[发明专利]高收纳比模块化折展支撑桁架

说明书

高收纳比模块化折展支撑桁架，涉及航空航天机械技术领域，特别涉及飞行器的构架式天线和空间粉尘探测器的高收纳比模块化折展支撑桁架。本发明由收拢状态到展开状态的变化过程中，一方面由中心杆压缩弹簧驱动中心杆滑块带动斜腹杆展开，另一方面由外杆压缩弹簧驱动曲柄滑块机构带动斜腹杆展开，片簧驱动下弦杆辅助展开。底盘和外杆连接头中锁止机构的设计，使得支撑桁架的展开弧度可控，可展开为平面或曲面。斜腹杆中凹槽和弹性定位销的配合对斜腹杆的伸缩杆和伸缩杆的相对位置进行限位，限制了斜腹杆的最大展开长度。曲柄滑块机构的设计保证了在折展支撑桁架展开过程中相邻两上弦杆或相邻两斜腹杆展开的同步性。

技术领域

本发明涉及航空航天机械技术领域，特别涉及飞行器的构架式天线和空间粉尘探测器的高收纳比模块化折展支撑桁架。

背景技术

随着航空航天技术的蓬勃发展，飞行器结构越来越趋向于大型化，对空间折展机构提出了更高的要求。折展支撑桁架是构架式折展天线和空间粉尘探测器的重要组成部分，起到支撑金属反射网或薄膜、保持结构精度、维持结构稳定的重要作用，现有的折展支撑桁架收纳比不高且多数为单模块设计，限制了折展支撑桁架的展开口径，同时与运载工具的空间容积和发射成本形成矛盾，因此研制一种可满足大口径、轻量化、高收纳比的折展支撑桁架需求迫切。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种可进行模块化拼接的高收纳比折展支撑桁架，可应用于空间折展天线、空间粉尘(包括微小空间碎片和微流星体)探测器等设计中，拓展了航天器的功能，符合未来航空航天技术的发展趋势和应用需求。

本发明的技术解决方案是：高收纳比模块化折展支撑桁架，包括上连接块、中心杆滑块、中心杆、中心杆压缩弹簧、底盘、片簧、上弦杆、下弦杆、斜腹杆、外杆、外杆滑块、连杆、套环、外杆压缩弹簧和外杆连接头；

所述的上连接块内壁下端通过键槽与中心杆固定相对位置，通过周向等分的若干个转动副与上弦杆相连接；

所述的中心杆滑块通过周向等分的若干个转动副与斜腹杆相连接；

所述的中心杆上下两端均设有限位作用的键，使其与上连接块和底盘保持固定的相对位置，顶端留有螺纹孔以用于安装外部设备；

所述的中心杆压缩弹簧安装于上连接块与底盘之间，用于驱动支撑桁架展开；

所述的底盘通过周向等分的若干个转动副和锁止机构与下弦杆相连接，通过键槽与中心杆保持固定的相对位置，底盘通过螺栓与片簧固连；所述的片簧安装在底盘上，用于辅助支撑桁架机构的展开；

所述的上弦杆、下弦杆和斜腹杆均为伸缩杆，伸缩杆之间设有压缩弹簧作为展开辅助，斜腹杆连接于上弦杆和下弦杆之间，共同构成支撑桁架的骨架；

所述的外杆上下两端均设有限位作用的键，使其与外杆连接头保持固定的相对位置，顶端留有螺纹孔以用于安装外部设备；

所述的外杆滑块通过若干个转动副与连杆相连接；

所述的连杆通过转动副将外杆滑块和套环相连；

所述的套环位于相邻两上弦杆或两斜腹杆靠近外杆连接头一端；

所述的外杆压缩弹簧安装于外杆滑块和外杆连接头之间，用于驱动支撑桁架展开；

所述的外杆连接头通过转动副将相邻两上弦杆、相邻两下弦杆、相邻两斜腹杆或相邻两模块组合在一起。

进一步地，所述上弦杆和下弦杆均包括多节，上弦杆和下弦杆远离中心杆的一端均采用外杆连接、定位和支撑。

所述的外杆连接头通过呈180°角度的多个转动副与上弦杆、下弦杆和斜腹杆相连，或者通过周向3等分的转动副其它模块相连。