可重复展收的刚性肋伞天线展开机构

1.本发明属于星载天线技术领域，涉及一种可重复展收的刚性肋伞天线展开机构。


背景技术：

2.星载天线被广泛应用于空间和对地无线通信、电子侦察、导航、遥感、深空探测及射电天文等领域，是卫星系统的“眼睛”和“耳朵”，起着决定性的作用。随着人们对航天领域的深入研究，天线的性能不断的提高，星载天线将来可应用于高功率微波武器，应用于国防建设。当然，星载天线也可作为能量吸收与传输设备，将空间的太阳能经过转化传输到地面以供使用，来解决地球的能源危机问题。星载天线已成为航天科学技术不断发展的一个重要组成部分。可展开、大口径、低质量、高精度与高收纳比是星载天线发展与研究的热点。
3.伞状可展开天线刚度较强，展开精度较高，且在恶劣的太空环境中能够维持一个较好的型面精度。伞状可展开天线一般使用扭簧或者齿轮组来进行同步展开，使用扭簧展开有较大冲击，容易对天线造成损伤，而使用齿轮组会增大天线的质量。同时天线不能自动收拢，只能进行手动收拢，展开同步性较差，也不可进行重复展收。
4.因此，需要解决上述展开后不可自动收拢，同步性较差的问题，提出了新的一种可重复展收的刚性肋伞天线展开机构。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种可重复展收的刚性肋伞天线展开机构，解决了目前伞天线不可进行重复展收、同步性较差的问题。
6.本发明所采用的技术方案是，可重复展收的刚性肋伞天线展开机构，包括从上至下依次平行设置的顶板、驱动盘及底板，顶板与底板之间通过若干组均匀分布的支撑板连接；顶板和底板的中心处沿竖直方向设有滚珠丝杠，滚珠丝杠与丝杠螺母配合，丝杠螺母安装在驱动盘的中心处，滚珠丝杠的下端伸出底板并连接有驱动电机；驱动盘与顶板之间的圆周上均匀分布有若干组连杆机构，每组连杆机构上连接有一组天线肋。
7.本发明的特点还在于：
8.滚珠丝杠的上端通过丝杠支撑座支撑，丝杠支撑座安装在顶板的中心处；滚珠丝杠的下端通过丝杠固定座支撑，丝杠固定座安装于底板上。
9.驱动盘的圆周上还均匀分布有若干组导向轴，各导向轴沿竖直方向套接在驱动盘，且导向轴与驱动盘的连接处设有直线轴承。
10.连杆机构包括传动杆，传动杆的下端与驱动盘的边缘铰接，传动杆的上端与肋连接板的下端铰接，肋连接板的上端与顶板的边缘铰接；肋连接板上连接有天线肋。
11.传动杆与驱动盘之间的夹角小于90度，为锐角。
12.顶板上方设有固面反射面。
13.顶板、底板和驱动盘中心采用三根辐条式的结构。
14.可重复展收的刚性肋伞天线展收方法，具体包括如下过程：
15.通过电机驱动滚珠丝杠转动，滚珠丝杠与丝杠螺母配合，丝杠螺母带动驱动盘沿着滚珠丝杠进行上下移动，驱动盘在进行上下移动的过程中，通过传动杆将动力传递给肋连接板，通过肋连接板推动天线肋转动，从而实现天线肋的重复展开与收拢。
16.本发明的有益效果如下：
17.1.本发明采用电机进行伞天线的可控展收，避免扭簧展开时会产生的较大冲击，对天线造成较大损伤。由于本发明利用滚珠丝杠来驱动驱动盘产生竖直方向上的上升与下降，因此可以实现伞天线的可重复展收过程。
18.2.本发明不需要齿轮组来保证展开的同步性，采用一个驱动盘来实现所有肋条的同步展收，提高了天线展开的同步性，降低了结构质量，同时结构简单，减少了安装步骤，增加了结构可靠性，可运用于大口径伞状天线。
19.3.本发明通过电机的工作与停止可以实现伞天线结构的锁定，不需要额外的自锁机构，减轻结构整体质量。
附图说明
20.图1是本发明可重复展收的刚性肋伞天线展开机构的整体展开示意图；
21.图2是本发明可重复展收的刚性肋伞天线展开机构的整体半收拢示意图；
22.图3是本发明可重复展收的刚性肋伞天线展开机构的整体收拢示意图；
23.图4是本发明可重复展收的刚性肋伞天线展开机构的去除天线肋的总体示意图；
24.图5是本发明可重复展收的刚性肋伞天线展开机构的传动过程详细示意图。
25.图中，1.顶板，2.底板，3.支撑板，4.导向轴，5.直线轴承，6.滚珠丝杠，7.丝杠支撑座，8.丝杠固定座，9.丝杠螺母，10.驱动盘，11.传动杆，12.肋连接板，13.天线肋。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
27.本发明可重复展收的刚性肋伞天线展开机构，如图1所示，包括顶板1和底板2，顶板1和底板2之间的圆周上均匀分布有若干个天线肋13。
28.如图2、3所示，顶板1和底板2之间分别设有驱动盘10和支撑板3。顶板1与底板2通过支撑板3通过螺钉进行固定连接；
29.如图4、5所示，导向轴4固定连接在顶板1与底板2上；滚珠丝杠6由丝杠支撑座7和丝杠固定座8固定，穿过驱动盘10与丝杠螺母9连接；丝杠支撑座7安装于顶板1上；丝杠固定座8安装于底板2上；驱动盘10通过直线轴承5与导向轴4进行连接；传动杆11与肋连接板12和驱动盘10进行铰接连接；天线肋13通过肋连接板12与顶板1进行铰接连接。
30.传动杆11与驱动盘10之间的夹角要小于90度(大于0
°
，为锐角)，避免在天线肋13收拢过程中出现死点或者天线肋13向下收拢，不能达到天线收拢的目的。
31.天线肋13可以在合理的范围内进行增加或减少，天线整体展开驱动方案不用做较大改动。
32.顶板1上方可以安装固定一个小的固面反射面，以减小天线的电性能损失。
33.顶板1、底板2和驱动盘10中心使用三根辐条式的结构，从而可以去除多余材料减轻重量。
34.顶板1和底板2之间有多根导向轴4，驱动盘10上有多个用于配合导向轴4的直线轴承5，以保证驱动盘10沿滚珠丝杠6和导向轴4平稳的上下移动。
35.实施例1
36.可重复展收的刚性肋伞天线展开机构，包括从上至下依次平行设置的顶板、驱动盘及底板，顶板与底板之间通过若干组均匀分布的支撑板连接；顶板和底板的中心处沿竖直方向设有滚珠丝杠，滚珠丝杠与丝杠螺母配合，丝杠螺母安装在驱动盘的中心处，滚珠丝杠的下端伸出底板并连接有驱动电机；驱动盘与顶板之间的圆周上均匀分布有若干组连杆机构，每组连杆机构上连接有一组天线肋。
37.实施例2
38.在实施例1的基础上，滚珠丝杠的上端通过丝杠支撑座支撑，丝杠支撑座安装在顶板的中心处；滚珠丝杠的下端通过丝杠固定座支撑，丝杠固定座安装于底板上。
39.实施例3
40.在实施例1的基础上，驱动盘的圆周上还均匀分布有若干组导向轴，各导向轴沿竖直方向套接在驱动盘，且导向轴与驱动盘的连接处设有直线轴承。
41.实施例4
42.在实施例1的基础上，连杆机构包括传动杆，传动杆的下端与驱动盘的边缘铰接，传动杆的上端与肋连接板的下端铰接，肋连接板的上端与顶板的边缘铰接；肋连接板上连接有天线肋。
43.本发明可重复展收的刚性肋伞天线展开机构的工作过程为：滚珠丝杠6通过安装在底板2上的电机进行驱动，驱动盘10底部安装有用于配合滚珠丝杠6的丝杠螺母9，滚珠丝杠6的转动驱动驱动盘10产生上下移动，驱动盘10的竖直位移通过传动杆11传递给肋连接板12，从而推动天线肋13的转动，从而实现天线肋13的重复展开与收拢。
44.本发明解决了现有伞天线不可重复展收，展开具有较大冲击性，同步性较差的问题，具有高精度、易装配、可靠性高的优点，可应用于高精度伞状可展开天线设计中。

技术特征：
1.可重复展收的刚性肋伞天线展开机构，其特征在于：包括从上至下依次平行设置的顶板(1)、驱动盘(10)及底板(2)，顶板(1)与底板(2)之间通过若干组均匀分布的支撑板(3)连接；顶板(1)和底板(2)的中心处沿竖直方向设有滚珠丝杠(6)，滚珠丝杠(6)与丝杠螺母(9)配合，丝杠螺母(9)安装在驱动盘(10)的中心处，滚珠丝杠(6)的下端伸出底板(2)并连接有驱动电机；驱动盘(10)与顶板(1)之间的圆周上均匀分布有若干组连杆机构，每组连杆机构上连接有一组天线肋(13)。2.根据权利要求1所述的可重复展收的刚性肋伞天线展开机构，其特征在于：所述滚珠丝杠(6)的上端通过丝杠支撑座(7)支撑，丝杠支撑座(7)安装在顶板(1)的中心处；滚珠丝杠(6)的下端通过丝杠固定座(8)支撑，丝杠固定座(8)安装于底板(2)上。3.根据权利要求1所述的可重复展收的刚性肋伞天线展开机构，其特征在于：所述驱动盘(10)的圆周上还均匀分布有若干组导向轴(4)，各导向轴(4)沿竖直方向套接在驱动盘(10)，且导向轴(4)与驱动盘(10)的连接处设有直线轴承(5)。4.根据权利要求1所述的可重复展收的刚性肋伞天线展开机构，其特征在于：所述连杆机构包括传动杆(11)，传动杆(11)的下端与驱动盘(10)的边缘铰接，传动杆(11)的上端与肋连接板(12)的下端铰接，肋连接板(12)的上端与顶板(1)的边缘铰接；肋连接板(12)上连接有天线肋(13)。5.根据权利要求4所述的可重复展收的刚性肋伞天线展开机构，其特征在于：所述传动杆(11)与驱动盘(10)之间的夹角小于90度，为锐角。6.根据权利要求1所述的可重复展收的刚性肋伞天线展开机构，其特征在于：所述顶板(1)上方设有固面反射面。7.根据权利要求1所述的可重复展收的刚性肋伞天线展开机构，其特征在于：所述顶板(1)、底板(2)和驱动盘(10)中心采用三根辐条式的结构。8.根据权利要求1～7任一权利要求所述的可重复展收的刚性肋伞天线展开机构的展收方法，其特征在于：具体包括如下过程：通过电机驱动滚珠丝杠(6)转动，滚珠丝杠(6)与丝杠螺母(9)配合，丝杠螺母(9)带动驱动盘(10)沿着滚珠丝杠(6)进行上下移动，驱动盘(10)在进行上下移动的过程中，通过传动杆(11)将动力传递给肋连接板(12)，通过肋连接板(12)推动天线肋(13)转动，从而实现天线肋(13)的重复展开与收拢。

技术总结
本发明公开了一种可重复展收的刚性肋伞天线展开机构，由顶板、底板、支撑板、导向轴、直线轴承、滚珠丝杠、丝杠支撑座、丝杠固定座、丝杠螺母、驱动盘、传动杆、肋连接板、天线肋组成。肋连接板通过铰接安装在顶板边缘的固定孔中，天线肋通过螺栓与肋连接板进行连接。本发明为刚性肋伞状可展开天线提供了一种可重复展收的、展开机构简单的刚性肋伞天线展开机构，能实现伞状天线的重复展收，具有较高的同步性，能够满足空间大口径可展开天线的使用要求。能够满足空间大口径可展开天线的使用要求。能够满足空间大口径可展开天线的使用要求。


技术研发人员：韩继锋 李鹏飞 杜敬利 钟旺 曹政 李振宇
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2023.05.06
技术公布日：2023/8/13