一种适用于大角度展开机构的多层帐篷制造技术

本发明专利技术提供一种适用于大角度展开机构的多层帐篷，包括多层隔热组件、充气支撑杆、柔性卡箍及充气系统；其中，多层隔热组件为双面镀铝聚酯膜和涤纶网交替叠合，且外表面粘有一层导电型聚酰亚胺薄膜镀铝二次表面镜；充气支撑杆由内胆、硬化层及外层构成，其中内胆为聚酰亚胺膜，硬化层为铝箔，外层为铝/聚酰亚胺复合膜，且充气支撑杆的外表面镀铝；多层隔热组件的下摆固连于展开机构安装板上，充气支撑杆通过柔性卡箍固定于展开机构安装板和多层隔热组件的内表面上，充气系统与充气支撑杆相连。本发明专利技术降低了多层隔热组件的尺寸，有效避免了帐篷展开后多层隔热组件的积压，以及与机构发生干涉的风险。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种适用于大角度展开机构的多层帐篷，包括多层隔热组件、充气支撑杆、柔性卡箍及充气系统；其中，多层隔热组件为双面镀铝聚酯膜和涤纶网交替叠合，且外表面粘有一层导电型聚酰亚胺薄膜镀铝二次表面镜；充气支撑杆由内胆、硬化层及外层构成，其中内胆为聚酰亚胺膜，硬化层为铝箔，外层为铝/聚酰亚胺复合膜，且充气支撑杆的外表面镀铝；多层隔热组件的下摆固连于展开机构安装板上，充气支撑杆通过柔性卡箍固定于展开机构安装板和多层隔热组件的内表面上，充气系统与充气支撑杆相连。本专利技术降低了多层隔热组件的尺寸，有效避免了帐篷展开后多层隔热组件的积压，以及与机构发生干涉的风险。【专利说明】一种适用于大角度展开机构的多层帐篷
本专利技术属于航天器热控
，具体涉及一种适用于大角度展开机构的多层帐篷。
技术介绍
多层隔热材料在航天器上广泛应用，是航天器控制热流和温度的重要手段之一。实际使用时，多层隔热材料通常制成多层隔热组件，包扎在航天器相应部位，起到隔热、保温和控制温度的作用。对于转动机构通常采用多层帐篷的设计方法，将多层隔热组件做成圆筒状。圆筒状多层隔热组件的底部固定在机构的安装板上，圆筒状多层隔热组件的顶部固定在机构连接支架上。圆筒状多层隔热组件尺寸应留有一定余量，机构运动时连接支架带动多层隔热组件一起运动，这种设计方法能够有效地保证机构的工作温度。随着航天技术的不断发展，机构的转动角度越来越大，传统的多层帐篷设计方法已经无法满足机构的设计要求。增加支撑结构成为多层帐篷设计的首选方法，当采用结构杆或结构板作为多层帐篷的支撑时，为了适应机构的大范围转动，结构杆或结构板需安装在机构运动包络范围外，使多层帐篷设计尺寸偏大，由于多层隔热组件具有柔软、疏松的特点，机构在展开过程中容易出现多层隔热组件在某个区域的积压，导致多层帐篷与机构发生接触，严重时会导致多层隔热组件与机构发生钩挂，影响机构转动。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，为航天器热控设计提供了一种适用于大角度展开机构的多层帐篷，该帐篷采用充气展开结构，与现有结构板/杆设计相比，降低了多层隔热组件的尺寸，减小了机构收拢时多层帐篷占用的空间，有效避免了帐篷展开后多层隔热组件的积压，以及与机构发生干涉的风险。本专利技术的技术解决方案是:一种适用于大角度展开机构的多层帐篷，包括多层隔热组件、充气支撑杆、柔性卡箍及充气系统；其中，多层隔热组件为双面镀铝聚酯膜和涤纶网交替叠合，且外表面粘有一层导电型聚酰亚胺薄膜镀铝二次表面镜；充气支撑杆由内胆、硬化层及外层构成，其中内胆为厚度100 μ m聚酰亚胺膜，硬化层为厚度100 μ m铝箔，外层为厚度150 μ m铝/聚酰亚胺复合膜，且充气支撑杆的外表面镀铝；多层隔热组件的下摆固连于展开机构安装板上，充气支撑杆通过柔性卡箍固定于展开机构安装板和多层隔热组件的内表面上，充气系统与充气支撑杆相连。进一步地，本专利技术所述内胆与硬化层之间、硬化层与外层之间由聚酰亚胺胶粘剂胶粘。进一步地，本专利技术铝/聚酰亚胺复合膜在制备过程中先采用强碱将聚酰亚胺膜表面水解，通过离子交换将铝离子掺杂到聚酰亚胺表面，然后通过紫外灯曝光，使铝离子跟聚酰亚胺膜面粘附。进一步地，本专利技术所述充气系统由氮气存储罐、气滤、压力传感器、充气控制电磁阀、单向阀及充气系统控制器组成；其中，氮气存储罐的输出管路上依次连接气滤、压力传感器、充气控制电磁阀和单向阀；充气系统控制器分别与压力传感器和充气控制电磁阀相连，用于采集压力传感器信号，并为充气控制电磁阀提供驱动；充气系统的单向阀通过管路与所述充气支撑杆相连。进一步地，本专利技术所述管路由钛合金制成，外径4mm,内径2mm。进一步地，本专利技术柔性卡箍由柔性聚酰亚胺编织带和空心铜铆钉构成，所述柔性聚酰亚胺编织带由3条宽15mm,长300mm的聚酰亚胺条编织而成。本专利技术与现有技术相比的优点在于:(I)本专利技术多层帐篷设计，其利用充气支撑杆作为多层帐篷的支撑件，能够有效地适应收缩和展开后角度相差很大(大于90度)的机构，与采用结构支撑杆/板设计方法相t匕，降低了热设计的重量和体积。(2)本专利技术充气支撑杆采用聚酰亚胺膜、铝箔、铝/聚酰亚胺复合膜热压方法制成充气支撑杆壁面材料，具有重量轻、可靠性高等特点，充气硬化后即便充气支撑杆内气体压力下降仍能具有较高的机械强度。(3)本专利技术采用的充气展开技术，具有更高的设计灵活性，支撑结构的设计受航天器总体的限制减少。(4)本专利技术采用的柔性卡箍技术，使充气支撑杆在多层帐篷内的安装工艺简单可行，并能很好的满足航天器经历的力学环境要求。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术多层帐篷未展开的示意图；图2为本专利技术多层帐篷展开的示意图；图3为本专利技术充气支撑杆结构图；图4为本专利技术充气支撑杆的局部剖视图；图5为本专利技术柔性卡箍结构图；图6为本专利技术充气系统原理图；其中，多层隔热组件-1，充气支撑杆_2，柔性卡箍-3，内胆-21，硬化层-22，外层-23，柔性聚酰亚胺编织带-31，空心铜铆钉-33。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明:本专利技术的设计思想为:本专利技术考虑将充气展开的充气支撑杆结构用作多层帐篷的支撑，与传统结构杆和结构板相比，充气支撑杆具有重量轻、体积小、充气前可折叠等优点。在应用时，将充气支撑杆采用柔性卡箍安装在多层隔热组件的内表面，随着多层隔热组件一起包覆。充气支撑杆在充气前能够适应多层隔热组件的形状。转动机构在轨展开后，充气系统对充气支撑杆充气并使之硬化，从而使充气结构有效地支撑多层隔热组件。如图1所示，本专利技术适用于大角度展开机构的多层帐篷，包括多层隔热组件1、充气支撑杆2、柔性卡箍3及充气系统；其中，多层隔热组件I为双面镀铝聚酯膜和涤纶网交替叠合(即一层双面镀铝聚酯膜一层涤纶网交替的叠放一起，若需要求多层隔热组件较厚，则叠放多几层)，且外表面粘有一层导电型聚酰亚胺薄膜镀铝二次表面镜；充气支撑杆2由内胆21、硬化层22及外层23构成，其中内胆21为厚度100 μ m聚酰亚胺膜，硬化层22为厚度100 μ m铝箔，外层23为厚度150 μ m铝/聚酰亚胺复合膜，且充气支撑杆2的外表面镀铝；多层隔热组件I的下摆固连于展开机构安装板上，充气支撑杆2通过柔性卡箍3固定于展开机构安装板和多层隔热组件I的内表面上，充气系统与充气支撑杆2相连。本专利技术多层帐篷，其利用多层隔热组件I隔热、保温，利用充气支撑杆2为多层隔热组件I提供支撑，利用充气系统为充气支撑杆2提供气压，使充气支撑杆2充气，当充气支撑杆2内壁应力达到硬化层22的屈服强度时产生塑性变形，从而使充气支撑杆2产生硬化，取得了一定刚度。硬化后的充气支撑杆2能够有效地避免多层帐篷与机构间发生干涉。图1和图2中所示，在设计时先确定大角度展开机构的极限位置，以及极限位置在机构安装板上的投影。然后采用透明硬质塑料布进行采样，采样时塑料布的外形尺寸需适应机构转动的极限位置，即塑料布不应限制机构的转动，同时塑料布在包覆时应形成闭合的帐篷。然后制作和加工多层隔热组件1，多层隔热组件I的下摆采用销钉和压片固定在展开机构安装板上，多层隔热组件I的上沿采用销钉和压片固定在展开机构连接支架上。进行机构转动试验，分析多层隔热组件I出现积压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于大角度展开机构的多层帐篷，其特征在于，包括多层隔热组件(1)、充气支撑杆(2)、柔性卡箍(3)及充气系统；其中，多层隔热组件(1)为双面镀铝聚酯膜和涤纶网交替叠合，且外表面粘有一层导电型聚酰亚胺薄膜镀铝二次表面镜；充气支撑杆(2)由内胆(21)、硬化层(22)及外层(23)构成，其中内胆(21)为厚度100μm聚酰亚胺膜，硬化层(22)为厚度100μm铝箔，外层(23)为厚度150μm铝/聚酰亚胺复合膜，且充气支撑杆(2)的外表面镀铝；多层隔热组件(1)的下摆固连于展开机构安装板上，充气支撑杆(2)通过柔性卡箍(3)固定于展开机构安装板和多层隔热组件(1)的内表面上，充气系统与充气支撑杆(2)相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：菅鲁京，赵啟伟，孙萌，张旸，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：北京;11