[发明专利]一种具有平面和曲面两种展开形态的空间可折展阵列装置

说明书

本发明提供了一种具有平面和曲面两种展开形态的空间可折展阵列装置，包括中心基座、互相嵌套的多个环形折展单元、用于搭载多个环形折展单元的基底以及用于提供支撑与驱动的柔性件；环形折展单元为单自由度折纸机构，其包括若干个相同的四边形折展体，若干个封闭四边形折展体以环形阵列方式分布并同时按照折脊折谷交错排列方式设置，并且多个环形折展单元中相对应的四边形折展体在径向方向上按照折脊折谷交错排列方式设置；柔性件设置于基底的下方侧并同时连接多个环形折展单元中相对应的四边形折展体，在柔性件中设有沿径向方向的气道；本发明可根据使用需求的不同可以对应使用平面构型或曲面构型，具有多用途、灵活性强等特点。

技术领域

本发明属于空间可折展机构技术领域，具体涉及一种具有平面和曲面两种展开形态的空间可折展阵列装置。

背景技术

空间可折展阵列有平面型和曲面型两种，平面型可折展阵列展开后形成大型平面，可用于太阳能电池阵或平面天线阵，曲面型可折展阵列展开后形成三维薄膜结构，可构成抛物面、球面等空间曲面，可用作反馈式天线反射面。

传统的曲面可折展机构存在结构复杂、收拢体积大、折展比固定的缺陷，已无法满足更高的应用需求；同时现有技术中的折展机构无法同时实现具有平面和曲面两种展开形态。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种具有平面和曲面两种展开形态的空间可折展阵列装置，可根据使用需求的不同可以对应使用平面构型或曲面构型，具有多用途、灵活性强等特点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种具有平面和曲面两种展开形态的空间可折展阵列装置，包括中心基座、互相嵌套的多个环形折展单元、用于搭载多个环形折展单元的基底以及用于提供支撑与驱动的柔性件；

环形折展单元为单自由度折纸机构，其包括若干个相同的四边形折展体，若干个封闭四边形折展体以环形阵列方式分布并同时按照折脊折谷交错排列方式设置，并且多个环形折展单元中相对应的四边形折展体在径向方向上按照折脊折谷交错排列方式设置；

基底为可随环形折展单元产生折展形变的柔性薄膜；

柔性件设置于基底的下方侧并同时连接多个环形折展单元中相对应的四边形折展体，在柔性件中设有沿径向方向的气道；

通过向气道内充气，柔性件在径向方向上膨胀以将多个环形折展单元推开，同时多个环形折展单元围绕中心基座进行同步展开直至处于平面展开形态，其中，多个环形折展单元处于平面展开形态时，通过向气道继续充气，柔性件的下方侧沿其轴向增长使得柔性件整体向上弯曲，使多个环形折展单元向上弯曲并处于曲面展开形态。

作为本发明的另一种具体实施方式，中心基座为正棱柱，中心基座的底面边长的数量与环形折展单元中的四边形折展体的数量相同。

作为本发明的另一种具体实施方式，多个环形折展单元采用Miura-ori折纸结构进行构型。

作为本发明的另一种具体实施方式，柔性件的数目为两个或两个以上，两个或两个以上的柔性件间隔设置。

作为本发明的另一种具体实施方式，中心基座上设有进气通道，柔性件中的气道与进气通道连通。

作为本发明的另一种具体实施方式，中心基座上设有环形槽，进气通道与气道通过气管连通，气管穿过环形槽并能在环形槽内滑动。

作为本发明的另一种具体实施方式，柔性件粘接在基底的下方侧。

作为本发明的另一种具体实施方式，相邻的环形折展单元之间设有用于保持环形折展单元在弯曲时不产生形变的间隙。

本发明具备以下有益效果：