[实用新型]仿生充气可展开结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及可展开结构，具体的说是一种基于蝴蝶羽化发育展开的仿生充气可展开结构。

背景技术

随着航天器技术的不断发展和广泛应用，航天器的结构和功能不断变化和日趋复杂，需要采取各种结构和机构来完成相应的任务，可展开结构作为一种重要结构已经成为航天器结构中必不可少的组成部分。可展开结构是实现航天器某一部件由初始收拢构形到最终展开构形、并保持该构形的一种结构，其广泛应用于航天领域中，比如卫星展开天线、飞船太阳能电池阵、星球探测器太阳能帆板、外星太空基地舱和运载工具等等。由于空间应用的需要，空间可展开结构是由简单到复杂逐步发展起来，成为空间飞行器结构中涉及面最广泛、种类最繁复、功能最多样的一个领域。空间可展开机构受到空间运输系统的体积和重量限制，通常要具有较大的展开/收缩比及极高的系统可靠性，其研究与实现面临一系列的理论、方法和技术挑战。

目前，空间可展开结构大多采用驱动装置与刚性桁架来实现结构的展开，由于桁架与驱动装置均为刚性，收纳率相对较低，且质量较大，受运载工具运载能力的限制，因此大大限制了传统刚性空间可展机构的应用。

实用新型内容

针对现有刚性可展开结构存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于蝴蝶羽化发育展开的仿生充气可展开结构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括躯干部分及对称分布在该躯干部分两侧、结构相同的翅膜组，其中躯干部分包括躯干端盖、中央躯干及躯干气室，该躯干气室容置于所述中央躯干内，上方设有安装在该中央躯干顶部的躯干端盖，所述中央躯干上密封连接有与所述躯干气室相连通的主充气口，该主充气口上安装有充气开关阀，所述主充气口两侧的中央躯干上各密封连接有多个与所述躯干气室相连通的支路充气口；每侧的所述翅膜组包括翅膜及嵌于该翅膜内的主充气翅脉和充气直线主翅脉，每侧的所述主充气翅脉与同侧的所述支路充气口相连通，每侧的所述充气直线主翅脉位于该主充气翅脉内，一端与所述主充气翅脉相连通，另一端与同侧的所述支路充气口相连通；所述主充气翅脉及充气直线主翅脉均嵌入在翅膜内，通过所述充气开关阀及主充气口向中央躯干内充气，气体通过所述躯干气室由各所述支路充气口向两侧的主充气翅脉及充气直线主翅脉充气，两侧的所述主充气翅脉及充气直线主翅脉带动每侧的所述翅膜展开。

其中：每侧所述翅膜内嵌有多个辅助充气翅脉，各辅助充气翅脉连通于主充气翅脉与充气直线主翅脉之间或连通于辅助充气翅脉与主充气翅脉之间；每侧所述主充气翅脉均为“U”形，该“U”形开口端的两侧分别连通于同侧的两支路充气口，每侧所述充气直线主翅脉位于同侧主充气翅脉的对称线上；每侧所述充气直线主翅脉的两侧沿充气直线主翅脉对称设有数量相同的辅助充气翅脉，所述主充气翅脉为空腔结构，所述充气直线主翅脉及各所述充气直线主翅脉均为直线柱状空腔结构；

所述翅膜分为上层翅膜及下层翅膜，该上层翅膜的底面与下层翅膜的上面配合、并在结合面处固接，所述主充气翅脉及充气直线主翅脉均嵌入在上层翅膜与下层翅膜之间，所述主充气翅脉作为翅膜的边框；所述中央躯干上沿周向设有多个充气口安装孔，所述主充气口及支路充气口分别与各所述充气口安装孔密封螺纹连接；所述主充气口与支路充气口结构相同，均为回转体结构，所述主充气口与支路充气口均设有用于与充气口安装孔螺纹连接的充气口凸台；各所述充气口安装孔底部设有充气口密封圈沟槽，该充气口密封圈沟槽内容置有充气口密封圈，所述主充气口与支路充气口通过该充气口密封圈与充气口安装孔实现密封；所述躯干气室设于中央躯干内的顶部，该躯干气室的上端边缘设有端盖密封圈沟槽，所述端盖密封圈沟槽内容置有端盖密封圈，所述躯干端盖固接在中央躯干的顶部，并通过所述端盖密封圈与躯干气室实现密封。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.本实用新型采用翅脉中的气体驱动翅膜展开，与传统的电机驱动装置具更高的可靠性。

2.本实用新型质量轻，体积小，便于运载，应用范围广，且与刚性可展开结构相比收纳率更高。

3.本实用新型的主充气翅脉、充气直线主翅脉及辅助充气翅脉均在翅脉内的压力达到刚化压力值时，翅脉变成刚体，使翅脉具有更高的承载能力。

附图说明

图1为本实用新型完全展开状态的结构示意图；

图2为本实用新型躯干部分安装完毕状态的结构示意图；

图3为本实用新型躯干部分的爆炸图；

图4为本实用新型中央躯干的结构示意图；

图5为本实用新型翅脉部分局部剖面示意图；