一种基于可折叠天线的伸缩布膜机构的制作方法

本发明涉及膜材天线技术领域，特别是涉及一种基于可折叠天线的伸缩布膜机构。

背景技术：

随着移动卫星通信、对地观测等的迅猛发展，对大型空间可展天线的需求越来越迫切。膜材天线是以柔性薄膜材料制成的一种高精度空间结构，具有质量轻、折叠体积小、成本低等优点，是未来大型航天结构的理想选择。膜材天线结构对膜面的成形精度要求极高，成形精度是膜材天线设计和成形中的一个重要指标，此外在为膜材天线布膜过程中难以将膜展平且有时无法保证密封性，因此，布膜展平度及密封性成为膜材天线布膜过程中的一个重要指标。

伸缩式布膜设备装置是一项新技术，在美、日、德等发达国家已有部分应用，其中关键技术可参考信息无法获取。我国现有的布膜设备，在混凝土预制件生产技术当中应用较为广泛，但是应用到膜材天线中的布膜设备却少之甚少。而且，目前的伸缩式布膜设备在实际应用过程中，控制系统中存在驱动较多，控制系统和结构均较为复杂的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于可折叠天线的伸缩布膜机构，以解决上述现有技术存在的问题，布膜机构结构简单，布膜均匀性和平整性好，且还能够保证膜材天线间良好的气密性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种基于可折叠天线的伸缩布膜机构，包括展收机构、伸缩布膜机构和压紧机构；所述展收机构包括中间框架和设置于所述中间框架两侧的展收框架，所述展收框架能够实现展收；所述中间框架的顶部设置有中部薄膜天线和侧翼薄膜天线，所述侧翼薄膜天线设置于所述中间框架的顶部，所述中部薄膜天线设置于所述侧翼薄膜天线的顶部，所述侧翼薄膜天线通过所述伸缩布膜机构进行布膜；

所述伸缩布膜机构包括伸缩连杆、滑车、导轨、卷筒、导绳、导绳块和定滑轮，所述侧翼薄膜天线远离所述中部薄膜天线的一端固定于所述伸缩连杆上，所述伸缩连杆的两端均固定有所述滑车，所述中间框架和所述展收框架顶部两端的边框处均设置有一段所述导轨，各段的所述导轨相互衔接，所述滑车与所述导轨滑动配合连接，所述定滑轮固定所述展收框架的边框上，并与所述侧翼薄膜天线展开的终点位置相对，所述导绳块设置于所述卷筒与所述定滑轮之间；通过所述卷筒控制收放的导绳，一端固定于所述卷筒上，另一端依次穿过所述导绳块、所述定滑轮后与所述滑车连接；

所述压紧机构设置于所述中部薄膜天线的顶部，所述压紧机构在所述侧翼薄膜天线完全展开后能够下压所述中部薄膜天线，进而消除所述中部薄膜天线与所述侧翼薄膜天线之间的高度差。

优选地，所述展收机构还包括展收驱动装置，所述展收驱动装置包括铰链、支撑杆和伺服缸，所述铰链设置于所述中间框架与所述展收框架的底部拼接处，且所述铰链同时与所述中间框架和所述展收框架连接，所述铰链通过销轴与所述支撑杆铰接，所述铰链两侧的所述中间框架和所述展收框架上均铰接有所述伺服缸，两个所述伺服缸的伸缩杆的顶端通过一销轴与所述支撑杆的顶部铰接。

优选地，每个所述展收框架与所述中间框架之间设置有两组所述展收驱动装置。

优选地，所述中间框架的顶部边框处设置有第一竖向安装板，所述第一竖向安装板顶部横向设置有第一顶部安装板，所述展收框架的顶部边框处设置有第二竖向安装板，所述第二竖向安装板顶部横向设置有第二顶部安装板，所述第一竖向安装板、所述第一顶部安装板、所述第二竖向安装板和所述第二顶部安装板在所述中间框架与所述展收框架的顶部边框处拼接成一圈带有内腔的框架壳体，所述框架壳体将所述滑车、所述导轨、所述导绳块和所述定滑轮罩设于其内腔内，所述导绳块固定于所述第一竖向安装板或所述第二竖向安装板的内侧，所述卷筒则固定于所述第一竖向安装板或所述第二竖向安装板的外侧。

优选地，所述卷筒的外部还罩射有一卷筒收纳仓，所述卷筒收纳仓固定于所述第一竖向安装板或所述第二竖向安装板的外侧。

优选地，所述压紧机构包括压紧机构上板、压紧机构下板、压紧支撑杆、压板套筒、压板推杆、压紧弹簧、压紧电动缸、压紧导轮、导轮架和导绳索；

所述压紧机构上板设置有多块，分别设置于所述第一顶部安装板和所述第二顶部安装板的底部，所述压紧机构下板与所述压紧机构上板相对，设置于所述压紧机构下板的底部并位于所述中部薄膜天线的顶部，与所述压紧机构下板相对的所述展收框架和中间框架的边框处还设置有导槽，所述导槽用对下压状态的所述压紧机构下板进行导向；所述压紧机构上板与所述压紧机构下板之间设置有多个所述压紧支撑杆、所述压板套筒、所述压板推杆和所述压紧弹簧，所述压紧支撑杆一端与所述压紧机构上板铰接，另一端与所述压紧机构下板铰接，所述压板推杆一端与所述压紧支撑杆的杆体顶部铰接，另一端与所述压板套筒的一端可伸缩连接，所述压板套筒的另一端与所述压紧机构上板铰接，所述压紧弹簧套设于所述压板套筒外部，所述压紧一端与所述压紧机构上板连接，另一端与所述压板推杆连接；

所述压紧电动缸固定于所述压紧机构上板底部，所述压紧导轮转动安装于所述导轮架上，所述导轮架固定于所述压紧机构上板的底部，所述压紧支撑杆的杆体上还横向设置有穿线孔，所述导绳索一端与所述压紧电动缸的伸缩杆连接，另一端穿过所述压紧导轮后依次穿过多个所述压紧支撑杆上的穿线孔，并固定于末端的所述压紧支撑杆上。

优选地，所述中部薄膜天线的两端还设置有固定架，所述固定架为t型架，所述中间框架上与所述固定架相对的位置设置有一导向槽，所述固定架的竖向架体设置于所述导向槽内，所述固定架的横向架体与所述中部薄膜天线固定连接，且所述固定架的横向架体与所述中间框架之间还设置有一回复弹簧。

优选地，所述展收框架的边框顶部的拐角处还设置有导向柱，所述导向柱用于对所述导绳索进行支撑和导向。

优选地，所述中间框架和所述展收框架均为矩形框架，所述中间框架的两侧分别设置有一个所述展收框架。

优选地，所述中间框架的顶部设置有一片所述中部薄膜天线和两片所述侧翼薄膜天线，每片所述侧翼薄膜天线均对应设置有所述伸缩布膜机构，所述伸缩布膜机构分别带动其相对所述侧翼薄膜天线向所述中间框架两侧的所述展收框架的两侧布膜。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

1、本发明提供的基于可折叠天线的伸缩布膜机构，其中伸缩布膜机构通过卷筒驱动钢丝绳带动滑台沿着导槽滑动，滑台带动侧翼薄膜天线向两侧展开，从而准确实现薄膜的布膜，具有驱动结构简单，布膜效果好的优点。

2、本发明提供的基于可折叠天线的伸缩布膜机构，压紧机构以电动缸提供动力，电动缸初始状态为伸长状态，电动缸顶端与绳索固连，当布膜装置完成工作时，即布膜完成时，压紧机构装置开始工作，电动缸收缩，压紧机构下板底部压入其底部的导槽内，并下压中部薄膜天线，固定有中部薄膜天线的固定架压入导槽，从而消除中部薄膜天线与侧翼薄膜天线的高度差，保证膜材天线布膜平整性，保证了膜材天线间良好的气密性。

附图说明

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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。

图1为本发明中基于可折叠天线的伸缩布膜机构的立体结构示意图；

图2为图1的仰视立体结构示意图；

图3为图2中a处的局部放大图；

图4为本发明中基于可折叠天线的伸缩布膜机构边框处的局部拆解视图；

图5为图4中b处的局部放大图；

图6为图5中b1处的局部放大图；

图7为图4中c处的局部放大图；

图8为图7中c1处的局部放大图；

图9为图4中d处的局部放大图；

图中：1-展收机构、101-中间框架、102-展收框架、103-铰链、104-支撑杆、105-伺服缸、106-第一竖向安装板、107-第一顶部安装板、108-第二竖向安装板、109-第二顶部安装板；

201-伸缩连杆、202-滑车、203-导轨、204-卷筒、205-导绳、206-导绳块、207-定滑轮、208-卷筒收纳仓；

301-压紧机构上板、302-压紧机构下板、303-压紧支撑杆、304-压板套筒、305-压板推杆、306-压紧弹簧、307-压紧电动缸、308-压紧导轮、309-导轮架、310-导绳索、311-固定架、312-导向槽、313-回复弹簧、314-导向柱；

4-中部薄膜天线；

5-侧翼薄膜天线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于可折叠天线的伸缩布膜机构，以解决现有技术存在的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例提供了一种基于可折叠天线的伸缩布膜机构，如图1所示，包括展收机构1、伸缩布膜机构和压紧机构；

如图1-3所示，展收机构1包括中间框架101和设置于中间框架101两侧的展收框架102，中间框架101和展收框架102均为矩形框架，中间框架101的两侧分别设置有一个展收框架102，展收框架102能够实现展收；为了实现展收框架102的展收，展收机构1还包括展收驱动装置，展收驱动装置包括铰链103、支撑杆104和伺服缸105，铰链103设置于中间框架101与展收框架102的底部拼接处，且铰链103同时与中间框架101和展收框架102连接，铰链103通过销轴与支撑杆104铰接，铰链103两侧的中间框架101和展收框架102上均铰接有伺服缸105，两个伺服缸105的伸缩杆的顶端通过一销轴与支撑杆104的顶部铰接。

在需要对展收框架102进行展开时，各个伺服缸105的伸缩杆向外伸出，以使展收框架102向顶部展开，直至展收框架102的顶部框架端面与中部的顶部框架端面平齐；在需要对展收框架102收纳时，各个伺服缸105的伸缩杆向内回缩，带动展开状态的展收框架102朝向中间框架101进行回收。本实施例中，每个展收框架102与中间框架101之间设置有两组展收驱动装置，两组展收驱动装置位于二者拼接处的两端，以实现展收框架102能够稳定展收。

如图1、图4所示，本实施例中，中间框架101的顶部设置有中部薄膜天线4和侧翼薄膜天线5，侧翼薄膜天线5设置于中间框架101的顶部，中部薄膜天线4设置于侧翼薄膜天线5的顶部，侧翼薄膜天线5通过伸缩布膜机构进行布膜；具体地，中部薄膜天线4设置有一片，侧翼薄膜天线5则设置有两片，每片侧翼薄膜天线5均对应设置有伸缩布膜机构，伸缩布膜机构分别带动其相对侧翼薄膜天线5向中间框架101两侧的展收框架102的两侧布膜。

如图4-6所示，本实施例中，伸缩布膜机构包括伸缩连杆201、滑车202、导轨203、卷筒204、导绳205、导绳块206和定滑轮207，侧翼薄膜天线5远离中部薄膜天线4的一侧固定于伸缩连杆201上，伸缩连杆201的两端均固定有一滑车202，中间框架101和展收框架102顶部两端的边框处均设置有一段导轨203，各段的导轨203相互衔接，滑车202与导轨203滑动配合连接，伸缩连杆201两端的滑车202均配套设置有卷筒204、导绳205、导绳块206和定滑轮207；定滑轮207固定在展收框架102的边框上，并与侧翼薄膜天线5展开的终点位置相对，导绳块206设置于卷筒204与定滑轮207之间；通过卷筒204控制收放的导绳205，一端固定于卷筒204上，另一端依次穿过导绳块206、定滑轮207后与滑车202连接。

在进行布膜时，与伸缩连杆201两端设置的滑车202相对的卷筒204同步转动回收导绳205，使导绳205回收的过程中另一端拉着滑车202向展收框架102的外侧滑动，此时侧翼薄膜与存纳在中部薄膜底部的待展开薄膜被逐渐展开，当滑车202由导绳205拉着到展收框架102的边缘处时，完成布膜；定滑轮207设置于侧翼薄膜天线5展开的终点(展收框架102的边缘处)，布膜完成滑车202停留位置正好与定滑轮207设置处相对。

如图1、图4所示，为了便于伸缩布膜机构和压紧机构中各个部件的收纳和安装；本实施例中，在中间框架101的顶部边框处焊接有第一竖向安装板106、第一竖向安装板106顶部横向焊接第一顶部安装板107，展收框架102的顶部边框处焊接有第二竖向安装板108，第二竖向安装板108顶部横向焊接第二顶部安装板109，第一竖向安装板106、第一顶部安装板107、第二竖向安装板108和第二顶部安装板109在中间框架101与展收框架102的顶部边框处拼接成一圈带有内腔的框架壳体，框架壳体将滑车202、导轨203、导绳块206和定滑轮207罩设于其内腔内，导绳块206固定于第一竖向安装板106或第二竖向安装板108的内侧，卷筒204则固定于第一竖向安装板106或第二竖向安装板108的外侧；为了便于对卷筒204的收纳，在卷筒204外侧罩射一个卷筒收纳仓208，卷筒收纳仓208焊接到第一竖向安装板106或第二竖向安装板108的外侧即可。

本实施例中，压紧机构设置于中部薄膜天线4的顶部，压紧机构在侧翼薄膜天线5完全展开后能够下压中部薄膜天线4，进而消除中部薄膜天线4与侧翼薄膜天线5之间的高度差；

对于压紧机构的结构，如图7、图8所示，压紧机构包括压紧机构上板301、压紧机构下板302、压紧支撑杆303、压板套筒304、压板推杆305、压紧弹簧306、压紧电动缸307、压紧导轮308、导轮架309和导绳索310；

压紧机构上板301设置有多块，分别设置于第一顶部安装板107和第二顶部安装板109的底部，压紧机构下板302与压紧机构上板301相对，设置于压紧机构下板302的底部并位于中部薄膜天线4的顶部，压紧机构下板302相对的展收框架102和中间框架101的边框处还设置有导槽(图中未示出)，导槽用对下压状态的压紧机构下板302进行导向；

压紧机构上板301与压紧机构下板302之间设置有多个压紧支撑杆303、压板套筒304、压板推杆305和压紧弹簧306，压紧支撑杆303一端与压紧机构上板301铰接，另一端与压紧机构下板302铰接，压板推杆305一端与压紧支撑杆303的杆体顶部铰接，另一端与压板套筒304的一端可伸缩连接，压板套筒304的另一端与压紧机构上板301铰接，压紧弹簧306套设于压板套筒304外部，压紧一端与压紧机构上板301连接，另一端与压板推杆305连接；压紧电动缸307固定于压紧机构上板301底部，压紧导轮308转动安装于导轮架309上，导轮架309固定于压紧机构上板301的底部，压紧支撑杆303的杆体上还横向设置有穿线孔，导绳索310一端与压紧电动缸307的伸缩杆连接，另一端穿过压紧导轮308后依次穿过多个压紧支撑杆303上的穿线孔，并固定于末端的压紧支撑杆303上。

基于上述结构设置，压紧机构下压中部薄膜天线4时工作过程如下：

启动压紧电动缸307，压紧电动缸307的伸缩杆回缩，进而拉近导绳索310，导绳索310回缩，长度变短，进而拉动压紧支撑杆303使压紧支撑杆303的杆体趋于垂直装置，此时压紧支撑杆303底部与压紧机构下板302的铰接点，产生下压力，进而下压压紧机构下板302，使压紧机构下板302下压入所述导槽内，并下压中部薄膜天线4，进而消除中部薄膜天线4与侧翼薄膜天线5之间的高度差。

本实施例中，在中部薄膜天线4的两端还设置有固定架311，固定架311为t型架，中间框架101上与固定架311相对的位置设置有一导向槽312，固定架311的竖向架体设置于导向槽312内，固定架311的横向架体与中部薄膜天线4固定连接，且固定架311的横向架体与中间框架101之间还设置有一回复弹簧313；中部薄膜天线4下压使固定架311的竖向架体沿着导向槽312下行，压紧机构释放压力时，在回复弹簧313的作用下，固定架311上弹，进而带动中部薄膜天线4和压紧机构下板302回位。此时即可进行侧翼薄膜天线5回收回中部薄膜天线4底部的工序。

本实施例中，由于导绳索310需要绕着边框缠绕一圈，因此，如图9所示，在展收框架102的边框顶部的拐角处焊接导向柱314，用于对导绳索进行支撑和导向。

本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。