專利名稱：一種大收縮比的可陣列十桿可展單元機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有較大收縮比的連桿展開機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
衛(wèi)星天線展開系統(tǒng)的收縮比大小，是比較各種衛(wèi)星天線展開機(jī)構(gòu)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)。目前用于衛(wèi)星天線的展開系統(tǒng)，主要由多個(gè)大收縮比的連桿機(jī)構(gòu)陣列而成，從而實(shí)現(xiàn)同步收縮和展開的功能。主流的大收縮比連桿機(jī)構(gòu)是由繩子拉動(dòng)伸縮桿驅(qū)動(dòng)的平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)，在展開時(shí)需要用繩索將各個(gè)機(jī)構(gòu)串聯(lián)起來達(dá)到同時(shí)展開的目的，但是，由于繩子的所提供的拉力有限，無法高效的實(shí)現(xiàn)同步展開，并且整個(gè)過程對(duì)系統(tǒng)的沖擊大，直接影響衛(wèi)星的使用壽命和工作質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種大收縮比可陣列連桿可展機(jī)構(gòu)，它改善了驅(qū)動(dòng)方式，由初始階段處于壓縮狀態(tài)的彈簧進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，不僅避免了驅(qū)動(dòng)力過大引起的一系列影響，而且整個(gè)展開過程平穩(wěn)。另外，此機(jī)構(gòu)還繼承了主流大收縮比連桿機(jī)構(gòu)加工過程簡(jiǎn)單，裝配方便，質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是包括基架桿、驅(qū)動(dòng)彈簧、兩個(gè)滑移桿、四個(gè)T形連桿和三個(gè)普通連桿。所述的T形連桿由普通連桿和與其軸線垂直的連桿固聯(lián)而成，T形連桿上有三個(gè)鉸接處，可將T形連桿看作是中間有凸出部分的異形連桿。基架桿上有三個(gè)鉸接處，從上至下依次鉸接一號(hào)普通連桿一端、一號(hào)T形連桿一端和二號(hào)T形連桿一端，在兩個(gè)T形連桿之間的基架桿桿體部分安裝短滑移桿和長(zhǎng)滑移桿， 其中短滑移桿位于長(zhǎng)滑移桿上部，驅(qū)動(dòng)彈簧嵌在短滑移桿和長(zhǎng)滑移桿中間，彈簧兩頭分別與兩個(gè)滑移桿接觸，初始階段彈簧處于壓縮狀態(tài)。短滑移桿與三號(hào)T形連桿一端鉸接，三號(hào) T形連桿另一端與一號(hào)T形連桿中段鉸接，長(zhǎng)滑移桿與三號(hào)普通連桿一端鉸接，三號(hào)普通連桿的另一端與三號(hào)T形連桿中段鉸接，二號(hào)T形連桿另一端和一號(hào)普通連桿另一端分別鉸接四號(hào)T形連桿的一端和中段，一號(hào)T形連桿另一端和二號(hào)T形連桿中段之間鉸接二號(hào)普通連桿。所述基架桿上的三個(gè)鉸接處是三個(gè)伸出基架桿軸線的垂直桿，每個(gè)垂直桿另一端具有一個(gè)鉸接處，三個(gè)垂直桿的軸線間距分別為50和780，最上端長(zhǎng)度為85的垂直桿與長(zhǎng)度為2080的一號(hào)普通連桿一端鉸接，中間長(zhǎng)度為110的垂直桿與長(zhǎng)度為450的一號(hào)T形連桿距離凸出部分350的一端鉸接，最下端長(zhǎng)度為210的垂直桿與長(zhǎng)度為2080的二號(hào)T形連桿距離凸出部分I960較遠(yuǎn)的一端鉸接。短滑移桿長(zhǎng)度為90，長(zhǎng)滑移桿長(zhǎng)度為130，短滑移桿與長(zhǎng)度為380的三號(hào)T形連桿距離凸出部分230的一端鉸接，長(zhǎng)滑移桿與長(zhǎng)度為250的三號(hào)普通連桿一端鉸接。三號(hào)普通連桿另一端與三號(hào)T形連桿凸出長(zhǎng)度為45的鉸接處鉸接，一號(hào)T形連桿凸出長(zhǎng)度為30的鉸接處與三號(hào)T形連桿的另一端鉸接，一號(hào)T形連桿的另一端與二號(hào)普通連桿一端鉸接。二號(hào)T形連桿凸出長(zhǎng)度為55的鉸接處與二號(hào)普通連桿另一端鉸接，二號(hào)τ形連桿的另一端與長(zhǎng)度為1000的四號(hào)T形連桿距離凸出部分830的一端鉸接，四號(hào)T形連桿凸出長(zhǎng)度為125的鉸接處與一號(hào)普通連桿另一端鉸接。上述的長(zhǎng)度均為比例關(guān)系，適用于任意單位。由上述設(shè)計(jì)的連桿長(zhǎng)度比例關(guān)系，可得出裝配完成的連桿機(jī)構(gòu)工作時(shí)的收縮比約為1 7，且可保證在陣列組合系統(tǒng)中的工作特性。另外，在應(yīng)用中，可根據(jù)實(shí)際情況和工作環(huán)境變化各桿長(zhǎng)度來調(diào)節(jié)收縮比。所述的基架桿桿體上部粗、下部細(xì)，由此形成的凸臺(tái)使短滑移桿只能在限定范圍內(nèi)滑動(dòng)。在正常展開時(shí)，驅(qū)動(dòng)彈簧作用在兩個(gè)滑移桿上的力使滑移桿運(yùn)動(dòng)，并通過鉸接的各連桿擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)展開功能。在機(jī)構(gòu)達(dá)到預(yù)定的最大展開角度后，彈簧將短滑移桿頂?shù)交軛U的凸臺(tái)處，無法繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，使機(jī)構(gòu)保持在最大展開角度。由于衛(wèi)星天線在整個(gè)系統(tǒng)完全展開的狀態(tài)下進(jìn)行工作，本著整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性為原則，本連桿機(jī)構(gòu)收縮需在滑移桿處施加其他外力完成。本機(jī)構(gòu)適用于環(huán)形陣列組合方式，在組合時(shí)將基架桿置于圓心位置，各連桿機(jī)構(gòu)由圓心沿半徑方向輻射式展開，從而達(dá)到更大的展開面積。另外，更換不同剛度的驅(qū)動(dòng)彈簧可以調(diào)整展開時(shí)間，以滿足不同需求。本發(fā)明的有益效果是由壓縮彈簧驅(qū)動(dòng)，展開過程沖擊小、平穩(wěn)，驅(qū)動(dòng)效率高；更換彈簧不同剛度，可調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)展開時(shí)間；采用組合連桿機(jī)構(gòu)，加工簡(jiǎn)單，裝配方便；連桿均采用空心結(jié)構(gòu)，質(zhì)量輕。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。


圖1是大收縮比可陣列連桿展開機(jī)構(gòu)的模型示意圖；圖2是基架桿凸臺(tái)處的局部圖；圖3是機(jī)構(gòu)初始狀態(tài)時(shí)的模型示意圖；圖4是機(jī)構(gòu)完全展開狀態(tài)時(shí)的模型示意圖其中1-基架桿，2-短滑移桿，3-長(zhǎng)滑移桿，4-驅(qū)動(dòng)彈簧，5-三號(hào)普通連桿，6_ — 號(hào)T型連桿，7-二號(hào)T型連桿，8-三號(hào)普通連桿，9-一號(hào)普通連桿，10-二號(hào)普通連桿，11-四號(hào)T形連桿。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，大收縮比可陣列連桿展開機(jī)構(gòu)，包括1個(gè)基礎(chǔ)桿，1個(gè)驅(qū)動(dòng)彈簧，2個(gè)滑移桿，4個(gè)T形連桿，3個(gè)普通連桿?；軛U1上伸出三個(gè)與基架桿軸線的垂直桿，每個(gè)短桿另一端具有一個(gè)鉸接處，三者軸線間距分別為50mm和780mm，最上端長(zhǎng)度為85mm的垂直桿與長(zhǎng)度為2080mm的普通連桿9 一端鉸接，中間長(zhǎng)度為IlOmm的垂直桿與長(zhǎng)度為450mm的 T形連桿6距離凸出部分350mm的一端鉸接，最下端長(zhǎng)度為210mm的垂直桿與長(zhǎng)度為2080mm 的T形連桿7距離凸出部分1960mm的一端鉸接。在下面兩個(gè)垂直桿之間的基架桿1桿體部分從上到下分別安裝長(zhǎng)度為90mm的短滑移桿2和130mm的長(zhǎng)滑移桿3，驅(qū)動(dòng)彈簧4嵌在基架桿桿體上，兩端分別與短滑移桿2和長(zhǎng)滑移桿3接觸，初始階段彈簧處于壓縮狀態(tài)。短滑移桿2與長(zhǎng)度為380mm的T形連桿5距離凸出部分230mm的一端鉸接，長(zhǎng)滑移桿3與長(zhǎng)度為250mm的普通連桿8 一端鉸接。普通連桿8另一端與T形連桿5凸出長(zhǎng)度為45mm的鉸接處鉸接，T形連桿6凸出長(zhǎng)度為30mm的鉸接處與T形連桿5的另一端鉸接，它的另一端與長(zhǎng)度為1680mm的普通連桿10 —端鉸接。T形連桿7凸出長(zhǎng)度為55mm的鉸接處與普通連桿10另一端鉸接，它的另一端與長(zhǎng)度為IOOOmm的T形連桿11距離凸出部分830mm的一端鉸接。T形連桿凸出長(zhǎng)度為125mm的鉸接處與普通連桿9另一端鉸接。在正常展開時(shí)，初始被壓縮的驅(qū)動(dòng)彈簧4產(chǎn)生的力F作用于滑移桿2、3上，使其分別向上運(yùn)動(dòng)xl、x2的距離，通過帶動(dòng)鉸接的連桿5、8運(yùn)動(dòng)使T形連桿6逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)α的角度，T形連桿6通過帶動(dòng)連桿10運(yùn)動(dòng)使T形連桿7順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)β的角度，繼而通過連桿11 運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)連桿9順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)完成展開。在機(jī)構(gòu)達(dá)到預(yù)定的最大展開角度后，即β即將達(dá)到90°時(shí)，彈簧將滑移桿頂?shù)交A(chǔ)桿的凸臺(tái)處(如附圖2所示)，無法繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，使機(jī)構(gòu)保持在最大展開角度。通過圓形陣列組合后的連桿系統(tǒng)，各單位連桿機(jī)構(gòu)由圓心沿半徑方向輻射式展開，從而得到更大的展開面積。另外，更換不同剛度的驅(qū)動(dòng)彈簧4可以調(diào)整展開時(shí)間，以滿足不同需求。
權(quán)利要求
1.一種大收縮比的可陣列十桿可展單元機(jī)構(gòu)，包括基架桿、驅(qū)動(dòng)彈簧、兩個(gè)滑移桿、四個(gè)T形連桿和三個(gè)普通連桿，其特征在于所述的T形連桿由普通連桿和與其軸線垂直的連桿固聯(lián)而成，T形連桿上有三個(gè)鉸接處，基架桿上有三個(gè)鉸接處，從上至下依次鉸接一號(hào)普通連桿一端、一號(hào)T形連桿一端和二號(hào)T形連桿一端，在兩個(gè)T形連桿之間的基架桿桿體部分安裝短滑移桿和長(zhǎng)滑移桿，其中短滑移桿位于長(zhǎng)滑移桿上部，驅(qū)動(dòng)彈簧嵌在短滑移桿和長(zhǎng)滑移桿中間，彈簧兩頭分別與兩個(gè)滑移桿接觸，初始階段彈簧處于壓縮狀態(tài)；短滑移桿與三號(hào)T形連桿一端鉸接，三號(hào)T形連桿另一端與一號(hào)T形連桿中段鉸接，長(zhǎng)滑移桿與三號(hào)普通連桿一端鉸接，三號(hào)普通連桿的另一端與三號(hào)T形連桿中段鉸接，二號(hào)T形連桿另一端和一號(hào)普通連桿另一端分別鉸接四號(hào)T形連桿的一端和中段，一號(hào)T形連桿另一端和二號(hào)T 形連桿中段之間鉸接二號(hào)普通連桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大收縮比的可陣列十桿可展單元機(jī)構(gòu)，其特征在于所述基架桿上的三個(gè)鉸接處是三個(gè)伸出基架桿軸線的垂直桿，每個(gè)垂直桿另一端具有一個(gè)鉸接處，三個(gè)垂直桿的軸線間距分別為50和780，最上端長(zhǎng)度為85的垂直桿與長(zhǎng)度為2080的一號(hào)普通連桿一端鉸接，中間長(zhǎng)度為110的垂直桿與長(zhǎng)度為450的一號(hào)T形連桿距離凸出部分350的一端鉸接，最下端長(zhǎng)度為210的垂直桿與長(zhǎng)度為2080的二號(hào)T形連桿距離凸出部分1960較遠(yuǎn)的一端鉸接；短滑移桿長(zhǎng)度為90，長(zhǎng)滑移桿長(zhǎng)度為130，短滑移桿與長(zhǎng)度為380 的三號(hào)T形連桿距離凸出部分230的一端鉸接，長(zhǎng)滑移桿與長(zhǎng)度為250的三號(hào)普通連桿一端鉸接；三號(hào)普通連桿另一端與三號(hào)T形連桿凸出長(zhǎng)度為45的鉸接處鉸接，一號(hào)T形連桿凸出長(zhǎng)度為30的鉸接處與三號(hào)T形連桿的另一端鉸接，一號(hào)T形連桿的另一端與二號(hào)普通連桿一端鉸接；二號(hào)T形連桿凸出長(zhǎng)度為55的鉸接處與二號(hào)普通連桿另一端鉸接，二號(hào)T 形連桿的另一端與長(zhǎng)度為1000的四號(hào)T形連桿距離凸出部分830的一端鉸接，四號(hào)T形連桿凸出長(zhǎng)度為125的鉸接處與一號(hào)普通連桿另一端鉸接；上述的長(zhǎng)度均為比例關(guān)系。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大收縮比的可陣列十桿可展單元機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的基架桿桿體上部粗、下部細(xì)，由此形成的凸臺(tái)使短滑移桿只能在限定范圍內(nèi)滑動(dòng)。全文摘要
本發(fā)明公開了一種大收縮比的可陣列十桿可展單元機(jī)構(gòu)，包括基架桿、驅(qū)動(dòng)彈簧、兩個(gè)滑移桿、四個(gè)T形連桿和三個(gè)普通連桿，由驅(qū)動(dòng)彈簧作用于滑移桿上的力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，完成展開過程，克服了內(nèi)置伸縮桿可陣列平行四邊形機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)力大、效率低的缺點(diǎn)；達(dá)到最大角度展開后，驅(qū)動(dòng)彈簧將滑動(dòng)桿頂在基礎(chǔ)桿的凸臺(tái)初無法繼續(xù)滑移，故保證了在最大展角下工作。本機(jī)構(gòu)適用于環(huán)形陣列組合方式，在組合時(shí)將基架桿置于圓心位置，各連桿機(jī)構(gòu)由圓心沿半徑方向輻射式展開，從而達(dá)到更大的展開面積。此外，更換不同剛度的驅(qū)動(dòng)彈簧可以調(diào)整展開時(shí)間，以滿足不同需求。本發(fā)明展開過程平穩(wěn)，驅(qū)動(dòng)效率高，加工簡(jiǎn)單，裝配方便，展開時(shí)間可調(diào)。
文檔編號(hào)H01Q1/08GK102386473SQ20111037754
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者劉國(guó)林, 孫宏圖, 孫遠(yuǎn)濤, 王三民, 陳蘇 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)