一个扇形齿轮34安装在第二铰接座37上，销轴35穿过连接板31和所述其中一个扇形齿轮33并固装在第二铰接座37上，连接板31能绕销轴35转动，第二涡卷弹簧36的内端固定在销轴35上，第二涡卷弹簧36的外端固定在盖板32上，外支撑板3和内支撑板15折叠后两个扇形齿轮33啮合在一起。如此设置，天线机构横向展开驱动采用回转连接装置(行星轮同步双轴回转式连接机构)中的第二涡卷弹簧实现，工作时，第二涡卷弹簧外圈回转，内圈固定，由于天线机构中采用两个同步折展模块架和多个定位折展模块架，而在天线机构展开过程中，内支撑板通过压紧释放装置锁紧为一体，外支撑板也通过压紧释放装置锁紧为一体，多个外支撑板以一个整体相对于多个内支撑板整体进行展开运动。因此，不需要每个内支撑板和外支撑板之前都安装回转连接装置，只要在最外侧的同步折展模块架上安装有回转连接装置，其余的定位折展模块架之间通过双轴连杆、铰链连接就可以保证内支撑板、外支撑板整体转动，也可以采用回转连接装置。因此，图15所示的回转连接装置仅用于最外侧两个同步折展模块架的内支撑板、外支撑板之间的的连接与展开驱动，其余定位折展模块架由外支撑板与内支撑板通过铰链或双轴连杆连接，本实施方式的回转连接装置使天线机构折展控制简单，可靠性和稳定性好。其它与【具体实施方式】一、二、四或六相同。
[0046]【具体实施方式】八:结合图6及图20-图23说明，本实施方式的每个锁定限位装置7包括第一锁紧座38、锁钩外支撑框架连接件39、锁钩限位块40、锁钩41、锁紧销轴49、锁紧销轴内支撑框架连接件42、第二锁紧座43、限位螺钉44、第一涡卷弹簧45、第三锁紧座46和第四锁紧座47 ；
[0047]第四锁紧座47安装在外支撑板3的安装端3-1，第三锁紧座46安装在内支撑板15的安装端15-1，第四锁紧座47的上端面安装有锁钩外支撑框架连接件39，第三锁紧座46的上端面安装有锁紧销轴内支撑框架连接件42，第四锁紧座47的侧壁上安装有第一锁紧座38，第三锁紧座46的侧壁上安装有第二锁紧座43，锁扣限位块40安装在锁钩外支撑框架连接件39的上端面上，第一涡卷弹簧45、锁钩41和锁紧销轴49分别设置在锁紧销轴内支撑框架连接件42的上端面上，第一涡卷弹簧45的固定端与锁紧销轴内支撑框架连接件42连接，锁紧销轴49插装在第一涡卷弹簧45内，锁钩41的直柄端头套装在锁紧销轴49上，锁钩41的直柄上加工有沟槽41-1，第一涡卷弹簧45的自由端柱销45_1能钩在沟槽41-1内，限位螺钉44安装在第二锁紧座43上，第四锁紧座47和第三锁紧座46锁紧后限位螺钉44的端部旋拧在第一铰接座38上。如此设置，通过调整限位螺钉44的长度及第一锁紧座38，第二锁紧座43的位置可以调整内支撑板、外支撑板的相对位置关系，当外支撑板15转到接近内支撑板3时，旋紧限位螺钉44，限位螺钉44的头部旋拧在第一铰接座38上，实现调整内支撑板15和外支撑板3的相对位置关系，保证同步折展模块架A和定位折展模块架B各自的内支撑板、外支撑板连接后形成设计的抛物线形状，并实现同步折展模块架A和定位折展模块架B各自的内支撑板15、外支撑板3两个方向的可靠锁紧。在第一涡卷弹簧45的弹性力作用下，锁钩41被压紧在锁钩外支撑框架连接件39上的锁钩限位块40上，当外支撑板15转到接近内支撑板3时，第一涡卷弹簧45的自由端柱销45-1与锁钩41的斜面接触，将柱销45-1顶起一定角度，柱销45-1继续向内支撑框架运动直到沟槽41-1与柱销接触锁紧。锁定限位装置的零件材料选用低密度镁合金和钛合金，既保证了装置刚度与强度，质量也不会太大，并且采用了轻量化设计，尽可能的降低了装置的重量。其它与【具体实施方式】七相同。
[0048]【具体实施方式】九:结合图4和图5说明，本实施方式的每个定位折展模块架B上的外支撑板3和内支撑板15通过铰链或回转连接装置22转动连接。如此设置，连接方便可靠，满足设计要求和实际需要。其它与【具体实施方式】一、二、四、六或八相同。
[0049]【具体实施方式】十:结合图6和图23说明，本实施方式的外支撑板3为弧形板，外支撑板3的截面积由安装端3-1至自由端3-2逐渐减小，内支撑板15为弧形板，内支撑板15的截面积由安装端15-1至自由端15-2逐渐减小；每个同步折展模块架A和每个定位折展模块架B还包括第一外支撑框架埋件1、第一外支撑框架外连接组件2、第二外支撑框架埋件4、第三外支撑框架埋件6、第一内支撑框架埋件8、第三内支撑框架埋件11、第一内支撑框架外连接组件12、第四内支撑框架埋件13、第二内支撑框架外连接组件14、第五内支撑框架埋件16、第三内支撑框架外连接组件17、内支撑框架碳纤维边框18、第六内支撑框架埋件19、第四内支撑框架外连接组件20、第七内支撑框架埋件9、第八内支撑框架埋件21，第四外支撑框架埋件23和外支撑框架碳纤维边框24 ；
[0050]每个外支撑板3的自由端3-2固接有第一外支撑框架埋件I，第一外支撑框架外连接组件2安装在第一外支撑框架埋件I上，每个外支撑板3的安装端3-1固接有第三外支撑框架埋件6和第四外支撑框架埋件23，每个内支撑板15的安装端15-1固接有第一内支撑框架埋件8和第八内支撑框架埋件21，每个内支撑板15的自由端15-2固接有第三内支撑框架埋件11、第四内支撑框架埋件13、第五内支撑框架埋件16和第六内支撑框架埋件19，第一内支撑框架外连接组件12、第二内支撑框架外连接组件14、第三内支撑框架外连接组件17和第四内支撑框架外连接组件20分别对应安装在第三内支撑框架埋件11、第四内支撑框架埋件13、第五内支撑框架埋件16和第六内支撑框架埋件19上；第一外支撑框架外连接组件2、第一内支撑框架外连接组件12、第二内支撑框架外连接组件14、第三内支撑框架外连接组件17和第四内支撑框架外连接组件20分别与折展臂C的两个外连接接头25连接；第四锁紧座47安装在第三外支撑框架埋件6上，第三锁紧座46安装在第一内支撑框架埋件8上；第一铰接座30安装在第四外支撑框架埋件23上，第二铰接座37安装在第八内支撑框架埋件21上。如此设置，本实施方式的第一外支撑框架埋件1、第一外支撑框架外连接组件2、外支撑板3、第二外支撑框架埋件4、第三外支撑框架埋件6、第四外支撑框架埋件23和外支撑框架碳纤维边框24构成外支撑框架；第一内支撑框架埋件8、第三内支撑框架埋件11、第一内支撑框架外连接组件12、第四内支撑框架埋件13、第二内支撑框架外连接组件14、第五内支撑框架埋件16、第三内支撑框架外连接组件17、内支撑框架碳纤维边框18、第六内支撑框架埋件19、第四内支撑框架外连接组件20、第七内支撑框架埋件9、第八内支撑框架埋件21和内支撑板15构成内支撑框架，所有埋件是指工程上用埋件，内支撑框架和外支撑框架可选用碳纤维-铝蜂窝夹层板；所有预埋件采用低密度镁合金材料，为了减轻重量每个埋件都进行了轻量化设计，满足设计要求和实际需要。其它与【具体实施方式】八相同。
[0051]工作过程
[0052]本发明的天线机构、卫星本体60及机械臂60-1、压紧释放装置(图中未画出)三部分组成如图1所示的整体结构。其中本发明天线机构和支撑天线反射面，收拢时，本发明天线机构可以折叠成一个小体积状态，反射面收藏在天线机构中当卫星到轨后，压紧释放装置解锁，天线机构展开并通过锁定限位装置使反射面成抛物柱面形状，起到展开和支撑的作用，保证天线具有满足要求的刚度和精度。
[0053]天线支撑机构展开过程可分为三个阶段，第一阶段、机械臂60-1伸展运动(如图1-图3所示)；第二阶段、天线机构横向展开(如图4所示)；第三阶段、天线机构纵向展开(如图5所示)。
[0054]第一展开阶段:卫星到轨后，支撑臂60-1在电机驱动下，将折叠状态的天线机构到工作位置，支撑臂60-1运动到位后，对天线机构进行支撑，保证天线反射面工作位置，如图2-图3所示。
[0055]第二展开阶段:第一压紧释放装置释放，在回转连接装置22的驱动作用下，天线机构进行横向转动展开，展开到位后，锁定限位装7将内支撑板3和外支撑板15锁定,形成刚化结构，如图4所示。
[0056]第三展开阶段:第二压紧释放装置和第三压紧释放装置释放，在折展臂的弹性铰链驱动下，天线机构进行纵向展开，展开到位后，张紧拉绳48与折叠臂C将天线机构刚化成一体，并起到支撑反射面的作用如图5所示。展开后，锁定限位装置7进行锁定，同时张紧拉绳48张紧，提高展开后天线机构的刚度，同时将天线网面展开，可以保证很高的型面精度。本发明可用于卫星、空间站和空间探测器上。
【权利要求】
1.一种模块化空间抛物柱面折展天线机构，其特征在于，所述天线机构包括两个同步折展模块架(A)、多个定位折展模块架(B)、若干个折展臂(C)和若干个张紧拉绳(48)； 每个折叠臂(C)包括弹性铰链(Cl)、两个折展臂杆(26)和两个外连接头(25)，两个折展臂杆(26)的一端通过弹性铰链(Cl)连接，两个折展臂杆(26)的另一端各安装有一个外连接接头(25)； 每个定位折展模块架(B)包括外支撑板(3)和内支撑板(15)，外支撑板(3)的安装端(3-1)和内支撑板(15)的安装端(15-1)转动连接；每个同步折展模块架(A)包括外支撑板(3)、内支撑板(15)、锁定限位装置(7)和回转连接装置(22);多个定位折展模块架(B)并列设置，多个定位折展模块架(B)的两侧分别布置有同步折展模块架(A)； 同步折展模块架⑷的外支撑板⑶的安装端(3-1)和内支撑板(15)的安装端(15-1)通过回转连接装置(22)转动连接，外支撑板(3)和内支撑板(15)展开后通过锁定限位装置(7)锁紧定位； 同步折展模块架(A)与其相邻的定位折展模块架(B)的两个外支撑板(3)的安装端(3-1)之间设置有两个折展臂(C)，每个折展臂(C)的两个外连接接头(25)与两个外支撑板⑶铰接； 同步折展模块架(A)与其相邻的定位折展模块架(B)的两个外支撑板(3)的自由端(3-2)之间设置有一个折展臂(C)，每个折展臂(C)的两个外连接接头(25)与两个外支撑板⑶铰接； 同步折展模块架(A)与其相邻的定位折展模块架(B)的两个内支撑板(15)的自由端(15-2)之间设置有张紧拉绳(48)和四个折展臂(C)，每个折展臂(C)的两个外连接接头(25)与两个内支撑板(15)铰接，张紧拉绳(48)的两端分别与两个内支撑板(15)连接； 相邻两个定位折展模块架(B)的两个外支撑板(3)的安装端(3-1)之间设置有两个折展臂(C)，每个折展臂(C)的两个外连接接头(25)与两个外支撑板(3)铰接； 相邻两个定位折展模块架(B)的两个外支撑板(3)的自由端(3-2)之间设置有一个折展臂(C)，每个折展臂(C)的两个外连接接头(25)与两个外支撑板(3)铰接； 相邻两个定位折展模块架⑶的两个内支撑板(15)的自由端(15-2)之间设置有张紧拉绳(48)和四个折展臂(C)，每个折展臂(C)的两个外连接接头(25)与两个外支撑板(3)铰接；张紧拉绳(48)的两端分别与两个内支撑板(15)连接。
2.根据权利要求1所述的一种模块化空间抛物柱面折展天线机构，其特征在于:所述张紧拉绳48为凯夫拉绳或碳纤维绳。
3.根据权利要求1或2所述的一种模块化空间抛物柱面折展天线机构，其特征在于:所述折展臂杆(26)由碳纤维缠绕制成。
4.根据权利要求3所述的一种模块化空间抛物柱面折展天线机构，其特征在于:所述外支撑板⑶和内支撑板(15)均碳纤维制成。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种模块化空间抛物柱面折展天线机构，其特征在于:所述弹簧铰链(Cl)包括夹持臂(28)和两个弹簧片(27)，夹持臂(28)的一端通过一个弹簧片(27)与折展臂杆(26)的一端连接，夹持臂(28)的另一端通过另一个弹簧片(27)与折展臂杆(26)的一端连接。
6.根据权利要求5所述的一种模块化空间抛物柱面折展天线机构，其特征在于:两个弹簧片(27)由弹簧钢、铍青铜或记忆合金制成。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的一种模块化空间抛物柱面折展天线机构，其特征在于:每个回转连接装置(22)包括第一铰接座(30)、连接板(31)、盖板(32)、两个扇形齿轮(33)、销轴(35)、第二涡卷弹簧(36)和第二铰接座(37)； 第一铰接座(30)安装在外支撑板(3)的安装端(3-1)，第二铰接座(37)安装在内支撑板(15)的安装端(15-1)，第一铰接座(30)和第二铰接座(37)通过连接板(31)连接为一体，位于第二铰接座(37) —侧的连接板(31)上安装有盖板(32)，其中一个扇形齿轮(33)安装在第一铰接座(30)上，剩余一个扇形齿轮(34)安装在第二铰接座(37)上，销轴(35)穿过连接板(31)和所述其中一个扇形齿轮(33)并固装在第二铰接座(37)上，连接板(31)能绕销轴(35)转动，第二涡卷弹簧(36)的内端固定在销轴(35)上，第二涡卷弹簧(36)的外端固定在盖板(32)上，外支撑板(3)和内支撑板(15)折叠后两个扇形齿轮(33)啮合在一起。
8.根据权利要求7所述的一种模块化空间抛物柱面折展天线机构，其特征在于:每个锁定限位装置(7)包括第一锁紧座(38)、锁钩外支撑框架连接件(39)、锁钩限位块(40)、锁钩(41)、锁紧销轴(49)、锁紧销轴内支撑框架连接件(42)、第二锁紧座(43)、限位螺钉(44)、第一涡卷弹簧(45)、第三锁紧座(46)和第四锁紧座(47)； 第四锁紧座(47)安装在外支撑板(3)的安装端(3-1)，第三锁紧座(46)安装在内支撑板(15)的安装端(15-1)，第四锁紧座(47)的上端面安装有锁钩外支撑框架连接件(39)，第三锁紧座(46)的上端面安装有锁紧销轴内支撑框架连接件(42)，第四锁紧座(47)的侧壁上安装有第一锁紧座(38)，第三锁紧座(46)的侧壁上安装有第二锁紧座(43)，锁扣限位块(40)安装在锁钩外支撑框架连接件(39)的上端面上，第一涡卷弹簧(45)、锁钩(41)和锁紧销轴(49)分别设置在锁紧销轴内支撑框架连接件(42)的上端面上，第一涡卷弹簧(45)的固定端与锁紧销轴内支撑框架连接件(42)连接，锁紧销轴(49)插装在第一涡卷弹簧(45)内，锁钩(41)的直柄端头套装在锁紧销轴(49)上，锁钩(41)的直柄上加工有沟槽(41-1)，第一涡卷弹簧(45)的自由端柱销(45-1)能钩在沟槽(41-1)内，限位螺钉(44)安装在第二锁紧座(43)上，第四锁紧座(47)和第三锁紧座(46)锁紧后限位螺钉(44)的端部顶靠在第一铰接座(38)上。
9.根据权利要求1、2、4、6或8所述的一种模块化空间抛物柱面折展天线机构，其特征在于:每个定位折展模块架(B)上的外支撑板(3)和内支撑板(15)通过铰链或回转连接装置(22)转动连接。
10.根据权利要求8所述的一种模块化空间抛物柱面折展天线机构，其特征在于:外支撑板(3)为弧形板，外支撑板(3)的截面积由安装端(3-1)至自由端(3-2)逐渐减小，内支撑板(15)为弧形板，内支撑板(15)的截面积由安装端(15-1)至自由端(15-2)逐渐减小；每个同步折展模块架(A)和每个定位折展模块架(B)还包括第一外支撑框架埋件(I)、第一外支撑框架外连接组件(2)、第二外支撑框架埋件(4)、第三外支撑框架埋件(6)、第一内支撑框架埋件(8)、第三内支撑框架埋件(11)、第一内支撑框架外连接组件(12)、第四内支撑框架埋件(13)、第二内支撑框架外连接组件(14)、第五内支撑框架埋件(16)、第三内支撑框架外连接组件(17)、内支撑框架碳纤维边框(18)、第六内支撑框架埋件(19)、第四内支撑框架外连接组件(20)、第七内支撑框架埋件(9)、第八内支撑框架埋件(21)，第四外支撑框架埋件(23)和外支撑框架碳纤维边框(24)； 每个外支撑板(3)的自由端(3-2)固接有第一外支撑框架埋件(1)，第一外支撑框架外连接组件(2)安装在第一外支撑框架埋件(1)上，每个外支撑板(3)的安装端(3-1)固接有第三外支撑框架埋件(6)和第四外支撑框架埋件(23)，每个内支撑板(15)的安装端(15-1)固接有第一内支撑框架埋件(8)和第八内支撑框架埋件(21)，每个内支撑板(15)的自由端(15-2)固接有第三内支撑框架埋件(11)、第四内支撑框架埋件(13)、第五内支撑框架埋件(16)和第六内支撑框架埋件(19)，第一内支撑框架外连接组件(12)、第二内支撑框架外连接组件(14)、第三内支撑框架外连接组件(17)和第四内支撑框架外连接组件(20)分别对应安装在第三内支撑框架埋件(11)、第四内支撑框架埋件(13)、第五内支撑框架埋件(16)和第六内支撑框架埋件(19)上；第一外支撑框架外连接组件(2)、第一内支撑框架外连接组件(12)、第二内支撑框架外连接组件(14)、第三内支撑框架外连接组件(17)和第四内支撑框架外连接组件(20)分别与折展臂(C)的两个外连接接头(25)连接；第四锁紧座(47)安 装在第三外支撑框架埋件(6)上，第三锁紧座(46)安装在第一内支撑框架埋件(8)上，第一铰接座(30)安装在第四外支撑框架埋件(23)上，第二铰接座(37)安装在第八内支撑框架埋件(21)上。
【文档编号】H01Q1/12GK104009278SQ201410252517
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】郭宏伟, 刘荣强, 邓宗全, 史创 申请人:哈尔滨工业大学