一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管制造技术

本实用新型专利技术提供一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管，包括柔性充气管、柔性加强筋、端头盖以及端尾盖；其中，柔性加强筋沿柔性充气管的轴向粘贴在柔性充气管的内壁；端头盖和端尾盖分别用于封储柔性充气管的两端，且端头盖上开有充气孔；由此可见，本实用新型专利技术的柔性充气管通过充气压力发生塑性变形即可完成刚化，同时通过内壁的柔性加强筋展开二次刚化，刚化方式简单；本实用新型专利技术的充气展开管无任何机构形式，在太空中通过充气即可展开，而且展开过程可通过充气速率进行控制，结构形式简单、可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管
本技术属于航天
，尤其涉及一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管。
技术介绍
充气太空结构是指表面以柔性薄膜材料制造，内部为空腔，可以进行充气展开的一种太空结构。在发射时，充气结构折叠储存在火箭发射舱里，以减小发射体积；发射到太空后，结构在其内部气体压力的作用下膨胀展开，并作为航天器的功能部件使用。因占用有效载荷体积小、质量轻和费用低等优点，充气展开结构在空间的应用有其无法替代的优势。充气管是一种基本的充气展开结构，具有组合灵活、易拆装，且可根据需要进行结构调节等优点，可作为展开结构、支撑结构、承压结构、动作机构等使用，如伸展臂、舱外行走的轨道、气动关节等，应用领域较为广阔。然而，现有的充气太空结构不是采用全柔性结构，导致刚度太低，就是刚化技术过于复杂，需要加热、紫外照射等。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管，重量轻、贮存体积小、展开体积大，刚化方式简单、结构简单、可靠性高，应用范围广。一种空间充气展开管，包括柔性充气管1、柔性加强筋4、端头盖2以及端尾盖3；所述柔性加强筋4沿柔性充气管1的轴向粘贴在柔性充气管1的内壁；所述端头盖2和端尾盖3分别用于封储柔性充气管1的两端，且端头盖2上开有充气孔。进一步地，当所述展开管处于非工作状态时，通过端头盖2以Z型折叠收纳的方式安装在外部供气装置上。进一步地，所述柔性加强筋4为钢卷尺。进一步地，所述柔性加强筋4为四条，且四条加强筋沿柔性充气管1的轴向均匀分布。进一步地，所述柔性充气管1由三层薄膜构成，其中，三层薄膜依次为聚酯薄膜、铝箔、聚酯薄膜。进一步地，所述柔性充气管1由三层薄膜构成，其中，三层薄膜依次为聚酰亚胺薄膜、铝箔、聚酰亚胺薄膜。进一步地，所述柔性充气管1为圆筒状。有益效果：本技术提供一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管，柔性充气管通过充气压力发生塑性变形即可完成刚化，同时通过内壁的柔性加强筋展开二次刚化，刚化方式简单；本技术的充气展开管无任何机构形式，在太空中通过充气即可展开，而且展开过程可通过充气速率进行控制，结构形式简单、可靠性高；其次，本技术的充气展开管采用柔性复合薄膜构建而成，该复合薄膜密度小、柔性好、便于折叠；因此该充气管较传统金属太空结构件总重量轻非常多，可以根据发射舱大小或者连接结构件大小进行随型折叠，折叠后贮存体积小，发射到太空后通过充气展开可以构建折叠体积10倍甚至百倍的空间结构件；最后，由于本技术提供的充气展开管主要采用柔性材料，与外部其他空间金属结构的连接可采用机械连接、化学连接等多种连接方式，同时其结构形式、力学性能具有较强的设计性，因此，本技术提供的充气展开管空间应用范围广，可根据空间任务要求构建多种形式、多种功能型大型空间结构件；例如，可以利用多根充气管组合构建空间大口径天线，还可以通过与太阳能基板连接构建大型卫星用多折太阳翼展开驱动结构件等。附图说明图1为本技术提供的一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管的结构示意图；图2为本技术提供的一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管的A-A剖面示意图；图3为本技术提供的一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管的B-B剖面示意图；图4为本技术提供的一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管的折叠/展开示意图；1-柔性充气管、2-端头盖、3-端尾盖、4-柔性加强筋。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。参见图1，该图为本实施例提供的一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管的结构示意图。一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管由柔性充气管1、柔性加强筋4、端头盖2以及端尾盖3组成。端头盖2和端尾盖3分别用于封储柔性充气管1的两端，具体的，端头盖2的中心处开有充气孔，与柔性充气管1的内壁通过胶黏剂连接密封。端尾盖3与柔性充气管1的外壁通过胶黏剂连接密封。柔性充气管1内壁轴线方向粘贴有四条柔性加强筋4，且四条加强筋4沿柔性充气管1轴向均匀分布，柔性加强筋4是承受荷载的主要构件，使构成柔性充气管1的自刚化复合薄膜材料具有充气硬化的特性；可选的，柔性加强筋4可以直接由钢卷尺充当，柔性充气管1为圆筒状；由此可见，本实施例的充气展开自刚化管具有制作简单、强度高、费用少、质量轻、折叠体积小等优点，而且其硬化方法简单、可靠。参见图2和图3，分别为本实施例提供的一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管的A-A剖面示意图和B-B剖面示意图；本实施例的可折叠加筋自刚化空间充气展开管的管壁，即柔性充气管1采用三层柔性薄膜制成，如聚酯薄膜、铝箔、聚酯薄膜的组合或聚酰亚胺薄膜、铝箔、聚酰亚胺薄膜的组合；当所述展开管处于非工作状态时，如发射阶段，通过端头盖2以Z型折叠收纳的方式进行折叠后，再安装在外部供气装置上，其中，外部供气装置可以位于火箭装载舱；也就是说，在发射阶段，展开管整体收纳在火箭装载舱中；当所述展开管处于工作状态时，如发射到太空后，外部供气装置通过端头盖2上的充气孔向柔性充气管1内部充入气体，柔性充气管1充分展开，通过充气气压和管壁内侧的柔性加强筋4进行自刚化，从而达到工作状态。参见图4，该图为本实施例提供的一种可折叠加筋自刚化空间充气展开管的折叠/展开示意图。可选的，展开管充气后，展开的长度可以为5-10m或10-100m；同时，端头盖2的充气孔可以直接与外部供气装置的充气口连接，也可以由充气口的引出管道连接。需要说明的是，本实施例的展开管通过端头盖2安装在外部供气装置上时，可以通过胶粘的形式直接粘贴在外部供气装置上，也可以在端头盖2上设置螺纹从而拧紧在外部供气装置，还可以通过螺钉、焊接等多种形式安装在外部供气装置，本实施例对此不作赘述。由此可见，本实施例提供的展开管，具有重量轻、结构简单、可折叠、自刚化的特征，且折叠后贮存体积小，充气展开后又可用于构建大型空间结构功能件；也就是说，本实施例提供的展开管可以独立作为空间结构使用，也可用于构建大型空间结构，例如深空探测航天器、月球基地及太空发电站需要充气展开太阳电池阵，高分辨对地观测需要大尺寸充气薄膜天线展开结构，深空探测及增阻离轨任务需要的太阳帆展开结构、卫星太阳翼结构等，为国家载人航天深空探测大型太空望远镜高分辨率对地观测及空间大型光电转换收集等任务的推进和实施提供了很好地解决方案。当然，本技术还可有其他多种实施例，在不背离本技术精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当然可根据本技术作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本技术所附的权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空间充气展开管，其特征在于，包括柔性充气管(1)、柔性加强筋(4)、端头盖(2)以及端尾盖(3)；/n所述柔性加强筋(4)沿柔性充气管(1)的轴向粘贴在柔性充气管(1)的内壁；/n所述端头盖(2)和端尾盖(3)分别用于封储柔性充气管(1)的两端，且端头盖(2)上开有充气孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种空间充气展开管，其特征在于，包括柔性充气管(1)、柔性加强筋(4)、端头盖(2)以及端尾盖(3)；
所述柔性加强筋(4)沿柔性充气管(1)的轴向粘贴在柔性充气管(1)的内壁；
所述端头盖(2)和端尾盖(3)分别用于封储柔性充气管(1)的两端，且端头盖(2)上开有充气孔。


2.如权利要求1所述的一种空间充气展开管，其特征在于，当所述展开管处于非工作状态时，通过端头盖(2)以Z型折叠收纳的方式安装在外部供气装置上。


3.如权利要求1所述的一种空间充气展开管，其特征在于，所述柔性加强筋(4)为钢卷尺。

【专利技术属性】
技术研发人员：严素欣，张胜芝，刘宝琪，许相玺，王梦，
申请(专利权)人：航天科工空间工程发展有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42