專利名稱：一種環形網狀天線網面管理機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及衛星天線結構技術領域，特別是涉及一種環形網狀天線網面 管理機構。
背景技術：
大型可展開天線是指具備空間可展開功能的星載天線，由于受衛星平 臺和運載風罩的限制，這類天線在發射段需要以某種收攏狀態約東，衛星 入軌后進行展開而達到工作狀態。針對不同的需要，其口徑從幾米到幾十 米，甚至上百米。而環形天線就是一種大型可展開天線的結構形式。環形
桁架可展開反射器的結構組成分為四個主要部分可展開環形桁架、金屬 反射網和柔性張力索網、張力彈簧陣、動力展開機構，可展開環形桁架是 由n個結構完全相同的平行四邊形單元組成的，這些單元通過固定夾角 3607n的鉸鏈相連接成為一個封閉的多邊形環，其完成收放運動的原理是 利用了平行四邊形上對角可伸縮的結構特點。柔性張力網起平衡作用，前 后網之間拉有張力彈簧陣，通過調節各項設計參數可使金屬反射網形成所 需的型面。動力展開機構釆用直流電機通過減速后先輸出轉矩驅動卷繩輪 轂，卷繩輪轂轉動收巻繩索。
環形天線的網面系統是以張力繩系結構為主的網狀編織結構，其網面 釆用輔助張力技術，包括前張力網面和后張力網面，每個網面都是由口面 內0°、 60°和120。三個方向的繩索編織而成的。三個方向的繩索在交叉點 處固定在一起，設計時每個交叉點都位于拋物面上。同時前后兩個網具有 相同的交叉點并一一對應，并且兩個網架的方向相反(凸面相向)。兩網 對應的交叉點通過彈性張力索連接。當兩網的周邊與剛性支撐通過輔助張 力索連接后，彈性張力索對兩網架的對應交叉點施加張力，從而將兩個網張緊。這種以張力繩系結構為主的網狀編織結構環形天線網面系統，具有 重量輕的優點；其缺點是網面缺乏剛性支撐，在天線收攏與展開過程中， 繩系構成的網面比較散亂，容易纏繞在一起。因此，需要設計繩系網面管 理系統，即網面防纏繞裝置。美國專利6028570提出了一種針對環形天線網面系統的網面管理裝置。該裝置是釆用將多余的繩索按照螺旋的形式纏繞到一輕質細管中的思 路，通過專用工具將繩索從頭到尾依次放入細管中，由于繩索的纏繞路徑 為螺旋線且可以壓的較為密實，因此，可以將一很長的繩索放入很短的一 細管中。為了防止繩索的隨意脫落，設計時，在將螺旋線裝入后，給繩索 加一定的阻力，這樣防止了繩索輕易滑落，又能保證展開過程中相同結構 一定范圍內繩索抽出的同步，由于整個天線反射器上用到了大量的繩索， 因此，要將所有的繩索都按上述步驟處理的工作量非常大，而且環形網狀 天線網面的特點決定整個系統的可靠性是串行的，即只要某一個裝置發生 故障，整個天線將無法展開，因此，系統的可靠性較低。另外，俄羅斯的天線釆用了在天線中間增加一個圓箍的方法，天線收攏時，轉動圓箍，將柔性網面巻在圓箍上；天線展開時，圓箍反轉，柔性 網面依次展開，這種方法大大增加了天線的復雜程度，增加了天線的重量， 而且由于中心質量太重會帶來天線反射器在空中顫動嚴重的問題。發明內容本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一 種環形網狀天線網面管理機構，其結構簡單、使用操作簡便且可靠性高，能 有效解決大型環形網狀天線收攏和展開過程中的網面纏繞問題。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是 一種環形網狀天線網面 管理機構，其特征在于包括內部帶有水平向活塞腔且安裝在網狀天線環 形桁架上的掛網懸臂，安裝在所述活塞腔內的圓柱形活塞芯，套裝在活塞 芯后部且推動活塞芯水平移動的壓簧，固定在掛網懸臂上方的上懸臂，位于所述活塞腔外且安裝在活塞芯后端部的擋板一，以及通過擋板一對活塞 芯進行限位的施力機構；
所述活塞腔上設置有對壓簧前部進行限位的限位臺，所述活塞芯上設 置有對壓簧后部進行限位的擋板二，臨時限定活塞芯向后移動的限位機構 活動安裝在活塞芯前部，所述擋板一和擋板二間的間距為活塞芯左右移動 的距離；所述活塞腔后部設置有后蓋板，所述活塞腔前端中部和后蓋板中
部開有供活塞芯穿出的通孔；所述上懸臂和掛網懸臂之間設置有供天線繩 網收攏和展開的水平通道；所述水平通道后部密封且其前端外側設置有門 簾式的彈性卡片，彈性卡片上部固定在上懸臂上且其下部懸空；所述水平 通道前部設置有能夠隨活塞芯左右移動而上下移動且能自動封閉該水平 通道的封閉件，所述掛網懸臂上對應設置有供所述封閉件上下移動的縱向 通道。
所述活塞腔為圓柱形空腔，所述圓柱形空腔前部和中部的內徑小于其 后部的內徑，所述活塞腔中部和后部間的交界處為一環形限位臺，所述壓 簧位于所述活塞腔后部。
所述封閉件為鋼珠，所述活塞芯前部設置有供鋼珠隨活塞芯前后移動 而上下移動的圓錐形臺面，所述活塞芯前端部的直徑小于活塞芯其它部位 的直徑。
所述限位機構為限位螺母，活塞芯前端部設置有與限位螺母配合使用 的螺紋，所述螺紋的長度大于或等于所述擋板一和擋板二間的間距。
所述彈性卡片上部通過螺栓固定在上懸臂的上表面上，其下部懸空且 向外傾斜。
所述施力機構為收攏所述網狀天線環形桁架的鋼帶鎖緊釋放裝置。 所述掛網懸臂的下部安裝在用于固定所述網狀天線環形桁架的鉸鏈上。
本發明與現有技術相比具有以下優點1、結構簡單且使用操作方便；2、 可靠性高，釆用挑起懸掛式網面管理方式，大大提高了網面管理系統的可靠性和有效性；3、便于推廣應用，由于目前空間大型天線的主流結構形 式是環形天線結構，本發明可以推廣應用到各種環形可展開天線的展開試 驗中，因而具有廣闊的應用前景，總之，本發明結合網狀可展天線的特點， 并利用網狀可展天線原有用于收攏環形桁架的鋼帶鎖緊釋放裝置與網面 管理機構工作的協調性和一致性，實現了一種結構簡單、操作簡便、可靠 性高的新型網面管理機構，能有效解決環形網狀天線，特別是大型環形網 狀天線收攏和展開過程中的網面纏繞問題。
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發明收攏環形網狀天線時的整體結構示意圖。
圖2為本發明展開環形網狀天線時的整體結構示意圖。 附圖標記說明
2—后蓋板； 3—掛網懸臂； 5 —活塞芯； 6 —限位螺母；
8—鋼珠； 9一上懸臂； ll一擋板二； 12—螺栓。
l一擋板一； 4一壓簧； 7—彈性卡片； IO—繩網；
具體實施例方式
如圖l、圖2所示，本發明包括內部帶有水平向活塞腔掛網懸臂3,安 裝在所述活塞腔內的圓柱形活塞芯5,套裝在活塞芯5后部且推動活塞芯 5水平移動的壓簧4，固定在掛網懸臂3上方的上懸臂9,位于所述活塞腔 外且安裝在活塞芯5后端部的擋板一 1,以及通過擋板一 1對活塞芯5進 行限位的施力機構。所述活塞腔上設置有對壓簧4前部進行限位的限位臺 13，所述活塞芯5上設置有對壓簧4后部進行限位的擋板二 11,臨時限定 活塞芯5向后移動的限位機構活動安裝在活塞芯5前部。其中，擋板一 1 和擋板二 11間的間距為活塞芯5左右移動的距離。
所述上懸臂9和掛網懸臂3之間設置有供天線繩網10收攏和展開的
7水平通道；所述水平通道后部密封且其前端外側設置有門簾式的彈性卡片7,彈性卡片7上部通過螺栓12固定在上懸臂9的上表面上，其下部懸空且向外傾斜；并且彈性卡片7剛度的適當，既不能太軟而失效，也不能太硬使得網面展開阻力過大。所述水平通道前部設置有能夠隨活塞芯5左右移 動而上下移動且能自動封閉該水平通道的封閉件，所述掛網懸臂3上對應 設置有供所述封閉件上下移動的縱向通道。所述掛網懸臂3的下部安裝在 用于固定網狀天線環形桁架的鉸鏈上。本實施例中，所述活塞腔為圓柱形空腔，圓柱形空腔前部和中部的內 徑小于其后部的內徑，所述活塞腔中部和后部間的交界處為 一環形限位臺 13，所述壓簧4位于活塞腔后部。其封閉件為鋼珠8，所述活塞芯5前部 設置有供鋼珠8隨活塞芯5前后移動而上下移動的圓錐形臺面，所述活塞 芯5前端部的直徑小于活塞芯5其它部位的直徑。所述上懸臂9要求有足 夠的剛度，以與鋼珠8配合緊密，避免網面收攏后繩網10向外滑落。其 活塞芯5前端部，而活塞腔前端中部對應開有供活塞芯5前部穿出的通孔。 所述限位機構為限位螺母6，活塞芯5前端部設置有與限位螺母6配合使 用的螺紋，所述螺紋的長度大于或等于所述擋板一 1和擋板二 11間的間 距即活塞芯5左右移動的距離，其活塞芯5左右移動要有足夠的行程，通 過活塞芯5帶動以使鋼珠8打開或封閉水平通道，最終實現鎖緊和釋放繩 網10的功能。另外，所述活塞腔后部設置有后蓋板2，所述后蓋板2中部 開有供活塞芯5穿出的通孔。由于環形網狀天線是一種大型可展開天線，此類天線在發射段需要以 某種收攏狀態約束，而在衛星入軌后進行展開而達到工作狀態。環形網狀 天線的環形桁架可展開反射器主要由四個部分組成，分別為可展開環形桁 架、金屬反射網和柔性張力索網、張力彈簧陣、動力展開機構。而網狀天 線網面系統是以張力繩系結構為主的網狀編織結構，其網面的周邊固定在 可展開環形桁架上。而施力機構為原有收攏所述網狀天線環形桁架的鋼帶 鎖緊釋放裝置。在實際使用過程中，可以有計劃的將幾個本發明網面管理機構通過掛網懸臂3固定在連接環形桁架的鉸鏈上。本發明釆用挑起懸掛式的網面管理方式，在地面對環形網狀天線進行 有序地收攏，也就是說，在環形網狀天線的網面收攏即環形反射器桁架收攏時，其天線的繩網10有序地收攏并懸掛于掛網懸臂3上；同時，推動 活塞芯5向左移動，使得鋼珠8沿活塞芯5圓錐形臺面并通過設置在掛網 懸臂3上的縱向通道向上移動，最終使鋼珠8將供天線繩網10收攏和展 開的水平通道封閉；此時，由于活塞芯5前端部從活塞腔前端中部對應開 設的通孔穿出，在施力機構即鋼帶鎖緊釋放裝置安裝前，先將限位螺母6 安裝在所述活塞芯5前端部上，通過限位螺母6對活塞芯5的前部臨時限 定，限制活塞芯5在壓簧4的作用下沿掛網懸臂3的軸線即所述活塞腔的 軸線向外端即向右移動而導致鋼珠8向下移動，進而再使鋼珠8與上懸臂 9脫離即水平通道開通，因而此限位螺母6在鋼帶鎖緊釋放裝置安裝前起 到防止已收攏好的繩網IO脫落的作用。而在鋼帶鎖緊釋放裝置安裝后， 通過擋板一1將鋼帶鎖緊釋放裝置的鋼帶收緊力作用于活塞芯5上以抵抗 壓簧4作用力，進而使鋼珠8與上懸臂9保持緊密接觸，以限制繩網10 掛網懸臂3即所述活塞腔的軸線向外脫落。也就是說，在環形網狀天線的 發射段始終通過鋼帶鎖緊釋放裝置來維持本網面管理機構的收攏狀態。總 之，在反射器收攏時，將繩網10有序收攏在本網面管理機構上，借助網 狀可展天線已有的用于收緊反射器環形桁架的鋼帶鎖緊釋放裝置的鋼帶 收緊力實現網面收攏。在環形網狀天線的網面展開即環形反射器桁架展開時，即在衛星入軌 后進行展開而達到工作狀態，此時施力機構即鋼帶鎖緊釋放裝置的鋼帶脫 離，活塞芯5在壓簧4的作用下沿掛網懸臂3的軸線即所述活塞腔的軸線 向外端即向右移動而導致鋼珠8向下移動，使得鋼珠8與上懸臂9脫離即 水平通道開通，此時，繩網IO在彈簧卡片7的較小阻力下有序展開。
權利要求
1.一種環形網狀天線網面管理機構，其特征在于包括內部帶有水平向活塞腔且安裝在網狀天線環形桁架上的掛網懸臂(3)，安裝在所述活塞腔內的圓柱形活塞芯(5)，套裝在活塞芯(5)后部且推動活塞芯(5)水平移動的壓簧(4)，固定在掛網懸臂(3)上方的上懸臂(9)，位于所述活塞腔外且安裝在活塞芯(5)后端部的擋板一(1)，以及通過擋板一(1)對活塞芯(5)進行限位的施力機構；所述活塞腔上設置有對壓簧(4)前部進行限位的限位臺(13)，所述活塞芯(5)上設置有對壓簧(4)后部進行限位的擋板二(11)，臨時限定活塞芯(5)向后移動的限位機構活動安裝在活塞芯(5)前部，所述擋板一(1)和擋板二(11)間的間距為活塞芯(5)左右移動的距離；所述活塞腔后部設置有后蓋板(2)，所述活塞腔前端中部和后蓋板(2)中部開有供活塞芯(5)穿出的通孔；所述上懸臂(9)和掛網懸臂(3)之間設置有供天線繩網(10)收攏和展開的水平通道；所述水平通道后部密封且其前端外側設置有門簾式的彈性卡片(7)，彈性卡片(7)上部固定在上懸臂(9)上且其下部懸空；所述水平通道前部設置有能夠隨活塞芯(5)左右移動而上下移動且能自動封閉該水平通道的封閉件，所述掛網懸臂(3)上對應設置有供所述封閉件上下移動的縱向通道。
2. 按照權利要求1所述的一種環形網狀天線網面管理機構，其特征在 于所述活塞腔為圓柱形空腔，所述圓柱形空腔前部和中部的內徑小于其 后部的內徑，所述活塞腔中部和后部間的交界處為一環形限位臺(13), 所述壓簧(4)位于所述活塞腔后部。
3. 按照權利要求1或2所述的一種環形網狀天線網面管理機構，其特 征在于所述封閉件為鋼珠(8 )，所述活塞芯(5 )前部設置有供鋼珠(8 ) 隨活塞芯(5)前后移動而上下移動的圓錐形臺面，所述活塞芯(5)前端 部的直徑小于活塞芯(5)其它部位的直徑。
4. 按照權利要求1或2所述的一種環形網狀天線網面管理機構，其特征在于所述限位機構為限位螺母(6)，活塞芯(5)前端部設置有與限 位螺母(6 )配合使用的螺紋，所述螺紋的長度大于或等于所述擋板一(1 )和擋板二 (11)間的間距。
5. 按照權利要求1或2所述的一種環形網狀天線網面管理機構，其特 征在于所述彈性卡片(7)上部通過螺栓(12)固定在上懸臂(9)的上 表面上，其下部懸空且向外傾斜。
6. 按照權利要求1或2所述的一種環形網狀天線網面管理機構，其特 征在于所述施力機構為收攏所述網狀天線環形桁架的鋼帶鎖緊釋放裝置。
7. 按照權利要求1或2所述的一種環形網狀天線網面管理機構，其特 征在于所述掛網懸臂(3)的下部安裝在用于固定所述網狀天線環形桁架 的鉸鏈上。
全文摘要
本發明公開了一種環形網狀天線網面管理機構，包括帶水平活塞腔的掛網懸臂，活塞芯，套裝在活塞芯后部的壓簧，固定在掛網懸臂上方的上懸臂，安裝在活塞芯后端部的擋板一及對活塞芯進行限位的施力機構，活塞腔和活塞芯上分別設置有對壓簧前部和后部進行限位的限位臺和擋板二，活塞芯前部設置有限位機構；活塞腔前端中部和活塞腔后部的后蓋板中部開有供活塞芯穿出的通孔；上懸臂和掛網懸臂間設置有水平通道，水平通道后部密封且其前端外側設置有門簾式彈性卡片；水平通道前部設置有能夠隨活塞芯左右移動而上下移動且能自動封閉該通道的封閉件。本發明結構簡單、使用操作簡便且可靠性高，能有效解決環形網狀天線收攏和展開過程中的網面纏繞問題。
文檔編號H01Q19/10GK101325276SQ20081015049
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月30日 優先權日2008年7月30日
發明者冀有志, 宋劍鳴, 康建群, 勇 肖, 雷燕妮, 馬小飛 申請人:中國航天科技集團公司第五研究院第五○四研究所