[发明专利]电能与力学环境管理多功能结构

权利要求书

1.一种电能与力学环境管理多功能结构，其特征在于，包括一个主结构模块、四个可充/放电的电源模块、一套减振系统以及一套传感器模块；

所述主结构模块包括框架(10)、上盖板(11)和下盖板(12)；其中，所述框架(10)的整体外形呈田字构型，具有四个方格空腔，所述框架(10)具有关于x、y和z三轴的全方位对称性；所述下盖板(12)固定于所述框架(10)的底面；所述上盖板(11)固定于所述框架(10)的顶面；所述框架(10)、所述上盖板(11)和所述下盖板(12)组成主承力结构，具有结构承载的功能；

所述电源模块包括4个，分别记为电源模块Ⅰ(20)、电源模块Ⅱ(21)、电源模块Ⅲ(22)和电源模块Ⅳ(23)；每个所述电源模块通过弹性支撑以嵌埋方式设置于框架(10)、上盖板(11)和下盖板(12)所形成的封闭方格空腔内，并且，每个方格空腔内唯一安装1个所述电源模块；其中，弹性支撑包括弹性块(30)和弹性垫(31)；此外，电源模块的正、负极线通过强电电缆引出，连接到设置于所述框架(10)的外侧壁的强电电连接器(24)上形成充放电接口；所述电源模块既具有多次充电与多次放电的功能，又具有充当振子消耗振动能量的功能；

另外，每个所述电源模块的四周与用于容纳该电源模块的方格空腔壁之间设置有弹性块(30)；每个所述电源模块的底面与所述下盖板(12)之间设置有弹性垫(31)，每个所述电源模块的顶面与所述上盖板(11)之间也设置有弹性垫(31)；所述电源模块、所述弹性块(30)和所述弹性垫(31)构成减振系统，相当于“弹簧-振子”模型，其中，所述弹性块(30)和所述弹性垫(31)相当于具有一定刚度和阻尼的弹性支撑；所述电源模块相当于具有一定质量的振子，该减振系统一方面通过弹性支撑的变形吸振耗能，另一方面由作为振子的电源模块将结构振动能量转化为振子动能的方式来消耗振动能量，二者综合作用的结果降低了振动在多功能结构中的传递，并有效管理电源模块的力学环境；

所述传感器模块包括若干个温度传感器和若干个加速度传感器；其中，所述温度传感器设置于所述电源模块的内腔和外侧壁，用于监测所述电源模块的温度；所述加速度传感器设置于所述框架(10)的内壁、所述上盖板(11)的内壁和所述下盖板(12)的内壁，用于测量所述框架(10)、所述上盖板(11)和所述下盖板(12)的振动情况，为多功能结构内部电能与振动管理提供了检测与监控手段。

2.根据权利要求1所述的电能与力学环境管理多功能结构，其特征在于，所述框架(10)采用两类空心方管连接装配而成，分别是位于四周的八根边框(10-1)和处于中心的四根龙骨(10-2)；

四根龙骨(10-2)通过十字型接头组成十字结构；

八根边框(10-1)分别命名为边框Ⅰ～边框Ⅷ，先将每两根边框通过L型接头组成L型结构，由此得到四个L型结构；

将四个L型结构与由四根龙骨构成的十字结构通过T型接头组合形成一个具有对称性的田字型框架。

3.根据权利要求2所述的电能与力学环境管理多功能结构，其特征在于，所述龙骨(10-2)和所述边框(10-1)均采用碳纤维复合材料铺层而成，铺层方式为[±45/0/±45]_2S；

所述十字型接头、所述L型接头和所述T型接头采用高比强度、低热膨胀系数的钛合金材料制成；所述十字型接头、所述L型接头和所述T型接头与边框(10-1)、龙骨(10-2)之间采用胶粘剂进行粘接。

4.根据权利要求2所述的电能与力学环境管理多功能结构，其特征在于，在所述框架(10)的各转角处还采用结构胶粘剂粘接有L型的角片(10-3)，角片(10-3)由聚酰亚胺绝缘材料制作而成，用于对框架(10)装配连接处进行加强，同时具有绝缘作用；

在所述加速度传感器的安装处粘接有绝缘片(10-4)，该绝缘片也由聚酰亚胺绝缘材料制成，能够使加速度传感器与主结构模块之间绝缘。