[发明专利]一种基于主轴的可展开卫星天线桁架结构

说明书

本发明涉及卫星通信领域，具体涉及一种基于主轴的可展开卫星天线桁架结构，包括一个主轴、两个可滑动主轴环、两个固定主轴环、多个可折叠长杆、多个可折叠短杆、多个短支撑臂、多个长支撑臂，可滑动主轴环可沿主轴滑动以带动可折叠长杆收折和展开，短支撑臂与固定主轴环铰接在一起，用以支撑可折叠长杆的稳定，长支撑臂用以支撑可折叠短杆在展开状态下保持与可折叠长杆处于同一直线上。

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，特别涉及一种基于主轴的可展开卫星天线桁架结构。

背景技术

随着航天技术的发展及推广应用，空间大型可展开桁架结构已被广泛应用于卫星天线、太阳能帆板等方面，如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、气象卫星和侦察卫星等方面。而由于航天领域运输特性，如运载火箭容纳尺寸、运载能力限制等，卫星天线需做成可折叠式的，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。

目前，卫星天线可展开桁架结构大多做成环形或伞式进行展开，环形结构由多个基本单元环形组合在一起，只有一个自由度的单向展开运动，缺少中心主轴导致整体稳定性较差，伞式结构通过拉伸绳驱动肋架展开，易发生缠绕，且整体结构不稳定，而且由于桁架环形单元数量较多，折叠状态整体直径可能仍较大，不适合某些运输状态。

发明内容

针对上述技术现状的不足，本发明的主要目的在于提供一种基于主轴的可展开卫星天线桁架结构，其组成单元和展开方式均与环形结构不同，因存在主轴，使整体构架更稳固。

本发明采用的技术方案是：一种基于主轴的可展开卫星天线桁架结构，其特征在于，具有一个主轴、两个可滑动主轴环、两个固定主轴环、多个可折叠长杆、多个可折叠短杆、多个短支撑臂、多个长支撑臂，所述主轴是具有一定壁厚的空心圆柱体；所述可滑动主轴环是套设在圆柱型主轴外表面可沿主轴滑动的圆环，其环体外壁面周向均匀分布有多个铰接头I；所述固定主轴环是固定设置在圆柱型主轴外表面的圆环，其环体外壁面周向均匀分布有多个铰接头I；所述可折叠长杆是构成支撑卫星天线面的桁架结构的骨架的长段，可折叠长杆一端设有与主轴环上铰接头I铰接在一起的铰接头II，另一端设有与所述可折叠短杆连接在一起的铰接头III，可折叠长杆的杆体上还设有两个铰接孔；所述可折叠短杆是构成支撑卫星天线面的桁架结构的骨架的短段，可折叠短杆一端设有与可折叠长杆铰接头III铰接在一起的铰接头IV，另一端设有用于固定天线网面的装置，可折叠短杆的杆体上还设有铰接孔；所述短支撑臂用于在天线桁架结构展开过程中推动可折叠长杆展开并在天线桁架结构完全展开状态下支撑可折叠长杆稳定，短支撑臂的一端设有与固定主轴环上的铰接头I铰接的铰接头II，另一端设有与可折叠长杆上的离铰接头II距离近的铰接孔铰接在一起的铰接头V；所述长支撑臂用于在天线桁架结构展开过程中推动可折叠短杆稳定并在天线桁架结构完全展开状态下支撑可折叠短杆的稳定，其两端均设有铰接球头，一端与可折叠长杆上的离铰接头III距离近的铰接孔进行球铰接，另一端与可折叠短杆上的铰接孔进行球铰接。

所述两个可滑动主轴环铰接头I交错套设在主轴上，使一个可滑动主轴环的每个铰接头I都恰好对应在另一个可滑动主轴环的两个铰接头I中间，以使与铰接头I连接的可折叠长杆恰好可从另一个可滑动主轴环相邻的两个铰接头I中间穿过，以此方式，在天线桁架结构收折状态下，可滑动主轴环上所有铰接头I连接的可折叠长杆朝向一致且每一根可折叠长杆均穿过另一个可滑动主轴环的两个相邻的铰接头I中间，从而使两个可滑动主轴环的可折叠长杆交叉设置，并在展开过程中互不干扰；所述两个固定主轴环分别固定套设在主轴的靠近两端处，每个固定主轴环的铰接头I与距其较远的可滑动主轴环上的铰接头I轴向上重合。

可折叠长杆、可折叠短杆、长支撑臂和短支撑臂的杆体是圆形杆或方形杆。