一種新型剪刀基環形陣列可展機構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型剪刀基環形陣列可展機構，包括多個結構相同的剪刀單元機構，剪刀單元機構之間通過共用的移動接頭組件和固定接頭組件及豎桿連接組合；剪刀單元機構包括中心轉動接頭組件、移動接頭組件、固定接頭組件、豎桿、斜桿,兩個移動接頭組件和兩個固定接頭組件分別與兩根豎桿固連，四根斜桿一端分別與兩個移動接頭組件和兩個固定接頭組件的一側端鉸接，四根斜桿的另一端分別與中心轉動接頭組件固定連接。通過將剪刀單元機構進行環形陣列，構成整體的環形陣列可展機構。整體機構在陣列后只有一個自由度，結構簡單，易于加工和安裝。剪刀基環形陣列可展機構展開口徑大、收縮口徑小、整體機構質量相對較小，整體可靠性高。
【專利說明】一種新型剪刀基環形陣列可展機構
【技術領域】
[0001]本發明屬于結構設計【技術領域】，具體地說，涉及一種新型剪刀基環形陣列可展機構，適用于大面積可展結構的衛星天線展開系統。
【背景技術】
[0002]星載可展開天線廣泛應用于地球靜止軌道上的各種衛星，其展開機構的口徑和剛度是可展天線天線性能的重要指標。
[0003]圖1，圖2為德國Dornier公司和歐空局聯合研制的DAISY可展天線的折疊狀態與展開狀態。這種常見的可展開天線，它由面板和中心輪轂組成，其中面板與中心輪轂通過轉動副鉸接，并通過轉動實現天線的展開。該可展開天線的優點是形面精度高，收納率較大，結構剛度大。但是為了獲得較高的收納性，避免展開過程中板與板之間彼此干涉，鉸鏈的位置和方向要通過大量的展開模擬來確定，需要進行相應的實驗與計算，需要投入大量的人力與物力資源，增加了額外成本。此外，為了獲得較高的形面精度與剛度，需要在每個板后面添加支撐結構，這就會增加整個可展天線的重量，加大對運載設備的運載能力的需求。
【發明內容】
[0004]為了避免現有技術存在的不足，克服其機構存在的驅動結構復雜、系統的重量大及成本增加的問題，本發明提出一種新型剪刀基環形陣列可展機構，利用其幾何尺寸的比例關系達到收縮和展開的要求，利用各單元之間連接方式實現各個單元的同步展開；剪刀基環形陣列可展機構展開口徑大、收縮口徑小、整體質量相對較小，整體可靠性高。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括多個結構相同的剪刀單元機構，剪刀單元機構之間通過共用的移動接頭組件和固定接頭組件及豎桿連接組合，其特點在于，所述剪刀單元機構包括中心轉動接頭組件、移動接頭組件、固定接頭組件、豎桿、第一斜桿、第二斜桿、第三斜桿、第四斜桿、斜桿接頭，兩個移動接頭組件和兩個固定接頭組件分別與兩根豎桿固連，第一斜桿一端與斜桿接頭固連，且與移動接頭組件一側端鉸接，第二斜桿一端與斜桿接頭固連，且與另一個移動接頭組件一側端鉸接，第三斜桿一端與斜桿接頭固連，且與固定接頭組件一側端鉸接，第四斜桿一端與斜桿接頭固連，且與另一個固定接頭組件一側端鉸接，四根斜桿的另一端分別與中心轉動接頭組件連接，四根斜桿分別與豎桿收展夾角為O?75° ;
[0006]所述中心轉動接頭組件由中心軸、轉動接頭、深溝球軸承、軸套、鎖緊墊片、鎖緊螺母組成，兩個轉動接頭交叉扣合安裝，兩個深溝球軸承通過軸套固定在中心軸上，中心軸與深溝球軸承位于轉動接頭的中心孔內，中心軸兩端通過鎖緊墊片和鎖緊螺母定位固緊，實現轉動鉸接頭相對于中心軸的旋轉；
[0007]所述移動接頭組件包括移動接頭、直線軸承、轉軸、法蘭軸承、微型軸承、第一軸套、第二軸套、開口擋圈，直線軸承位于移動接頭凸臺的圓孔內，微型軸承與轉軸一端通過第一軸套固連，法蘭軸承與轉軸另一端通過第二軸套固連，兩轉軸分別位于移動接頭兩側端折翼內，并通過開口擋圈實現軸向定位，轉軸和斜桿接頭鉸接；
[0008]所述固定接頭組件包括固定接頭、法蘭軸承、微型軸承、第一軸套、第二軸套、開口擋圈，微型軸承與轉軸一端通過第一軸套固連，法蘭軸承與轉軸另一端通過第二軸套固連，兩轉軸分別位于固定接頭兩側端折翼內，并通過開口擋圈實現軸向定位，斜桿接頭與轉軸鉸接。
[0009]移動接頭和固定接頭的兩側端折翼所在平面之間的夾角為180°?360° /n，其中η為單元機構的個數。
[0010]所述豎桿為空心圓桿。
[0011]有益效果
[0012]本發明提出的一種新型剪刀基環形陣列可展機構，包括多個結構相同的剪刀單元機構，剪刀單元機構之間通過共用的移動接頭組件和固定接頭組件連接組合，通過將剪刀單元機構進行環形陣列，構成整體環形陣列可展機構。環形陣列可展機構展開過程中移動接頭運動方向不變，易于整個機構的展開控制。各個單元機構通過單元接頭相連接，并隨單元接頭的運動而展開，提高各個單元之間的展開同步性。通過軸承轉動替代直接的接觸運動，減少了摩擦，降低對驅動力的要求。整個機構在陣列后只有一個自由度，每個單元結構簡單，易于加工和安裝。
[0013]剪刀基環形陣列可展機構展開口徑大、收縮口徑小、整體質量相對較小，整體可靠性高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖和實施方式對本發明一種新型剪刀基環形陣列可展機構作進一步詳細說明。
[0015]圖1為DAISY可展開天線折疊狀態示意圖。
[0016]圖2為DAISY可展開天線展開狀態示意圖。
[0017]圖3為本發明剪刀基環形陣列可展機構示意圖。
[0018]圖4為本發明的剪刀單元機構示意圖。
[0019]圖5為本發明的中心轉動接頭組件示意圖。
[0020]圖6為本發明的中心轉動接頭組件爆炸圖。
[0021]圖7為本發明的移動單元接頭組件示意圖。
[0022]圖8為本發明的移動單元接頭組件爆炸圖。
[0023]圖9為本發明的移動接頭示意圖。
[0024]圖10為本發明的法蘭軸承示意圖。
[0025]圖11為本發明的開口擋圈示意圖。
[0026]圖12為本發明的固定接頭組件示意圖。
[0027]圖13為本發明的固定接頭組件爆炸圖。
[0028]圖14為本發明的固定接頭示意圖。
[0029]圖15為本發明的斜桿示意圖。
[0030]圖16為本發明的斜桿接頭示意圖。
[0031]圖中:
[0032]1.移動接頭組件2.豎桿3.固定接頭組件4.中心轉動接頭組件5.第一斜桿
6.第二斜桿7.第三斜桿8.第四斜桿9.鎖緊螺母10.鎖緊墊片11.深溝球軸承12.轉動接頭13.軸套14.中心軸15.直線軸承16.移動接頭17.開口擋圈18.法蘭軸承19.第二軸套20.第一軸套21.微型軸承22.轉軸23.固定接頭24.斜桿接頭
【具體實施方式】
[0033]本實施例是一種新型剪刀基環形陣列可展機構。
[0034]參閱圖3?圖16，本實施例剪刀基環形陣列可展機構，由多個結構相同的剪刀單元機構組成，剪刀單元機構之間通過共用的移動接頭組件和固定接頭組件及豎桿連接組合；通過移動接頭組件向固定接頭組件的移動，實現剪刀基環形陣列可展機構的展開運動。通過移動接頭組件和固定接頭組件兩端的對稱性，保證相鄰剪刀單元機構的同步展開。
[0035]剪刀單元機構由一個中心轉動接頭組件4、兩個移動接頭組件1、兩個固定接頭組件3、兩根豎桿2和第一斜桿5、第二斜桿6、第三斜桿7、第四斜桿8及四個斜桿接頭24組成。兩個移動接頭組件I與兩根豎桿2 —端連接，兩個固定接頭組件3與兩根豎桿2另一端固定連接。第一斜桿5 —端與斜桿接頭24固定連接，且與移動接頭組件I 一側端鉸接；第二斜桿6 —端與斜桿接頭24固定連接，且與另一個移動接頭組件I 一側端鉸接；第三斜桿I 一端與斜桿接頭24固定連接，且與固定接頭組件3 —側端鉸接；第四斜桿8 一端與斜桿接頭24固定連接，且與另一個固定接頭組件3 —側端鉸接；第一斜桿5的另一端、第二斜桿6的另一端、第三斜桿7的另一端、第四斜桿8的另一端分別與中心轉動接頭組件4連接，四根斜桿分別與豎桿收展夾角為O?75°。豎桿2為空心圓桿。
[0036]中心轉動接頭組件4由中心軸14、轉動接頭12、深溝球軸承11、軸套13、鎖緊墊片10、鎖緊螺母9組成；兩個轉動接頭12交叉扣合安裝，兩個深溝球軸承11通過軸套13固定在中心軸14上，中心軸14與深溝球軸承11固定在轉動接頭12的中心孔內，中心軸14兩端通過鎖緊墊片10和鎖緊螺母9定位固緊，實現轉動鉸接頭相對于中心軸14的旋轉。
[0037]移動接頭組件I包括移動接頭16、直線軸承15、轉軸22、法蘭軸承18、微型軸承21、第一軸套20、第二軸套19、開口擋圈17，直線軸承15安裝在移動接頭16凸臺的圓孔內，并通過直線軸承15實現移動接頭16在豎桿2上的運動。微型軸承21與轉軸22 —端通過第一軸套20固連，法蘭軸承18與轉軸22的另一端通過第二軸套19固定連接，兩轉軸22分別安裝在移動接頭16兩側端折翼內，并通過開口擋圈17實現軸向定位，轉軸22和斜桿接頭24絞接。
[0038]固定接頭組件3包括固定接頭23、法蘭軸承18、微型軸承21、第一軸套20、第二軸套19、開口擋圈17，微型軸承21與轉軸22 —端通過第一軸套20固定連接，法蘭軸承18與轉軸22另一端通過第二軸套19固定連接，兩個轉軸22分別安裝在固定接頭23兩側端折翼內，并通過開口擋圈17實現軸向定位，斜桿接頭24與轉軸22鉸接。
[0039]參見圖9、圖14,為移動接頭16和固定接頭23,兩種接頭的兩側端折翼所在平面之間的夾角與陣列的單元數目相關聯，以保證整個機構能陣列成一環形機構。其關系式為:180°?360° /n，其中η為單元的個數。
[0040]其理論依據是，整個機構陣列成環形，在豎桿方向上的投影為一個圓，兩側端折翼所在平面的垂線，通過圓心，并有一圓心角，由于總共有η個單元機構，所以有η個單元接頭，對應了 η個圓心角，且各個圓心角的數值相同，所以圓心角為360° /n;由于兩端的折翼所在平面之間的夾角與圓心角互補，所以其夾角為180°?360° /η。
[0041]在機構正常展開時，有兩種驅動方式:
[0042]本實施例剪刀基環形陣列可展機構在環形陣列之后只有一個自由度，通過驅動一個單元機構的移動接頭，使其向固定接頭方向運動，即可實現整個機構的展開運動；同時由于移動接頭組件和固定接頭組件的對稱結構，使得各個單元實現同步展開，進而實現整個機構各個單元的同步展開運動。
【權利要求】
1.一種新型剪刀基環形陣列可展機構，包括多個結構相同的剪刀單元機構，剪刀單元機構之間通過共用的移動接頭組件和固定接頭組件及豎桿連接組合，其特征在于:所述剪刀單元機構包括中心轉動接頭組件、移動接頭組件、固定接頭組件、豎桿、第一斜桿、第二斜桿、第三斜桿、第四斜桿、斜桿接頭，兩個移動接頭組件和兩個固定接頭組件分別與兩根豎桿固連，第一斜桿一端與斜桿接頭固連，且與移動接頭組件一側端鉸接，第二斜桿一端與斜桿接頭固連，且與另一個移動接頭組件一側端鉸接，第三斜桿一端與斜桿接頭固連，且與固定接頭組件一側端鉸接，第四斜桿一端與斜桿接頭固連，且與另一個固定接頭組件一側端鉸接，四根斜桿的另一端分別與中心轉動接頭組件連接，四根斜桿分別與豎桿收展夾角為O?75° ; 所述中心轉動接頭組件由中心軸、轉動接頭、深溝球軸承、軸套、鎖緊墊片、鎖緊螺母組成，兩個轉動接頭交叉扣合安裝，兩個深溝球軸承通過軸套固定在中心軸上，中心軸與深溝球軸承位于轉動接頭的中心孔內，中心軸兩端通過鎖緊墊片和鎖緊螺母定位固緊，實現轉動鉸接頭相對于中心軸的旋轉； 所述移動接頭組件包括移動接頭、直線軸承、轉軸、法蘭軸承、微型軸承、第一軸套、第二軸套、開口擋圈，直線軸承位于移動接頭凸臺的圓孔內，微型軸承與轉軸一端通過第一軸套固連，法蘭軸承與轉軸另一端通過第二軸套固連，兩轉軸分別位于移動接頭兩側端折翼內，并通過開口擋圈實現軸向定位，轉軸和斜桿接頭鉸接； 所述固定接頭組件包括固定接頭、法蘭軸承、微型軸承、第一軸套、第二軸套、開口擋圈，微型軸承與轉軸一端通過第一軸套固連，法蘭軸承與轉軸另一端通過第二軸套固連，兩轉軸分別位于固定接頭兩側端折翼內，并通過開口擋圈實現軸向定位，斜桿接頭與轉軸鉸接。
2.根據權利要求1所述的剪刀基環形陣列可展機構，其特征在于:移動接頭和固定接頭的兩側端折翼所在平面之間的夾角為180°?360° /n，其中η為單元機構的個數。
3.根據權利要求1所述的剪刀基環形陣列可展機構，其特征在于:所述豎桿為空心圓桿。
【文檔編號】H01Q1/08GK104078741SQ201410314526
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月3日 優先權日:2014年7月3日
【發明者】袁茹, 王釗, 張沖, 鄧文奎, 王藝杰, 黃濤 申請人:西北工業大學