一种空间充气展开舱段制造技术

本实用新型专利技术涉及太空舱技术领域，具体地说是一种空间充气展开舱段，包括气闸舱、舱段芯柱和柔性外壳，舱段芯柱设置于柔性外壳中，气闸舱设置于舱段芯柱上端且设置于柔性外壳外侧，柔性外壳充气展开；舱段芯柱包括一个芯柱框架，且在芯柱框架上依次设有上端层、中间层和下端层，上端层和下端层内均设有端层板组件，中间层内设有中间层板组件，在所述舱段芯柱外侧设有空间扩展组件，所述空间扩展组件设有多个扩展板，且相邻扩展板之间均设有扩展支撑杆，在所述芯柱框架内设有驱动展开机构，扩展支撑杆通过所述驱动展开机构驱动摆动并展开或收起扩展板。本实用新型专利技术具有可折叠、质量小、制作成本低，防护性能好等优点，在深空探测领域具有广泛的应用前景。

A space inflated expansion cabin

The utility model relates to the space capsule technical field, in particular, a space aerated expansion cabin, including the air brake module, the cabin core column and the flexible shell. The section core column is set in the flexible shell, the air lock cabin is set at the upper end of the cabin core column and is set on the lateral of the flexible shell, and the flexible shell is inflated and expanded; the section core column includes one. A core column frame is provided with an upper end layer, an intermediate layer and a lower end layer on the core column frame. The upper end layer and the lower end layer are provided with end laminate components. The middle layer is provided with an intermediate laminate component, and a space expansion component is provided on the outside of the section core column. An extended support bar is provided, and a driving mechanism is arranged in the frame of the core column, and the extended support rod is driven by the driving mechanism, and the expansion board is unfolded or taken up. The utility model has the advantages of foldable, small quality, low production cost and good protective performance, and has wide application prospects in the field of deep space exploration.

【技术实现步骤摘要】
一种空间充气展开舱段
本技术涉及太空舱
，具体地说是一种空间充气展开舱段。
技术介绍
现有技术中，包括国际空间站在内的在轨道航天器大多以刚性金属舱为主，刚性金属密封舱存在质量重、体积大、发射成本高、在轨组装困难等缺点。此外，由于受运载火箭包络尺寸的限制，传统刚性金属密封舱必须设计的相对紧凑，这就造成舱内有效空间狭窄，导致诸多科学试验难以顺利开展，已经难以满足未来深空探测发展的需要。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种空间充气展开舱段，具有可折叠、质量小、制作成本低、防护性能好等优点，在深空探测领域具有广泛的应用前景。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种空间充气展开舱段，包括气闸舱、舱段芯柱和柔性外壳，所述舱段芯柱设置于柔性外壳中，气闸舱设置于所述舱段芯柱上端且设置于柔性外壳外侧，所述柔性外壳充气展开；所述舱段芯柱包括一个芯柱框架，且在所述芯柱框架上由上到下依次设有上端层、中间层和下端层，所述上端层和下端层内均设有端层板组件，且所述上端层和下端层通过所述端层板组件分成多个活动区域，所述中间层内设有中间层板组件，且所述中间层通过所述中间层板组件分成多个活动区域，在所述柔性外壳内，在所述舱段芯柱外侧设有空间扩展组件，所述空间扩展组件设有多个扩展板，且相邻扩展板之间均设有扩展支撑杆，在所述芯柱框架内设有驱动展开机构，扩展支撑杆通过所述驱动展开机构驱动摆动，扩展板通过所述扩展支撑杆摆动驱动展开。所述气闸舱包括刚性舱体和气闸舱门，在所述刚性舱体上下两端分别设有上端板和下端板，且所述上端板下侧和下端板下侧均铰接有一个气闸舱门，所述上端板和下端板下侧均设有锁紧槽，所述气闸舱门上设有可伸缩的锁紧块，且所述气闸舱门在所述锁紧块伸出插入对应锁紧槽锁定。所述气闸舱门包括舱门壳体、操作手柄、中间齿轮、行星齿轮、齿圈、连杆和锁紧块，所述中间齿轮、行星齿轮、齿圈和连杆均设置于所述舱门壳体内，且所述中间齿轮和行星齿轮设置于所述齿圈内，多个行星齿轮沿圆周方向均布且内侧与所述中间齿轮啮合、外侧与所述齿圈啮合，所述中间齿轮的齿轮轴两端分别伸出至舱门壳体外并分别与舱门壳体两侧的操作手柄相连，所述齿圈外侧均布有多个连杆，在所述舱门壳体圆周边缘均布有多个滑动通孔，且每个滑动通孔内均设有一个锁紧块，所述锁紧块与所述连杆一一对应相连。所述端层板组件包括端层底板、端层固定隔板和端层移动隔板，其中端层底板固装于芯柱框架上，端层固定隔板呈直角形状并固装于所述端层底板上，所述端层固定隔板两端均设有端层移动隔板。所述中间层板组件包括中间层底板、中间层立板和环形套，中间层底板固装于芯柱框架上，中间层立板和环形套固装于所述中间层底板上，且多个中间层立板沿着圆周方向均布于环形套内。所述空间扩展组件包括多个上扩展板和多个下扩展板，且相邻两个上扩展板之间设有上扩展支撑杆，在相邻两个下扩展板之间设有下扩展支撑杆，所述芯柱框架上设有多个底板支撑环，且所述上端层和中间层固装于不同底板支撑环上，所述上扩展支撑杆铰接于支撑上端层的底板支撑环上，且在该底板支撑环上侧设有上驱动环，所述上扩展支撑杆通过上驱动连杆与所述上驱动环相连，所述下扩展支撑杆铰接于支撑中间层的底板支撑环上，且在该底板支撑环下侧设有下驱动环，所述下扩展支撑杆通过下驱动连杆与所述下驱动环相连，所述上驱动环和下驱动环通过所述驱动展开机构驱动反向移动。所述驱动展开机构包括两组结构相同且对称设置的驱动组件，所述上驱动环和下驱动环分别通过不同驱动组件驱动移动，所述驱动组件包括驱动电机、丝杠、丝母和连接块，所述丝杠通过所述驱动电机驱动旋转，在所述丝杠上套装有丝母，所述丝母上固设有连接块与上驱动环或下驱动环固连。所述芯柱框架上设有导向机构，所述导向机构包括两组结构相同的导向组件，所述导向组件包括导向杆和导向块，所述导向块套装于导向杆上，且所述上驱动环和下驱动环分别与不同导向组件中的导向块相连。所述空间扩展组件还包括设置于柔性外壳内侧的上充气环和下充气环，在所述上充气环和下充气环之间设有连接柱，所述柔性外壳充气展开时，所述上充气环、下充气环和连接柱内部均充气，所述上扩展板完全展开后边缘与所述上充气环相抵，所述下扩展板完全展开后边缘与所述下充气环相抵。所述柔性外壳由外到内依次设有原子氧防护层、热防护层、外防护层、外泡沫层、中间防护层、内泡沫层、内防护层、结构限制层、备气密层、间隔层、主气密层和内衬层。本技术的优点与积极效果为：1.本技术的柔性外壳可在发射前处于折叠状态，进入预定轨道后再充气展开，因此与传统的刚性铝壳结构舱体相比，具有更高的容积质量比，且发射成本大大降低，另外柔性外壳的材料容易获取，柔性舱体的制作过程中只需要在半洁净的环境中即可，制作成本低。2.本技术内部设有空间扩展组件，可展开形成供航天员活动的平台，另外本技术上端层和下端层内均设有可伸出的端层移动隔板，这些都充分保证舱段内有足够空间供航天员活动。3.本技术与传统刚性金属舱相比，由于体积和质量大大降低，因此经运载火箭运载至工作轨道之后，在轨组装易于实施。附图说明图1为本技术的结构示意图，图2为图1中的舱段芯柱示意图，图3为图2中的气闸舱结构示意图，图4为图3中的气闸舱门示意图，图5为图4中的气闸舱门内部结构示意图，图6为图2中的上端层结构示意图，图7为图2中的中间层结构示意图，图8为图2中的下端层结构示意图，图9为图8中的下端层另一角度示意图，图10为图2中的芯柱框架示意图，图11为图10中的驱动展开机构示意图，图12为图10中的导向机构示意图，图13为图1中的柔性外壳折叠示意图。其中，1为气闸舱，101为密封圈，102为下端板，103为刚性舱体，104为上端板，105为气囊预埋件，106为第二端盖，107为第一端盖，108为舱体法兰；2为端层板组件，201为端层底板，202为端层移动隔板，203为端层固定隔板，204为隔板固定件；3为中间层，301为中间层立板，302为中间层底板，303为立板固定件，304为环形套；4为空间扩展组件，401为上充气环，402为下充气环，403为连接柱，404为上扩展板，4041为上扩展支撑杆，4042为上驱动连杆，4043为上驱动环，405为下扩展板，4051为下扩展支撑杆，4052为下驱动连杆，4053为下驱动环；5为柔性外壳，501为原子氧防护层，502为热防护层，503为外防护层，504为外泡沫层，505为中间防护层，506为内泡沫层，507为内防护层，508为结构限制层，509为备气密层，510为间隔层，511为主气密层，512为内衬层；6为气闸舱门，601为操作提示牌，602为锁紧螺母，603为操作手柄，604为铰接板，605为锁紧块，606为舱门下端盖，607为舱门上端盖，608为连杆，609为齿圈，610为行星齿轮，611为中间齿轮，612为齿轮轴；7为芯柱框架，701为框架侧梁，702为驱动展开机构，7021为驱动电机，7022为轴承座，7023为丝母，7024为连接块，7025为丝杠，703为导向机构，7031为导向支架，7032为导向杆，7033为导向块，704为底板支撑环；8为底端法兰。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详述。如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间充气展开舱段，其特征在于：包括气闸舱(1)、舱段芯柱和柔性外壳(5)，所述舱段芯柱设置于柔性外壳(5)中，气闸舱(1)设置于所述舱段芯柱上端且设置于柔性外壳(5)外侧，所述柔性外壳(5)充气展开；所述舱段芯柱包括一个芯柱框架(7)，且在所述芯柱框架(7)上由上到下依次设有上端层、中间层(3)和下端层，所述上端层和下端层内均设有端层板组件(2)，且所述上端层和下端层通过所述端层板组件(2)分成多个活动区域，所述中间层(3)内设有中间层板组件，且所述中间层(3)通过所述中间层板组件分成多个活动区域，在所述柔性外壳(5)内，在所述舱段芯柱外侧设有空间扩展组件(4)，所述空间扩展组件(4)设有多个扩展板，且相邻扩展板之间均设有扩展支撑杆，在所述芯柱框架(7)内设有驱动展开机构(702)，扩展支撑杆通过所述驱动展开机构(702)驱动摆动，扩展板通过所述扩展支撑杆摆动驱动展开。

【技术特征摘要】
1.一种空间充气展开舱段，其特征在于：包括气闸舱(1)、舱段芯柱和柔性外壳(5)，所述舱段芯柱设置于柔性外壳(5)中，气闸舱(1)设置于所述舱段芯柱上端且设置于柔性外壳(5)外侧，所述柔性外壳(5)充气展开；所述舱段芯柱包括一个芯柱框架(7)，且在所述芯柱框架(7)上由上到下依次设有上端层、中间层(3)和下端层，所述上端层和下端层内均设有端层板组件(2)，且所述上端层和下端层通过所述端层板组件(2)分成多个活动区域，所述中间层(3)内设有中间层板组件，且所述中间层(3)通过所述中间层板组件分成多个活动区域，在所述柔性外壳(5)内，在所述舱段芯柱外侧设有空间扩展组件(4)，所述空间扩展组件(4)设有多个扩展板，且相邻扩展板之间均设有扩展支撑杆，在所述芯柱框架(7)内设有驱动展开机构(702)，扩展支撑杆通过所述驱动展开机构(702)驱动摆动，扩展板通过所述扩展支撑杆摆动驱动展开。2.根据权利要求1所述的空间充气展开舱段，其特征在于：所述气闸舱(1)包括刚性舱体(103)和气闸舱门(6)，在所述刚性舱体(103)上下两端分别设有上端板(104)和下端板(102)，且所述上端板(104)下侧和下端板(102)下侧均铰接有一个气闸舱门(6)，所述上端板(104)和下端板(102)下侧均设有锁紧槽，所述气闸舱门(6)上设有可伸缩的锁紧块(605)，且所述气闸舱门(6)在所述锁紧块(605)伸出插入对应锁紧槽锁定。3.根据权利要求2所述的空间充气展开舱段，其特征在于：所述气闸舱门(6)包括舱门壳体、操作手柄(603)、中间齿轮(611)、行星齿轮(610)、齿圈(609)、连杆(608)和锁紧块(605)，所述中间齿轮(611)、行星齿轮(610)、齿圈(609)和连杆(608)均设置于所述舱门壳体内，且所述中间齿轮(611)和行星齿轮(610)设置于所述齿圈(609)内，多个行星齿轮(610)沿圆周方向均布且内侧与所述中间齿轮(611)啮合、外侧与所述齿圈(609)啮合，所述中间齿轮(611)的齿轮轴(612)两端分别伸出至舱门壳体外并分别与舱门壳体两侧的操作手柄(603)相连，所述齿圈(609)外侧均布有多个连杆(608)，在所述舱门壳体圆周边缘均布有多个滑动通孔，且每个滑动通孔内均设有一个锁紧块(605)，所述锁紧块(605)与所述连杆(608)一一对应相连。4.根据权利要求1所述的空间充气展开舱段，其特征在于：所述端层板组件(2)包括端层底板(201)、端层固定隔板(203)和端层移动隔板(202)，其中端层底板(201)固装于芯柱框架(7)上，端层固定隔板(203)呈直角形状并固装于所述端层底板(201)上，所述端层固定隔板(203)两端均设有端层移动隔板(202)。5.根据权利要求1所述的空间充气展开舱段，其特征在于：所述中间层板组件包括中间层底板(302)、中间层立板(301)和环形套(304)，中间层底板(302)固装于芯柱框架(7)上，中间层立板(301)和环形套(304)固装于所述中间层底板(302)上，且多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金国，陈科利，田远征，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁,21