CN113871845A - 一种多板天线锁紧释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多板天线锁紧释放装置，用于厚度方向尺寸大、展开回转半径小的多块SAR天线板的压紧与分离。其包括分别设于天线板非展开侧面上的若干天线连接件、压紧杆和固连于星体平台的锁紧件。天线连接板上设有槽单元，所有天线连接板首尾相连使所有槽单元配合形成容置槽。压紧杆的长度方向与容置槽的长度方向相同，压紧杆容置于容置槽内且两端分别伸出容置槽，压紧杆的第一端与锁紧件可解锁连接，第二端连接于航天器平台，压紧杆和锁紧件与航天器平台配合用于压紧所有天线连接件，以压紧所有天线板。容置槽的槽口朝向天线板的展开侧面设置，用于锁紧件与压紧杆解锁后，天线板展开时压紧杆能从槽口离开容置槽，实现天线板的释放。

Description

一种多板天线锁紧释放装置

技术领域

本发明属于航天飞行器技术领域，尤其涉及一种多板天线锁紧释放装置。

背景技术

国内外对卫星太阳电池翼压紧机构的研究和应用较多，与太阳翼相比，SAR平面天线具有载荷重、尺寸厚的特点。目前SAR平面天线的压紧按结构形式分，主要有穿孔式和非穿孔式两大类。非穿孔式如压紧锁，因其只能介于星体与天线之间，因此只适用于单块天线板的锁紧；而穿孔式可用于两块天线板的锁紧，如国外应用比较典型的有加拿大的RADARSAT卫星，采用压紧杆连接两块天线板。这种压紧释放机构以分离螺母和压紧杆的螺纹连接来实现压紧作用，释放时分离螺母松开，压紧杆和螺母的螺纹连接失效，由天线板转动来带动压紧杆从分离螺母中抽出，从而达到分离释放的目的。这种形式的机构无论从设计技术的成熟度，还是型号的运用情况都是良好的。针对多块平板SAR天线发展的结构特点，其不足之处主要表现在：

a.传统的锁紧方案受天线板厚度的限制，不能用于厚度尺寸过大、数量较多(三块及以上)的SAR天线板的释放分离，在多块板展开时，压紧杆与天线板之间极易产生运动干涉，存在钩挂隐患，进而影响解锁的可靠性；

b.当压紧点与天线的转轴之间距离过近时，在天线板展开过程中，压紧杆和天线会发生碰撞干涉；

c.对采用弹性元件实现解锁的装置而言，由于多块板压紧时天线的总厚度增大，压紧杆释放行程会出现明显增长，使得压紧机构的外包络容易超出运载整流罩的安全边界。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种多板天线锁紧释放装置，用于多个天线板的锁紧和释放，包括分别设于所述天线板非展开侧面上的若干天线连接件、压紧杆和固连于星体平台的锁紧件；

所述天线连接板上设有槽单元，所有所述天线连接板首尾相连使所有所述槽单元配合形成容置槽；

所述压紧杆的长度方向与所述容置槽的长度方向相同，所述压紧杆容置于所述容置槽内且两端分别伸出所述容置槽，所述压紧杆的第一端与所述锁紧件可解锁连接，第二端连接于航天器平台，所述压紧杆和所述锁紧件与所述航天器平台配合用于压紧所有所述天线连接件，以压紧所有所述天线板；

所述容置槽的槽口朝向所述天线板的展开侧面设置，用于所述锁紧件与所述压紧杆解锁后，所述天线板展开时所述压紧杆能从所述槽口离开所述容置槽，实现所述天线板的释放。

优选地，所述天线连接件和所述航天器平台之间设有施力套管，且所述施力套管套设于所述压紧杆上，所述施力套管的第一端与最靠近所述航天器平台的所述天线连接板接触连接，第二端与所述航天器平台连接。

优选地，还包括紧固件；

所述航天器平台上设有容置孔，所述压紧杆的第二端伸入所述容置孔；所述施力套管的第二端向外凸设有施力板，所述施力板与所述航天器平台连接，所述施力套管的通孔孔径小于所述容置孔的孔径；

所述紧固件设于所述容置孔内且与所述压紧杆连接，所述紧固件用于和所述施力板配合与所述压紧杆、所述锁紧件一同将所有所述天线板和所述压紧套管压紧。

优选地，所述紧固件包括紧固螺母和压紧套，所述锁紧螺母设于所述容置孔内并与所述压紧杆螺纹连接；

所述压紧套的第一端伸入所述施力套管内，第二端位于所述容置孔内并向外凸设有压紧板，所述压紧板的两侧分别与所述施力板和所述紧固螺母接触连接。

优选地，所述压紧板和所述紧固螺母之间设有球形垫，所述球形垫的球面与所述压紧板接触连接。

优选地，所述容置孔为贯穿孔，所述容置孔的一端连接有施力套管，另一端设有防逃帽。

优选地，所述锁紧件为分离螺母，所述分离螺母固连于所述星体平台，所述分离螺母与所述压紧杆的第一端可解锁连接。

优选地，所述天线连接件为天线连接板，所述天线连接板的横截面为中空且一侧开口的方形，所述天线连接板中与所述开口相邻的一侧面与所述天线板的所述非展开侧面连接。

优选地，所述天线连接件的长度方向与所述压紧杆的长度方向相同，所述天线连接件长度方向的两端分别伸出对应所述天线板的两个表面。

优选地，所有所述天线连接件包括两个最外侧的端部天线连接件和位于两个所述端部天线连接件之间的至少零个中间天线连接件；

所述端部天线连接件朝向所述紧固件或所述锁紧件一侧在伸出对应所述天线板表面后逐渐缩小，所述中间天线连接件的横截面始终相同。

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

(1)本发明提供的多板天线锁紧释放装置，沿压紧杆将所有天线连接件压紧，而每块天线板都设有一个对应的天线连接件，因此所有天线板也被压紧。因此本发明的锁紧方式不受天线板厚度和数量的限制，能够用于厚度尺寸较大、数量较多的天线板的释放分离。当需要释放天线板时，本发明解除压紧杆和锁紧件的锁定，天线板展开，在展开的过程中压紧杆逐渐从容置槽的槽口离开容置槽，从而完全解除对天线板的锁定作用。整个解锁过程中压紧杆和天线板之间不会产生运动干涉。因此，本发明能够使厚度尺寸大、距离展开旋转中心近的多块天线板能安全可靠的分离释放。

(2)本发明提供的多板天线锁紧释放装置，与传统的天线主动释放相比，无需安装弹性元件，简化了结构组成。

(3)本发明提供的多板天线锁紧释放装置，由于分离螺母安装在星体平台上，整个锁紧释放装置不会凸出天线外包络，可满足整流罩较小的容纳空间需求。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的一种多板天线锁紧释放装置的结构示意图；

图2为本发明Ⅰ-Ⅰ剖面放大示意图；

图3为本发明Ⅱ区域放大示意图；

图4为本发明的一种多板天线锁紧释放装置在天线压紧状态的结构示意图；

图5为本发明的一种多板天线锁紧释放装置在天线释放状态的结构示意图。

附图标记说明：

01：航天器平台；02：天线板A；03：天线板B；04：天线板C；05：天线板D；06：天线板E；07：星体平台；08：表面；09：展开侧面；010：非展开侧面；

1：分离螺母；2：压紧杆；3：端部天线连接板；4：中间天线连接板；5：施力套管；6：压紧套；7：球形垫；8：紧固螺母；9：防逃帽。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

天线板为类长方体结构，为便于具体说明，对天线板的六个面命名，该命名只用作本发明的位置示意。参看图5，天线板的六个面中面积最大的两个相对面为表面08，其余四个面为侧面。四个侧面中在天线板展开后始终与其他天线板的同一个侧面平行或位于同一平面内的两个侧面为非展开侧面010，在天线板展开过程中与其他天线板的同一个侧面之间的夹角发生变化的两个侧面为展开侧面09。也就是将天线板的六个面分为相对的两个表面08、相对的两个非展开侧面010和相对的两个展开侧面09。

参看图1至图5，本实施例提供一种多板天线锁紧释放装置，用于多个天线板的锁紧和释放。其包括分别设于天线板非展开侧面010上的若干天线连接件、压紧杆2和固连于星体平台07的锁紧件。天线连接板上设有槽单元，所有天线连接板首尾相连使所有槽单元配合形成容置槽。压紧杆2的长度方向与容置槽的长度方向相同，压紧杆2容置于容置槽内且两端分别伸出容置槽，压紧杆2的第一端与锁紧件可解锁连接，第二端连接于航天器平台01，压紧杆2和锁紧件与航天器平台01配合用于压紧所有天线连接件，以压紧所有天线板。容置槽的槽口朝向天线板的展开侧面09设置，用于锁紧件与压紧杆2解锁后，天线板展开时压紧杆2能从槽口离开容置槽，实现天线板的释放。

本实施例提供的一种多板天线锁紧释放装置，能够用于厚度方向尺寸大、展开回转半径小的多块SAR天线板的压紧与分离，其既能够保证天线板在发射过程中的收拢与压紧状态，又能保证在天线展开前的释放，实现平面多板天线的锁紧与释放，且具有较小的收拢包络。

现对本实施例的结构进行说明。

在本实施例中，天线连接件为天线连接板。如图2所示，天线连接板的横截面为中空且一侧开口的方形，天线连接板中与开口相邻的一侧面与天线板的非展开侧面010连接。具体，天线连接板的长度方向与压紧杆2的长度方向相同，天线连接板长度方向的两端分别伸出对应天线板的两个表面08；天线连接板可以通过螺钉安装在对应的天线板上。在其他实施例中，天线连接板的样式可以有其他选择，只要所有天线连接板上设置的槽单元能够配合形成用于容置压紧杆2且能够使压紧板顺利离开的容置槽即可，此处不做限制；天线连接板与对应天线板之间的连接方式也不做限制。

所有天线连接板包括两个最外侧的端部天线连接板3和位于两个端部天线连接板3之间的天线连接板。当天线板的数量为2时，多板天线锁紧释放装置只包含两个端部天线连接板3，不包含中间天线连接板4；当天线的数量大于2时，多板天线锁紧释放装置包含两个端部天线连接板3，其余为中间天线连接板4。本实施例天线板的数量为5，5个天线板分别靠近航天器平台01一侧至星体平台07一侧分别为：天线板A 02、天线板B 03、天线板C 04、天线板D 05和天线板E 06；对应，本实施例具有两个分别连接于天线板A 02和天线板E 06的端部天线连接板3和三个分别连接于天线板B 03、天线板C04、天线板D 05的中间天线板。

具体，端部天线连接板3和中间天线连接板4的不同为：端部天线连接板3朝向紧固件或锁紧件一侧在伸出对应天线板表面08后逐渐缩小，中间天线连接板4的横截面始终相同。

天线连接板和航天器平台01之间设有施力套管5，且施力套管5套设在压紧杆2上，施力套管5的第一端与最靠近航天器平台01的天线连接板接触连接，第二端与航天器平台01连接。航天器平台01上设有容置孔，容置孔与施力套管5连通，压紧杆2的第二端伸入容置孔。施力套管5的第二端向外凸设有施力板，施力板与航天器平台01连接，具体可通过螺钉连接。施力套管5的通孔孔径小于容置孔的孔径，而紧固件设置在容置孔内且与压紧杆2连接，因此只要紧固件的外形能够使其无法进入施力套管5的通孔，即可与施力板配合和压紧杆2、锁紧件一同将所有天线板和施力套管5压紧。

具体地，紧固件包括紧固螺母8和压紧套6，锁紧螺母设置容置孔内并与压紧杆2螺纹连接，压紧套6的第一端伸入施力套管5内，第二端位于容置孔内并向外凸设有压紧板，压紧板的两侧分别与施力板和紧固螺母8接触连接。由于压紧板朝向施力套管5的一侧与施力板接触连接，整个紧固件的向星体平台07的运动被施力板限制，又因为紧固螺母8与压紧杆2的连接从而限制了压紧杆2的向左运动。因此，配合锁紧件，可以将所有天线连接板压紧，即可将所有天线板压紧。

进一步地，压紧板和紧固螺母8之间可以设有球形垫7，球形垫7的球面与压紧板接触连接。即锁紧螺母与压紧杆2连接，将球形垫7和压紧套6压紧在施力套管5的施力板上。

航天器平台01上的容置孔为贯穿孔，压紧杆2和锁紧件解锁后，压紧杆2和设于压紧杆2上的紧固件向星体平台07的远动被施力套管5限制，而向航天器平台01方向的运动同样需要被限制，从而防止压紧杆2和紧固件脱离。因此，在本实施例中设置防逃帽9。容置孔的一端连接施力套管5，另一端设有所述防逃帽9。防逃帽9具体可通过螺钉安装在航天器平台01上，但此处不做限制。

在本实施例中，锁紧件可以为分离螺母1，分离螺母1固连于星体平台07，且与压紧杆2的第一端可解锁连接。具体，分离螺母1可通过螺钉安装在星体平台07上，但此处不做限制。

当天线处于压紧状态时，在压紧杆2的连接作用下，通过天线连接板将天线板A02、天线板B 03、天线板C 04、天线板D 05、天线板E 06压紧收拢在航天器平台01上；当分离螺母1解锁后，压紧杆2从容置槽的槽口摆出，并随着天线板A 02、天线板B 03、天线板C 04、天线板D 05、天线板E 06的展开，逐渐脱离天线连接板，从而达到天线板释放的目的。

本发明提供的多板天线锁紧释放装置，不受天线板厚度和数量的影响，有效解决多块板展开可能带来的运动干涉问题，实现了多块天线板安全可靠的分离释放；且该锁紧释放装置无需安装弹性元件，简化了结构组成；整个锁紧释放装置不会凸出天线外包络，可满足整流罩较小的容纳空间需求。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种多板天线锁紧释放装置，其特征在于，用于多个天线板的锁紧和释放，包括分别设于所述天线板非展开侧面上的若干天线连接件、压紧杆和固连于星体平台的锁紧件；

所述天线连接板上设有槽单元，所有所述天线连接板首尾相连使所有所述槽单元配合形成容置槽；

所述压紧杆的长度方向与所述容置槽的长度方向相同，所述压紧杆容置于所述容置槽内且两端分别伸出所述容置槽，所述压紧杆的第一端与所述锁紧件可解锁连接，第二端连接于航天器平台，所述压紧杆和所述锁紧件与所述航天器平台配合用于压紧所有所述天线连接件，以压紧所有所述天线板；

所述容置槽的槽口朝向所述天线板的展开侧面设置，用于所述锁紧件与所述压紧杆解锁后，所述天线板展开时所述压紧杆能从所述槽口离开所述容置槽，实现所述天线板的释放。

2.根据权利要求1所述的多板天线锁紧释放装置，其特征在于，所述天线连接件和所述航天器平台之间设有施力套管，且所述施力套管套设于所述压紧杆上，所述施力套管的第一端与最靠近所述航天器平台的所述天线连接板接触连接，第二端与所述航天器平台连接。

3.根据权利要求2所述的多板天线锁紧释放装置，其特征在于，还包括紧固件；

所述航天器平台上设有容置孔，所述压紧杆的第二端伸入所述容置孔；所述施力套管的第二端向外凸设有施力板，所述施力板与所述航天器平台连接，所述施力套管的通孔孔径小于所述容置孔的孔径；

所述紧固件设于所述容置孔内且与所述压紧杆连接，所述紧固件用于和所述施力板配合与所述压紧杆、所述锁紧件一同将所有所述天线板和所述施力套管压紧。

4.根据权利要求3所述的多板天线锁紧释放装置，其特征在于，所述紧固件包括紧固螺母和压紧套，所述锁紧螺母设于所述容置孔内并与所述压紧杆螺纹连接；

所述压紧套的第一端伸入所述施力套管内，第二端位于所述容置孔内并向外凸设有压紧板，所述压紧板的两侧分别与所述施力板和所述紧固螺母接触连接。

5.根据权利要求4所述的多板天线锁紧释放装置，其特征在于，所述压紧板和所述紧固螺母之间设有球形垫，所述球形垫的球面与所述压紧板接触连接。

6.根据权利要求3至5任意一项所述的多板天线锁紧释放装置，其特征在于，所述容置孔为贯穿孔，所述容置孔的一端连接有施力套管，另一端设有防逃帽。

7.根据权利要求1所述的多板天线锁紧释放装置，其特征在于，所述锁紧件为分离螺母，所述分离螺母固连于所述星体平台，所述分离螺母与所述压紧杆的第一端可解锁连接。

8.根据权利要求1所述的多板天线锁紧释放装置，其特征在于，所述天线连接件为天线连接板，所述天线连接板的横截面为中空且一侧开口的方形，所述天线连接板中与所述开口相邻的一侧面与所述天线板的所述非展开侧面连接。

9.根据权利要求1至5、7、8任意一项所述的多板天线锁紧释放装置，其特征在于，所述天线连接件的长度方向与所述压紧杆的长度方向相同，所述天线连接件长度方向的两端分别伸出对应所述天线板的两个表面。

10.根据权利要求9所述的多板天线锁紧释放装置，其特征在于，所有所述天线连接件包括两个最外侧的端部天线连接件和位于两个所述端部天线连接件之间的至少零个中间天线连接件；

所述端部天线连接件朝向所述紧固件或所述锁紧件一侧在伸出对应所述天线板表面后逐渐缩小，所述中间天线连接件的横截面始终相同。

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