一种半刚性索网结构及可重复折展伞状天线

本申请属于天线，具体涉及半刚性索网结构及可重复折展伞状天线。

背景技术：

1、空间天线的的发展趋势之一是实现其可重复折展，典型的伞状天线由驱动装置、传动装置、支撑肋、主副型面索网组成，索网附着在支撑肋上，天线到达预定轨道后，释放外侧支撑肋以形成完整的反射面。查阅相关资料，可以发现关于高精度伞状天线的展开方式主要有以下两种：1-通过钢丝牵拉方式驱动展开，此方式应用在俄罗斯研制的“射线5号”中继卫星上，专利cn113517544a也提及了一种拉线式伞状天线的展开结构，通过上下对称布置的拉线结构，实现了更可靠的展开精度和收纳比；2-通过丝杠驱动展开，美国tdrs卫星上所搭载的天线便采用了该驱动方式，此外，国内相关领域科研院所也多采用该驱动，专利cn104617369a介绍了一种高精度伞状天线新型肋展开结构，具有重复展开精度高和热变形小的特点。伞状天线的索网依托于支撑肋，专利cn104241805a提及了一种应用于固网结合的伞状天线反射器的反射索网,包括前张力网、后张力网和张力阵，前张力网和后张力网相互对称，具有较高的型面精度和型面保持能力。

2、结合专利cn113517544a，通过钢丝牵拉方式驱动展开的伞状天线，展开过程无法干预，展开完成后收拢困难，无法实现伞状天线局部的快速变形，且全部由柔性绳索和张力带组成的索网系统，增大了重复折展的过程中丝线缠绕的发生几率；结合专利cn104617369a，通过丝杠驱动展开的空间天线，其型面精度取决于外侧索网上布置的支撑肋数量，支撑肋越多，型面精度必然越高，但是随着支撑肋数量的增加，中心连接盘的直径随之增大，进一步降低了折展比，在可扩展性较低的该天线上，折展比的降低是不可忽略的劣势；结合专利cn104241805a，该种网面的布置方式需要对称式结构，且柔性程度较高，这对于空间天线局部快速变形的实现是不利的。

技术实现思路

1、因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种半刚性索网结构及可重复折展伞状天线，通过索网杆组将第一支撑肋和第二支撑肋相连接形成新型的索网结构，能够实现仅需单层设计即可完成索网结构的布置，新型索网结构重复折叠展开时更为可靠，最大程度上降低快速局部变形可能导致的丝线缠绕，型面误差也得到了进一步控制，可重复折叠展开，单一驱动，优秀的展开协调性和同步性；高精度、半刚性的天线反射面，能够使反射面达到主流的高精度水准。

2、为了解决上述问题，本申请提供一种半刚性索网结构，所述索网结构设置于展开机架外侧，所述索网结构包括：第一支撑肋、第二支撑肋、第一支撑内肋、第一支撑外肋、第二支撑内肋、第二支撑外肋及索网杆组；

3、所述第一支撑肋和所述第二支撑肋交替围绕展开机架外圆周均匀分布，所述第一支撑肋包括第一支撑内肋及第一支撑外肋，所述第一支撑外肋设置于所述第一支撑内肋底部；

4、所述第二支撑肋包括第二支撑内肋及第二支撑外肋，所述第二支撑外肋设置于所述第二支撑内肋底部；

5、所述第一支撑外肋与所述第二支撑外肋之间设置有索网杆组。

6、可选的，所述索网杆组包括：滑移铰链、固定铰件及索网支撑杆；

7、所述第一支撑外肋中部开设有滑移空间，所述滑移铰链设置于所述滑移空间内，所述第二支撑外肋底部设置有固定铰件，所述索网支撑杆两端活动连接于所述滑移铰链及所述固定铰件之间。

8、可选的，所述索网支撑杆与所述滑移铰链及所述固定铰件之间均通过球面副相连接。

9、可选的，所述第一支撑内肋与所述第一支撑外肋及所述第二支撑内肋及所述第二支撑外肋之间均设置有弹性铰链。

10、本申请的另一方面，提供了一种可重复折展伞状天线，包括驱动结构、移动滑块、展开上盘、第一支撑杆、第二支撑杆、自锁结构及天线结构，还包括如上述的半刚性索网结构，所述移动滑块设置于所述展开机架上，所述驱动结构设置于所述展开机架上，用于带动所述移动滑块沿所述展开机架轴线方向移动，所述展开上盘设置于所述展开机架上，所述移动滑块与所述第一支撑肋及所述第二支撑肋之间均设置有第一支撑杆，所述展开上盘与所述第一支撑肋和所述第二支撑肋之间均设置有第二支撑杆，所述驱动结构带动所述移动滑块沿所述展开机架轴线移动时，通过所述第一支撑杆及所述第二支撑杆能够带动所述第一支撑肋及所述第二支撑肋围绕所述展开机架展开及收拢；

11、所述自锁结构设置于所述展开机架远离所述驱动结构一侧，所述天线结构设置于所述自锁结构上。

12、可选的，所述驱动结构包括：下支撑板、导向杆、驱动电机及滚珠丝杠副；

13、所述下支撑板与所述展开机架之间设置有若干导向杆，所述移动滑块滑动设置于所述导向杆上，所述驱动电机设置于所述下支撑板上，所述滚珠丝杠副设置于所述驱动电机输出端与所述展开机架之间，所述驱动电机驱动所述滚珠丝杠副转动能够带动所述移动滑块沿所述导向杆上下移动。

14、可选的，所述第一支撑杆包括直杆段及剪叉段，所述直杆段一端与所述移动滑块转动连接，所述剪叉段开口端与所述第一支撑内肋或者第二支撑内肋转动连接；所述第二支撑杆包括第一连接杆及第二连接杆，所述第一连接杆第一端与所述展开上盘转动连接，所述第一连接杆第二端穿过所述剪叉段与所述第二连接杆第一端转动连接，所述第二连接杆第二端与所述第一支撑内肋或者第二支撑内肋转动连接，第一连接杆与所述剪叉段转动连接。

15、可选的，所述自锁结构包括：自锁机架、锁紧块、自锁电机及自锁旋转杆；

16、所述自锁机架与所述展开机架相连接，所述锁紧块对称设置于所述自锁机架底部，所述锁紧块上开设有销孔，所述自锁电机设置于所述自锁机架上，所述自锁旋转杆设置于所述自锁驱动电机输出端上，所述第一支撑内肋伸入所述销孔内时，所述自锁电机能够带动所述自锁机架对所述第一支撑内肋进行固定。

17、可选的，所述销孔顶部上设置有检测件。

18、可选的，所述天线结构包括：安装平台、电动伸缩杆及副面；

19、所述安装平台设置于所述自锁机架上，所述安装平台位于所述自锁旋转杆上方，所述电动伸缩杆设置于所述安装平台上，所述副面设置于所述电动伸缩杆输出端上。

20、有益效果

21、本发明的实施例中所提供的一种半刚性索网结构及可重复折展伞状天线，通过索网杆组将第一支撑肋和第二支撑肋相连接形成新型的索网结构，能够实现仅需单层设计即可完成索网结构的布置，新型索网结构重复折叠展开时更为可靠，最大程度上降低快速局部变形可能导致的丝线缠绕，型面误差也得到了进一步控制，可重复折叠展开，单一驱动，优秀的展开协调性和同步性；高精度、半刚性的天线反射面，能够使反射面达到主流的高精度水准。

技术特征：

1.一种半刚性索网结构，所述索网结构(2)设置于展开机架(1)外侧，其特征在于，所述索网结构(2)包括：第一支撑肋(21)、第二支撑肋(22)、第一支撑内肋(211)、第一支撑外肋(212)、第二支撑内肋(221)、第二支撑外肋(222)及索网杆组(23)；

2.根据权利要求1所述的半刚性索网结构，其特征在于，所述索网杆组(23)包括：滑移铰链(231)、固定铰件(232)及索网支撑杆(233)；

3.根据权利要求2所述的半刚性索网结构，其特征在于，所述索网支撑杆(233)与所述滑移铰链(231)及所述固定铰件(232)之间均通过球面副相连接。

4.根据权利要求1所述的半刚性索网结构，其特征在于，所述第一支撑内肋(211)与所述第一支撑外肋(212)及所述第二支撑内肋(221)及所述第二支撑外肋(222)之间均设置有弹性铰链(24)。

5.一种可重复折展伞状天线，其特征在于，包括驱动结构(3)、移动滑块(4)、展开上盘(5)、第一支撑杆(6)、第二支撑杆(7)、自锁结构(8)及天线结构(9)，还包括如权利要求1至4任一项所述的半刚性索网结构，所述移动滑块(4)设置于所述展开机架(1)上，所述驱动结构(3)设置于所述展开机架(1)上，用于带动所述移动滑块(4)沿所述展开机架(1)轴线方向移动，所述展开上盘(5)设置于所述展开机架(1)上，所述移动滑块(4)与所述第一支撑肋(21)及所述第二支撑肋(22)之间均设置有第一支撑杆(6)，所述展开上盘(5)与所述第一支撑肋(21)和所述第二支撑肋(22)之间均设置有第二支撑杆(7)，所述驱动结构(3)带动所述移动滑块(4)沿所述展开机架(1)轴线移动时，通过所述第一支撑杆(6)及所述第二支撑杆(7)能够带动所述第一支撑肋(21)及所述第二支撑肋(22)围绕所述展开机架(1)展开及收拢；

6.根据权利要求5所述的可重复折展伞状天线，其特征在于，所述驱动结构(3)包括：下支撑板(31)、导向杆(32)、驱动电机(33)及滚珠丝杠副(34)；

7.根据权利要求5所述的可重复折展伞状天线，其特征在于，所述第一支撑杆(6)包括直杆段(61)及剪叉段(62)，所述直杆段(61)一端与所述移动滑块(4)转动连接，所述剪叉段(62)开口端与所述第一支撑内肋(211)或者第二支撑内肋(221)转动连接；所述第二支撑杆(7)包括第一连接杆(71)及第二连接杆(72)，所述第一连接杆(71)第一端与所述展开上盘(5)转动连接，所述第一连接杆(71)第二端穿过所述剪叉段(62)与所述第二连接杆(72)第一端转动连接，所述第二连接杆(72)第二端与所述第一支撑内肋(211)或者第二支撑内肋(221)转动连接，第一连接杆(71)与所述剪叉段(62)转动连接。

8.根据权利要求6所述的可重复折展伞状天线，其特征在于，所述自锁结构(8)包括：自锁机架(81)、锁紧块(82)、自锁电机(83)及自锁旋转杆(84)；

9.根据权利要求8所述的可重复折展伞状天线，其特征在于，所述销孔顶部上设置有检测件(85)。

10.根据权利要求8可重复折展伞状天线，其特征在于，所述天线结构(9)包括：安装平台(91)、电动伸缩杆(92)及副面(93)；

技术总结
本申请提供了一种半刚性索网结构及可重复折展伞状天线，所述索网结构设置于展开机架外侧，所述索网结构包括：第一支撑肋、第二支撑肋、第一支撑内肋、第一支撑外肋、第二支撑内肋、第二支撑外肋及索网杆组；所述第一支撑肋和所述第二支撑肋交替围绕展开机架外圆周均匀分布，所述第二支撑外肋设置于所述第二支撑内肋底部；所述第一支撑外肋与所述第二支撑外肋之间设置有索网杆组。本发明通过索网杆组将第一支撑肋和第二支撑肋相连接形成新型的索网结构，能够实现仅需单层设计即可完成索网结构的布置，新型索网结构重复折叠展开时更为可靠，最大程度上降低快速局部变形可能导致的丝线缠绕，型面误差也得到了进一步控制。

技术研发人员：谢华龙,冯雨晴,毕群峰,何知棋,张晴,赵俊锋,王祥祥
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12