一种索膜组合结构可展开卫星天线的制作方法

文档序号:18327624发布日期:2019-08-03 11:30阅读:229来源:国知局
一种索膜组合结构可展开卫星天线的制作方法

本发明涉及卫星天线,本发明尤其涉及可展开卫星天线。



背景技术:

随着航天科技的发展,许多科学应用领域对大口径天线提出了的需求,其目的在于获取微小发射功率的信号。通信卫星、中继卫星、军用侦察卫星以及太空攻防微波武器均需要口径十米以上的天线,射电天文学科需要的长基线干涉仪的口径也在十米以上,太阳能动力站卫星为传输高能微波至地球也需要口径百米以上的巨型天线;另一方面,火箭发射舱的运载重量和容量十分有限;这要求卫星天线必须具备轻质、口径大、可展开和高精度的特性。

世界各国对此均高度重视,并取得了诸多相应成果。其中环形桁架展开天线与其它形式的可展开天线形式相比,具有随口径增大天线重量的增加相对较小的特征,因此成为了目前大型卫星天线比较理想的形式。

环形析架式天线的索网结构主要由前索网、后索网、纵向调节索组成。金属反射面网缝制在前索网反射面索网上完成电波反射任务。要提高此类天线提高设计精度,现有的方法是增加前索网的网格密度;这将导致索网节点增多,天线在太空的展开过程中索网发生相互缠绕无法正常展开的概率大大增加。为了索网反射面的精度能够较好地保持,索网结构的也应具有一定的预应力使自身的刚度需达到预定的指标。预应力越大,索网天线结构的刚度越好,但对天线结构的展开驱动力要求也就越大,由于卫星天线驱动电机功率有限,这将导致天线结构的展开较为困难或展不开。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服已有技术的缺陷,提供一种在不增加网格密度的前提下提高了天线的设计精度的索膜组合结构可展开卫星天线。

本发明的索膜组合结构可展开卫星天线,包括圆环柱体形桁架,所述的桁架包括沿竖直方向设置的多根气动杆,所述的多根气动杆沿桁架圆周方向均匀间隔设置,每根气动杆均包括气杆壳体,在所述的气杆壳体内安装有能够沿气杆壳体内壁上下滑移的活塞,所述的活塞上部的气杆壳体内的空腔为第二空腔,所述的活塞下部的气杆壳体内的空腔为第三空腔;

所述的活塞的顶壁上设置有一个空心滑杆,所述的空心滑杆的中间空腔为第一空腔,所述的空心滑杆伸出气杆壳体顶部设置,在所述的空心滑杆的底部侧壁上开有侧孔;一个密封盖包括中间具有空腔的主体,在所述的主体外壁上沿圆周方向设置有轴肩,所述的主体环套在空心滑杆外且轴肩以下部分的主体插在气杆壳体的第二空腔内并与第二空腔处的气杆壳体内壁螺纹连接,所述的轴肩压紧设置在气杆壳体的顶壁上,所述的空心滑杆能够沿主体的中间空腔内壁上下滑移,在所述的主体上部外壁上套有能够与主体上下滑动连接的套锁环,在所述的锁环和轴肩之间的主体上套有弹簧,所述的弹簧上端和锁环底壁接触并且下端和轴肩顶壁接触,在所述密封盖的主体上部外壁上沿主体径向对称开有两个径向孔,在锁环的内腔设置有从上至下直径从大变小且两者之间通过倒角过渡的二级环形槽,沿空心滑杆径向在所述的空心滑杆外壁上沿圆周方向开有一圈弧形圆环槽,当弧形圆环槽在钢球所在位置下方时,所述的钢球限制在锁环直径较大的环形槽、主体的径向孔和空心滑杆圆柱外壁构成的空间内;当弧形圆环槽处于钢球所在位置时,两个钢球处于锁环直径较小的环形槽、主体的径向孔和弧形圆环槽构成的空间内,两个钢球分别嵌入空心滑杆上的弧形圆环槽配合锁定空心滑杆运动;在与第三空腔对应位置处的所述的气杆壳体的下部外壁上开有与第二气嘴连通的气孔,在与第一空腔对应位置处的所述的主体上部外壁上开有与第一气嘴连通的气孔,所述的第一空腔通过侧孔与位于空心滑杆和活塞上部之间的第二空腔连通,所述的空心滑杆上部与同步铰链的螺纹连接,空心滑杆下部与锁紧铰链预留的接口螺纹连接;

一个膜网设置在桁架内的上部,所述的膜网展开时在连接件的拉力作用下上边缘形成抛物线网状结构拟合旋转抛物面形,所述的膜网为由多道具有一定的弹性膜片交叉设置形成的空间网格结构,膜网的每个网格为三角空心棱柱形,膜网完全打开状态下每个网格的顶边均为抛物线,所述的膜网边缘处构成同一个网格的两道膜片通过一个连接器相连;

在所述的桁架内的底部设置有一个后网面,所述的后网面为由多道拉索构成的三角形网格结构,所述的后网面的边缘处构成同一个网格的两道拉索通过一个连接器相连;

所述的连接器包括一个轴线沿水平方向设置的空心连接管,在所述的空心连接管的侧壁上沿水平方向设置有凸台,在所述的凸台上沿竖直方向分别固定有一个轴承,在每个轴承的外圈上均固定有一个拉耳,在每道膜片的外边缘均固定有一个加强圈,同一个网格的两道膜片固定有加强圈的外边缘的连接点分别与一个连接器的两个拉耳一一对应固定相连,同一个网格的两道拉索的外边缘的连接点分别与一个连接器的两个拉耳一一对应固定相连;

一个与所述的膜网顶壁形状吻合的反射膜固定在膜网的顶壁上,膜网的每一个网格面均平行于展开后的膜网所拟合的旋转抛物面的转轴;

每个上部的连接器套在一根上部的横杆上并且两者之间粘接固定,每根上部的横杆的两端分别设置在两个同步铰链之间且与两个同步铰链铰接相连,多根上部的横杆通过同步铰链彼此相连构成闭合结构,每个下部的连接器套在一根下部的横杆上,每根下部的横杆的两端分别设置在两个锁紧铰链之间且与两个锁紧铰链铰接相连,多根横杆通过锁紧铰链彼此相连构成闭合结构,相邻的两根空心滑杆之间沿斜向连接有一根斜杆,所述的斜杆的一端与两根空心滑杆中的一根空心滑杆的同步铰链之间铰接相连并且另一端与两根空心滑杆中的另一根空心滑杆的锁紧铰链之间铰接相连,全部斜杆成w形设置;

一根环形上导气管安装在多根上部的横杆内部空腔中,一根环形下导气管安装在多根下部的横杆内部空腔中,所述的环形上导气管和环形下导气管采用柔性材料制造,所述的环形上导气管通过多根支管与每个气动杆的第一气嘴连通,所述的环形下导气管通过多根支管与每个第二气嘴连通,所述的环形上导气管和环形下导气管分别通过安装有电磁节流阀和压力传感器的管道与一个储气罐连通,两个储气罐分别通过管道与一个双向泵的泵口连接,所述的双向泵的泵轴与电动机相连;

在所述的膜网的多道膜片交叉节点处以及后网面的节点处之间分别一一对应的设置有一个连接件,所述的连接件沿竖直方向设置,每个连接件包括空心螺柱,所述的空心螺柱的上下两端分别螺纹连接有一个螺纹套筒,在上部的螺纹套筒的上端内以及下部的螺纹套筒的下端内分别设置有定位台,在每个螺纹套筒内分别滑动连接有一个中空滑动销,所述的中空滑动销通过一端的定位轴肩与定位台能够压紧配合,在每个中空滑动销内粘接固定有一根纵向拉索,每个连接件上端的纵向拉索与膜网底面处的交叉节点处固定相连并且下端的纵向拉索与后网面的节点处固定相连。

本发明的有益效果是:

1.采用弹性薄膜连接形成的网状结构代替前网面,利用薄膜网状结构在多点集中力的作用下的连续弹性变形的特点,使膜的边缘形成曲线对抛物线进行拟合;这使附着在薄膜网状结构前网面的金属薄被划分为许多三边均为抛物线的空间三角形,通过这些空间三角形对抛物面进行拟合,最终达到了在不增加网格密度的前提下提高天线的设计精度的目的。

2.由于本发明内部特殊的索膜组合结构,在折叠装配到运载火箭内部的过程中可将后网面与纵向拉索形成的连接节点放入薄膜网状结构的三角棱柱的空间内折叠装配,利用膜将节点相互隔离,防止索网在运输过程中由于振动相互缠绕导致天线无法展开,可有效降低天线在太空展开的故障率。

3.本发明提出了一种新型的可展开桁架,改善了天线展开过程中的传动特性。其采用了并联气动驱动模式,在展开过程的后半阶段使桁架具备了远大于气动杆推力的驱动展开力,为索膜组合结构足够大的预紧力,大幅度提高天线的整体刚度。天线完全展开处于稳定工作状态后,关节对于气动杆的作用力很小,降低了桁架气动杆锁定机构的强度要求,进一步提高了整体结构的稳定性。

附图说明

图1-1为本发明索膜组合结构可展开卫星天线的结构示意图;

图1-2为图1-1所示的结构的主视图;

图2为图1-1所示的结构的爆炸示意图;

图3-1为图1-1所示的结构中的索膜结构主视图;

图3-2为图1-1所示的结构的立体图;

图4为图1-1所示的结构中的膜网中条形弹性膜上边缘成形原理示意图;

图5为图1-1所示的结构中的膜网上边缘网面空间三角形单元成形示意图;

图6为图1-1所示的结构中抛物面反射面成型原理示意图;

图7-1为图1-1所示的结构中膜片端部结构示意图;

图7-2为图1-1所示的结构中连接器结构示意图;

图8-1为图1-1所示的结构中连接件的结构示意图;

图8-2为图8-1所示的连接件的a处局部结构示意图;

图9为图1-1所示的结构中可展开桁架结构示意图;

图10为本发明桁架气动杆并联驱动原理示意图;

图11本发明桁架气动驱动系统布局示意图;

图12-1为本发明桁架三角形折叠单元展开示意图;

图12-2为本发明桁架三角形折叠单元展开过程示意图;

图12-3为本发明桁架三角形折叠单元折叠示意图;

图13为本发明可展开桁架折展原理示意图;

图14-1为本发明气动杆结构示意图;

图14-2为本发明气动杆锁定机构局部示意图;

图14-3为图14-2所示的气动杆锁定机构锁定后b-b局部剖面示意图;

图14-4为图14-2所示的气动杆锁定机构锁定前b-b局部剖面示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方法,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

参阅附图,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的位置限定用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。

如附图所示,本发明的一种索膜组合结构可展开卫星天线,包括圆环柱体形折叠状态下及完全展开状态下均为圆环柱体桁架5,所述的桁架5包括沿竖直方向设置的多根气动杆14,所述的多根气动杆14沿桁架5圆周方向均匀间隔设置,每根气动杆14均包括气杆壳体21,在所述的气杆壳体21内安装有能够沿气杆壳体21内壁上下滑移的活塞,所述的活塞上部的气杆壳体21内的空腔为第二空腔,所述的活塞下部的气杆壳体21内的空腔为第三空腔。

所述的活塞的顶壁上设置有一个空心滑杆17,所述的空心滑杆17的中间空腔为第一空腔24,所述的空心滑杆17伸出气杆壳体21顶部设置,在所述的空心滑杆17的底部侧壁上开有侧孔26;一个密封盖20包括中间具有空腔的主体,在所述的主体外壁上沿圆周方向设置有轴肩,所述的主体环套在空心滑杆17外且轴肩以下部分的主体插在气杆壳体21的第二空腔内并与第二空腔处的气杆壳体21内壁螺纹连接。所述的轴肩压紧设置在气杆壳体21的顶壁上。所述的空心滑杆17能够沿主体的中间空腔内壁上下滑移,在所述的主体上部外壁上套有能够与主体上下滑动连接的套锁环18,在所述的锁环18和轴肩之间的主体上套有弹簧19,所述的弹簧19上端和锁环18底壁接触并且下端和轴肩顶壁接触弹簧处于压缩状态,使锁环始终有向上运动的趋势。在所述密封盖20的主体上部外壁上沿主体径向对称开有两个径向孔,在锁环18的内腔设置有从上至下直径从大变小且两者之间通过倒角过渡的二级环形槽,沿空心滑杆17径向在所述的空心滑杆17外壁上沿圆周方向开有一圈弧形圆环槽,当弧形圆环槽在钢球所在位置下方时,所述的钢球25限制在锁环18直径较大的环形槽、主体的径向孔和空心滑杆17圆柱外壁构成的空间内;当弧形圆环槽处于钢球25所在位置时,锁环18在弹簧19的推动下向上运动,将两个钢球25推入弧形圆环槽内,此时两个钢球25处于锁环18直径较小的环形槽、主体的径向孔和弧形圆环槽构成的空间内,两个钢球25分别嵌入空心滑杆17上的弧形圆环槽配合锁定空心滑杆17运动;钢球25的直径大于弧形圆环槽的深度和密封盖20的主体壁厚之和,钢球25的一部分突出设置在主体的圆柱面外侧,限制锁环18继续上移。

在与第三空腔28对应位置处的所述的气杆壳体21的下部外壁上开有与第二气嘴22连通的气孔,在与第一空腔对应位置处的所述的主体上部外壁上开有与第一气嘴16连通的气孔,所述的第一空腔通过侧孔与位于空心滑杆17和活塞上部之间的第二空腔27连通。

所述的空心滑杆17上部与同步铰链12的螺纹连接为了便于锁环18、弹簧19和密封盖20的装配,同步铰链12的下端预留了螺纹接口与空心滑杆17进行配合,装配后用密封胶粘结固定,空心滑杆17下部与锁紧铰链23预留的接口螺纹连接,所述的同步铰链12和锁紧铰链23的结构分别采用肖勇在“环形可展开大型卫星天线结构设计与研究[d].西北工业大学,2001”第53-59页中设计的同步铰链和锁紧铰链的内部机械展开原理及结构。

气动杆14其两端通过螺纹副分别与同步铰链12和锁紧铰链23装配形成固定配合,为桁架5的展开提供动力和限位;其驱动原理如附图14-1所示,通过控制第二空腔27和第三空腔28内的气体压力,进而在空心滑杆17装配在气杆壳体21内活塞两端产生压差来驱动空心滑杆17在气体壳体的空腔内运动,实现气动杆14的长度变化和推力输出。

当桁架5展开到工作状态后,需要对桁架的自由度进行限制,使桁架5处于稳定工作状态,所以本发明在气动杆14中间部位设计了位移锁定装置如图14-3、14-4所示。空心滑杆17可沿着密封盖20内腔轴向滑动;锁环18通过圆柱副与密封盖20的外圆柱面配合,在锁环18与密封盖20之间安装了弹簧19,使锁环18具有沿其圆柱面轴向上滑动的趋势;在锁环18的内腔设计有直径不同的通过倒角过渡的二级环形槽,用于推动挤压对钢球25;钢球25安装在密封盖20末端的径向孔内,用于与空心滑杆17上的弧形圆环槽配合锁定空心滑杆17运动。

其初始自由驱动状态如图14-4所示,由于空心滑杆17的圆柱外壁挤压,钢球被限制在锁环18直径较大的环形空腔和密封盖20末端的径向孔构成的空间内,此时气动杆14内的空心滑杆17可自由运动;当空心滑杆17上的弧形圆环槽到达钢球25的部位时,由于是锁环18在弹簧19的推动下轴向滑动,迫使钢球25向内运动运动嵌入空心滑杆17上的弧形圆环槽内,然后锁环18在弹簧19的推动下继续滑动到达图14-3所示的位置,利用锁环18直径较小的环形空腔内壁限制钢球25向外运动,从而对气动杆14进行锁定。

一个膜网2设置在桁架5内的上部,所述的膜网2展开时在连接件的拉力作用下上边缘形成抛物线网状结构拟合旋转抛物面形,所述的膜网2为由多道具有一定的弹性膜片具有一定的弹性薄膜可以采用与反射膜1相同的金属丝编织的薄膜材料交叉设置形成的空间网格结构,膜网2的每个网格为三角空心棱柱形,膜网2完全打开状态下每个网格的顶边均为抛物线,所述的膜网2边缘处构成同一个网格的两道膜片通过一个连接器6相连。

在所述的桁架5内的底部设置有一个后网面4,如图6所示,所述的后网面4为由多道拉索构成的三角形网格结构。所述的后网面4的边缘处构成同一个网格的两道拉索通过一个连接器6相连。

所述的连接器6包括一个轴线沿水平方向设置的空心连接管,在所述的空心连接管的侧壁上沿水平方向设置有凸台,在所述的凸台上沿竖直方向分别固定有一个轴承,在每个轴承的外圈上均固定有一个拉耳7,如图7-1所示,在每道膜片2-1的外边缘均固定有一个加强圈8,如图7-2所示,同一个网格的两道膜片2-1固定有加强圈8的外边缘的连接点分别与一个连接器6的两个拉耳一一对应固定相连,同一个网格的两道拉索的外边缘的连接点分别与一个连接器6的两个拉耳一一对应固定相连。

膜网2上边缘的外侧环形分布的连接点通过连接器6和拉耳7如附图7-2所示构成的万向铰链机构与桁架5的横杆13连接连接器6与横杆13用粘结剂固结,在网膜2与连接器铰链连接点处设计有加强圈,用于改善膜张拉过程中的应力分布,同时降低铰链内部的相互旋转时的摩擦力。

同一个网格的两道拉索的外边缘的连接点通过连接器6和拉耳7构成的万向铰链机构与桁架5的横杆13连接,主要作用是为纵向拉索3提供拉力。如图7-2所示,连接器6和拉耳7构成的万向铰链机构有一定的机械自适应性能,可有效降低天线网膜2和后网面4在折展程中的应力。

一个与所述的膜网2顶壁形状吻合的反射膜1固定可以粘接固定在膜网2的顶壁上,所述的反射膜1为现有产品,可以购得,为金属材质编织成的薄膜结构,附着在膜网2的上侧边缘上形成近似的旋转抛物曲面,反射膜1以及膜网2是在纵向拉索3作用下形成该形状,实现对微波的反射。膜网2的每一个网格面均平行于展开后的膜网所拟合的旋转抛物面的转轴。

每个上部的连接器6套在一根上部的横杆13上并且两者之间粘接固定,每根上部的横杆13的两端分别设置在两个同步铰链之间且与两个同步铰链铰接相连。多根上部的横杆通过同步铰链彼此相连构成闭合结构。每个下部的连接器6套在一根下部的横杆13上,每根下部的横杆13的两端分别设置在两个锁紧铰链之间且与两个锁紧铰链铰接相连。多根横杆通过锁紧铰链彼此相连构成闭合结构。相邻的两根空心滑杆17之间沿斜向连接有一根斜杆15,所述的斜杆15的一端与两根空心滑杆17中的一根空心滑杆17的同步铰链之间铰接相连并且另一端与两根空心滑杆17中的另一根空心滑杆17的锁紧铰链之间铰接相连,全部斜杆成w形设置。同步铰链12和锁紧铰链23为横杆13和斜杆15提供铰链活动接口,其内部对应横杆13的接口末端通过齿轮副实现等角度同步展开。

一根环形上导气管30安装在多根上部的横杆13内部空腔中,一根环形下导气管29安装在多根下部的横杆13内部空腔中。所述的环形上导气管30和环形下导气管29采用柔性材料制造。所述的环形上导气管30通过多根支管与每个气动杆14的第一气嘴16连通,所述的环形下导气管29通过多根支管与每个第二气嘴22连通。所述的环形上导气管30和环形下导气管29分别通过安装有电磁节流阀和压力传感器的管道与一个储气罐连通,两个储气罐分别通过管道与一个双向泵的泵口连接,所述的双向泵的泵轴与电动机相连。本装置在使用时,储气罐等安装在卫星与本天线连接的转接臂上。

桁架5中装配的驱动系统采用了如附图11所示的多根气动杆14并联驱动的模式,环形上导气管30和环形下导气管29分别通过三通与桁架5中多个气动杆14的第一气嘴16和第二气嘴22连通,形成并联驱动结构。其驱动原理如图10所示,通过储气罐,泵、电磁节流阀和压力传感器图中未画出构成的气动系统控制环形上导气管30和环形下导气管29内的气压气体流速足够缓慢时,可忽略管道内的压力损失可实现多根气动杆14的同步驱动。

桁架的折叠三角形单元和整体机构在气动杆14驱动下由初始折叠状态逐步展开如图13所示,在展开的过程中,随着横杆13之间的角度不断增加,气动杆14施加在横杆轴线方向上的分力也在不断加大,可在展开过程的后半阶段使横杆13之间产生远大于气动杆推力的驱动展开力,为索膜组合结构足够大的预紧力,有助于大幅度提高天线的整体刚度。当横杆13到达位置后气动杆14自动锁定使天线处于稳定工作状态;由于展开单元的自锁式设计,此时横杆之间处于端部相互挤压自锁状态,关节对于气动杆14的作用力很小几乎为零,降低了桁架5对气动杆14锁定机构的强度要求,进一步提高了整体结构的稳定性。

在所述的膜网2的多道膜片交叉节点处以及后网面4的节点处之间分别一一对应的设置有一个连接件,所述的连接件沿竖直方向设置,如图5所示,每个连接件包括空心螺柱11,所述的空心螺柱11的上下两端分别螺纹连接有一个螺纹套筒10,在上部的螺纹套筒10的上端内以及下部的螺纹套筒10的下端内分别设置有定位台,在每个螺纹套筒10内分别滑动连接有一个中空滑动销9,所述的中空滑动销9通过一端的定位轴肩与定位台能够压紧配合,在每个中空滑动销9内粘接固定有一根纵向拉索3,每个连接件上端的纵向拉索3与膜网2底面处的交叉节点处固定相连并且下端的纵向拉索3与后网面4的节点处固定相连。

纵向拉索3两端分别与膜网2和后网面连接;其主要作用是为网膜2提供纵向拉力;为了降低制造误差对天线形面精度的影响;纵向拉索3通过粘接材料固结于中空滑动销9的空腔内部,中空滑动销9与螺纹套筒10通过圆柱副和平面副配合,实现了纵向位移约束的同时又可实现相对旋转,可防止调节过程中对纵向拉索3施加不必要的扭矩;螺纹套筒10和空心螺柱11通过螺纹配合调节长度,进而实现拉索的长度调节,最终达到调节拉力的目的。

由于本发明内部特殊的索膜组合结构,在折叠装配到运载火箭内部的过程中可将后网面4与连接件形成的连接节点放入膜网2的三角棱柱的空间内折叠装配,利用膜网将节点相互隔离,防止索网在运输过程中由于振动相互缠绕导致天线无法展开。

当需要发射卫星时,首先是要将天线折叠到能够达到最小空间内装配配在运载火箭内部;具体的步骤为:

①装配桁架5,将横杆13、气动杆14和斜杆15按照附图9至附图14-1与同步铰链12、锁紧铰链23进行装配,形成完整的桁架5。装配过程中将环形上导气管30和环形下导气管装配在横杆13的内部的圆柱空腔内;连接器在装配前与已与横杆13定位固接。

②索膜组合结构装配,将膜片结构按照图3-2相互缝合和粘接后形成膜网2,使膜状结构的每一个面均平行于展开状态下反射膜形成的旋转抛物面的转轴;将纵向拉索3通过粘接材料固结与中空滑动销9的空腔内部,并按图8-1装配长度调节器;在膜与膜的交叉处的下边缘位置与纵向拉索3采用粘结的方式连接;在网膜2与连接器铰链连接处安装加强圈用于改善膜张拉过程中的应力分布,同时降低铰链内部的摩擦力;将纵向拉索3的另一端与后网面4的节点连接形成索膜组合结构。

③反射膜的安装及精度调整,索膜组合结构通过万向铰链机构装配在桁架5上,驱动桁架5展开;在纵向索拉索3的拉力下使膜网2的下边缘向背离反射膜1的一侧移动,利用网膜2结构薄膜的协调变形能力使纵向拉索3作用在下边缘的集中力在膜的内部扩散,在上边缘附近形成较为均匀的拉应力分布,使膜网2的上边缘形成由连续的曲线构成的网面;通过调整纵向拉索3上的长度调节器调整每根纵向索的拉力,进而调整膜网2的上边缘形成由连续的曲线构成的网面的精度,使其达到设计要求;将金属材质编织成的薄膜结构反射面1附着在膜网2的上边缘形网面上,并使用弹性粘结剂粘接固定;再次通过调整纵向拉索3上的长度调节器调整每根纵向索的拉力,调整反射面1的精度,使其达到设计要求;然后将长度调节器用粘结剂固结,防止运输过程的震动使其长度改变,影响天线展开后的反射面1成形精度。

④折叠装配,按下气动杆14的锁环,使其解除锁定;通过气瓶、电磁阀及压力传感器控制环形上导气管30和环形下导气管29内的气压驱动气动杆14同步收缩到最小空间折叠位置附图12-1、12-2、12-3和附图13,在折叠过程中将后网面4与纵向拉索3形成的连接节点放入膜网2的三角棱柱的空间内折叠装配,利用膜网将节点相互隔离,防止索网在运输过程中由于振动相互缠绕导致天线无法展开;然后对桁架5施加较小的径向预应力的状态下装配到卫星上装入运载火箭。

⑤太空展开,当卫星被运送到所在的运行轨道时,解除天线的径向预应力约束,利用桁架5的回弹初步实现小幅度展开;通过储气罐,泵、电磁节流阀和压力传感器图中未画出构成的气动系统控制环形上导气管30和环形下导气管内的气压实现对驱动气动杆14的同步驱动,使桁架5带动索膜组合结构展开成形;当桁架5展开到工作位置时,即横杆13到达位置后气动杆14自动锁定,使天线处于稳定工作状态;由于展开单元的自锁式设计,此时横杆之间处于端部相互挤压自锁状态,关节对于气动杆14的作用力很小,几乎为零,降低了桁架5气动杆14锁定机构的强度要求,进一步提高了整体结构的稳定性。

在展开过程中若索网相互之间或与卫星其他部件发生缠绕导致无法展开时,可通过气动系统驱动桁架5进行多次折展使索网发生振动相互分离,从而达到使其摆脱缠绕状态排除故障目的。

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