CN102386473A - 一种大收缩比的可阵列十杆可展单元机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大收缩比的可阵列十杆可展单元机构，包括基架杆、驱动弹簧、两个滑移杆、四个T形连杆和三个普通连杆，由驱动弹簧作用于滑移杆上的力进行驱动，完成展开过程，克服了内置伸缩杆可阵列平行四边形机构驱动力大、效率低的缺点；达到最大角度展开后，驱动弹簧将滑动杆顶在基础杆的凸台初无法继续滑移，故保证了在最大展角下工作。本机构适用于环形阵列组合方式，在组合时将基架杆置于圆心位置，各连杆机构由圆心沿半径方向辐射式展开，从而达到更大的展开面积。此外，更换不同刚度的驱动弹簧可以调整展开时间，以满足不同需求。本发明展开过程平稳，驱动效率高，加工简单，装配方便，展开时间可调。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有较大收缩比的连杆展开机构。
背景技术
卫星天线展开系统的收缩比大小，是比较各种卫星天线展开机构性能优劣的重要指标。目前用于卫星天线的展开系统，主要由多个大收缩比的连杆机构阵列而成，从而实现同步收缩和展开的功能。主流的大收缩比连杆机构是由绳子拉动伸缩杆驱动的平行四边形连杆机构，在展开时需要用绳索将各个机构串联起来达到同时展开的目的，但是，由于绳子的所提供的拉力有限，无法高效的实现同步展开，并且整个过程对系统的冲击大，直接影响卫星的使用寿命和工作质量。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种大收缩比可阵列连杆可展机构，它改善了驱动方式，由初始阶段处于压缩状态的弹簧进行驱动，不仅避免了驱动力过大引起的一系列影响，而且整个展开过程平稳。另外，此机构还继承了主流大收缩比连杆机构加工过程简单，装配方便，质量轻的优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括基架杆、驱动弹簧、两个滑移杆、四个T形连杆和三个普通连杆。所述的T形连杆由普通连杆和与其轴线垂直的连杆固联而成，T形连杆上有三个铰接处，可将T形连杆看作是中间有凸出部分的异形连杆。
基架杆上有三个铰接处，从上至下依次铰接一号普通连杆一端、一号T形连杆一端和二号T形连杆一端，在两个T形连杆之间的基架杆杆体部分安装短滑移杆和长滑移杆，其中短滑移杆位于长滑移杆上部，驱动弹簧嵌在短滑移杆和长滑移杆中间，弹簧两头分别与两个滑移杆接触，初始阶段弹簧处于压缩状态。短滑移杆与三号T形连杆一端铰接，三号T形连杆另一端与一号T形连杆中段铰接，长滑移杆与三号普通连杆一端铰接，三号普通连杆的另一端与三号T形连杆中段铰接，二号T形连杆另一端和一号普通连杆另一端分别铰接四号T形连杆的一端和中段，一号T形连杆另一端和二号T形连杆中段之间铰接二号普通连杆。
所述基架杆上的三个铰接处是三个伸出基架杆轴线的垂直杆，每个垂直杆另一端具有一个铰接处，三个垂直杆的轴线间距分别为50和780，最上端长度为85的垂直杆与长度为2080的一号普通连杆一端铰接，中间长度为110的垂直杆与长度为450的一号T形连杆距离凸出部分350的一端铰接，最下端长度为210的垂直杆与长度为2080的二号T形连杆距离凸出部分1960较远的一端铰接。短滑移杆长度为90，长滑移杆长度为130，短滑移杆与长度为380的三号T形连杆距离凸出部分230的一端铰接，长滑移杆与长度为250的三号普通连杆一端铰接。三号普通连杆另一端与三号T形连杆凸出长度为45的铰接处铰接，一号T形连杆凸出长度为30的铰接处与三号T形连杆的另一端铰接，一号T形连杆的另一端与二号普通连杆一端铰接。二号T形连杆凸出长度为55的铰接处与二号普通连杆另一端铰接，二号T形连杆的另一端与长度为1000的四号T形连杆距离凸出部分830的一端铰接，四号T形连杆凸出长度为125的铰接处与一号普通连杆另一端铰接。上述的长度均为比例关系，适用于任意单位。
由上述设计的连杆长度比例关系，可得出装配完成的连杆机构工作时的收缩比约为1∶7，且可保证在阵列组合系统中的工作特性。另外，在应用中，可根据实际情况和工作环境变化各杆长度来调节收缩比。
所述的基架杆杆体上部粗、下部细，由此形成的凸台使短滑移杆只能在限定范围内滑动。
在正常展开时，驱动弹簧作用在两个滑移杆上的力使滑移杆运动，并通过铰接的各连杆摆动，从而实现展开功能。在机构达到预定的最大展开角度后，弹簧将短滑移杆顶到基架杆的凸台处，无法继续运动，使机构保持在最大展开角度。
由于卫星天线在整个系统完全展开的状态下进行工作，本着整个系统结构的简单性为原则，本连杆机构收缩需在滑移杆处施加其他外力完成。
本机构适用于环形阵列组合方式，在组合时将基架杆置于圆心位置，各连杆机构由圆心沿半径方向辐射式展开，从而达到更大的展开面积。
另外，更换不同刚度的驱动弹簧可以调整展开时间，以满足不同需求。
本发明的有益效果是：由压缩弹簧驱动，展开过程冲击小、平稳，驱动效率高；更换弹簧不同刚度，可调节机构展开时间；采用组合连杆机构，加工简单，装配方便；连杆均采用空心结构，质量轻。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1是大收缩比可阵列连杆展开机构的模型示意图；
图2是基架杆凸台处的局部图；
图3是机构初始状态时的模型示意图；
图4是机构完全展开状态时的模型示意图
其中：1-基架杆，2-短滑移杆，3-长滑移杆，4-驱动弹簧，5-三号普通连杆，6-一号T型连杆，7-二号T型连杆，8-三号普通连杆，9-一号普通连杆，10-二号普通连杆，11-四号T形连杆。
具体实施方式
如图1所示，大收缩比可阵列连杆展开机构，包括1个基础杆，1个驱动弹簧，2个滑移杆，4个T形连杆，3个普通连杆。基架杆1上伸出三个与基架杆轴线的垂直杆，每个短杆另一端具有一个铰接处，三者轴线间距分别为50mm和780mm，最上端长度为85mm的垂直杆与长度为2080mm的普通连杆9一端铰接，中间长度为110mm的垂直杆与长度为450mm的T形连杆6距离凸出部分350mm的一端铰接，最下端长度为210mm的垂直杆与长度为2080mm的T形连杆7距离凸出部分1960mm的一端铰接。在下面两个垂直杆之间的基架杆1杆体部分从上到下分别安装长度为90mm的短滑移杆2和130mm的长滑移杆3，驱动弹簧4嵌在基架杆杆体上，两端分别与短滑移杆2和长滑移杆3接触，初始阶段弹簧处于压缩状态。短滑移杆2与长度为380mm的T形连杆5距离凸出部分230mm的一端铰接，长滑移杆3与长度为250mm的普通连杆8一端铰接。普通连杆8另一端与T形连杆5凸出长度为45mm的铰接处铰接，T形连杆6凸出长度为30mm的铰接处与T形连杆5的另一端铰接，它的另一端与长度为1680mm的普通连杆10一端铰接。T形连杆7凸出长度为55mm的铰接处与普通连杆10另一端铰接，它的另一端与长度为1000mm的T形连杆11距离凸出部分830mm的一端铰接。T形连杆凸出长度为125mm的铰接处与普通连杆9另一端铰接。
在正常展开时，初始被压缩的驱动弹簧4产生的力F作用于滑移杆2、3上，使其分别向上运动x1、x2的距离，通过带动铰接的连杆5、8运动使T形连杆6逆时针转动α的角度，T形连杆6通过带动连杆10运动使T形连杆7顺时针转动β的角度，继而通过连杆11运动带动连杆9顺时针转动运动完成展开。在机构达到预定的最大展开角度后，即β即将达到90°时，弹簧将滑移杆顶到基础杆的凸台处(如附图2所示)，无法继续向上运动，使机构保持在最大展开角度。
通过圆形阵列组合后的连杆系统，各单位连杆机构由圆心沿半径方向辐射式展开，从而得到更大的展开面积。
另外，更换不同刚度的驱动弹簧4可以调整展开时间，以满足不同需求。
Claims (3)
1.一种大收缩比的可阵列十杆可展单元机构，包括基架杆、驱动弹簧、两个滑移杆、四个T形连杆和三个普通连杆，其特征在于：所述的T形连杆由普通连杆和与其轴线垂直的连杆固联而成，T形连杆上有三个铰接处，基架杆上有三个铰接处，从上至下依次铰接一号普通连杆一端、一号T形连杆一端和二号T形连杆一端，在两个T形连杆之间的基架杆杆体部分安装短滑移杆和长滑移杆，其中短滑移杆位于长滑移杆上部，驱动弹簧嵌在短滑移杆和长滑移杆中间，弹簧两头分别与两个滑移杆接触，初始阶段弹簧处于压缩状态；短滑移杆与三号T形连杆一端铰接，三号T形连杆另一端与一号T形连杆中段铰接，长滑移杆与三号普通连杆一端铰接，三号普通连杆的另一端与三号T形连杆中段铰接，二号T形连杆另一端和一号普通连杆另一端分别铰接四号T形连杆的一端和中段，一号T形连杆另一端和二号T形连杆中段之间铰接二号普通连杆。
2.根据权利要求1所述的大收缩比的可阵列十杆可展单元机构，其特征在于：所述基架杆上的三个铰接处是三个伸出基架杆轴线的垂直杆，每个垂直杆另一端具有一个铰接处，三个垂直杆的轴线间距分别为50和780，最上端长度为85的垂直杆与长度为2080的一号普通连杆一端铰接，中间长度为110的垂直杆与长度为450的一号T形连杆距离凸出部分350的一端铰接，最下端长度为210的垂直杆与长度为2080的二号T形连杆距离凸出部分1960较远的一端铰接；短滑移杆长度为90，长滑移杆长度为130，短滑移杆与长度为380的三号T形连杆距离凸出部分230的一端铰接，长滑移杆与长度为250的三号普通连杆一端铰接；三号普通连杆另一端与三号T形连杆凸出长度为45的铰接处铰接，一号T形连杆凸出长度为30的铰接处与三号T形连杆的另一端铰接，一号T形连杆的另一端与二号普通连杆一端铰接；二号T形连杆凸出长度为55的铰接处与二号普通连杆另一端铰接，二号T形连杆的另一端与长度为1000的四号T形连杆距离凸出部分830的一端铰接，四号T形连杆凸出长度为125的铰接处与一号普通连杆另一端铰接；上述的长度均为比例关系。
3.根据权利要求1所述的大收缩比的可阵列十杆可展单元机构，其特征在于：所述的基架杆杆体上部粗、下部细，由此形成的凸台使短滑移杆只能在限定范围内滑动。
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