CN102447155B - 包带式锁紧和释放机构 - Google Patents

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Abstract

一种包带式锁紧和释放机构，其结构为：一支撑杆，其一端与桁架式空间结构网状抛物面天线连接，支撑杆上分别固定有一支撑梁、一滑动筒组件和一个火工品拔销器；该支撑梁的两端各铰接一翻转臂；每个翻转臂的根部均安装驱动扭簧，每个翻转臂的头部均安装一包带锁组件；每个包带锁组件都将左右两侧的包带端部的卡环锁紧在卡子和锁座之间；每个包带的中部连接在桁架式空间结构网状抛物面天线上，两个包带共同将天线捆绑在收拢状态；每个包带锁组件都与滑动筒组件之间连接了一根拉索。本发明不仅能使其可靠地承受卫星运输、发射等阶段的过载；而且能在指令的控制下可靠地释放桁架式空间结构网状抛物面天线，以使其可靠地展开到工作状态。

Description

包带式锁紧和释放机构
技术领域
本发明涉及一种包带式锁紧和释放机构，可用于桁架式空间结构网状抛物面天线。
背景技术
桁架式空间结构网状抛物面天线是一种应用于星载合成孔径雷达(SAR)***的天线类型。其采用了大量可展开桁架单元，由铰链连接构成支撑骨架，再在支撑骨架上铺设金属网。其特点是具有重量轻、结构刚度大、精度高和可方便地构造成各种曲面形状等。
美国通用动力公司早期设计了一种可展开的桁架式网状天线(PETA)，它由多个可组合的四面体模块组成，每个基本单元包含六根杆件，其中三根是可折叠的，杆的中间有铰链和弹簧，折叠后的尺寸与展开尺寸之比为1∶10左右。
俄罗斯发射的资源系列卫星RESURS上的SAR天线，1996年在和平号空间站自然舱上的双波段SAR(L、S波段)天线，以及正在研制的高分辨率的小卫星SAR天线，都使用了桁架式空间结构网状抛物面天线。
我国在研的环境灾害监测合成孔径雷达卫星中也使用了桁架式空间结构网状抛物面天线。
包带式锁紧和释放机构是一种解锁机构，用于将桁架式空间结构网状抛物面天线锁紧在收拢状态，以使其可靠地承受卫星运输、发射等阶段的过载；并能够在指令的控制下可靠地释放桁架式空间结构网状抛物面天线，以使其可靠地展开到工作状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于桁架式空间结构网状抛物面天线的包带式锁紧和释放机构。
为实现上述目的，本发明提供的包带式锁紧和释放机构，其结构为：
一支撑杆，其一端与桁架式空间结构网状抛物面天线连接，支撑杆上分别固定有一支撑梁、一滑动筒组件和一个火工品拔销器；该支撑梁的两端各铰接一翻转臂；所述每个翻转臂的根部均安装驱动扭簧，每个翻转臂的头部均安装一包带锁组件；每个包带锁组件都将左右两侧的包带端部的卡环锁紧在卡子和锁座之间；每个包带的中部连接在桁架式空间结构网状抛物面天线上，两个包带共同将天线捆绑在收拢状态；每个包带锁组件都与滑动筒组件之间连接了一根拉索。
所述的包带式锁紧和释放机构，其中包带锁组件的结构为：一锁座固定在翻转臂上；一卡子依靠旋转轴铰接在锁座上；一滑动轴安装在锁座和卡子前端的槽中；两个弹簧将滑动轴和卡子连接在一起；一拉杆将滑动轴与拉索连接在一起；两个销钉安装在卡子的后端。
所述的包带式锁紧和释放机构，其中滑动筒组件的结构为：一滑动筒安装在支撑杆上，可沿导柱滑动；弹簧沿着导柱安装在滑动筒下，可推动滑动筒向上滑动；火工品拔销器的销子压着滑动筒组件，使得整个包带式锁紧和释放机构处于锁紧状态。滑动筒组件中的导柱为多个，较佳地为四个。
本发明的包带式锁紧和释放机构，不仅能够将桁架式空间结构网状抛物面天线可靠地锁紧在收拢状态，以使其可靠地承受卫星运输、发射等阶段的过载；而且能够在指令的控制下可靠地释放桁架式空间结构网状抛物面天线，以使其可靠地展开到工作状态。
附图说明
图1为包带式锁紧和释放机构与桁架式空间结构网状抛物面天线在收拢状态下的立体视图。
图2为包带式锁紧和释放机构与桁架式空间结构网状抛物面天线在展开状态下的局部立体视图。
图3为包带式锁紧和释放机构在锁紧状态下的立体视图。
图4为包带式锁紧和释放机构在释放状态下的立体视图。
图5A和图5B滑动筒组件和火工品拔销器的组成及构型；其中图5A为锁紧时状态，图5B为释放后状态。
图6为包带与包带锁组件的连接构型。
图7为包带锁组件锁紧状态下的立体视图。
图8为包带锁组件释放状态下的立体视图。
附图中主要组件符号说明：
1包带；2翻转臂；3包带锁组件；4滑动筒组件；5火工品拔销器；6拉索；7支撑杆；8支撑梁；9扭簧；10火工品拔销器的销子；11滑动筒；12导柱；13弹簧；14拉杆；15滑动轴；16弹簧；17卡环；18卡子；19销钉；20旋转轴；21锁座。
具体实施方式
请参阅图1～图8，是本发明包带式锁紧和释放机构的构型和组成示意图。
包带式锁紧和释放机构主要由包带1、翻转臂2、包带锁组件3、滑动筒组件4、火工品拔销器5、拉索6、支撑杆7和支撑梁8等组成。其中，支撑杆7由碳纤维环氧树脂复合材料制成，其根部一端与桁架式空间结构网状抛物面天线连接。支撑杆7上还分别固定有一支撑梁8、一滑动筒组件4和一个火工品拔销器5，支撑杆7与支撑梁8一起构成包带式锁紧和释放机构的安装基础。两个翻转臂2分别铰接在支撑梁8的两端，在它们的根部都安装了驱动扭簧9，当其头部安装的包带锁组件3释放包带1后，翻转臂2会在扭簧9的驱动下转动到展开状态。包带锁组件3是包带式锁紧和释放机构的核心部分，主要由拉杆14、滑动轴15、弹簧16、卡子18、销钉19、旋转轴20和锁座21等组成。包带锁组件3将左右两侧的包带1端部的卡环17锁紧在卡子18和锁座20之间。使得左右两侧的包带1形成了一个闭合的环形结构，将桁架式空间结构网状抛物面天线约束在收拢状态。每个包带锁组件3与滑动筒组件4之间都连接了一根拉索6，用于将滑动筒组件4的运动传递到包带锁组件3上。火工品拔销器5的销子10压着滑动筒组件4，将滑动筒组件4约束在锁紧状态。
本实施例的包带式锁紧和释放机构，总高度约1030mm，长度约640mm，宽度约400mm。用于收拢和展开口面尺寸约6m×2.8m、高度约580mm的桁架式空间结构网状抛物面天线。
本实施例的支撑杆7上固定了一个支撑梁8、一个滑动筒组件4和一个火工品拔销器5。支撑杆7的根部与桁架式空间结构网状抛物面天线连接，其不仅是包带式锁紧和释放机构的安装基础，也是桁架式空间结构网状抛物面天线的中心支撑。详见图1和图2。
支撑梁8的两端各铰接了一个翻转臂2。翻转臂2的根部安装了驱动扭簧9，头部安装了包带锁组件3。包带锁组件3与滑动筒组件4之间连接了一根拉索6。详见图3和图4。
滑动筒组件4的结构为：一可沿四个导柱12滑动的滑动筒11；四个弹簧13沿着导柱12安装在滑动筒11下，可推动滑动筒11向上滑动。锁紧状态时，火工品拔销器5的销子10压在滑动筒组件4的上面，将滑动筒组件4约束在锁紧状态。详见图5。
本实施例的包带锁组件3是包带式锁紧和释放机构的核心部分，其结构为：一锁座；一卡子依靠旋转轴铰接在锁座上；一滑动轴安装在锁座和卡子前端的槽中；两个弹簧将滑动轴和卡子连接在一起；一拉杆将滑动轴与拉索连接在一起；两个销钉安装在卡子的后端。
锁紧状态时，滑动轴15卡在了卡子18前端的槽中，使得卡子不能绕旋转轴20转动。此时，销钉19挡住了卡环17，连同卡子18和锁座21一起将左右两侧的包带1端部的卡环16压紧在卡子17和锁座21之间。详见图7和图8。
为了避免展开后被甩出，每个包带的中部都固定在桁架式空间结构网状抛物面天线最外侧的结构上，跟随着天线一起展开(图2中未示出)。
通过这样相互的连接，支撑梁8、翻转臂2、包带锁组件3和包带1共同形成了一个闭合的区域，将桁架式空间结构网状抛物面天线紧紧地约束在收拢状态。详见图1和图3。
展开时，火工品拔销器5通电起爆，其销子10内缩，释放滑动筒组件4。滑动筒组件4中的滑动筒11在弹簧13的作用下，带动拉索6同时向上运动。拉索6将运动一直传递到包带锁组件4的拉杆14上。拉杆14向上运动，带动滑动轴15向前滑动，并逐渐从卡子18前端的槽中脱出。此时，滑动轴15与卡子18之间安装的弹簧16带动卡子18绕旋转轴20转动，卡子18的后端张开，销钉19远离卡环17，释放了原本压紧在卡子18和锁座20之间的包带1端部的卡环17。详见图5、图6和图8。
包带1端部的卡环17从包带锁组件中脱出后，释放了翻转臂2。翻转臂2在其根部扭簧9的作用下，转动到展开状态。详见图4。
这样，包带式锁紧和释放机构就完成了机构的解锁功能，释放了对桁架式空间结构网状抛物面天线的约束，使得桁架式空间结构网状抛物面天线能够可靠地展开，形成图2所示的状态。
本实施例的包带式锁紧和释放机构，随桁架式空间结构网状抛物面天线一起通过了***级正弦振动、随机振动和热真空试验条件的考核和验证。不仅能够将桁架式空间结构网状抛物面天线可靠地锁紧在收拢状态，以使其可靠地承受卫星运输、发射等阶段的过载；而且能够在指令的控制下可靠地释放桁架式空间结构网状抛物面天线，以使其可靠地展开到工作状态。

Claims (5)

1.一种包带式锁紧和释放机构，其结构为：
一支撑杆，其一端与桁架式空间结构网状抛物面天线连接，支撑杆上分别固定有一支撑梁、一滑动筒组件和一个火工品拔销器；
该支撑梁的两端各铰接一翻转臂；
所述每个翻转臂的根部均安装有驱动扭簧，每个翻转臂的头部均安装一包带锁组件；每个包带锁组件都将左右两侧的包带端部的卡环锁紧在卡子和锁座之间；
所述包带锁组件的结构为：一锁座；一卡子依靠旋转轴铰接在锁座上；一滑动轴安装在锁座和卡子前端的槽中；两个弹簧将滑动轴和卡子连接在一起；一拉杆将滑动轴与拉索连接在一起；两个销钉安装在卡子的后端；
每个包带的中部连接在桁架式空间结构网状抛物面天线上，两个包带共同将天线捆绑在收拢状态；
每个包带锁组件都与滑动筒组件之间连接了一根拉索。
2.根据权利要求1所述的包带式锁紧和释放机构，其中，包带锁组件的结构为：
一锁座固定在翻转臂上；
一卡子依靠旋转轴铰接在锁座上；
一滑动轴安装在锁座和卡子前端的槽中；
两个弹簧将滑动轴和卡子连接在一起；
一拉杆将滑动轴与拉索连接在一起；
两个销钉安装在卡子的后端。
3.根据权利要求1所述的包带式锁紧和释放机构，其中，滑动筒组件的结构为：
一滑动筒安装在支撑杆上，可沿导柱滑动；弹簧沿着导柱安装在滑动筒下，可推动滑动筒向上滑动；火工品拔销器的销子压着滑动筒组件，使得整个包带式锁紧和释放机构处于锁紧状态。
4.根据权利要求3所述的包带式锁紧和释放机构，其中，滑动筒组件中的导柱为多个。
5.根据权利要求4所述的包带式锁紧和释放机构，其中，滑动筒组件中的导柱为四个。
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