[发明专利]一种在轨超大型可展开空间结构系统

说明书

本发明公开了一种在轨超大型可展开空间结构系统，包括：星体；若干肋杆，以星体为中心圆周设置且其第一端铰接于星体；若干可折叠的圈梁，相邻肋杆的第二端之间均设有一个所述圈梁，且肋杆的第二端与相邻圈梁的相邻端均通过虎克铰连接；若干可折叠的斜撑杆，两端分别铰接于星体和肋杆的第二端；若干第一展开机构，每根肋杆均通过一个所述第一展开机构与星体相对固定，且第一展开机构可驱动肋杆远离星体旋转以展开；收拢时：若干肋杆的第二端相互靠拢，圈梁和斜撑杆均折叠；展开时：第一展开机构驱动肋杆旋转展开，肋杆带动圈梁和斜撑杆展开。该系统尺寸小、展开后面积大。

技术领域

本发明属于超大型空间结构技术领域，尤其涉及一种在轨超大型可展开空间结构系统。

背景技术

在空间科学和军事应用领域不断提出极具挑战性的航天任务，如地外行星生命探测、电子侦察与遥感探测等，迫切需要发展百米级反射面天线、平面阵天线、太阳能阵面。

传统的展开技术受折展机构运动副、运载火箭推力与整流罩包络等限制，存在折展机构复杂、在轨展开可靠性低，天线尺寸大、地面低重力模拟实验难度大等难题，无法完全满足上述超大型空间结构的构建需求。

在轨组装技术解耦了火箭发射段模块之间的机械连接，可突破火箭推力、整流罩包络限制，具有结构效率高、扩展性强、可逐步升级等特性，特别适合构建大尺寸、高精度、高比刚度空间结构。

然而，由于百米尺度结构的尺寸大、刚度低，在轨组装过程中易发生大幅度的挠性振动，这对于组装机器人提出了巨大的挑战，一方面影响机器人定位精度、降低组装效率，另一方面可能引发机器人与周边环境发生意外的碰撞干涉，导致组装系统失效。

因此，急需探索一种无需机器人参与的、或机器人有限参与的百米乃至千米级空间系统在轨组装系统方案，突破一次性展开式机构可实现的尺寸极限，推动超大型空间结构在轨组装技术的工程实用化。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种在轨超大型可展开空间结构系统，该系统尺寸小、展开后面积大。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种在轨超大型可展开空间结构系统，包括：

星体；

若干肋杆，以所述星体为中心圆周设置且其第一端铰接于所述星体；

若干可折叠的圈梁，相邻所述肋杆的第二端之间均设有一个所述圈梁，且所述肋杆的第二端与相邻所述圈梁的相邻端均通过虎克铰连接；

若干可折叠的斜撑杆，两端分别铰接于所述星体和所述肋杆的第二端；

若干第一展开机构，每根所述肋杆均通过一个所述第一展开机构与所述星体相对固定，且所述第一展开机构可驱动所述肋杆远离所述星体旋转以展开；

收拢时：若干所述肋杆的第二端相互靠拢，所述圈梁和所述斜撑杆均折叠；

展开时：所述第一展开机构驱动所述肋杆旋转展开，所述肋杆带动所述圈梁和所述斜撑杆展开。

根据本发明一实施例，所述肋杆和所述圈梁的数量均为六根。

根据本发明一实施例，所述斜撑杆的数量为6根。

根据本发明一实施例，所述斜撑杆的数量为3根。

根据本发明一实施例，所述第一展开机构包括：

扭簧铰链，一端连接于所述肋杆的第一端、另一端连接于所述星体；

压紧释放装置，一端连接于所述肋杆、另一端连接于所述星体，所述压紧释放装置克服所述扭簧铰链的弹性力将所述肋杆压紧在所述星体上；