[发明专利]含有剪叉单元的单自由度平板天线折展机构

说明书

本发明涉及一种含有剪叉单元的单自由度平板天线折展机构，其包括单自由度平板天线折展机构、辅助展开短杆和辅助展开长杆，单自由度平板天线折展机构设于星体的一侧，且两组辅助展开短杆和辅助展开长杆对称设于单自由度平板天线折展机构的两侧，单自由度平板天线折展机构包括多级天线折展单元以及剪叉单元，且剪叉单元设于相邻两级天线折展单元的上端，剪叉单元的两端分别与相邻两级天线折展单元中上连接块的侧分支转动连接，且相邻两级天线折展单元的下端通过下连接块转动连接。本发明结构简单，可靠性强，驱动数目小，且控制容易，同时仅需添加一个驱动便可以使天线折展机构展开和收拢，能够较好的应用于通讯卫星，探测卫星，空间飞船上。

技术领域

本发明属于空间可展机构技术领域，特别涉及一种含有剪叉单元的单自由度平板天线折展机构。

背景技术

随着航天技术的快速发展，航天技术在我国科技发展战略规划中占有重要地位，航天工程对于大型可展机构的需求更加迫切。中国航天事业自二十世纪五十年代起步以来，航天技术一直是我国科技发展战略规划中的重要组成部分。随着我国对载人航天、深空探测等领域的逐渐深入，对航天结构与机构的要求也在逐年增大，在轻量化、体积小、可靠性高、精度高等方面逐渐提出新的要求，而这些要求的实现大部分情况下依赖于可展开机构的设计与优化。

可展天线机构的研究是当今世界上的一个研究热点，而在可展天线机构中平面可展天线机构作为必不可少的领域。世界各国的研究机构先后提出了多种星载平面天线机构形式。如美国于1978年发射的世界首颗平面SAR天线Seasat，它由8块可展开的相控阵平面天线组成，每两块天线面板由一个六棱锥单元可展开机构支撑，模块间采用剪式可展机构保持同步，用一个V形驱动臂同时实现与卫星连接和支撑机构动力输入的功能；欧空局于1991年发射的遥感卫星ERS-1，ESR-1共有5块可折叠的平面天线面板，其支撑机构是在Seasat的基础上改进而来的，将六棱锥单元中支撑杆去掉形成了四棱锥单元，改后的支撑机构具有质量更轻、更容易展开的优点，但是其刚度略有下降；加拿大于1995年和2007年分别发射了Radarsat-1和Radarsat-2卫星，卫星上均载有桁架式平板天线。天线展开后尺寸15m×1.5m,总质量约200kg,可展开支撑桁架(单翼)质量56kg；日本于2006年发射了先进对地观测卫星ALOS，该天线展开长度8.9米，宽为3.1米，可全天候全天时对地进行观测，其上的天线支撑桁架为可展开机构，可以将天线板折叠成4片收拢于卫星一侧；距离较近的为2018年阿根廷发射的Saocom-1A卫星，其上载有10m×3.5m的平面SAR天线，该天线有7块大小相等的天线面板。中间的面板位于星体侧壁上，在两边分别有3块天线板。平面天线板折叠时，3块板收拢于星体侧壁旁。平面天线板两侧有可折叠式梯形侧梁，在天线板折叠时，两侧的梯形侧梁随之折叠收拢，为面板提供支撑。而国内的科研院校在对平面展开天线的研究起步较晚，其中杨毅等基于空间对称6R机构组合得到了一种平板式折展天线机构，哈尔滨工业大学针对6.8m×1.4m的平面天线折展平板需求，围绕拓扑综合、方案设计、仿真分析、试验验证等开展了对平面天线的研究。

目前平面天线折展机构类型还相对比较少，为了适应太空平板折展天线不断增长的需求，设计更多类型的结构简单、控制容易的平板天线折展天线机构具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种含有剪叉单元的单自由度平板天线折展机构，折展机构各个构件的连接方式只包括转动副和齿轮副，结构简单，可靠性强，驱动数目小，且控制容易，同时天线折展机构只有一个自由度，仅需添加一个驱动便可以使天线折展机构展开和收拢，能够较好的应用于通讯卫星，探测卫星，空间飞船上。