[发明专利]一种基于形状记忆复合材料控制收拢与展开的复合材料豆荚杆

权利要求书

1.一种基于形状记忆复合材料控制收拢与展开的复合材料豆荚杆，其特征在于：复合材料豆荚杆横截面为左右对称的，横截面的轮廓线的一半为“Ω”型，即由中间凸弧、两侧凹弧和水平边组成，与中间凸弧、两侧凹弧和水平边相对应的为复合材料豆荚杆的中间凸壳、两侧凹壳和胶接面三个部分；复合材料豆荚杆所选用的复合材料由增强材料和聚合物材料组成；通过调整温度来改变形状记忆复合材料的刚性状态或者柔性状态，进而控制复合材料豆荚杆的收拢与展开过程；形状记忆复合材料所选用的复合材料由增强材料和聚合物材料组成。

2.本发明实施例一的这种基于形状记忆复合材料控制收拢与展开的复合材料豆荚杆，在完全展开的状况下，复合材料豆荚杆的横截面为豆荚杆形；首先通过施加外力将复合材料豆荚杆拉扁或压扁，使用卷轴将复合材料豆荚杆卷起，通过加热形状记忆复合材料薄层至转变温度以上，形状记忆复合材料薄层由刚性状态为柔性状态，再用柔性状态的复合材料薄层将复合材料豆荚杆包裹起来，冷却形状记忆复合材料薄层至转变温度以下，形状记忆复合材料薄层由柔性状态变为刚性状态，起到自锁定作用；需要展开时，只需加热形状记忆复合材料薄层至转变温度以上，形状记忆复合材料由刚性状态转变为柔性状态，复合材料豆荚杆利用储存的应变能完成展开变形过程，最终恢复至初始构型，展开过程中形状记忆复合材料起到自解锁作用。

3.本发明实施例二的这种基于形状记忆复合材料控制收拢与展开的复合材料豆荚杆，在复合材料豆荚杆的顶部表面或者底部表面接触或胶接了一段形状记忆复合材料薄层；复合材料豆荚杆需要收拢时，将形状记忆复合材料薄层加热到转变温度以上，形状记忆复合材料薄层由刚性状态变为柔性状态，施加外力将复合材料豆荚杆拉扁或者压扁，使用卷轴将复合材料豆荚杆卷起，在收拢状态下冷却形状记忆复合材料，形状记忆复合材料薄层由柔性状态变为刚性状态，即使撤去外力，复合材料豆荚杆也可保持变形后的状态，可实现自锁定作用；需要展开时，将形状记忆复合材料薄层加热至转变温度以上，形状记忆复合材料薄层由刚性状态变为柔性状态，复合材料豆荚杆利用储存的应变能完成展开变形过程，最终恢复至初始构型，展开过程中形状记忆复合材料起到自解锁作用。

4.本发明实施例三的这种基于形状记忆复合材料控制收拢与展开的复合材料豆荚杆，在复合材料豆荚杆的顶部表面或者底部表面接触或胶接了多段形状记忆复合材料薄层；复合材料豆荚杆需要收拢时，将形状记忆复合材料薄层加热到转变温度以上，形状记忆复合材料薄层由刚性状态变为柔性状态，施加外力将复合材料豆荚杆拉扁或者压扁，使用卷轴将复合材料豆荚杆卷起，在收拢状态下冷却形状记忆复合材料，形状记忆复合材料薄层由柔性状态变为刚性状态，即使撤去外力，复合材料豆荚杆也可保持变形后的状态，可实现自锁定作用；需要展开时，从外层到内层依次将形状记忆复合材料薄层加热至转变温度以上，多段形状记忆复合材料薄层依次由刚性状态变为柔性状态，复合材料豆荚杆利用储存的应变能完成逐渐展开过程，根据需要可控制展开过程，实现形状记忆功能，展开过程中形状记忆复合材料起到自解锁作用。

5.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆复合材料控制收拢与展开的复合材料豆荚杆，其特征在于：步骤一中所述复合材料豆荚杆的“聚合物材料”为环氧树脂、苯乙烯、苯乙烯-丁二烯、反式聚异戊二烯、氰酸酯、聚氨酯、聚降冰片烯、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、聚酰胺、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚乙烯醇，增强材料为碳纤维、玻璃纤维、Kevlar纤维、硼纤维、植物纤维或以上纤维织物或以上纤维的短切纤维，以及微米或纳米级的碳粉、碳纳米颗粒或碳纳米管。

6.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆复合材料控制收拢与展开的复合材料豆荚杆，其特征在于：步骤一中所述的形状记忆复合材料的“聚合物材料”为环氧树脂、苯乙烯、苯乙烯-丁二烯、反式聚异戊二烯、氰酸酯、聚氨酯、聚降冰片烯、聚酰亚胺、双马来酰亚胺、聚酰胺、聚苯硫醚、聚芳醚酮、聚乙烯醇，增强材料为碳纤维、玻璃纤维、Kevlar纤维、硼纤维、植物纤维或以上纤维织物或以上纤维的短切纤维，以及微米或纳米级的碳粉、碳纳米颗粒或碳纳米管。