[发明专利]一种三维充气展开桁架结构的展开控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维桁架结构的展开控制装置。

背景技术

三维充气展开桁架结构是采用柔性复合材料构建的、可折叠包装发射、入轨后可充气展开并刚化的一种新型航天器用桁架结构，具有折叠效率高、发射体积小、重量轻、结构简单等优点，可广泛应用于卫星、空间站等航天器。三维充气展开桁架结构形式比较简单，没有机械铰链、锁紧机构等机械关节；只需要充气压力驱动展开，不需要电机驱动，不需要传动机构，驱动方式简单。充气展开桁架结构在展开前是柔性的，如果不对其展开过程加以合理有效地控制，将会由于充气展开过程的不稳定和振动造成航天器总体的扰动，而且展开过程的轨迹可能与航天器或航天器附件发生干涉等。对充气展开过程的控制，决定了展开过程的可靠性，决定了充气展开结构能否成功在轨展开并投入使用，而截至目前为止，对于三维充气展开桁架结构的展开控制装置还未见报道。

发明内容

本发明的目的是为了解决截至目前为止没有三维充气展开桁架结构的展开控制装置的问题，进而提出一种三维充气展开桁架结构的展开控制装置。该展开控制装置能保证充气展开过程合理、有序、平稳、可靠地进行。

本发明的一种三维充气展开桁架结构的展开控制装置包括折叠装载箱和八列弹簧片阵列，折叠装载箱为长方体的薄壁箱体结构，折叠装载箱的前侧壁为箱盖，折叠装载箱的前端是充气展开桁架的展开伸出端，折叠装载箱的后侧壁为充气展开桁架的固定端，折叠装载箱的后侧壁上设置有多个固定螺孔和多个通孔，多个固定螺孔用来固定充气展开桁架，充气展开桁架充气展开时所用的充气导管穿过通孔与折叠装载箱内的充气展开桁架的主支撑管相连；折叠装载箱的左侧壁的内表面和右侧壁的内表面上各分别安装有四列弹簧片阵列，每列弹簧片阵列由多个长方形弹簧片组成，安装在折叠装载箱左侧壁的内表面上的四列弹簧片阵列的长方形弹簧片及安装在折叠装载箱右侧壁的内表面上的四列弹簧片阵列的长方形弹簧片均沿折叠装载箱的展开方向布置；每列弹簧片阵列中与折叠装载箱的箱盖相邻的长方形弹簧片与该折叠装载箱的箱盖之间留有间距；箱盖包括上节箱盖和下节箱盖，上节箱盖与折叠装载箱体的上侧壁铰接，下节箱盖与折叠装载箱体的下侧壁铰接，当上节箱盖和下节箱盖处于完全打开时，上节箱盖与叠装载箱的上侧壁处于同一水平面内，下节箱盖与叠装载箱的下侧壁处于同一水平面内。

本发明的充气展开桁架上沿长度方向设置的每根主支撑管的每一个折叠段约束在位于同一列弹簧片阵列中的相邻两个长方形弹簧片之间。

本发明的多个通孔的数量为四个，四个通孔在折叠装载箱的后侧壁上呈矩形设置，多个固定螺孔的数量为十六个，十六个固定螺孔分成四组，四组固定螺孔与四个通孔一一对应设置，每组固定螺孔的数量为四个，每组固定螺孔中的四个固定螺孔均布设置在相对应的通孔的外周边处。

本发明的有益效果：本发明的三维充气展开桁架结构的展开控制装置能够很好的控制三维充气展开桁架的充气展开过程，使得充气展开桁架中的各沿长度方向设置的主支撑管能够在充气压力驱动下平稳、可靠、协调并顺序的展开，并能保证上述主支撑管之间在展开过程中不互相干涉和缠绕，显著降低展开过程对航天器总体造成的扰动。

附图说明

图1是本发明的后视立体外形图；

图2是本发明的前视立体外形图；

图3是本发明的正面视图，图中去掉了箱盖；

图4是本发明的侧面视图，图中去掉了左侧壁和右侧壁；

图5是本发明的侧面视图，图中表示了三维充气展开桁架；

图6是本发明的展开控制过程示意图，图中表示了三维充气展开桁架；

图7是本发明的三维视图，图中表示了充气展开过程中的充气展开桁架；

图8是本发明的三维视图，图中折叠装载箱处于敞口状态，图中表示了充气展开过程中的充气展开桁架；

图9是本发明的三维视图，图中表示了展开后的充气展开桁架；

图10是本发明的三维视图，图中折叠装载箱处于敞口状态，图中表示了展开后的充气展开桁架。

具体实施方式