表皮约束可膨胀波纹管制造技术

一种增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，包括顶部端盖

【技术实现步骤摘要】
表皮约束可膨胀波纹管


[0001]本专利技术涉及可膨胀结构，并且更具体地说，涉及可膨胀波纹管型结构，其中期望该结构的膨胀形式具有刚度。可膨胀结构通常包括保持加压空气或液体的气囊，以及附接到气囊的相对内表面的线。线通常附接到气囊的内表面。当气囊膨胀时，气囊内的压力导致气囊向外扩大，从而对线施加张力，这继而限制气囊的扩大。除了限制气囊的扩大之外，在气囊在压缩载荷下变形之前，线增加气囊可承受的压缩载荷的量。这种内部张紧的可膨胀结构用于需要高压缩强度与重量的比例的设备，诸如飞机机翼。

技术介绍

[0002]虽然内部张紧的可膨胀结构实现了其预期目的，但仍需要一种新的和改进的可膨胀结构及其构造方法，其保持或增加可膨胀结构的结构能力，同时改善包装尺寸，提供多自由度的刚性展开，具有有助于清洁的光滑外表面，增加抗剪切性，并且降低重量，同时保持或降低成本，并降低制造复杂性。

技术实现思路

[0003]根据本公开的若干方面，一种增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统包括顶部端盖、底部端盖和波纹管，该波纹管附接到顶部端盖和底部端盖并将顶部端盖和底部端盖分开，并被配置成在顶部端盖和底部端盖之间保持加压流体。该系统还包括喷嘴，所述喷嘴被配置成允许流体进入和离开波纹管，以及不可延伸表皮，其附接到顶部端盖、底部端盖中的每个并附接到波纹管。当波纹管经由喷嘴膨胀时，顶部端盖处于第一位置，并且当顶部端盖从第一位置调节到第二位置时，表皮被配置成将顶部端盖保持在第二位置，并将波纹管约束成预定的刚性三维形状。
[0004]在本公开的另一方面中，波纹管包括一个或多个可膨胀腔室。一个或多个可膨胀腔室中的每个均由一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分形成。一个或多个顶部部分中的每个均围绕周界边缘密封到一个或多个底部部分中的一个，并且周界边缘限定径向延伸的波纹管凸缘。
[0005]在本公开的仍另一方面中，一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分限定波纹管的折叠部分，该折叠部分在顶部端盖的周界边缘和底部端盖的周界边缘之间在轴向方向上延伸。波纹管的折叠部分包括一个或多个折叠部，该折叠部降低表皮约束可膨胀波纹管系统的轴向方向上的波纹管刚度。
[0006]在本公开的仍另一方面中，不可延伸表皮是可替换的。不同形状的可替换不可延伸表皮约束波纹管以限定完全膨胀的表皮约束可膨胀波纹管系统的不同膨胀三维几何形状。
[0007]在本公开的仍另一方面中，不可延伸表皮包括预定位置处的多个波纹管附接特征，所述多个波纹管附接特征与波纹管凸缘中的一个或多个以及顶部端盖和底部端盖对准。
[0008]在本公开的仍另一方面中，径向延伸的波纹管凸缘中的一个或多个在多个波纹管附接特征中的一个或多个处附接到不可延伸表皮。
[0009]在本公开的仍另一方面中，一个或多个顶部部分中的每个包括一个或多个槽，并且一个或多个底部部分中的每个包括一个或多个槽，并且一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分通过使用可移除掩模仅围绕周界边缘彼此热密封。一个或多个顶部部分和底部部分中的一个或多个槽允许气流通过一个或多个顶部部分和底部部分，同时保持波纹管的形状和结构完整性。
[0010]在本公开的仍另一方面中，波纹管由包括以下中的一种或多种的材料形成：硅树脂、热塑性聚氨酯（TPU）或TPU涂层织物。不可延伸表皮上的波纹管附接特征包括不可延伸表皮材料的TPU浸渍部分。可移除掩模由包括以下中的一种或多种的材料形成：纸、玻璃纸、甘油和纸皂。可移除掩模可溶于不与TPU反应的溶剂，其中溶剂包括以下中的一种或多种：水、丙酮以及酒精。
[0011]在本公开的仍另一方面中，当表皮约束可膨胀波纹管系统完全膨胀时，不可延伸表皮完全封装波纹管并且提供光滑的外表面。
[0012]在本公开的另一方面中，不可延伸表皮在波纹管的第一侧上延伸第一轴向距离，并在波纹管的第二侧上延伸小于第一轴向距离的第二轴向距离。第二侧与第一侧相对，并且当表皮约束可膨胀波纹管系统完全膨胀时，刚性三维形状被表皮约束为非直线形状。
[0013]在本公开的仍另一方面中，一种生产表皮约束可膨胀波纹管的方法包括增加组装顶部端盖、底部端盖和附接到顶部端盖和底部端盖并将顶部端盖和底部端盖分开的波纹管。波纹管被配置成在顶部端盖和底部端盖之间保持加压流体。该方法还包括将不可延伸表皮附接到顶部端盖、波纹管和底部端盖中的每个，并利用设置在顶部端盖和底部端盖中的一个或多个上的喷嘴来允许流体进入和离开波纹管。当波纹管经由喷嘴膨胀时，顶部端盖处于第一位置，并且当顶部端盖从第一位置调节到第二位置时，表皮被配置成将顶部端盖保持在第二位置，并将波纹管约束成预定的刚性三维形状。
[0014]在本公开的仍另一方面中，该方法还包括组装一个或多个可膨胀腔室，其中一个或多个可膨胀腔室中的每个由一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分形成。该方法包括围绕周界边缘将一个或多个顶部部分中的每个密封到一个或多个底部部分中的一个。周界边缘限定径向延伸的波纹管凸缘。
[0015]在本公开的仍另一方面中，该方法还包括用可移除掩模掩蔽一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分，并且作为掩蔽的结果，仅围绕周界边缘将一个或多个顶部部分中的每个热密封到一个或多个底部部分中的一个。一个或多个顶部部分中的每个包括一个或多个槽，并且一个或多个底部部分中的每个包括一个或多个槽，并且一个或多个顶部部分和底部部分中的一个或多个槽允许气流，同时保持波纹管的形状和结构完整性。
[0016]在本公开的仍另一方面中，该方法包括折叠一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分，以限定波纹管的折叠部分，该折叠部分在顶部端盖的周界边缘和底部端盖的周界边缘之间在轴向方向上延伸。波纹管的折叠部分包括一个或多个折叠部，折叠部降低表皮约束可膨胀波纹管系统的轴向方向上的波纹管刚度。
[0017]在本公开的仍另一方面中，该方法包括在与波纹管凸缘中的一个或多个以及顶部端盖和底部端盖对准的预定位置处，为不可延伸表皮配备多个波纹管附接特征。
[0018]在本公开的仍另一方面中，该方法包括在多个波纹管附接特征中的一个或多个处将不可延伸表皮附接到径向延伸波纹管凸缘中的一个或多个。
[0019]在本公开的仍另一方面中，该方法包括由包括以下中的一种或多种的材料形成波纹管：硅树脂、热塑性聚氨酯（TPU）或TPU涂层织物，由不可延伸表皮材料的TPU浸渍部分在不可延伸表皮上形成波纹管附接特征，以及由包括以下中的一种或多种的材料形成可移除掩模：纸、玻璃纸、甘油和纸皂，其中可移除掩模可溶于不与TPU反应的溶剂。该溶剂包括以下中的一种或多种：水、丙酮和酒精。
[0020]在本公开的仍另一方面中，该方法包括当表皮约束可膨胀波纹管系统完全膨胀时，用不可延伸表皮完全封装波纹管以提供光滑的外表面。不可延伸表皮是可替换的，并且不同形状的可替换不可延伸表皮约束波纹管以限定完全膨胀的表皮约束可膨胀波纹管系统的不同膨胀三维几何形状。
[0021]在本公开的仍另一方面中，该方法包括通过提供不可延伸表皮来生产非直线刚性三维形状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，所述系统包括：顶部端盖；底部端盖；波纹管，所述波纹管附接到所述顶部端盖和所述底部端盖并将所述顶部端盖和所述底部端盖分开，并被配置成在所述顶部端盖和所述底部端盖之间保持加压流体；喷嘴，所述喷嘴被配置成允许流体进入和离开所述波纹管；以及不可延伸表皮，所述不可延伸表皮附接到所述顶部端盖、所述底部端盖中的每个并且附接到所述波纹管；以及其中，当所述波纹管经由所述喷嘴膨胀时，所述顶部端盖处于第一位置，并且当所述顶部端盖从所述第一位置调节到第二位置时，所述表皮被配置成将所述顶部端盖保持在第二位置，并将所述波纹管约束成预定的刚性三维形状。2.如权利要求1所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述波纹管包括：一个或多个可膨胀腔室，其中，所述一个或多个可膨胀腔室中的每个均由一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分形成；所述一个或多个顶部部分中的每个均围绕周界边缘密封到一个或多个底部部分中的一个，并且其中，所述周界边缘限定径向延伸的波纹管凸缘。3.如权利要求2所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述一个或多个顶部部分和所述一个或多个底部部分限定所述波纹管的折叠部分，所述折叠部分在所述顶部端盖的周界边缘和所述底部端盖的周界边缘之间在轴向方向上延伸，并且其中，所述波纹管的所述折叠部分包括一个或多个折叠部，所述折叠部降低所述表皮约束可膨胀波纹管系统的轴向方向上的波纹管刚度。4.如权利要求2所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述不可延伸表皮是可替换的，其中，不同形状的可替换不可延伸表皮约束所述波纹管以限定完全膨胀的表皮约束可膨胀波纹管系统的不同膨胀的三维几何形状。5.如权利要求4所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述不可延伸表皮包括预定位置处的多个波纹管附接特征，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：密歇根大学董事会，
类型：发明
国别省市：