一种充气式空间可展开装置的设计的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种充气式空间可展开装置，主要用于空间大口径充气式设备领域，能够有效的减小发射体积，降低空间设备发射成本。
【背景技术】
[0002]受于地面航天发射器有效空间容仓和发射成本的限制，各种类型的空间可展开结构的发展越发迫切，也得到了各国的不断重视。空间可展开结构是20世纪60年代后期，随着航天技术革新而出现的新型结构，具有高刚度，高强度，高几何稳定性等特定。该结构在地面及发射过程中以折叠的姿态收藏于各航天器载荷舱内，当航天器定位到工作轨道正常运行时，可以接收地面中心发出的展开指令，使驱动电机工作从而展开成预定设计的大型复杂形状；当航天器要自动返回或被回收时，该结构可先行折叠收拢，然后自动返回或被载人飞船回收。
[0003]充气式可展开结构是空间可展开结构中的一种，具有成本低廉、存储体积小、重量轻、可靠性高等优点，能够实现传统结构很难达到的性能。因此，充气式可展开结构在各类航天器上的应用越来越成为各国空间研究和开发的热点。充气式可展开结构是运用一种全新的设计概念采用轻质柔性复合材料制作而成，并以折叠或卷曲状态发射送入太空，到达预定轨道后再充气展开为所设计的几何构型，可用于构建航天器的结构部件和功能部件，如太阳聚光器、大面积天线、太阳遮光罩等。
[0004]本发明针对空间大口径设备发射体积大，发射成本高的问题，设计一种充气式空间可展开装置，该装置能够实现空间大口径充气薄膜的展开和收缩功能，有效地减小大口径太空装置的发射体积和发射成本。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的是提供一种充气式空间可展开装置，该装置能够实现空间大口径充气薄膜的展开和收缩功能，有效地减小大口径太空装置的发射体积，在薄膜展开成形后能够对薄膜反射面进行水平角和高度角的位姿调整，实现反射面的反射功能。
[0006]所述的充气式空间可展开装置，主要由充气薄膜结构1、机械可展开结构2以及调整云台3组成；
[0007]所述的充气式空间可展开装置，设计的充气薄膜结构I固连于机械可展开结构2上，机械可展开结构2是由一个步进电机216驱动滚珠丝杆208，带动上升平台202运动，驱动展开长杆205展开，从而将充气薄膜结构I展开;充气薄膜结构I展开后，系统对其进行充气，在一定的气压作用下，充气薄膜结构I能够完成薄膜型面的自动调整；薄膜型面调整完成后，通过调整云台3进行薄膜反射面102的水平角和高度角的位姿调整，进而实现反射面的反射功能。
[0008]本发明的优点在于:
[0009]1、机构简单，设计合理，操作方便，便于拆装维护；
[0010]2、各个部分动作由一个单片机控制器控制，控制方法简单，能达到良好的精度；[0011 ] 3、能够实现空间大口径充气薄膜的展开和收缩功能，有效地减小大口径太空装置的发射体积；
[0012]4、能够对薄膜反射面进行水平角和高度角的位姿调整，实现反射面的反射功能。
【附图说明】
[0013]图1是充气式空间可展开装置整体结构图；
[0014]图2是充气式空间可展开装置充气薄膜结构的立体图；
[0015]图3是充气式空间可展开装置充气薄膜结构的正视图；
[0016]图4是充气式空间可展开装置充气薄膜结构的俯视图；
[0017]图5是充气式空间可展开装置机械可展开结构的立体图；
[0018]图6是充气式空间可展开装置展开长杆和上升平台连接图；
[0019]图7是充气式空间可展开装置调整云台的正视图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明进行进一步说明。
[0021]充气薄膜结构I是由薄膜透射面101、薄膜反射面102、薄膜外连边103、连接弹簧104、薄膜支撑圆环105等组成的。薄膜透射面101是抛物线面型，由12片透射面片101-1和I片Φ 50mm的透射面顶片101-2通过胶带粘合形成的，薄膜透射面101开口口径为I米。薄膜反射面102是一片直径为I米的薄膜平面，表面镀上反射层，中心处开有Φ 20mm的气孔，通过气嘴109与大气管110相连，用于充气薄膜的进气和放气。薄膜反射面102和薄膜透射面101在面型边缘处通过胶带粘合，并留有一个小气管108，小气管108另一端与薄膜支撑圆环105相连，用于薄膜支撑圆环105的进气和放气。12片薄膜外连边103固连于薄膜透射面101和薄膜反射面102上，用于连接薄膜透射面101、薄膜反射面102和薄膜支撑圆环105。薄膜支撑圆环105上固连着12片薄膜圆环内连边106，均匀分布于圆环上，12片薄膜圆环内连边106分别通过12个连接弹簧104与12片薄膜外连边103相连。薄膜支撑圆环105的底部固连着3片薄膜圆环下连边106，均匀分布于薄膜支撑圆环105上，用于连接机械可展开结构2。
[0022]机械可展开结构2由上平台201、上升平台202、下平台203、展开短杆204、展开长杆
205、滚珠丝杆208、滚珠丝杆支撑轴承组件210、滚珠丝杆固定轴承组件211、步进电机216、下限位开关218、上限位开关219以及展开机构固定座217等组成。上平台201通过三根直线轴承光轴206支撑，固连于和下平台203上，三个直线轴承207通过螺钉固连于上升平台202上，使上升平台202可以沿直线轴承光轴206做直线运动。滚珠丝杆208—端接有滚珠丝杆支撑轴承组件210，通过螺钉固连于上平台201上，另一端接有滚珠丝杆固定轴承组件211，通过螺钉固连于下平台203上，滚珠丝杆螺母209通过螺钉固连于上升平台202上。三根展开短杆204分别通过平台轴212和平台紧定螺钉213铰接于上平台201上，三根展开长杆205分别通过平台轴212和平台紧定螺钉213铰接于上升平台202上，展开短杆204和展开长杆205之间通过轴承连接。步进电机216通过联轴器214与滚珠丝杆208固连，并通过步进电机固定座215固定在下平台203底部。两个展开机构固定座217通过螺钉固连于下平台203上，用于连接机械可展开结构2和调整云台3。当展开开关启动时，步进电机216正转，带动滚珠丝杆208运动，使上升平台202上升，进而使展开长杆205打开，在展开长杆205的带动下，充气薄膜结构I打开，当上升平台202触碰到上限位开关219时，步进电机216停止运转，展开动作完成；当收缩开关启动时，步进电机216反转，带动滚珠丝杆208运动，使上升平台202下降，进而使展开长杆205收缩，在展开长杆205的带动下，充气薄膜结构I收缩，当上升平台202触碰到下限位开关218时，步进电机216停止运转，收缩动作完成。
[0023]调整云台3由云台高度角组件301、云台水平角组件302以及云台底座303组成。云台高度角组件301用于调整薄膜反射面102的高度角，云台水平角组件302用于调整薄膜反射面102的水平角。
[0024]在展开动作完成后，系统给充气薄膜结构I充气，薄膜透射面101、薄膜反射面102以及薄膜支撑圆环105在预设气压下自动成型，完成充气薄膜装置的完全展开，通过控制调整云台3即可完成对反射面102水平角和高度角的位姿调整。
[0025]在本发明中，主要是实现了充气薄膜的展开和反射面的位姿调整功能，装置具有结构简单、质量轻巧、操作方便的特点，能够有效地减小大口径太空装置的发射体积和成本。
【主权项】
1.一种充气式空间可展开装置，其特征在于:由充气薄膜结构(I)、机械可展开结构(2)以及调整云台(3)组成； 充气薄膜结构(I)、机械可展开结构(2)以及调整云台(3)的动作均通过一个单片机控制器进行控制，实现充气薄膜的展开、收缩以及反射面的反射功能； 充气薄膜结构(I)由薄膜透射面(101)、薄膜反射面(102)、薄膜外连边(103)、连接弹簧(104)、薄膜支撑圆环(105)、小气管(108)、气嘴(109)、大气管(110)等组成;薄膜支撑圆环(105)上固连着12片薄膜圆环内连边(106)，均匀分布于圆环上，12片薄膜圆环内连边(106)分别通过12个连接弹簧(104)与12片薄膜外连边(103)连接，薄膜外连边(103)上连有一个小气管(108)，小气管(108)另一端与薄膜支撑圆环(105)连接，用于薄膜支撑圆环(105)的进气和放气； 机械可展开结构(2)由上平台(201)、上升平台(202)、下平台(203)、展开短杆(204)、展开长杆(205)、滚珠丝杆(208)、滚珠丝杆支撑轴承组件(210)、滚珠丝杆固定轴承组件(211)、步进电机(216)、下限位开关(218)、上限位开关(219)以及展开机构固定座(217)等组成，步进电机(216)用于驱动滚珠丝杆(208)运动，使上升平台(202)上升和下降，进而使得展开长杆(205)打开和收缩，下限位开关(218)和上限位开关(219)用于步进电机(216)的停止?目号； 调整云台(3)由云台高度角组件(301)、云台水平角组件(302)以及云台底座(303)组成云台高度角组件(301)用于调整薄膜反射面(102)的高度角，云台水平角组件(302)用于调整薄膜反射面(102)的水平角。2.根据权利要求1所述的一种充气式空间可展开装置，其特征在于:充气薄膜结构(I)通过3个薄膜圆环下连边(107)分别与机械展开结构(2)的展开长杆(205)连接，展开长杆(205)在起支撑作用的同时，又保证了薄膜支撑圆环(105)—定的刚度。3.根据权利要求1所述的一种充气式空间可展开装置，其特征在于:机械可展开结构(2)可以收缩，并可将大口径充气薄膜结构(I)压缩，能够有效减小大口径太空装置的发射体积。4.根据权利要求1所述的一种充气式空间可展开装置，其特征在于:该装置进入太空轨道，完成机械可展开结构(2)的展开后，系统对充气薄膜结构(I)进行充气，在一定的气压作用下，能够完成充气薄膜的型面自动调整，通过调整云台(3)可以对薄膜反射面(102)的水平角和高度角进行调整，从而实现反射面的反射功能。
【专利摘要】本发明公开了一种充气式空间可展开装置，由充气薄膜结构1、机械可展开结构2以及调整云台3组成。充气薄膜结构由薄膜透射面、薄膜反射面、薄膜外连边、连接弹簧、薄膜支撑圆环、气嘴、气管等组成；机械可展开结构由上平台、上升平台、下平台、展开长杆、展开短杆、滚珠丝杆、直线轴承、步进电机、限位开关等组成；调整云台由云台高度角组件、云台水平角组件、云台底座组成。充气薄膜结构的充放气动作、机械可展开结构的展开和收缩动作、调整云台对反射面水平角和高度角的调整动作均通过一个单片机控制器进行控制，实现充气薄膜的展开、收缩以及反射面的反射功能。本发明结构简单，调整精度较高，控制系统简单有效，可以有效减小大口径太空装置的发射体积，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】B64G1/22
【公开号】CN105644809
【申请号】
【发明人】宋荆洲, 陈义杰, 孙汉旭, 王占鹏
【申请人】北京邮电大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年1月11日