[发明专利]仅含转动副的对位筝形结构及其在直线可展天线上的应用

说明书

本发明公开了一种仅含转动副的对位筝形结构及其在直线可展天线上的应用，该仅含转动副的对位筝形结构，由多根杆铰接而成；两根d杆上下设置，两组b杆对称设置于d杆两侧，三根b杆的第一端点分别铰接；位于上侧的d杆的两个端点分别铰接在两根b杆的第二端点，位于下侧的d杆的两个端点分别铰接在另两根b杆的第二端点；a杆、c杆的第一端点分别铰接在杆d上，其铰接点距杆d端点一倍a杆长度处，c杆、a杆形成一个平行四边形；两个未与d杆端点铰接的b杆的第二端点铰接在a、c杆第二端点连接的铰接点；a、b、c和d杆的长度比为1：2：4：5。该结构可解决现有天线展开精度不高、工作频率受限的问题，仅含转动副连接，不易发生卡死。

技术领域

本发明涉及机械结构设计领域，具体涉及一种仅含转动副的对位筝形结构及其在直线可展天线上的应用。

背景技术

可展机构起源于20世纪60年代，由预制单元集成，能够在初始紧密的构态与工作状态的展开构型之间转换，其一般有两种状态：完全收缩状态和完全展开状态。目前可展机构广泛应用于航空航天、能源运输和工业机器人等各个领域。目前航空航天领域的问题较为突出，空间可展天线必须保证其较大的收缩率，运输时完全收缩，工作完全展开，并具有较高的刚度性能和较低的材料质量。目前许多国家主要研究空间可展机构，并将其应用到空间可展卫星天线上。

目前国内外的可展天线主要包括充气式可展天线、网状可展天线和固定面可展天线。充气式可展天线在其工作过程中容易出现褶皱现象，并且工作精度较低，容易受到环境的影响；网状可展天线结构较为复杂，不能模块化加工制造，质量较大；固定面可展天线一般为多个驱动部件，整体结构较为复杂，不能保证各个固定面的同步展开。

发明内容

本发明提供了一种仅含转动副的对位筝形结构及其在直线可展天线上的应用，以解决现有天线展开精度不高和工作频率受限等问题，该机构不仅能通过增加模块数量来提高可展面积，并且整体机构仅使用单驱动输入，保证了同步展开，具有承载能力较高、操作灵活、空间利用率高、易于模块化制造、仅含转动副连接不易发生卡死现象等优点。

为此，本发明的技术方案如下：

一种仅含转动副的对位筝形结构，由多根杆铰接而成，包括两根a杆、六根b杆、两根c杆、以及两根d杆；

a杆、b杆、c杆和d杆的长度比为1：2：4：5；

两根d杆上下设置，两组三根b杆对称设置于d杆左右两侧，其中三根b杆的第一端点铰接在一起，标记为点B；剩余三根b杆的第一端点铰接在一起，标记为点B₁；

位于上侧的d杆的两个端点分别铰接在两根b杆的第二端点上，铰接点标记为点A₁和点E₁，位于下侧的d杆的两个端点分别铰接在另两根b杆的第二端点上，铰接点标记为点A和点E；

两根d杆上距离点E₁和点E一倍a杆长度处的点分别标记为点D和点D₁，该两点不位于同侧，所述两根a杆、两根c杆的第一端点分别铰接在点D和点D₁上；两根c杆的第二端点均与未与其第一端点铰接的a杆的第二端点铰接，形成一个平行四边形，铰接点标记为点C、点C₁；

两个未与d杆端点铰接的b杆的第二端点分别铰接在点C、点C₁处。

一种仅含转动副的对位筝形结构，包括两个基本单元，所述单个基本单元均由多根杆铰接而成，所述单个基本单元包括一根a杆、六根b杆、一根c杆、以及一根d杆；a杆、b杆、c杆和d杆的长度比为1：2：4：5；

其中三根b杆的第一端点铰接在一起，标记为点B，此三根b杆的第二端点分别标记为点A、点C和点E₁；