一种皮纳卫星大尺寸星外天线的固定及解锁展开装置的制作方法

1.本发明涉及航空飞行器展开机构领域，特别涉及一种皮纳卫星大尺寸星外天线的固定及解锁展开装置。


背景技术：

2.随着航天技术的发展，微小卫星由于具有轻量化、成本低、一箭多星、快速发射等特点，便于实现快速集中发射，在太空组网形成星群网络，现有美国太空探索技术公司搭建的微小卫星星链网络，星链中的卫星组网通信，协同处理全球网络。但目前由于微小卫星体积小，各通信、数据传输天线尺寸及包络受限，继而影响在轨星群星间通信效率和对地面数据传输效率，为增加星群之间的通信效率和同地面的数据传输能力，将天线适当增大包络展开伸出星外，会有效增加通信能力。
3.直接将天线展出星外，会增加星体包络，从而增加发射成本，需在卫星入轨前，将天线收拢锁紧，等卫星入轨星箭分离完成后，解锁展开。而直接采用传统火工解锁会增加卫星重量和采购成本，亦会增加发射成本。
4.本发明采用了一种皮纳卫星大尺寸星外天线的固定及解锁展开装置，结构简单、拆装方便、重量轻、运行可靠、能适应高低温环境，及多角度展开的大尺寸星外天线展开机构，可以有效减少发射成本及增加在轨和同地面的通信效率。


技术实现要素：

5.本发明目的在于针对现有技术的不足，提出了一种皮纳卫星大尺寸星外天线的固定及解锁展开装置，结构简单、拆装方便、重量轻、运行可靠、研制成本低、能适应高低温环境，及多角度展开的大尺寸星外天线展开机构，可以有效减少发射成本及增加在轨和同地面的通信效率。
6.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种皮纳卫星大尺寸星外天线的固定及解锁展开装置，该装置包括卫星舱板、支撑座、展开及限位铰链、热刀绳和连杆机构；
7.所述支撑座包括主支撑座和热刀绳固定压块；所述主支撑座固定在卫星舱板上，所述热刀绳固定压块分别安装在主支撑座两侧，分别固定热刀绳两端；
8.所述展开及限位铰链包括主动座、从动座、自锁挡块、展开卷簧和自锁扭簧；所述主动座固定在卫星舱板上，从动座转动安装在主动座上，转轴为螺栓，展开卷簧的一端连接在螺栓上，另一端连接主动座；所述自锁挡块安装在从动座上，所述自锁扭簧一端连接在自锁挡块上，另一端连接从动座；自锁扭簧使自锁挡块始终压紧在主动座弧形轨迹上；
9.所述连杆机构包括转接块、连杆、支撑座配合块和解锁热刀；所述转接块一端和从动座连接，另一端连接连杆的一端，连杆的另一端固定安装收拢状态的天线；所述支撑座配合块安装在连杆上，支撑座配合块上端与主支撑座尺寸配合，下端安装有解锁热刀。
10.进一步地，所述展开及限位铰链根据天线视场角要求更换不同角度的主动座以及不同扭力的展开卷簧以满足不同视场要求的大尺寸星外天线。
11.进一步地，所述展开及限位铰链的展开角度为90
°
，用于实现90
°
的展开及限位。
12.进一步地，所述支撑座还包括展开辅助弹簧，所述展开辅助弹簧安装在主支撑座中间，用于在热刀绳熔断时防粘连。
13.进一步地，从动座和主动座之间通过轴套安装连接，轴套通过螺栓上的防松螺母定位固定。
14.本发明的有益效果：
15.本发明用于大尺寸星外天线展开机构的固定与展开，结构简单、拆装方便、重量轻、运行可靠、研制成本低、加工周期短，能适应高低温环境，多角度展开，能有效减少发射成本及增加星群在轨和同地面的通信效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
17.图1为本发明的固定锁紧与展开状态示意图。
18.图2为本发明结构安装示意图。
19.图3为本发明支撑座示意图。
20.图4为本发明展开及限位铰链示意图。
21.图5为本发明锁紧方式示意图。
22.图6为本发明展开方式示意图。
23.图7为本发明支撑座与支撑座配合块配合固定示意图。
24.图中附图标记说明，1.卫星舱板；2.支撑座；2-1.主支撑座；2-2.热刀绳固定压块；2-3.展开辅助弹簧；3.展开及限位铰链；3-1.主动座；3-2.从动座；3-3.自锁挡块；3-4.展开卷簧；3-5.自锁扭簧；4.热刀绳；5.连杆机构；5-1.转接块；5-2.连杆；5-3.支撑座配合块；5-4.解锁热刀。
具体实施方式
25.以下结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。
26.如图1-图2所示，本发明提供了一种皮纳卫星大尺寸星外天线的固定及解锁展开装置，该装置包括卫星舱板1、支撑座2、展开及限位铰链3、热刀绳4和连杆机构5；
27.所述卫星舱板1用于固定整个装置，及约束装置自由度；
28.如图3所示，所述支撑座2包括1个主支撑座2-1、2个热刀绳固定压块2-2和2个展开辅助弹簧2-3；所述主支撑座2-1固定在卫星舱板1上，所述2个热刀绳固定压块2-2分别安装在主支撑座2-1两侧，分别固定热刀绳4两端，用于热刀绳4压紧固定，所述热刀绳4用于将连杆机构5同支撑座2绑紧固定；所述2个展开辅助弹簧2-3安装在主支撑座2-1中间，用于在热刀绳熔断时防粘连。
29.如图4所示，所述展开及限位铰链3的展开角度为90
°
，用于实现90
°
的展开及限位，包括1个主动座3-1、1个从动座3-2、1个自锁挡块3-3、2个展开卷簧3-4和1个自锁扭簧3-5；
从动座3-2通过轴套安装在主动座3-1上(可转动)，转轴为螺栓，轴套通过螺栓上的防松螺母定位固定，2个展开卷簧3-4的一端卡在螺栓的槽口处，另一端卡在主动座3-1上。自锁挡块3-3和自锁扭簧3-5安装在从动座3-2上，通过螺栓螺母固定，自锁扭簧3-5的一端卡在自锁挡块3-3中，另一端卡在从动座3-2中，自锁扭簧3-5使自锁挡块3-3始终压紧在主动座3-1弧形轨迹上，展开及限位铰链3收拢时展开卷簧3-4亦收紧，展开时展开卷簧3-4作用螺栓带动从动座3-2展开，自动挡块3-3沿着主动座3-1弧形轨迹运动至槽口完成自锁。
30.所述展开及限位铰链3根据天线视场角要求更换不同角度的主动座3-1以及不同扭力的展开卷簧3-4以满足不同视场要求的大尺寸星外天线。
31.如图5和图6所示，所述连杆机构5用于连接展开及限位铰链3和收拢状态的天线，包括1个转接块5-1、1个连杆5-2、1个支撑座配合块5-3和一组解锁热刀5-4；所述转接块5-1一端和从动座3-2连接，另一端连接连杆5-2的一端，连杆5-2的另一端固定安装收拢状态的天线；所述支撑座配合块5-3安装在连杆5-2上，支撑座配合块5-3上端与主支撑座2-1尺寸配合，下端安装有一组解锁热刀5-4，热刀绳4绕过支撑座配合块5-3上的热刀、主支撑座2-1的走绳槽，通过主支撑座2-1的长孔呈拉紧状态，两个热刀绳固定压块2-2通过螺钉锁紧方式压紧走绳槽中的热刀绳4，完成锁紧；在需求解锁连杆机构5时，解锁热刀5-4熔断热刀绳4解锁连杆机构5，达到需求的天线展开角度。
32.如图7所示，本发明安装时，先将解锁热刀5-4通过支撑座配合块5-3固定在连杆5-2上，将收拢状态的天线固定在连杆5-2上，将整个连杆机构5固定在展开及限位铰链3的从动座3-2上，展开及限位铰链3和支撑座2固定在卫星舱板1上，连杆机构5通过支撑座配合块5-3和支撑座2上的主支撑座2-1配合，配合处需均匀涂润滑脂，并且压缩主支撑座2-1上的展开辅助弹簧2-3，用热刀绳4将整个连杆机构5锁紧，最后锁紧热刀绳固定压块2-2上的螺钉完成整个装置的固定。在需要展开时，通过解锁热刀5-4熔断热刀绳4，在展开辅助弹簧2-3以及展开卷簧3-4的作用下，连杆机构5展开到需求位置。
33.上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种皮纳卫星大尺寸星外天线的固定及解锁展开装置，其特征在于，该装置包括卫星舱板(1)、支撑座(2)、展开及限位铰链(3)、热刀绳(4)和连杆机构(5)；所述支撑座(2)包括主支撑座(2-1)和热刀绳固定压块(2-2)；所述主支撑座(2-1)固定在卫星舱板(1)上，所述热刀绳固定压块(2-2)分别安装在主支撑座(2-1)两侧，分别固定热刀绳(4)两端；所述展开及限位铰链(3)包括主动座(3-1)、从动座(3-2)、自锁挡块(3-3)、展开卷簧(3-4)和自锁扭簧(3-5)；所述主动座(3-1)固定在卫星舱板(1)上，从动座(3-2)转动安装在主动座(3-1)上，转轴为螺栓，展开卷簧(3-4)的一端连接在螺栓上，另一端连接主动座(3-1)；所述自锁挡块(3-3)安装在从动座(3-2)上，所述自锁扭簧(3-5)一端连接在自锁挡块(3-3)上，另一端连接从动座(3-2)；自锁扭簧(3-5)使自锁挡块(3-3)始终压紧在主动座(3-1)弧形轨迹上；所述连杆机构(5)包括转接块(5-1)、连杆(5-2)、支撑座配合块(5-3)和解锁热刀(5-4)；所述转接块(5-1)一端和从动座(3-2)连接，另一端连接连杆(5-2)的一端，连杆(5-2)的另一端固定安装收拢状态的天线；所述支撑座配合块(5-3)安装在连杆(5-2)上，支撑座配合块(5-3)上端与主支撑座(2-1)尺寸配合，下端安装有解锁热刀(5-4)。2.根据权利要求1所述的一种皮纳卫星大尺寸星外天线的固定及解锁展开装置，其特征在于，所述展开及限位铰链(3)根据天线视场角要求更换不同角度的主动座(3-1)以及不同扭力的展开卷簧(3-4)以满足不同视场要求的大尺寸星外天线。3.根据权利要求1所述的一种皮纳卫星大尺寸星外天线的固定及解锁展开装置，其特征在于，所述展开及限位铰链(3)的展开角度为90
°
，用于实现90
°
的展开及限位。4.根据权利要求1所述的一种皮纳卫星大尺寸星外天线的固定及解锁展开装置，其特征在于，所述支撑座(2)还包括展开辅助弹簧(2-3)，所述展开辅助弹簧(2-3)安装在主支撑座(2-1)中间，用于在热刀绳熔断时防粘连。5.根据权利要求1所述的一种皮纳卫星大尺寸星外天线的固定及解锁展开装置，其特征在于，从动座(3-2)和主动座(3-1)之间通过轴套安装连接，轴套通过螺栓上的防松螺母定位固定。

技术总结
本发明公开了一种皮纳卫星大尺寸星外天线固定及展开装置，该装置包括卫星舱板、支撑座、展开及限位铰链、热刀绳和连杆机构；主支撑座固定在卫星舱板上，连杆机构通过展开及限位铰链安装在卫星舱板上，热刀绳将连杆机构锁紧在支撑座上，通过连杆机构上的解锁热刀熔断热刀绳解锁连杆机构。本发明结构简单，拆装方便，运行可靠，研制成本低，研制周期短，能适应高低温环境，多角度展开，可以有效降低发射成本及增加在轨通信和对地面数据传输效率。增加在轨通信和对地面数据传输效率。增加在轨通信和对地面数据传输效率。


技术研发人员：何梦翰 霍新超 王贺文 吴济广 滕伟 金鑫 李向阳 卫立青 刘海升 田鹏
受保护的技术使用者：浙江众星志连科技有限责任公司
技术研发日：2022.12.02
技术公布日：2023/5/5