[发明专利]一种可展开结构

说明书

技术领域

本发明属于空间可展开结构技术领域，涉及一种可展开结构。

背景技术

随着当前航天器结构日趋复杂多样化，一些航天器的规模也越来越大。由于航天器发射时整流罩空间的限制，大型天线、支撑臂等产品需要采用可展开的形式。NASA早在20世纪70年代后期根据大型航天器发展规划，就提出了适宜远期和近期任务的多种可展开结构的概念。

当前可展开结构主要集中在空间伸展臂和星载展开天线等领域，采用了套筒、铰接、盘绕、充气等多种形式实现。其中，铰接式可展开结构由于组成部件较多、控制环节较多，其展开可靠性较低；而盘绕式可展开结构展开后由于可盘绕杆自身刚度比刚性杆低导致结构整体刚度较低，不适于进行较长展开尺寸的应用；套筒管可展开结构由于受套筒管长度和数目的限制，使得展开长度较短，不适于制备超大型空间结构；充气式可展开结构是近年来开始研究的新型空间结构，但是其展开过程不易被控制，并且展开刚度和精度较低。目前在折叠式机械太阳翼中，也可以通过铰链将多个矩形基板连接在一起，形成长条形的可展开结构，收拢状态依靠铰链的旋转使多个矩形基板折叠后压缩在一起，然而这种展开结构在完全展开状态下，垂直与结构板平面的方向的刚度受板间铰链的限制，展开刚度有限，不能很好地应用于大型展开结构中。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种可展开结构。该装置在通过铰链连接的多块板上，增加了用于提高刚度的加强板，即增加了竖向板，从而解决了当前大型展开结构面临的组成部件多、控制环节多、以及展开刚度和精度较低的问题，并且在结构的长度、组成以及空间利用率等方面进行了优化，可以满足卫星、空间站等各种领域航天器对大型展开结构的需求。

本发明的技术解决方案是：一种可展开结构，包括：

横向板、竖向板、纵向板间铰链、周向板间铰链；

所述横向板与所述竖向板之间通过周向板间铰链进行连接，其中，每一块横向板的两侧分别连接一块竖向板，并且两侧的竖向板之间相对称；

多块横向板之间以及多块竖向板之间通过纵向板间铰链进行连接；

所述纵向板间铰链中的两个耳片的旋转轴重叠；

所述周向板间铰链中的两个耳片的旋转轴重叠。

进一步地，所述纵向铰链包括内侧纵向板间铰链、外侧纵向板间铰链，所述内侧纵向板间铰链与外侧纵向板间铰链的旋转轴的轴心位于同一条直线上；

当可展开结构从初始压紧状态展开到水平状态的过程中各板相互连接呈W形，当板间对接处位于W形上方时，横向板之间通过内侧纵向板间铰链连接，竖向板之间通过外侧纵向板间铰链连接；当板间对接处位于W形下方时，横向板之间通过外侧纵向板间铰链连接，竖向板之间通过内侧纵向板间铰链连接；

所述内侧纵向板间铰链中的第一耳片和第二耳片、所述外侧纵向板间铰链中的第三耳片和第四耳片的旋转轴重叠。

进一步地，所述周向板间铰链包括外展周向板间铰链；

所述外展周向板间铰链中的第五耳片和第六耳片的旋转轴重叠。

进一步地，当所述可展开结构处于完全展开状态时，第一耳片和第二耳片的夹角为180度，第三耳片和第四耳片的夹角为180度，第五耳片和第六耳片的夹角为90度。

进一步地，当所述可展开结构处于压紧状态时，第一耳片和第二耳片的夹角为0度，第三耳片和第四耳片的夹角为0度，第五耳片和第六耳片的夹角为0度。

进一步地，所述可展开结构还包括横向盖板，所述横向盖板与每一块横向板两侧的竖向板相连接。

进一步地，所述周向板间铰链还包括内展周向板间铰链；

所述横向盖板与每一块横向板两侧的竖向板之间通过外展周向板间铰链和内展周向板间铰链相连接。

进一步地，所述内展周向板间铰链包括第七耳片和第八耳片，所述第七耳片和第八耳片的旋转轴重叠。

进一步地，当所述可展开结构处于完全展开状态时，第一耳片和第二耳片的夹角为180度，第三耳片和第四耳片的夹角为180度，第五耳片和第六耳片的夹角为90度，第七耳片和第八耳片的夹角为90度。

进一步地，当所述可展开结构处于压紧状态时，第一耳片和第二耳片的夹角为0度，第三耳片和第四耳片的夹角为0度，第五耳片和第六耳片的夹角为0度，第七耳片和第八耳片的夹角为0度。

本发明与现有技术相比的优点在于：