【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空间可展开机构领域，具体涉及一种基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构以及空间曲面天线。
技术介绍
1、可展开机构系统可以收拢到紧凑状态以方便储藏与运输，待进入特定位置后再展开到较大尺度状态以实现更大范围的作业，在可展开空间机构、软变形机器人、折纸机器人和折纸结构、超材料等有着十分广泛的应用前景。
2、传统的可展开机构设计通常呈现固定的机动性，这些固定机动性的系统只能执行特定的运动模式，例如单一的展开或折叠运动；然而，很多应用场景中的系统在完成展开运动后可能还需执行其他形式的操作动作。因此，现有技术中的可展开机构大多数情况下都配置两套独立的驱动系统，分别控制展开和折叠。
3、现有技术中可展开机构采用两套独立的执行机构来分别执行展开运动和后续操作运动的设计，往往有更大的能量消耗、更高的复杂性和更大的体积。体现在可展开机构上往往存在结构复杂、成本高昂、折展比小、控制复杂等缺点。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构以及空间曲面天线，其将传统变胞折纸机构的运动学分岔特性和轻质的气动软体驱动机构相结合，可实现通过单一驱动产生多种形式的变胞序列运动。
2、为了实现上述主要目的，本专利技术第一方面提供了一种基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，多重变胞旋向可展开结构包括柔性内衬以及多个可展开模块；
3、柔性内衬在第一方向上呈一端具有开口、另一端封闭的管状结构，该管状结构的截面为等腰三角形
4、可展开模块包括两个固定片和两个折叠片，两个固定片分别设置在柔性内衬的两个等腰侧面上，两个折叠片沿垂直于第一方向的第二方向并排设置在柔性内衬的底侧面上；其中，两个固定片与两个折叠片中任意相邻的两个之间均具有间隙，以形成纵向接触折痕；
5、初始状态下的可展开模块中相邻两个折叠片围绕纵向接触折痕转动至位于两个固定片之间，同时两个固定片对向靠近呈层叠状；相邻可展开模块围绕横向接触折痕进行转动以使得多重变胞旋向可展开结构折叠为环状；
6、展开时，经开口向柔性内衬中充气，使得多个可展开模块围绕横向接触折痕进行第一阶段转动，直至相邻可展开模块中的固定片展开至处于同一平面内；继续向柔性内衬中充气，使得固定片和折叠片分别围绕纵向接触折痕进行第二阶段转动，直至可展开模块中的两个折叠片展开至处于同一平面内。
7、根据本专利技术的一种具体实施方式，相邻可展开模块中折叠片之间的横向接触折痕为呈相对刚性的刚性折痕，相邻可展开模块中固定片之间的横向接触折痕为呈柔性的柔性折痕；
8、可展开模块中的两个折叠片展开至处于同一平面内时，继续向柔性内衬中充气，使得相邻可展开模块围绕刚性折痕进行第三阶段的转动、柔性折痕被拉伸，以实现多重变胞旋向可展开结构的弯曲。
9、根据本专利技术的一种具体实施方式，相邻可展开模块中折叠片之间的横向接触折痕处附接有限制胶带，限制胶带在无外力作用下限制前述横向接触折痕被拉伸而呈相对刚性。
10、根据本专利技术的一种具体实施方式，柔性内衬为柔性聚乙烯薄膜管。
11、根据本专利技术的一种具体实施方式，固定片和折叠片均为碳纤维片。
12、根据本专利技术的一种具体实施方式，固定片和折叠片均以粘贴方式附接在柔性内衬的外表面上。
13、根据本专利技术的一种具体实施方式，可展开模块的数目为3-8个，多个可展开模块沿第一方向的长度逐渐增大，以允许可展开模块进行旋向折叠和展开。
14、本专利技术第二方面提供了一种空间曲面天线，其包括基座、天线组件和多个如上任一项所述的基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，天线组件支撑在多个多重变胞旋向可展开结构上。
15、根据本专利技术的一种具体实施方式，多个多重变胞旋向可展开结构以圆周阵列或相对设置的方式安装在基座上。
16、根据本专利技术的一种具体实施方式，多重变胞旋向可展开结构的数目为3-6个。
17、本专利技术具备以下有益效果：
18、本专利技术的多重变胞旋向可展开结构可在单一驱动下实现多种形式的变胞运动；相较于传统的可展开机构系统，本专利技术的多重变胞旋向可展开结构所需要驱动数量明显减少、系统重量与复杂度显著降低、折展比大幅提高以及制造成本大幅降低，在对能耗受限、轻量化及展收比要求较高的应用领域尤其是航空航天领域是非常好的解决方案。
19、同时，本专利技术的多重变胞旋向可展开结构还具有可变刚度功能，使其具有较好的负载能力，可搭载大型曲面天线，并通过控制气压来实现天线曲线的调节，以支持部署不同类型的曲面天线。
20、为了更清楚地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，其特征是：所述多重变胞旋向可展开结构包括柔性内衬以及多个可展开模块；
2.如权利要求1所述的基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，其特征是：相邻所述可展开模块中所述折叠片之间的横向接触折痕为呈相对刚性的刚性折痕，相邻所述可展开模块中所述固定片之间的横向接触折痕为呈柔性的柔性折痕；
3.如权利要求2所述的基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，其特征是：相邻所述可展开模块中所述折叠片之间的横向接触折痕处附接有限制胶带，所述限制胶带在无外力作用下限制前述横向接触折痕被拉伸而呈相对刚性。
4.如权利要求1所述的基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，其特征是：所述柔性内衬为柔性聚乙烯薄膜管。
5.如权利要求1所述的基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，其特征是：所述固定片和所述折叠片均为碳纤维片。
6.如权利要求1所述的基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，其特征是：所述固定片和所述折叠片均以粘贴方式附接在所述柔性内衬的外表面上。
7.如权利要求1所述的基于变胞折纸的多重变
8.一种空间曲面天线，其特征是包括基座、天线组件和多个如权利要求1-7任一项所述的基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，所述天线组件支撑在多个所述多重变胞旋向可展开结构上。
9.如权利要求8所述的空间曲面天线，其特征是：多个所述多重变胞旋向可展开结构以圆周阵列或相对设置的方式安装在所述基座上。
10.如权利要求8所述的空间曲面天线，其特征是：所述多重变胞旋向可展开结构的数目为3-6个。
...【技术特征摘要】
1.一种基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，其特征是：所述多重变胞旋向可展开结构包括柔性内衬以及多个可展开模块；
2.如权利要求1所述的基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，其特征是：相邻所述可展开模块中所述折叠片之间的横向接触折痕为呈相对刚性的刚性折痕，相邻所述可展开模块中所述固定片之间的横向接触折痕为呈柔性的柔性折痕；
3.如权利要求2所述的基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，其特征是：相邻所述可展开模块中所述折叠片之间的横向接触折痕处附接有限制胶带，所述限制胶带在无外力作用下限制前述横向接触折痕被拉伸而呈相对刚性。
4.如权利要求1所述的基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，其特征是：所述柔性内衬为柔性聚乙烯薄膜管。
5.如权利要求1所述的基于变胞折纸的多重变胞旋向可展开结构，其特征是：所述固定片和所述折叠片均为碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄海林，王森，严鹏，张赫，李兵，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。