含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的制作方法

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1.本发明属于天线技术领域，特别是涉及一种含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线。


背景技术：

2.可展天线机构的研究已成为当今世界上的一个研究热点，然而在可展天线机构中平面可展天线作为一个重要分支。目前，国内外多所科研机构和相关学者提出并研究了多种平面折展平板。
3.目前平面天线机构由于采用传统转动铰链，展开到位后板间间隙较大，且在平板天线反射面存在铰链凸出的问题。因此，提出具有展开到位后板间间隙小、反射面平整无凸出、刚度高、稳定性好、结构简单的一维平板天线折展天线机构和二维平板天线折展天线机构具有重要的意义。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构，本折展单元机构通过设置等效转动铰链连杆机构、支撑机构、第一连接组件、第二连接组件和第三连接组件，实现天线平板的展开，而且等效转动铰链连杆机构能够使得天线平板在展开的同时确保反射面平整、天线平板之间的间隙小，同时设置支撑机构、第一连接组件、第二连接组件和第三连接组件能够实现多种形状的组合，满足不同需求的天线平板结构。
5.具体地为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：
6.一种含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构，其包括天线组件、等效转动铰链连杆机构和支撑机构；所述等效转动铰链连杆机构与所述支撑机构均设置在所述天线组件的同一侧面；所述天线组件包括第一天线平板和第二天线平板，第一天线平板的第一侧部与第二天线平板的第一侧部的连接处的两个端部通过所述等效转动铰链连杆机构连接；所述支撑机构的两端分别与所述第一天线平板的上方和所述第二天线平板的上方回转铰接；所述等效转动铰链连杆机构，包括第一等效连杆、第二等效连杆、第三等效连杆和第四等效连杆；所述第一等效连杆的第一侧部与第一天线平板通过第一回转铰链连接，所述第一等效连杆的第二侧部与第二等效连杆的第一侧部转动连接，第二等效连杆的第二侧部与第二天线平板通过第二回转铰链连接，所述第三等效连杆的第一侧部与第二天线平板通过第三回转铰链连接，所述第三等效连杆的第二侧部与所述第四等效连杆的第一侧部转动连接，所述第四等效连杆的第二侧部与第一天线平板通过第四回转铰链连接，第二等效连杆的中部与第四连等效杆的中部通过第十一回转铰链连接，所述第一回转铰链、第二回转铰链、第三回转铰链、第四回转铰链和第十一回转铰链的转动中心轴线都是平行于第一天线平板与第二天线平板的相邻边；所述支撑机构包括补偿板、第一折叠杆、第二折叠杆、第三折叠杆、第四折叠杆、第一支撑杆、第二支撑杆、第三支撑杆和第四支撑杆；所述第一折叠杆、第一支
撑杆和第二支撑杆各自的第一端部分别与所述补偿板的第一端部转动连接，所述第一折叠杆的第二端部与第二折叠杆的第一端部转动连接，所述第二折叠杆的第二端部与所述第一天线平板的上表面通过第五回转铰链连接；所述第一支撑杆和第二支撑杆各自的第二端部分别与所述第一天线平板的上表面通过第六、第七回转铰链连接；所述第三折叠杆、第三支撑杆和第四支撑杆各自的第一端部分别与所述补偿板的第二端部转动连接；所述第三折叠杆的第二端部与所述第四折叠杆的第一端部转动连接，所述第四折叠杆的第二端部与所述第二天线平板的上表面通过第八回转铰链连接；所述第三支撑杆的第二端部和所述第四支撑杆的第二端部分别与第二天线平板的上表面通过第九回转铰链和第十回转铰链连接，第六回转铰链、第七回转铰链、第九回转铰链和第十回转铰链的转动中心轴线都是平行于第一天线平板与第二天线平板的相邻边。
7.可优选的，当设置有两组所述天线组件呈竖向排列时，两组天线组件之间通过第一连接组件连接，所述两组天线组件包括第一天线组件和第二天线组件，所述第一连接组件包括第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆与第一天线组件上的补偿板的第二端转动连接，所述第一连接杆的第二端设置有第一限位锁紧铰链，所述第二连接杆的第一端设置有与所述第一限位锁紧铰链相配合的第二限位锁紧铰链，所述第二连接杆的第二端与第二天线组件上的补偿板的第一端转动连接；在所述第一天线平板和所述第二天线平板均展开时，所述第一限位锁紧铰链和所述第二限位锁紧铰链接触，并相互配合实现锁紧限位。
8.可优选的，当设置有两组所述天线组件呈横向排列时，组成二维折展单元机构a，所述两组天线组件之间通过第二连接组件连接，所述两组天线组件包括第三天线组件和第四天线组件，所述第二连接组件包括第三连杆和第四连杆，所述第三连杆的第一端与所述第三天线组件的补偿板连接，所述第三连杆的第二端与所述第四连杆的第一端连接，所述第四连杆的第二端与所述第四天线组件的补偿板连接；所述第三连杆的第二端在与所述第三天线组件对立的一侧开设有第一凹槽，所述第四连杆的第一端在与所述第四天线组件对立的一侧开设有第二凹槽；当所述第三天线组件和所述第四天线组件闭合时其各自的等效转动铰链连杆机构均能够放置在所述第一凹槽和所述第二凹槽内。
9.可优选的，当设置有多组所述天线组件呈横竖向排列时，组成二维折展单元机构b，多组天线组件之间通过第三连接组件连接，所述多组天线组件包括第三天线组件、第四天线组件和第五组件，所述第五组件包括多个第五天线组件，所述第三连接组件包括第三连接杆、第四连接杆和第五杆，所述第五杆包括多个第五连接杆，所述第三天线组件的一侧与所述第五组件第一侧连接，所述第五组件的第二侧与所述第四天线组件的一侧连接，所述第三连接杆的第一端与所述第三天线组件的补偿板连接，所述第三连接杆的第二端与所述第五杆的第一端连接，所述第五杆的中部与所述第五组件的补偿板连接，所述第五杆的第二端与所述第四连接杆的第一端连接，所述第四连接杆的第二端与所述第四天线组件的补偿板连接；所述第五天线组件的补偿板与所述第五连接杆的中部连接；第五连杆的两端的与所述第五天线组件对立面的一侧开设有第三凹槽，所述第三连杆的第二端与所述第三天线组件对立的一侧开设有第一凹槽，所述第四连杆的第一端与所述第四天线组件对立的一侧开设有第二凹槽；当所述第三天线组件、第四天线组件和第五天线组件闭合时其各自的等效转动铰链连杆机构能放置在所述第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽内。
10.可优选的，所述支撑机构展开至极限后锁定，所述天线组件处于展开状态时，所有
天线平板呈一字型平面排列，所述支撑机构呈成梯形与三角形结构展开状态且为天线平板提供支撑作用；所述天线组件处于收拢状态时，所述补偿板位于两个所述天线平板折叠后的一侧，所有折叠杆和支撑杆贴合于相邻的所述天线平板的一侧面。
11.可优选的，相邻且相连接的天线板之间通过连接件连接；所述支撑组件、等效转动铰链连杆机构、连接组件和连接键均设置在所述天线平板的同一侧面。
12.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
13.本发明的一种含等效转动铰链连杆机构的平板天线折展单元机构，采用等效转动铰链连杆机构后，天线完全展开状态时，保证反射面平整无铰链凸出，而且使得相邻的天线平板间的间隙较小，当天线平板处于完全收拢状态时，天线平板呈一字型平面支撑机构贴合于相邻的天线平板；同时支撑机构的设置，大幅度提高了天线平板的整体刚度，确保了在完全展开状态下天线平板的稳定性；天线板在完全收拢状态时，支撑机构、第一连接组件、第二连接组件和第三连接组件的杆件贴合于各天线平板，实现了收拢率大且实用性强的功能。
附图说明
14.图1为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的立体结构示意图；
15.图2为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的等效转动铰链连杆机构的放大结构示意图；
16.图3a-图3b为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的支撑机构的放大结构示意图；
17.图4为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的折展单元机构完全展开反射面示意图；
18.图5为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的折展单元机构半展开的立体结构示意图；
19.图6a为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的折展单元机构完全收拢的立体结构示意图；
20.图6b为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的图6a中a处的放大示意图
21.图7为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的补偿板的放大轴测图；
22.图8a-图8b为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的第一限位锁紧铰链和第二限位锁紧铰链的放大立体结构示意图；
23.图9为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的一维平板折展天线机构的结构示意图一；
24.图10为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的一维平板折展天线机构的结构示意图二；
25.图11为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的一维平板折展天线机构的结构示意图三；
26.图12为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的二维折展单元机构a的结构示意图一；
27.图13为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的二维折展单元机构a的结构示意图二；
28.图14为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的二维折展单元机构a的结构示意图三；
29.图15为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的二维平板折展天线机构的结构示意图一；
30.图16为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的二维平板折展天线机构的结构示意图二；
31.图17为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的二维平板折展天线机构的结构示意图三；
32.图18为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的二维平板折展天线机构的结构示意图四；
33.图19为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的二维折展单元机构b的结构示意图一；
34.图20为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的二维折展单元机构b的结构示意图二；
35.图21为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的二维折展单元机构b的结构示意图三；
36.图22为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的二维折展单元机构b的结构示意图四；
37.图23为本发明含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构及平板折展天线的二维折展单元机构b的结构示意图五。
38.附图中的部分附图说明如下：
39.1、第一天线平板；2、第二天线平板；3、第一等效连杆；4、第二等效连杆；5、第三等效连杆；6、第四等效连杆；7、第一回转铰链；8、第二回转铰链；9、第三回转铰链；10、第四回转铰链；11、补偿板；12、第一折叠杆；13、第一支撑杆；14、第二支撑杆；15、第二折叠杆；16、第五回转铰链；17、第六回转铰链；18、第七回转铰链；19、第三折叠杆；20、第三支撑杆；21、第四支撑杆；22、第四折叠杆；23、第八回转铰链；24、第九回转铰链；25、第十回转铰链；26、驱动扭簧；27、第一限位锁紧铰链；28、第二限位锁紧铰链；29、第一连接杆；30、第二连接杆；31、第三连接杆；32、第四连接杆；33、第五连接杆；34、连接件；35、第十一回转铰链。
具体实施方式
40.以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
41.本发明提供一种含等效转动铰链连杆机构的折展单元机构，如图1-图8所示，其包括天线组件、等效转动铰链连杆机构和支撑机构；等效转动铰链连杆机构与支撑机构均设
置在天线组件的同一侧面；等效转动铰链连杆机构和支撑机构与天线组件之间均通过驱动扭簧26进行连接；天线组件包括第一天线平板1和第二天线平板2，第一天线平板1的第一侧部与第二天线平板2的第一侧部的连接处的两个端部通过等效转动铰链连杆机构连接；支撑机构的两端分别与第一天线平板1的上方和第二天线平板2的上方回转铰接；等效转动铰链连杆机构，包括第一等效连杆3、第二等效连杆4、第三等效连杆5和第四等效连杆6；第一等效连杆3的第一侧部与第一天线平板1通过第一回转铰链7连接，第一等效连杆3的第二侧部与第二等效连杆4的第一侧部转动连接，第二等效连杆4的第二侧部与第二天线平板2通过第二回转铰链8连接，第三等效连杆5的第一侧部与第二天线平板2通过第三回转铰链9连接，第三等效连杆5的第二侧部与第四等效连杆6的第一侧部转动连接，第四等效连杆6的第二侧部与第一天线平板1通过第四回转铰链10连接，第二等效连杆4的中部与第四连等效杆的中部通过第十一回转铰链35连接，第一回转铰链7、第二回转铰链8、第三回转铰链9、第四回转铰链10和第十一回转铰链35的转动中心轴线都是平行于第一天线平板1与第二天线平板2的相邻边；支撑机构包括补偿板11、第一折叠杆12、第二折叠杆15、第三折叠杆19、第四折叠杆22、第一支撑杆13、第二支撑杆14、第三支撑杆20和第四支撑杆21；第一折叠杆12、第一支撑杆13和第二支撑杆14各自的第一端部分别与补偿板11的第一端部转动连接，第一折叠杆12的第二端部与第二折叠杆15的第一端部转动连接，第二折叠杆15的第二端部与第一天线平板1的上表面通过第五回转铰链16连接；第一支撑杆13和第二支撑杆14各自的第二端部分别与第一天线平板1的上表面通过第六、第七回转铰链18连接；第三折叠杆19、第三支撑杆20和第四支撑杆21各自的第一端部分别与补偿板11的第二端部转动连接；第三折叠杆19的第二端部与第四折叠杆22的第一端部转动连接，第四折叠杆22的第二端部与第二天线平板2的上表面通过第八回转铰链23连接；第三支撑杆20的第二端部和第四支撑杆21的第二端部分别与第二天线平板2的上表面通过第九、第十回转铰链25连接，第六回转铰链17、第七回转铰链18、第九回转铰链24和第十回转铰链25的转动中心轴线都是平行于第一天线平板1与第二天线平板2的相邻边。
42.支撑机构展开至极限后锁定，天线组件处于展开状态时，所有天线平板呈一字型平面排列，支撑机构呈成梯形与三角形结构展开状态且为天线平板提供支撑作用；天线组件处于收拢状态时，补偿板11位于两个天线平板折叠后的一侧，所有折叠杆和支撑杆贴合于相邻的天线平板的一侧面。
43.相邻且相连接的天线板之间通过连接件34连接；支撑组件、等效转动铰链连杆机构、连接组件和连接件34均设置在天线平板的同一侧面。
44.实施例一，一维平板折展天线机构，如图9至图11，当设置有两组天线组件且两组天线组件呈竖向排列时，两组天线组件之间通过第一连接组件连接，两组天线组件包括第一天线组件和第二天线组件，第一连接组件包括第一连接杆29和第二连接杆30，第一连接杆29与第一天线组件上的补偿板11的第二端转动连接，第一连接杆29的第二端设置有第一限位锁紧铰链27，第二连接杆30的第一端设置有与第一限位锁紧铰链27相配合的第二限位锁紧铰链28，第二连接杆30的第二端与第二天线组件上的补偿板11的第一端转动连接；在第一天线平板1和第二天线平板2均展开时，第一限位锁紧铰链27和第二限位锁紧铰链28接触，并相互配合实现锁紧限位。
45.实施例二，二维折展单元机构a，如图12至图14，当设置有两组天线组件且两组天
线组件呈横向排列时，两组天线组件之间通过第二连接组件连接，两组天线组件包括第三天线组件和第四天线组件，第二连接组件包括第三连杆和第四连杆，第三连杆的第一端与第三天线组件的补偿板11连接，第三连杆的第二端与第四连杆的第一端连接，第四连杆的第二端与第四天线组件的补偿板11连接；第三连杆的第二端在与第三天线组件对立的一侧开设有第一凹槽，第四连杆的第一端在与第四天线组件对立的一侧开设有第二凹槽；当第三天线组件和第四天线组件闭合时其各自的等效转动铰链连杆机构均能够放置在第一凹槽和第二凹槽内。
46.实施例三，二维平板折展天线机构，如图15至图18，当设置有多组天线组件且多组天线组件呈横向排列时，多组天线组件之间通过第三连接组件连接，多组天线组件包括第三天线组件、第四天线组件和第五组件，第五组件包括多个第五天线组件，第三连接组件包括第三连接杆31、第四连接杆32和第五杆，第五杆包括多个第五连接杆33，第三天线组件的一侧与第五组件第一侧连接，第五组件的第二侧与第四天线组件的一侧连接，第三连接杆31的第一端与第三天线组件的补偿板11连接，第三连接杆31的第二端与第五杆的第一端连接，第五杆的中部与第五组件的补偿板11连接，第五杆的第二端与第四连接杆32的第一端连接，第四连接杆32的第二端与第四天线组件的补偿板11连接；第五天线组件的补偿板11与第五连接杆33的中部连接；第五连杆的两端的与第五天线组件对立面的一侧开设有第三凹槽，第三连杆的第二端与第三天线组件对立的一侧开设有第一凹槽，第四连杆的第一端与第四天线组件对立的一侧开设有第二凹槽；当第三天线组件、第四天线组件和第五天线组件闭合时其各自的等效转动铰链连杆机构能放置在第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽内。
47.实施例四，二维折展单元机构b，如图19至图23，包括多种组合方式，组合方式不同时所用到的装置可任意组合使用，组合中的各组件的连接关系与实施例一至实施例三中描述一致。
48.以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。