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专利号: 2022104268790
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种扭簧驱动剪铰环肋式可展开天线机构,其特征在于,其包括径向可展单元和周向可展单元,所述径向可展单元呈圆周阵列设置在内花盘外侧,所述径向可展单元通过外花盘与所述周向可展单元连接,所述周向可展单元通过外花盘依次首尾连接,所述径向可展单元,其包括内花盘、第一剪叉杆、第二剪叉杆、第三剪叉杆和外花盘,所述第一剪叉杆的第一端与所述内花盘上的支叉转动连接,所述第一剪叉杆的第二端与所述第二剪叉杆的第一端转动连接,所述第二剪叉杆的第二端与所述第三剪叉杆的第一端转动连接,所述第三剪叉杆的第二端与所述外花盘上的中间支叉转动连接,所述第一剪叉杆、第二剪叉杆和第三剪叉杆间交叉位置处均通过转动副连接;

所述内花盘上设有N个支叉且整体为面对称结构,所述内花盘上相邻支叉槽口对称面的夹角为(360/N)°,所述内花盘的支叉转动副轴线与所述内花盘中心轴线间的距离相等,所述内花盘的支叉上均开设有槽口,用于插入所述第一剪叉杆并通过转动副连接;

所述周向可展单元,其包括折叠杆和扭簧驱动组件,所述折叠杆间通过所述扭簧驱动组件转动连接,所述折叠杆的第一端与所述外花盘上的侧部支叉转动连接,所述扭簧驱动组件包括扭簧、销轴和扭簧支座,所述扭簧套装在所述销轴上,所述扭簧的第一端与所述折叠杆的第二端连接,所述扭簧的第二端与所述扭簧支座连接,所述扭簧支座上开设有通孔,所述折叠杆的第二端为凹槽结构,且凹槽上开设有通孔,所述销轴的两端依次穿设在所述扭簧支座和所述折叠杆第二端的通孔中;

扭簧驱动组件驱动折叠杆进行运动,同时,扭簧驱动组件在约束消失后展开,机构连接处均采用转动副,各剪叉杆和折叠杆进行联动驱动。

2.根据权利要求1所述的扭簧驱动剪铰环肋式可展开天线机构,其特征在于,所述外花盘上设有一个中间支叉和两个侧部支叉,且支叉上均开设有槽口,整体结构以所述中间支叉槽口对称面对称,所述中间支叉槽口对称面与所述侧部支叉槽口对称面的夹角为[180(N‑2)/2N]°,所述中间支叉和侧部支叉的转动副轴线与所述外花盘中心轴线间的距离均相等,所述中间支叉用于插入所述第三剪叉杆的第二端并通过转动副连接,所述侧部支叉用于插入所述折叠杆的第一端并通过转动副连接。

3.根据权利要求1所述的扭簧驱动剪铰环肋式可展开天线机构,其特征在于,N个所述径向可展单元的剪叉杆间转动副的轴线均平行,所述第一剪叉杆和第三剪叉杆上连接的各个转动副轴线均平行,所述折叠杆上连接的各个转动副轴线均平行。

4.根据权利要求1所述的扭簧驱动剪铰环肋式可展开天线机构,其特征在于,通过改变所述径向可展单元和所述周向可展单元的数量和构成其单元的各剪叉杆长度,形成任意口径大小的扭簧驱动剪铰环肋式可展开天线机构。

5.根据权利要求1~4之一所述的扭簧驱动剪铰环肋式可展开天线机构,其特征在于,当可展开天线机构完全展开时,所述径向可展单元中内花盘间的距离最近,各剪叉杆均沿所述内花盘的径向伸展,所述周向可展单元中通过扭簧驱动组件连接的所述折叠杆共线,N个所述周向可展单元通过外花盘构成周向环形桁架组件,周向环形桁架组件展开及收拢后均为多面式环形桁架结构;当可展开天线机构半展开时,各剪叉杆和折叠杆间均形成一定的角度;当可展开天线机构完全收拢时,各剪叉杆和所述折叠杆均为收拢状态,此时所述径向可展单元中内花盘间的距离最远,整体结构收缩成圆柱体结构。

6.根据权利要求1~5之一所述的扭簧驱动剪铰环肋式可展开天线机构,其特征在于,所述第一剪叉杆、第二剪叉杆、第三剪叉杆和折叠杆均由碳纤维复合材料或航空铝合金材料制成。