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专利号: 2022105667853
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
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于复合四面体单元的单自由度双环桁架可展开天线机构,其特征在于,其包括N个结构相同的复合四面体单元,其中N为大于等于3的整数,

所述复合四面体单元,其包括四面体单元和棱柱,所述四面体单元呈面对称设置,且所述四面体单元间通过棱柱连接,所述四面体单元包括内层花盘、同步杆、连接杆、Y形花盘、外层花盘和T形花盘,相邻所述内层花盘间通过同步杆转动连接,且多个所述内层花盘呈等边或等腰三角形设置,所述Y形花盘位于三角形中心的上方,所述内层花盘分别通过连接杆与所述Y形花盘连接,所述外层花盘间通过同步杆依次首尾连接,所述外层花盘通过连接杆与所述T形花盘连接,所述外层花盘呈面对称设置,且通过棱柱连接,所述复合四面体单元间因排列方式不同所述连接方式不同,所述复合四面体单元间通过共用的内层花盘、同步杆、连接杆、棱柱和外层花盘连接,整体构成双环桁架结构;

所述内层花盘位于内环面上,且所述内层花盘和外层花盘均为双层面对称结构,所述内层花盘的第一层设有四个双槽口支叉,且槽口上开设有通孔,用于插入所述同步杆的端部并通过转动副连接,两个所述同步杆为一组,且所述同步杆间通过转动副连接,两个槽口为一组,同一组槽口间的夹角为四面体单元底面等腰或等边三角形的底角,底角为,等腰或等边三角形的顶角为 ,所述内层花盘的第二层设有三个双槽口支叉,用于插入所述连接杆的端部并通过转动副连接,且三个槽口的中心线与第一层的四个槽口间夹角的等分线重合,第二层槽口间的夹角为,所述内层花盘的第一层上还开设有凹槽,所述棱柱的第一端与所述内层花盘上的凹槽固定连接,所述棱柱的第二端与呈面对称设置所述内层花盘上设有的凹槽固定连接;

所述外层花盘位于外环面上,所述外层花盘的第一层设有四个双槽口支叉,所述外层花盘以中间对称面将双槽口支叉分为两组,同一组双槽口支叉间的夹角为,相邻两组槽口间的夹角为等腰或等边三角形的顶角为 ,所述外层花盘的第二层设有三个槽口,槽口间的夹角为 ;

所述Y形花盘和T形花盘上均设有三个双槽口支叉,且槽口上均开设有通孔,所述Y形花盘和T形花盘整体均为面对称结构,所述Y形花盘和T形花盘的中间对称平面与中间支叉对称面重合,中间对称平面两侧各有一个支叉,各两侧支叉对称面与中间对称平面之间的夹角为 ,两侧支叉的对称面间夹角为 ;

所述复合四面体单元的排列方式有三种,排列方式一:相邻所述复合四面体单元A和复合四面体单元B,复合四面体单元A的柱面朝向环心,复合四面体单元B的柱面朝向环外,所有朝向环心的柱面共同组成内环面,所有朝向环心外的柱面共同组成外环面,相邻所述复合四面体单元A与复合四面体单元B间通过共用的两个内层花盘、两个外层花盘、两根棱柱和四根同步杆连接;排列方式二:相邻所述复合四面体单元A的棱柱都朝向环心,即复合四面体单元A朝向环心的柱面共同组成内环面,相邻所述复合四面体单元A间共用两个内层花盘、一根棱柱,通过四根同步杆连接;排列方式三:所述复合四面体单元B的其中一棱边均朝向环心,与棱边相对的柱面朝向环外,即所有朝环外的柱面共同组成外环面,相邻所述复合四面体单元B间共用一根棱柱和两个外层花盘,通过四根同步杆连接。

2.根据权利要求1所述的基于复合四面体单元的单自由度双环桁架可展开天线机构,其特征在于,所述四面体单元中同步杆、连接杆和棱柱均应满足特定比例关系,所述同步杆、连接杆和棱柱的尺寸根据所述内层花盘、Y形花盘、外层花盘和T形花盘上支叉间的夹角合理调整。

3.根据权利要求1所述的基于复合四面体单元的单自由度双环桁架可展开天线机构,其特征在于,通过调整所述同步杆、连接杆和棱柱实现可展开天线机构的半收拢与完全收拢,可展开天线机构处于半收拢状态下,所述Y形花盘或T形花盘间的距离逐渐减小,所述复合四面体单元的体积有所减小,可展开天线机构处于收拢状态下,所述内层花盘和外层花盘所在平面保持水平,各所述同步杆和连接杆相互靠拢,处于最小体积状态,整体收缩成圆柱体结构。

4.根据权利要求1‑3之一所述的基于复合四面体单元的单自由度双环桁架可展开天线机构,其特征在于,所述同步杆、连接杆和棱柱均由碳钎维复合材料或航空铝合金材料制成。