1.一种单自由度剪铰联动式双环桁架可展开天线机构,其特征在于:包括N个单自由度可展开机构单元和2N组连接杆组件;N个所述单自由度可展开机构单元呈圆周阵列布置,相邻的所述单自由度可展开机构单元之间通过两组所述连接杆组件连接,共同组成多面式双环桁架机构;
所述单自由度可展开机构单元包括四个外节点花盘、四个内节点花盘、两个内层剪式杆、四个中间剪式杆和四个外连杆;
四个所述外连杆设置为两两一组,每组的两个所述的外连杆的端部通过转动副连接,另外两端分别通过转动副连接一个所述外节点花盘,相邻的两个所述单自由度可展开机构单元共用两个所述外节点花盘;
四个所述中间剪式杆设置为两两一组,每组的两个所述中间剪式杆交叉设置并通过转动副进行连接,所述转动副将所述中间剪式杆分为两段;每组的两个所述中间剪式杆的一端分别通过转动副连接一个所述外节点花盘,另一端分别通过转动副连接一个所述内节点花盘;
两个所述内层剪式杆的中间通过转动副连接,四个自由端分别通过转动副连接一个所述内节点花盘,四个所述内节点花盘对称分布在两个所述内层剪式杆所在平面的四个顶点上。
2.根据权利要求1所述的单自由度剪铰联动式双环桁架可展开天线机构,其特征在于:
每组所述连接杆组件包括两个连接杆,两个所述连接杆的端部通过转动副连接,另外两端分别与相邻两个单自由度可展开机构单元的内节点花盘通过转动副连接。
3.根据权利要求2所述的单自由度剪铰联动式双环桁架可展开天线机构,其特征在于:
每个所述外节点花盘设置有四个支叉,整体为面对称结构,中间对称平面左右两侧各设置有两个支叉,每个所述支叉上均开有一个槽口;外侧的两个支叉分别用来插入相邻两个单自由度可展开机构单元的所述外连杆并通过转动副连接,靠近中间对称平面的两个支叉分别用来插入相邻两个单自由度可展开机构单元的所述中间剪式杆并通过转动副连接;每个支叉槽口上转动副轴线与所述外节点花盘的中心轴线距离均相同,外侧两个支叉的槽口对称面之间的夹角为(180‑360/N)°,外侧支叉的槽口对称面与内侧支叉的槽口对称面之间的夹角α为锐角。
4.根据权利要求3所述的单自由度剪铰联动式双环桁架可展开天线机构,其特征在于:
每个所述内节点花盘均设置有三个支叉,各支叉上均开有一个槽口,其中两个支叉的槽口对称面的夹角为(180‑180/N)°,所述两个支叉用来分别用来插入内层剪式杆的一端以及连接杆的一端并通过转动副连接;所述内节点花盘的另外一个支叉的槽口对称面与用于插入所述内层剪式杆的支叉的槽口对称面的夹角为(180°‑α),所述支叉用来插入所述中间剪式杆并通过转动副连接,所述内节点花盘上各个转动副轴线与所述内节点花盘中心轴线的距离均相同。
5.根据权利要求4所述的单自由度剪铰联动式双环桁架可展开天线机构,其特征在于:
所述内节点花盘中各支叉槽口上转动副轴线到所述内节点花盘中心轴线的距离与所述外节点花盘中各支叉槽口上转动副轴线到所述外节点花盘中心轴线的距离之比为(1‑cosα)/(1+cosα);所述中间剪式杆上与所述内节点花盘相连的一段和所述内层剪式杆的长度的一半相同,并且与另一段长度之比为(1‑cosα)/(1+cosα);所述外连杆的长度小于与其通过同一所述外节点花盘连接的所述中间剪式杆上靠近所述外节点花盘的一段的长度;所述连接杆的长度与所述外连杆的长度之比为2cos(180/N+α)/(1+cosα)。
6.根据权利要求5所述的单自由度剪铰联动式双环桁架可展开天线机构,其特征在于:
每个所述单自由度可展开机构单元中的两个所述内层剪式杆和四个所述外连杆上所连接的各个转动副的轴线均平行;同组所述中间剪式杆上所连接的转动副轴线均平行;位于同一平面上的两组所述连接杆组件上所连接的转动副轴线均平行。