一种星载平板天线铰接式桁架

1.一种星载平板天线铰接式桁架，星载平板天线包括天线内板和天线外板，所述天线内板的一侧通过根部铰链连接卫星平台上，另一侧通过板间铰链与所述天线外板的一侧连接，其特征在于，所述铰接式桁架至少包括一组杆件，每组杆件包括第一撑杆、第二撑杆、第三撑杆、联动撑杆和辅助撑杆；
所述第一撑杆的一端通过星体支座铰链连接到所述卫星平台上，另一端通过多接头铰链连接所述第二撑杆的一端，所述第二撑杆的另一端通过第一杆间铰链连接到所述天线内板上；
所述第三撑杆的一端通过框架支座铰链连接到所述天线外板上，另一端通过第二杆间铰链连接所述联动撑杆的一端，所述联动撑杆的另一端连接到所述多接头铰链上；
所述辅助撑杆的一端通过第三杆间铰链连接到所述第三撑杆上，且所述第三杆间铰链位于所述框架支座铰链、第二杆间铰链之间；所述辅助撑杆的另一端铰接到所述第一杆间铰链上。
2.根据权利要求1所述的星载平板天线铰接式桁架，其特征在于，所述卫星平台上设置有驱动机构，所述驱动机构连接所述根部铰链。
3.根据权利要求1所述的星载平板天线铰接式桁架，其特征在于，所述桁架包括有两组杆件，且所述两组杆件分别设置在所述天线内板、天线外板的两侧。
4.根据权利要求1所述的星载平板天线铰接式桁架，其特征在于，所述根部铰链在所述天线内板展开到位后进行锁定；
所述板间铰链在所述天线外板展开到位后进行锁定；
所述第二杆间铰链、多接头铰链在杆件展开到位后进行锁定；
所述第一杆间铰链、第三杆间铰链和框架支座铰链、星体支座铰链在杆件展开到位后不锁定。
5.根据权利要求1所述的星载平板天线铰接式桁架，其特征在于，所述根部铰链可展角度为0°-90°；所述板间铰链可展角度为0°-180°。

一种星载平板天线铰接式桁架\n技术领域\n[0001] 本发明涉及航天飞行器技术领域，具体涉及一种星载平板天线铰接式桁架。\n背景技术\n[0002] 目前，国内外对卫星太阳翼可展机构的研究和应用较多，太阳翼均采用无源机构展开，且在轨展开后无特殊精度要求；而SAR平板天线由于展开后天线的形面精度对天线的电性能有直接影响，对其成像质量有很大关系，为确保SAR天线在轨展开后保持较大的刚度，通常在天线背面采用杆系支撑的方案。国外应用比较典型的有加拿大的RADARSAT卫星，国内在雷达卫星的研制方面起步较晚，已在轨的遥感雷达卫星天线与RADARSAT结构相近。\n针对平板SAR天线发展的结构特点和展开模式，其主要特点和不足之处主要表现在：\n[0003] a、采用两台有源机构分别驱动内、外两块天线板进行展开，桁架杆系进行随动，这样控制系统设计复杂，两台机构对展开时序性及控制精度有较高要求；\n[0004] b、采用一台有源机构直接驱动天线内板，同时通过增设一套专用连杆装置来驱动天线外板，桁架杆系也作随动，该方案由于存在两套独立的杆系，使得杆系之间的运动协调和匹配要求较高；\n[0005] c、增加产品配套的同时也增加了机构重量。\n[0006] 因此，有必要提供一种星载平板天线铰接式桁架，以简化航天器两块平板天线可展开桁架的展开。\n发明内容\n[0007] 本发明的目的在于提供一种星载平板天线铰接式桁架，以简化航天器两块平板天线可展开桁架的展开。\n[0008] 为解决上述问题，本发明提出一种星载平板天线铰接式桁架，星载平板天线包括天线内板和天线外板，所述天线内板的一侧通过根部铰链连接卫星平台上，另一侧通过板间铰链与所述天线外板的一侧连接；所述铰接式桁架至少包括一组杆件，每组杆件包括第一撑杆、第二撑杆、第三撑杆、联动撑杆和辅助撑杆；\n[0009] 所述第一撑杆的一端通过星体支座铰链连接到所述卫星平台上，另一端通过多接头铰链连接所述第二撑杆的一端，所述第二撑杆的另一端通过第一杆间铰链连接到所述天线内板上；\n[0010] 所述第三撑杆的一端通过框架支座铰链连接到所述天线外板上，另一端通过第二杆间铰链连接所述联动撑杆的一端，所述联动撑杆的另一端连接到所述多接头铰链上；\n[0011] 所述辅助撑杆的一端通过第三杆间铰链连接到所述第三撑杆上，且所述第三杆间铰链位于所述框架支座铰链、第二杆间铰链之间；所述辅助撑杆的另一端铰接到所述第一杆间铰链上。\n[0012] 较佳地，所述卫星平台上设置有驱动机构，所述驱动机构连接所述根部铰链。\n[0013] 较佳地，所述桁架包括有两组杆件，且所述两组杆件分别设置在所述天线内板、天线外板的两侧。\n[0014] 较佳地，所述根部铰链在所述天线内板展开到位后进行锁定；\n[0015] 所述板间铰链在所述天线外板展开到位后进行锁定；\n[0016] 所述第二杆间铰链、多接头铰链在杆件展开到位后进行锁定；\n[0017] 所述第一杆间铰链、第三杆间铰链和框架支座铰链、星体支座铰链在杆件展开到位后不锁定。\n[0018] 较佳地，所述根部铰链可展角度为90°；所述板间铰链可展角度为180°。\n[0019] 本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：\n[0020] 1）本发明提供的一种星载平板天线铰接式桁架，采用一台驱动机构来驱动整个桁架，简化了控制系统，降低了天线展开对展开时序性和控制精度的要求；\n[0021] 2）本发明提供的一种星载平板天线铰接式桁架，采用一套杆系进行天线展开及锁定，避免了因两套独立杆系所带来的运动协调性差、匹配要求高的问题；\n[0022] 3）本发明提供的一种星载平板天线铰接式桁架，减少了有源机构的数量，传动环节上去掉了独立驱动连杆系统，在一定程度上实现了机构的轻量化。\n附图说明\n[0023] 结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：\n[0024] 图1是本发明实施例提供的星载平板天线铰接式桁架展开构型图；\n[0025] 图2是本发明实施例提供的星载平板天线铰接式桁架在收拢状态下的平面构型图；\n[0026] 图3是本发明实施例提供的星载平板天线铰接式桁架在展开过程中的平面构型图；\n[0027] 图4是本发明实施例提供的星载平板天线铰接式桁架在展开到位后的平面构型图。\n[0028] 符号说明：\n[0029] 1-卫星平台           2-根部铰链          3-驱动机构\n[0030] 4-天线内板           5-第二撑杆          6-第一杆间铰链\n[0031] 7-板间铰链           8-辅助撑杆          9-框架支座铰链\n[0032] 10-天线外板          11-第三撑杆         12-第三杆间铰链\n[0033] 13-第二杆间铰链      14-联动撑杆         15-多接头铰链\n[0034] 16-第一撑杆          17-星体支座铰链。\n具体实施方式\n[0035] 参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。\n[0036] 请参考图1-4，本发明提供了一种星载平板天线铰接式桁架，用于星载平板天线的收缩和展开；星载平板天线包括天线内板4和天线外板10，天线内板4的一侧通过根部铰链2安装到卫星平台1上，天线内板4的另一侧通过板间铰链7连接天线外板10的一侧。\n[0037] 其中，根部铰链2可展角度为90°，板间铰链7可展角度为180°。\n[0038] 星载平板天线铰接式桁架至少包括有一组杆件，在本实施例中为了保证星载平板天线展开、收缩的稳定性，优选的设置有两组杆件，且两组杆间对称设置在天线内板4和天线外板10的两侧；当然，铰接式桁架也可只设置有一组杆件，也可设置有两组以上的杆件，根据具体情况来设定，此处不作限制。\n[0039] 在本实施例中，每组杆件均包括有第一撑杆16、第二撑杆5、第三撑杆11、联动撑杆\n14和辅助撑杆8。\n[0040] 具体的，第一撑杆16的一端通过星体支座铰链17安装到卫星平台1上，且星体支座铰链17和根部铰链2均设置在卫星平台1的同一侧上；第一撑杆16的另一端通过多接头铰链\n15连接第二撑杆5的一端，第二撑杆5的另一端通过第一杆间铰链6连接到天线内板4上，优选的第一杆间铰链6靠近天线内板4的另一端。\n[0041] 第三撑杆11的一端通过框架支座铰链9连接到天线外板10上，优选的框架支座铰链9靠近天线外板10的另一端；第三撑杆11的另一端通过第二杆间铰链13连接联动撑杆14的一端，联动撑杆14的另一端连接到多接头铰链15上。\n[0042] 第三撑杆11与第二撑杆5之间还设置有辅助撑杆8，辅助撑杆8的一端通过第三杆间铰链12连接到第三撑杆11上，且第三杆间铰链12位于框架支座铰链9与第二杆间铰链13之间，具体位置可根据具体情况来进行调整，此处不作限制；辅助撑杆8的另一端还连接到第一杆间铰链6上。\n[0043] 在本实施例中，卫星平台1上还设置有驱动机构3，驱动机构3连接根部铰链2。驱动机构3为整个铰接桁架的唯一有源驱动，其他铰链具有无源驱动展开功能；驱动机构3启动通过根部铰接2带动天线内板4翻转，从而带动其余的杆件、铰链进行运动。\n[0044] 在本实施例中，根部铰链2在天线内板4展开到位后进行锁定；板间铰链7在天线外板10展开到位后进行锁定；第二杆间铰链13、多接头铰链15在杆件展开到位后进行锁定；第一杆间铰链6、第三杆间铰链12和框架支座铰链9、星体支座铰链17在杆件展开到位后不锁定。以上所述的各锁定功能，可通过在各铰链上加设锁定结构来实现，此处不作限制。\n[0045] 本发明提供的星载平板天线铰接式桁架，采用一台驱动机构来驱动整个桁架，简化了控制系统，降低了天线展开对展开时序性和控制精度的要求；而且，本发明采用一套杆系进行天线展开及锁定，避免了因两套独立杆系所带来的运动协调性差、匹配要求高的问题；另外，本发明减少了有源机构的数量，传动环节上去掉了独立驱动连杆系统，在一定程度上实现了机构的轻量化。下面就本发明提供的一种星载平板天线铰接式桁架的展开过程，做进一步的说明，具体包括如下步骤：\n[0046] 收拢状态时，第一撑杆16、第二撑杆5、第三撑杆11、联动撑杆14、辅助撑杆8均布置在天线内板4、天线外板10的两侧，折叠收拢在卫星平台1和天线内板4、天线外板10周围，根部铰链2、板间铰链7、第一杆间铰链6、第三杆间铰链12、第二杆间铰链13、多接头铰链15均处于活动连接状态，如图2所示；\n[0047] 展开过程中，在驱动机构3有源驱动根部铰链2的作用下，天线内板4绕根部铰链2作回转运动；同步地，在多接头铰链15无源驱动的作用下，第二撑杆5驱动联动撑杆14、辅助撑杆8以及第三撑杆11，进而驱动天线外板10绕板间铰链7作回转运动，如图3所示；\n[0048] 展开到位后，根部铰链2、板间铰链7、多接头铰链15和第二杆间铰链13全部锁定，驱动机构3停止工作，此时天线内板4相对卫星平台1转动90°，天线外板10相对天线内板4对应转动180°，天线内板4与天线外板10处于一个工作平面，整个桁架形成一稳态结构，如图4所示。\n[0049] 综上所述，本发明提供的星载平板天线铰接式桁架，包括：卫星平台、根部铰链、驱动机构、天线内板、第二撑杆、第一杆间铰链、板间铰链、辅助撑杆、框架支座铰链、天线外板、第三撑杆、第二杆间铰链 、第三杆间铰链、联动撑杆、多接头铰链、第一撑杆、星体支座铰链，该结构简化了控制系统和杆系桁架，减少了板间的驱动环节；同时，还公开了星载平板天线铰接式桁架的展开过程，展开过程中在驱动机构和多接头铰链的驱动作用下，通过桁架构型变化，完成了一种星载平板天线铰接式桁架的展开及锁定，保证了杆系机构较好的展开时序性和运动协调性、唯一性，同时易于实现机构的轻量化，可用于航天器两块平板天线的展开。\n[0050] 本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。