一种用于平面天线展开机构的高精度绳传动同步接头装置

1.本发明涉及航空航天展开机构领域，具体涉及一种用于平面天线展开机构的高精度绳传动同步接头装置。


背景技术：

2.平面有源相控阵天线是近年来迅速发展的新技术，得到广泛应用。由于平面有源相控阵天线需要满足工作时高精度和高刚度的要求，以及它在发射时和工作时分别处于收拢和展开状态的特征，绝大多数都采用了展开机构进行支撑。为增强展开机构整体的稳定性及可靠性，在相邻天线面板之间增加同步接头装置，用于实现接头两端连接件的同步展开，进而辅助实现天线板从收拢状态同步到达展平状态。
3.同步接头装置若采用传统刚性结构进行传动，由于加工精度限制，实际传动过程中存在间隙，而在多次刚性机构连接之后，间隙会进行累计，对同步传动的精度影响很大，传动效率很低，甚至会产生晃动，极不稳定。此外，刚性机构在力的传导中存在力的损耗，力在传递过程中经过多次刚性结构后，力损耗不断累加，最终导致同步装置的力传导效率极低，无法实现同步接头装置两端物件同步展开目的。针对上述，本发明提出一种用于平面天线展开机构的高精度绳传动同步接头装置。


技术实现要素：

4.本发明主要解决的技术问题是：克服传统刚性传动由于加工精度限制导致的间隙大、精度差、效率低和无法保证同步接头装置两端物件同步展开等缺点，提出一种用于平面天线展开机构的高精度绳传动同步接头装置，能够通过绳索预紧，减小传动间隙，保证传动精度与传动效率，有利于天线面板的同步展开，并减轻装置整体重量。
5.所述的用于平面天线展开机构的高精度绳传动同步接头装置，通过主轴将斜杆接头组件和两套中杆接头组件与底座相连，并用锁紧螺母锁紧，斜杆接头组件和中杆接头组件可绕主轴自由旋转；绳索通过绳头固定组件与斜杆接头相连，绳索采用“8”字环绕方式缠绕在每个斜杆接头的绳槽内，实现同步接头的绳传动；绳头固定组件中的锥套与斜杆接头采用螺纹连接，调节螺纹长度可调节绳索的预紧力大小。
6.所述的斜杆接头组件，采用u型连接件连接两个斜杆接头，增强其刚度，关节轴承安装在斜杆接头中，并通过端盖压紧，用于减小与主轴的转动摩擦和间隙，斜杆接头上设计有绳槽和用于绳头固定的螺纹孔。
7.所述的中杆接头组件中，关节轴承安装在斜杆接头中，通过端盖压紧，用于减小与主轴的摩擦和间隙。
8.所述的同步接头绳传动中，绳索材料为对位芳纶纤维材料，选用的产品为凯夫拉(kevlar)，采用二维编织，空心管状，两根绳索通过绳头固定组件分别与两组斜杆接头组件连接，并缠绕在斜杆接头的绳槽内，两根绳索呈“8”字型。绳头固定组件与斜杆接头采用螺纹连接，通过扳手转动绳头固定组件的外六角，可调整连接螺纹的长度，进而调整绳索的预
紧力。
9.所述的绳头固定组件中，锥套内部为锥孔，外表面有螺纹和外六角，用于与斜杆接头螺纹连接。固定绳索绳头时，将绳头穿过锥套，在内部注胶后，将楔块插入锥套中并压紧，压帽用于防止楔块松动，采用螺纹与锥套连接。
10.本发明的有益效果和创新点在于但不限于：
11.(1)本发明采用绳索传动作为传动方式，通过预紧，减小传动间隙，保证传动精度与传动效率，可以辅助卫星天线板从收拢状态更稳定地同步到达展开状态；
12.(2)本发明采用凯夫拉作为绳传动材料，减轻了装置整体重量，利于航天设备的轻量化；
13.(3)本发明采用的绳头固定方式，固定牢固且具有调节预紧力功能；
14.(4)本发明采用多次预紧，减小绳索蠕变对预紧力的影响。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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，其中：
16.图1是本发明一种用于平面天线展开机构的高精度绳传动同步接头装置整体结构示意图；
17.图2是本发明实施例中一种基于高精度绳传动同步接头装置的平面天线展开机构展开和收拢示意图；
18.图3是斜杆接头组件示意图；
19.图4是中杆接头组件示意图；
20.图5是本发明绳传动示意图；
21.图6是本发明绳索固定方式示意图；
22.图7是绳头固定组件示意图。
23.其中，附图标记说明如下：
24.101—底座
25.102—主轴
26.103—锁紧螺母
27.2—斜杆接头组件
28.201—斜杆接头
29.202—u型连接件
30.203—关节轴承
31.204—端盖
32.3—中杆接头组件
33.301—中杆接头
34.302—关节轴承
35.303—端盖
36.4—绳头固定组件
37.401—锥套
38.402—楔块
39.403—压帽
40.501—绳索
具体实施方式
41.下面将对本发明实施例中的方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
42.一种用于平面天线展开机构的高精度绳传动同步接头装置，其包括：底座101、主轴102、锁紧螺母103、斜杆组件2、中杆组件3、绳头固定组件4和绳索501，如图1所示。
43.所述的平面天线展开机构由多组杆件组合而成。每根杆件由圆杆和两个关节组成，圆杆两端分别与关节固定相连，各个关节之间通过转动副相连。在外部驱动力的作用下，各杆件绕转动副转动，可以从完全收拢状态转换为展开状态，如图2所示。
44.所述的斜杆接头组件2由斜杆接头201、u型连接件202、关节轴承203和端盖204组成，如图3所示；
45.所述的中杆接头组件3由中杆接头301、关节轴承302和端盖303组成，如图4所示；
46.所述的绳头固定组件4由锥套401、楔块402和压帽403组成，如图7所示。
47.斜杆接头组件2和两套中杆接头组件3通过主轴102与底座101相连，并用锁紧螺母103锁紧，斜杆接头组件2和中杆接头组件3可绕主轴自由旋转；绳索501通过绳头固定组件4与斜杆接头201相连，绳索501采用“8”字环绕方式缠绕在每个斜杆接头201的绳槽内，实现同步接头的绳传动；绳头固定组件4中的锥套与斜杆201接头采用螺纹连接，调节螺纹长度可调节绳索501的预紧力大小。
48.所述的斜杆接头组件2，采用u型连接件202连接两个斜杆接头201，增强其刚度，关节轴承203安装在斜杆接头201中，并通过端盖204压紧，用于减小与主轴102的转动摩擦和间隙，斜杆接头201上设计有绳槽和用于绳头固定的螺纹孔，如图3所示。
49.所述的中杆接头组件3，关节轴承302安装在斜杆接头301中，通过端盖303压紧，用于减小与主轴102的摩擦和间隙，如图4所示。
50.所述的同步接头绳传动中，绳索501材料为对位芳纶纤维材料，选用的产品为凯夫拉(kevlar)，采用二维编织，空心管状，两根绳索501通过绳头固定组件4分别与两组斜杆接头组件2连接，并缠绕在斜杆接头201的绳槽内，两根绳索呈“8”字型。绳头固定组件4与斜杆接头201采用螺纹连接，通过扳手转动绳头固定组件4的外六角，可调整连接螺纹的长度，进而调整绳索501的预紧力。如图5和图6所示。
51.所述的绳头固定组件4中，锥套401内部为锥孔，外表面有螺纹和外六角，用于与斜杆接头201螺纹连接。固定绳索501绳头时，将绳头穿过锥套401，在内部注胶后，将楔块402插入锥套401中并压紧，压帽403用于防止楔块402松动，采用螺纹与锥套401连接，如图7所示。
52.装配前需要对绳索501进行预张紧处理，每隔3分钟将绳索501预紧至所需预紧力，预紧10次。通过10次预张紧处理绳索501蠕变变小，效果明显。装配时，通过调整绳头固定组件4螺纹连接长度，调整绳索501预紧力大小，同时使两组斜杆接头组件2的角度满足要求。24小时后，重新预紧绳索501至初始预紧力，并满足斜杆接头组件角度要求。
53.最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的实施例，以上实施案例仅用于说明本发明的技术方案，而并非限制。对本发明方案进行修改或者等同替换，都脱离不了本发明的技术方案的精神和范围，均应涵在本发明的权利要求内。