[发明专利]非对称薄壳弹性阻尼展开的管状铰链及其制作方法

摘要

非对称薄壳弹性阻尼展开的管状铰链及其制作方法，属于小卫星太阳能帆板展开的铰链领域。现有小卫星太阳能帆板展开用铰链成本高、且铰链本身应力无法被控制或抵消，导致铰链在展开过程中移位和控制不准确问题。非对称薄壳弹性阻尼展开的管状铰链，在圆管(1)的弯折段(2)设置两个腰形孔(3)形成主弯折薄壳(4)和副弯折薄壳(5)，主弯折薄壳(4)与副弯折薄壳(5)之间设置阻尼弹簧(6)；圆管(1)两端与W折板(8)的两端固定；其制作方法包括，设计腰形孔(3)穿孔方法，主弯折薄壳(4)与副弯折薄壳(5)之间设置阻尼弹簧(6)，确定圆管(1)铰链展开角度。具有展开过程平稳、成本低、寿命长、精度高优点。

主权项

一种非对称薄壳弹性阻尼展开的管状铰链，其组成包括：圆管(1)，其特征在于：所述圆管(1)的弯折段(2)管壁上并排设置两个腰形孔(3)，每个腰形孔(3)沿圆管(1)轴线方向延长，圆管(1)的弯折段(2)管壁被分割形成主弯折薄壳(4)和副弯折薄壳(5)，主弯折薄壳(4)的横截面所在的圆弧为优弧，副弯折薄壳(5)的横截面所在的圆弧为劣弧，主弯折薄壳(4)与副弯折薄壳(5)之间相对侧的内壁上设置两根阻尼弹簧(6)；圆管(1)的两个延伸段(7)与W折板(8)相对应的一端固定连接；圆管(1)的一个末端通过A锁块(9)固定安装A锁条(10)，且A锁条(10)表面具有卡槽，圆管(1)的另一个末端通过B锁块(11)固定安装B锁槽(12)，B锁槽(12)内部插装两块电磁铁(13)，每块电磁铁(13)分别连接卡头(14)和电源接头(15)，A锁条(10)与卡头(14)配合形成阶梯式扣锁；其中，圆管(1)的弯折段(2)展开后，两延伸段(7)中轴线夹角为α，90°≤α≤180°；圆管(1)弯折后形成U形的管状铰链存储的稳定展开力矩M是圆心角θ1对应的主弯折薄壳(4)的弯折力矩与圆心角θ2对应的副弯折薄壳(5)的弯折力矩之和，表达式为：式中，M表示管状铰链存储的稳定展开力矩，E表示圆管弹性模量，t表示圆管厚度，ν表示圆管泊松比，θ1表示圆管(1)未弯折时主弯折薄壳(4)的横截面所在的优弧对应的圆心角，θ2表示圆管(1)未弯折时副弯折薄壳(5)的横截面所在的劣弧对应的圆心角。