[发明专利]一种具有双稳态特性可折叠的太阳能板

说明书

本发明公开了一种具有双稳态特性可折叠的太阳能板，包括太阳能板主体和反对称双稳态圆柱壳，太阳能板主体包括中心太阳能板和侧边太阳能板，中心太阳能板的四边分别通过反对称双稳态圆柱壳与一块侧边太阳能板连接，中心太阳能板与侧边太阳能板能够相对转动，反对称双稳态圆柱壳的外侧设有形状记忆合金，形状记忆合金的形状恢复方向与反对称双稳态圆柱壳的环向一致。本发明结构简单，使用方便，稳定性好，灵活多变，质量轻，体积小，代替了传统机械太阳能板的展开结构，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及太阳能板技术领域，尤其涉及一种具有双稳态特性可折叠的太阳能板。

背景技术

智能可变形结构是能将二维的结构展开成为三维的立体装置的结构，大大提高了空间利用率，广泛应用于航空航天等领域，因此智能可变形结构成为当下研究的热点。Origami是一种折纸技术，通过峰谷折痕它能将材料在二维的图形和三维立体结构之间相互转换。该技术在智能结构设计、可折叠机构等领域有非常广阔的应用范围。双稳态复合材料是一种具有两种不同稳定状态的新兴智能复合材料，两种稳态之间的转换需要一定的外力驱动，当处于稳定状态时不需要外力来维持。将Origami结构与双稳态材料有机结合，使得新型结构同时具有折纸结构的多状态特性和双稳态材料的稳定性。卫星在火箭内时，每一点的空间都非常宝贵，而太阳能板在卫星脱离火箭后将展开，针对这一情况，设计一种结合双稳态折纸技术的可展开太阳能板系统。

发明内容

针对传统太阳能板由扭转弹簧和铰链组成的折叠机构，存在质量大、结构复杂、不智能的问题，本发明的目的在于提供一种具有双稳态特性可折叠的太阳能板，通过形状记忆合金驱动其中的双稳态材料变形，从而促使整个结构的形态改变，以取代传统的机械结构。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:

一种具有双稳态特性可折叠的太阳能板，包括太阳能板主体和反对称双稳态圆柱壳，太阳能板主体包括中心太阳能板和侧边太阳能板，中心太阳能板的四边分别通过反对称双稳态圆柱壳与一块侧边太阳能板连接，中心太阳能板与侧边太阳能板能够相对转动，反对称双稳态圆柱壳的外侧设有形状记忆合金，形状记忆合金的形状恢复方向与反对称双稳态圆柱壳的环向一致。

所述的一种具有双稳态特性可折叠的太阳能板，中心太阳能板的四边各设有一个螺孔，侧边太阳能板的一边设有一个螺孔，反对称双稳态圆柱壳的两端各设有一个螺孔，反对称双稳态圆柱壳的两端分别通过螺钉与中心太阳能板和侧边太阳能板固定连接。

所述的一种具有双稳态特性可折叠的太阳能板，反对称双稳态圆柱壳由碳纤维环氧复合材料制备得到。

所述的一种具有双稳态特性可折叠的太阳能板，反对称双稳态圆柱壳为至少两层碳纤维环氧复合材料组成的复合结构。

所述的一种具有双稳态特性可折叠的太阳能板，所述碳纤维环氧复合结构中，相邻两层的纤维方向不同，成反对称铺层。

所述的一种具有双稳态特性可折叠的太阳能板，形状记忆合金包括一组形状记忆合金条，所述形状记忆合金条与反对称双稳态圆柱壳结合一体。

所述的一种具有双稳态特性可折叠的太阳能板，形状记忆合金为NiTi形状记忆合金。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明对传统的使用扭转弹簧和铰链的折叠结构改进，实现折叠结构的智能可控；

2）本发明在反对称双稳态圆柱壳外侧上设有形状记忆合金，使其能沿一个方向折叠，呈现出两种不同的稳定状态，并且不需要外力来维持；

3）本发明将折纸结构与双稳态材料有机结合，设计了一种折叠机构，其结构简单，使用方便，质量轻，体积小，可实现智能控制，可应用于多种地方。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；