超长太空用充气展开支撑杆制造技术

超长太空用充气展开支撑杆，它涉及一种应用于太空的展开结构件。为解决现有机械展开结构所存在的重量高、折叠效率较小以及无法构建大型空间结构等问题，本发明专利技术的内层管（１）置在外层管（２）内，端头盖（３）的中心处开有充气孔（３－１），两个端头盖（３）分别与内层管（１）和外层管（２）的两端封固连接；支撑杆的长度Ｌ为１０～１００ｍ；内层管（１）和外层管（２）为薄膜材料。本发明专利技术在折叠的状态下贮存，具有重量轻和折叠效率高的优点，管子可以不受尺寸的限制，从而实现超长尺寸的制作。在太空，本发明专利技术为构建大型的结构部件提供了一条有效的解决途径，可用于大型空间结构的展开驱动机构和支撑结构；在地面，可用于临时广告灯箱的支撑及在复杂的地形区域临时通信的外伸天线的支撑等方面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于太空的展开结构件。
技术介绍
由于受到运载火箭的有效发射载荷和发射体积的限制，对于搭载的有效载荷的要求是具有很小的重量和很小的发射体积。大型的空间结构在发射时都处于折叠状态，发射入轨后通过展开的方式形成其设计要求的状态，实现其设计功能。现有的展开结构大都通过机械展开的方式，这种展开结构不仅重量高，而且折叠效率也较小。此外，为了满足深空探测的要求，对于超长的深空探测结构部件，传统的结构方式更是无能为力。
技术实现思路
为解决现有机械展开结构所存在的重量高、折叠效率较小以及无法构建大型空间结构的问题，本专利技术提供了一种超长太空用充气展开支撑杆，它主要由薄膜材料构建而成，本专利技术包括内层管、外层管和两个筒形的端头盖，内层管置在外层管内，每个端头盖的中心处开有充气孔，两个端头盖分别与内层管和外层管的两端封固连接；支撑杆的长度L为10～100m；内层管和外层管为薄膜材料。本专利技术的内层管和外层管采用薄膜材料，采用卷曲的方式进行折叠，放入火箭装载舱时处于折叠状态，发射进入太空后，通过端头盖上的充气孔向管子内部充入气体，支撑杆充分展开，达到工作状态。本专利技术可用于大口径天线、太阳帆、太阳能帆板、超长型单极和双极天线、卫星桁架结构、大型高精度光学反射镜的遮阳罩等结构的展开驱动机构；也可以作为结构部件使用，用于支撑相机及其它载荷；在地面，本专利技术可用于临时广告灯箱的支撑及在复杂的地形区域临时通信的外伸天线的支撑等方面。本专利技术的突出优点在于一、它主要由薄膜材料构建而成，重量轻、结构简单，与其它结构联接方便。抽真空后，采用高效折叠的方式可以占有很小的贮存体积，充气后可展开，具有重量轻和折叠效率高的优点。二、由于管子材料单一、无关节，这样就可以实现可靠的展开，同时展开过程易于控制。三、可以根据不同的展开驱动力、展开时间、力学性能和结构形式的要求，进行相应的结构设计，满足不同的使用要求，具有较强的可设计性，适用范围很广。四、能够实现超长的制作，达到上百米的长度，从而满足深空探测的要求。本专利技术的性能指标如下表所示 附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图，图2是图1的A-A剖视图，图3是图1的B-B剖视放大视图，图4是本专利技术的折叠示意图，图5是具体实施方式十九的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一(参见图1-图4)本实施方式由内层管1、外层管2和两个筒形的端头盖3组成，内层管1置在外层管2内，每个端头盖3的中心处开有充气孔3-1，两个端头盖3分别与内层管1和外层管2的两端封固连接；支撑杆的长度L为10～100m；内层管1和外层管2为薄膜材料。具体实施例方式二(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于支撑杆的长度L为10～39m。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施例方式三(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于支撑杆的长度L为10m。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施例方式四(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于支撑杆的长度L为25m。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施例方式五(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于支撑杆的长度L为39m。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施例方式六(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于支撑杆的长度L为40～69m。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施例方式七(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于支撑杆的长度L为40m。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施例方式八(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于支撑杆的长度L为55m。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施例方式九(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于支撑杆的长度L为69m。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施例方式十(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于支撑杆的长度L为70～100m。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施例方式十一(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于支撑杆的长度L为70m。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施例方式十二(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于支撑杆的长度L为85m。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施例方式十三(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一的不同点在于支撑杆的长度L为100m。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。具体实施例方式十四(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一至具体实施方式十三的不同点在于它增加了两个卡带4，所述端头盖3的筒壁的外表面上沿圆周开有环状卡带槽3-2，两个端头盖3分别置于内层管1两端的端头内，两个卡带4分别紧固于两个端头盖3外侧的外层管2的外表面并分别卡装在两个端头盖3上卡带槽3-2内。其它组成和连接关系与具体实施方式一至具体实施方式十三相同。本实施方式通过卡带4将内层管1和外层管2与两个筒形的端头盖3的外表面紧固连接，工艺简单、可靠。具体实施例方式十五(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一至具体实施方式十四的不同点在于它增加了刚条5，刚条5固定在外层管2的内表面上。其它组成和连接关系与具体实施方式一至具体实施方式十四相同。本实施方式所增加的刚条5的材料采用高弹性钢65Mn，它的作用在于提高管子的抗弯刚度；可根据不同的刚度要求，调整刚条的数量，宽度等参数。具体实施例方式十六(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一至具体实施方式十五的不同点在于它增加了粘条6，粘条6固定在外层管2的外表面上。其它组成和连接关系与具体实施方式一至具体实施方式十五相同。本实施方式所增加的粘条6的作用在于粘条6的粘接力可以使管子紧密的卷曲在一起。具体实施例方式十七(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一至具体实施方式十六的不同点在于所述粘条6的材料为尼龙搭扣，粘条6的数量为偶数且沿外层管2的径向中心线对称设置。其它组成和连接关系与具体实施方式一至具体实施方式十六相同。本实施方式在抽真空后，保证扁平状态的管子外表面上的粘条6处于上、下对应的位置，卷曲时，保证粘条对齐(如图4所示)。这样，在管子的展开过程中，通过粘条提供的阻尼力，实现管子的可控的展开；可根据不同的驱动力和展开速率的要求，合理地选用粘条的数量和宽度。具体实施例方式十八(参见图1-图4)本实施方式与具体实施方式一至具体实施方式十七的不同点在于所述内层管1和外层管2为等截面的圆柱体。其它组成和连接关系与具体实施方式一至具体实施方式十七相同。具体实施例方式十九(参见图5)本实施方式与具体实施方式一至具体实施方式十七的不同点在于所述内层管1和外层管2为变截面的圆锥台体。其它组成和连接关系与具体实施方式一至具体实施方式十七相同。权利要求1.超长太空用充气展开支撑杆，其特征在于它包括内层管(1)、外层管(2)和两个筒形的端头盖(3)，内层管1置在外层管(2)内，每个端头盖(3)的中心处开有充气孔(3-1)，两个端头盖(3)分别与内层管(1)和外层管(2)的两端封固连接；支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
超长太空用充气展开支撑杆，其特征在于它包括内层管（１）、外层管（２）和两个筒形的端头盖（３），内层管１置在外层管（２）内，每个端头盖（３）的中心处开有充气孔（３－１），两个端头盖（３）分别与内层管（１）和外层管（２）的两端封固连接；支撑杆的长度Ｌ为１０～１００ｍ；内层管（１）和外层管（２）为薄膜材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谭惠丰，卫建征，李云良，李勇，谢志民，苗常青，杜星文，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]