可刚化充气展开的平面框架支撑结构制造技术

可刚化充气展开的平面框架支撑结构，它涉及一种平面天线或太阳帆板使用的可展开的平面框架支撑结构。本发明专利技术解决了已有的太阳帆板和平面天线的平面框架支撑结构采用机械式展开，存在结构复杂、展开可靠性差、整体重量重、折叠效率低问题。本发明专利技术的框架４内装有沿框架４纵向放置的基板，基板与框架４通过系带２固接，基板的上端面具有贴片层３，导线６的左端装在框架４上的可刚化充气展开的支撑管４－１内并与支撑管４－１的电加热层４－１－１相连接，充气管道５的左端装在支撑管４－１内，充气管道５上装有控制阀７。本发明专利技术具有结构简单、展开可靠性好、整体重量轻、折叠效率高、发射体积小的优点，可用于构建卫星等飞行器的平面天线及太阳帆板。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种平面天线或太阳帆板上使用的可展开的平面框架支撑结构。
技术介绍
平面天线及太阳帆板在卫星、载人飞船、空间站等飞行器中的应用已非常广泛，平面天线及太阳帆板能否正常工作关键在于其平面框架支撑结构是否能正常展开。传统的平面框架支撑结构的展开主要采用机械式刚性结构，此展开支撑结构是由很多刚性构件通过连接机构、控制展开机构和锁紧机构连接而成，因而在使用中存在结构复杂、易出故障、展开可靠性差、整体重量重、折叠效率低的问题，特别是对大尺寸的太阳帆板和平面天线的展开支撑结构存在的上述问题就更显突出了。由于平面天线的尺寸大小对卫星等飞行器信号接收或发射的精度和灵敏度影响较大，平面天线的尺寸越大，卫星等飞行器信号接收或发射的精度和灵敏度就越高；而太阳帆板的作用是为卫星等飞行器提供电力保障，太阳帆板的尺寸越大，为卫星等飞行器提供的电力就越充足。从上述分析可以看出，设计出性能稳定、使用安全、可靠的平面天线及太阳帆板的可展开的平面框架支撑结构对卫星等飞行器的发展和使用起着至关重要的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决已有的太阳帆板和平面天线的平面框架支撑结构由于采用机械式展开，在使用中存在结构复杂、易出故障、展开可靠性差、整体重量重、折叠效率低的问题而提供的一种可刚化充气展开的平面框架支撑结构。它包括基板、贴片层3；它还包括系带2、可刚化充气展开的框架4、充气管道5、导线6、控制阀7；所述的框架4内装有沿框架4纵向放置的基板，所述的基板与框架4之间通过系带2固定连接；基板的上端面具有贴片层3，导线6的左端装在框架4上的可刚化充气展开的支撑管4-1内并与所述的支撑管4-1的电加热层4-1-1相连接，充气管道5的左端装在支撑管4-1内，充气管道5上装有控制阀7；所述的基板是刚性基板或柔性基板1-2。本专利技术具有以下有益效果一、采用可刚化充气展开的框架作为本专利技术的可刚化充气展开的平面框架支撑结构的主体，在该框架内装置基板，基板以系带的连接方式在彼此相互连接的同时又与可刚化充气展开的框架相连接，因而在使用时可保证该框架以任意尺寸折叠，折叠效率高，发射体积小。二、框架中的支撑管由于采用可刚化充气展开的结构，支撑管可沿轴线方向以充气压力作为驱动力展开，展开后支撑管通电加热固化，从而形成稳定的、满足结构刚度要求的支撑结构。三、平面框架由于采用可刚化充气展开的支撑结构，解决了已有的平面框架采用机械式展开支撑结构带来的结构复杂、易出故障、展开可靠性差、整体重量重、折叠效率低的问题。四、本专利技术由于在充气管道上装有控制阀，可控制充气管道充入到支撑管内部的气体流量和流速，使框架的充气展开过程较为稳定。五、由于支撑管是由多层薄膜复合材料构成，支撑管抗弯刚度、强度等性能指标可通过改变支撑管的直径、长度、管壁厚度及材料性能等方法进行设计。六、本专利技术具有结构简单、展开可靠性高、整体重量轻、折叠效率高、发射体积小的优点，可用于构建卫星、载人飞船等飞行器的平面天线及太阳帆板；也可用于构建其它空间大型平面结构，如空间太阳能发电站。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图(基板采用刚性基板)；图2是本专利技术的整体结构示意图(基板采用柔性基板1-2)，图3是右端盖4-5的主视图，图4是图3的A-A剖面图，图5是左端面4-4的主视图，图6是图5的B-B剖面图，图7是支撑管4-1的主视图，图8是图7的左视图，图9是框架4与充气管道5和导线6相连接的俯视图。具体实施例方式具体实施方式一结合图1、图2、图7、图9说明本实施方式，本实施方式由基板、系带2、贴片层3、可刚化充气展开的框架4、充气管道5、导线6、控制阀7组成；所述的框架4内装有沿框架纵向放置的基板，所述的基板与框架4之间通过系带2固定连接；基板的上端面具有贴片层3，导线6的左端装在框架4上的可刚化充气展开的支撑管4-1内并与所述的支撑管4-1的电加热层4-1-1相连接，充气管道5的左端装在支撑管4-1内，充气管道5上装有控制阀7；所述的基板是刚性基板或柔性基板1-2。具体实施方式二结合图1、图9说明本实施方式，本实施方式的刚性基板由一组平行放置的刚性基板单元1-1-1组成，相邻两块刚性基板单元1-1-1之间及刚性基板单元1-1-1与框架4之间通过系带2固定连接。基板由一组刚性基板单元1-1-1组成，采用此结构可保持基板整体平整，便于折叠。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式三结合图2、图9说明本实施方式，本实施方式的柔性基板1-2由至少一层聚合物薄膜或至少一层树脂预浸纤维织物构成，柔性基板1-2与框架4之间通过系带2固定连接。采用柔性基板1-2具有结构简单、重量轻、折叠效率高、折叠体积较小的优点。本实施方式中，为保持柔性基板1-2的平面度，柔性基板1-2的外周边采用悬链线1-2-1的形式与系带2相连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。具体实施方式四结合图3、图4、图5、图6、图9说明本实施方式，本实施方式的框架4由左支承板4-2、右支承板4-3、左端盖4-4、右端盖4-5可刚化充气展开的支撑管4-1、卡箍4-6组成；所述的可刚化充气展开的支撑管4-1由前支撑管4-1-2和后支撑管4-1-3组成；左支撑板4-2与右支承板4-3平行对齐放置，左支撑板4-2的右端面的两端分别与左端盖4-4固定连接，右支撑板4-3的左端面与左端盖4-4相对应的位置上分别固定连接有右端盖4-5，左端盖4-4的外圆周端面上具有与卡箍4-6相配合的环形凹槽44-1，右端盖4-5的外圆周端面上具有与卡箍4-6相配合的环形槽4-5-1，左支撑板4-2与右支撑板4-3之间装有前支撑管4-1-2和后支撑管4-1-3，前支撑管4-1-2的左端和后支撑管4-1-3的左端分别装在左端盖4-4的外圆周端面上并用卡箍4-6固接，前支撑管4-1-2的右端和后支撑管4-1-3的右端分别装在右端盖4-5的外圆周端面上并用卡箍4-6固接。在左端盖4-4的外圆周端面上加工环形凹槽4-4-1，并将卡箍4-6固定装在所述的环形凹槽4-4-1内；在右端盖4-5的外圆周端面上加工环形槽4-5-1，并将卡箍4-6固定装在所述的环形槽4-5-1内，采用上述结构用以对前支撑管4-1-2和后支撑管4-1-3的轴向固定；本实施方式中的右端盖4-5为充气端端盖，右端盖4-5的端面具有供充气管道5通过的轴向孔4-5-4和供导线6通过的轴孔4-5-5。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。本实施方式中，为减轻框架4的整体重量，左端盖4-4沿轴向加工有凹孔4-4-2，右端盖4-5沿轴向加工有凹槽4-5-2；为使前支撑管4-1-2的左端和后支撑管4-1-3的左端与左端盖4-4固定牢固，左端盖4-4上加工有凸台4-4-3；为使前支撑管4-1-2的右端和后支撑管4-1-3的右端与右端盖4-5固定牢固，右端盖4-5上加工有台肩4-5-3。具体实施方式五结合图7、图8说明本实施方式，本实施方式的支撑管4-1的管壁由内至外依次由气体阻隔层4-1-4、电加热层4-1-1、热固化层4-1-5、绝热层4-1-6和空间环境防护层4-1-7组成。支撑管4-1由多层复合材料层制成，具有重量轻、折叠效率高的优点。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。具体实施方式六结合图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可刚化充气展开的平面框架支撑结构，它包括基板、贴片层（３）；其特征在于它还包括系带（２）、可刚化充气展开的框架（４）、充气管道（５）、导线（６）、控制阀（７）；所述的框架（４）内装有沿框架纵向放置的基板，所述的基板与框架（４）之间通过系带（２）固定连接，基板的上端面具有贴片层（３），导线（６）的左端装在框架（４）上的可刚化充气展开的支撑管（４－１）内并与所述的支撑管（４－１）的电加热层（４－１－１）相连接，充气管道（５）的左端装在支撑管（４－１）内，充气管道（５）上装有控制阀（７）；所述的基板是刚性基板或柔性基板（１－２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苗常青，万志敏，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]