一种构架式可展开天线模块连接装置

摘要

本发明公开了一种构架式可展开天线模块连接装置，包括连接杆和两个连接机构，连接杆包括：上连接头、下连接头和直杆；直杆的上端和下端分别与上连接头和下连接头连接；上连接头和下连接头分别与两个连接机构连接；连接机构包括：阶梯轴、两个端部接头、中间接头、轴承盖、两个轴承、两个轴套、两个弹性挡圈、两个铜垫片；轴承用于使端部接头绕阶梯轴转动；轴承盖、轴套和弹性挡圈用于定位和固定轴承；铜垫片位于端部接头和中间接头之间，阶梯轴两端的轴承盖通过螺母与阶梯轴连接。本发明通过在模块连接处采用旋转的连接机构，满足天线桁架结构在展开收拢过程中的角度变化，从而提高了天线桁架展开收拢的可靠性。

权利要求

1.一种构架式可展开天线模块连接装置，包括连接杆(1)和两个连接机构(2)，其特征在于：所述连接杆(1)包括：上连接头(11)、下连接头(13)和直杆(12)；

所述直杆(12)的上端和下端分别与所述上连接头(11)和所述下连接头(13)连接；所述上连接头(11)和所述下连接头(13)分别与两个连接机构(2)连接；

所述连接机构(2)包括：阶梯轴(21)、两个端部接头(22)、中间接头(23)、轴承盖(24)、两个轴承(25)、两个轴套(26)、两个弹性挡圈(27)、两个铜垫片(28)；

两个所述端部接头(22)通过轴承(25)连接于阶梯轴(21)的两端；所述中间接头(23)连接于阶梯轴(21)的中间；所述轴承(25)用于使端部接头(22)绕阶梯轴(21)转动；

所述轴承盖(24)、所述轴套(26)和所述弹性挡圈(27)与轴承(25)接触，且均用于定位和固定轴承(25)；所述铜垫片(28)位于所述端部接头(22)和所述中间接头(23)之间，所述阶梯轴(21)两端的轴承盖(24)通过螺母与所述阶梯轴(21)连接；

所述连接杆(1)的数量为三个，三个所述连接杆(1)的所述上连接头(11)和所述下连接头(13)分别与两个所述连接机构(2)的接头相连接；所述上连接头(11)通过第一侧面连接孔(111)与对应的端部接头(22)或中间接头(23)连接；所述下连接头(13)通过第三侧面连接孔(131)与对应的端部接头(22)或中间接头(23)相连。

2.根据权利要求1所述的构架式可展开天线模块连接装置，其特征在于，所述上连接头(11)的侧面设有三个所述第一侧面连接孔(111)和三个第二侧面连接孔(112)；

所述下连接头(13)的侧面设有三个所述第三侧面连接孔(131)和三个第四侧面连接孔(132)；

所述上连接头(11)通过所述第一侧面连接孔(111)与对应的端部接头(22)或中间接头(23)连接；

所述下连接头(13)通过所述第三侧面连接孔(131)与对应的端部接头(22)或中间接头(23)相连；

所述第二侧面连接孔(112)通过螺栓与所述直杆(12)的上端固定连接；

所述第四侧面连接孔(132)通过螺栓与所述直杆(12)的下端固定连接。

3.根据权利要求2所述的构架式可展开天线模块连接装置，其特征在于，所述阶梯轴(21)包括轴肩(211)，所述轴肩(211)与所述轴承(25)固定连接；

所述端部接头(22)上设有端部凸台(221)和中间凹槽(222)；

所述端部凸台(221)与轴承(25)的内圈接触；

所述中间凹槽(222)内设置所述弹性挡圈(27)，所述弹性挡圈(27)与所述轴承(25)的外圈固定连接；

所述的轴承盖(24)中部设有中间凸台(241)，所述中间凸台(241)用于固定和定位所述轴承(25)的内圈。

说明书

一种构架式可展开天线模块连接装置

技术领域

[0001] 本发明属于卫星天线技术领域，具体涉及一种构架式可展开天线模块连接装置。

背景技术

[0002] 随着人类对于太空探索技术的发展，在卫星通讯、对地观测等前沿领域，迫切需要大口径、高精度的天线。构架式空间可展开天线采用模块化的加工、制造、组装等的思想，在
各种太空任务中具有重要的发展意义。

[0003] 由于构架式空间可展开天线是用模块化的思想，所以模块之间连接机构或接头的设计对整个天线的展开收拢的可靠性，以及天线整体工作的稳定性具有重要的意义。针对
“六棱柱”型的构架式可展开天线，哈尔滨工业大学(刘兆晶.模块化可展开抛物面天线支撑
机构设计与研制[D].哈尔滨工业大学,2011)在模块连接处采用角铁固定连接，被连接的单
个杆件在空间中成120°分布。天线在收拢状态时，各个天线模块分布在同一平面上，根据结
构连接关系，模块连接处的被连接肋单元之间的夹角为120°，但是在天线展开状态时，天线
的各个模块分布在同一球面上，根据几何关系，模块连接处的被连接肋之间的夹角不再是
120°，所以在模块连接处，在天线展开收拢过程中，模块连接处的被连接肋之间的夹角是一
直在变化，采用角铁固定连接的方式，将在天线展开收拢过程中产生几何冲突，导致天线不
能展开收拢或者天线桁架产生较大的变形，并且随着天线口径增大，模块数增多，越往外
侧，模块连接处被连接肋之间的夹角在展开收拢过程中变化范围越大，该问题就越突出。

发明内容

[0004] 为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种构架式可展开天线模块连接装置，本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

[0005] 一种构架式可展开天线模块连接装置，包括连接杆和两个连接机构，所述的连接杆包括：上连接头、下连接头和直杆；

[0006] 所述直杆的上端和下端分别与所述上连接头和所述下连接头连接；所述上连接头和所述下连接头分别与两个连接机构连接；

[0007] 所述的连接机构包括：阶梯轴、两个端部接头、中间接头、轴承盖、两个轴承、两个轴套、两个弹性挡圈、两个铜垫片；

[0008] 两个所述端部接头通过轴承连接于阶梯轴的两端；所述中间接头连接于阶梯轴的中间；所述轴承用于使端部接头绕阶梯轴转动；

[0009] 所述轴承盖、所述轴套和所述弹性挡圈与轴承接触，且均用于定位和固定轴承；所述铜垫片位于所述端部接头和所述中间接头之间，所述阶梯轴两端的轴承盖通过螺母与所
述阶梯轴连接。

[0010] 在本发明的一个实施例中，所述上连接头的侧面设有三个第一侧面连接孔和三个第二侧面连接孔；

[0011] 所述下连接头的侧面设有三个第三侧面连接孔和三个第四侧面连接孔；

[0012] 所述上连接头通过所述第一侧面连接孔与对应的端部接头或中间接头连接；

[0013] 所述下连接头通过所述第三侧面连接孔与对应的端部接头或中间接头相连；

[0014] 所述第二侧面连接孔通过螺栓与所述直杆的上端固定连接；

[0015] 所述第四侧面连接孔通过螺栓与所述直杆的下端固定连接。

[0016] 在本发明的一个实施例中，所述阶梯轴包括轴肩，所述轴肩与所述轴承固定连接；

[0017] 所述端部接头上设有端部凸台和中间凹槽；

[0018] 所述端部凸台与轴承的内圈接触；

[0019] 所述中间凹槽内设置所述弹性挡圈，所述弹性挡圈与所述轴承外圈固定连接；

[0020] 所述的轴承盖中部设有中间凸台，所述中间凸台用于固定和定位所述轴承内圈。

[0021] 本发明的有益效果：

[0022] 1、本发明通过连接机构在各个模块的连接处将需要连接的连接杆连接起来，在模块连接处采用旋转机构，使得模块间被相互连接的肋单元在天线展开收拢过程中可以相互
转动，以满足天线在展开收拢过程天线桁架结构在展开收拢过程中的角度变化，从而提高
了天线桁架展开收拢的可靠性。

[0023] 2、本发明采用旋转机构，使得模块拼装更加灵活，从而提高天线桁架安装的便利性。

[0024] 以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

[0025] 图1是本发明实施提供的一种构架式可展开天线模块连接装置的装配示意图；

[0026] 图2是本发明实施提供的连接杆装配示意图；

[0027] 图3是本发明实施提供的上连接头结构示意图；

[0028] 图4是本发明实施提供的下连接头结构示意图；

[0029] 图5是本发明实施提供的连接机构整体装配示意图；

[0030] 图6是本发明实施提供的连接机构剖面结构示意图；

[0031] 图7是本发明实施提供的阶梯轴结构示意图；

[0032] 图8是本发明实施提供的端部接头结构示意图；

[0033] 图9是本发明实施提供的中间接头结构示意图；

[0034] 图10是本发明实施提供的轴承盖结构示意图。

[0035] 附图标记说明：

[0036] 1‑连接杆；11‑上连接头；111‑第一侧面连接孔；112‑第二侧面连接孔；12‑直杆；13‑下连接头；131‑第三侧面连接孔；132‑第四侧面连接孔；2‑连接机构；21‑阶梯轴；211‑轴
肩；22‑端部接头；221‑端部凸台；222‑中间凹槽；23‑中间接头；24‑轴承盖；241‑中间凸台；
25‑轴承；26‑轴套；27‑弹性挡圈；28‑铜垫片。

具体实施方式

[0037] 下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

[0038] 实施例一

[0039] 本发明的一种构架式可展开天线模块连接装置可以提高构架式可展开天线在展开收拢过程中的可靠性。实现本发明的技术构思是：在模块连接处，通过一种可以相对转动
的机构将需要连接的杆件进行连接，即天线在展开收拢过程中模块间被连接的肋可以相对
转动，以满足在天线展开收拢过程中的角度变化关系。

[0040] 参照图1，一种构架式可展开天线模块连接装置包括：连接杆1和连接机构2，其中，连接杆1是构架式天线中需要模块间连接的杆件，各个连接杆1的上连接头11和下连接头13
分别与连接机构2连接，三个连接杆1分别与连接机构2的一个接头相连接，实现三个连接杆
1的相互连接，即三个构架式模块的相互连接。本实施例的一种构架式可展开天线模块连接
装置，主要解决在“六棱柱”型构架式可展开天线展开过程中，不同模块相互连接肋单元之
间的夹角发生变化，导致天线展开可靠性降低的问题。它主要由连接杆1和连接机构2组成，
连接杆1的上下接头侧面开有与连接机构2接头相连的孔位，连接机构2接头之间可以相互
转动，即与之相连的连接杆1之间也可以相互转动，以适应天线各模块相连肋单元之间夹角
的变化特点，从而提高了天线展开可靠性。

[0041] 参照图2、图3和图4，本发明的连接杆1包括上连接头11、直杆12和下连接头13，上连接头11和下连接头13通过直杆12连接，直杆12的上端和下端分别与上连接头11和下连接
头13连接。上连接头11的侧面开有三个第一侧面连接孔111和三个第二侧面连接孔112。下
连接头13的侧面开有三个第三侧面连接孔131和三个第四侧面连接孔132，第一侧面连接孔
111和第三侧面连接孔131用于与连接机构2的接头相连接，并通过第二侧面连接孔112和第
四侧面连接孔132进行固定在直杆12上。上连接头11和下连接头13分别连接一个连接机构
2；

[0042] 参照图5和图6，连接机构2在各个模块拼接处将需要连接的连接杆1连起来。本发明的连接机构2包括阶梯轴21、两个端部接头22、中间接头23、两个轴承盖24、两个轴承25、
两个轴套26、两个弹性挡圈27、两个铜垫片28。端部接头22和中间接头23分别连接于阶梯轴
21的两端和中间，轴承25保证端部接头22能够灵活的绕阶梯轴21转动，轴承盖24、轴套26和
弹性挡圈27起到定位和固定轴承25的作用，铜垫片28位于端部接头22和中间接头23之间，
铜垫片28起到定位端部接头22以及减小其与中间接头23之间的摩擦，通过螺母将阶梯轴21
两端的轴承盖24夹紧，完成整个机构的定位。

[0043] 上连接头11通过第一侧面连接孔111与对应的端部接头22或中间接头23连接。下连接头13通过第三侧面连接孔131与对应的端部接头22或中间接头23相连。

[0044] 参照图7、图8、图9和图10，图7是阶梯轴21，中间有个凸起的轴肩211，轴肩211用于固定轴承25。图8是端部接头22，一端具有端部凸台221，中间开有一中间凹槽222用于固定
放置弹性挡圈27，用于固定和定位轴承25的外圈端，端部凸台221用于固定和定位轴承25的
内圈。图9是中间接头23，图10是轴承盖24，中间有一中间凸台241；其中，轴肩211、轴套26和
中间凸台241用于定位轴承25的内圈，端部凸台221和弹性挡圈27用于定位轴承25的外圈，
这样就完成了轴承25的定位和固定。

[0045] 本发明的工作原理：构架式天线中需要相连的三个模块的三个连接杆1的上连接头11和下连接头13分别与两个连接机构2的接头相连接，并且同一个连接杆1的上连接头11
和下连接头13连接与连接机构2的接头连接孔位一致，比如其中一个连接杆1的上连接头11
用第一侧面连接孔111的中间孔位与连接机构2的中间接头23相连，那么下连接头13也用第
三侧面连接孔131的中间孔位与连接机构2的中间接头23相连，其中，中间接头23与阶梯轴
21是紧配合，即相当于固定连接，所以构架式可展开天线收拢展开的过程中，为满足桁架结
构的角度变化，连接其中两个连接杆1的端部接头22绕中间接头23相对转动，即实现相互连
接肋单元的相互转动。

[0046] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特
定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0047] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。

[0048] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情
况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0049] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它
们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特
征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在
第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示
第一特征水平高度小于第二特征。

[0050] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任
何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说
明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

[0051] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在
不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的
保护范围。