帶有輔助展開裝置的形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環及其充氣展開方法與流程

2023-11-05 18:45:42 1

本發明屬於形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環領域，具體涉及一種帶有輔助展開裝置的形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環及其充氣展開方法。

背景技術：

形狀記憶樹脂基複合材料加熱軟化後可以進行任意摺疊，冷卻固化後具有剛度高、不易受太空環境影響變形等優點，目前已被用於製作充氣支撐環，星載柔性反射面天線由形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環來支撐，可以在地面上摺疊並壓縮為較小的體積，便於運載，發射到指定空間區域可以再次進行加熱軟化並充氣展開，然後冷卻固化，形成結構穩定的天線；在地面摺疊過程中，要將形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環圍繞中心圓柱進行Z形摺疊，形成接近星形的形狀，然後再圍繞中心圓柱進行卷折並緊固壓縮，摺疊幅度大，接近180度，而且壓縮緊密，進入空間充氣時摺痕處難以完全展開，而且充氣展開前首先進行通電加熱軟化，軟化後具有一定粘性彎折處容易產生粘連，進一步影響展開效果甚至導致展開失敗。

技術實現要素：

本發明的目的是為了解決形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環存在的上述問題，提供了一種帶有輔助展開裝置的形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環及其充氣展開方法，其技術方案如下：

一種帶有輔助展開裝置的形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環，它包含形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環本體，所述本體是由多節直管依次首尾連接構成的環狀多邊形結構，本體的管壁從內到外依次為氣密層、電加熱層和承力層，其中：承力層由形狀記憶樹脂複合材料製成；在承力層外側增設隔離層，避免承力層在進行Z形摺疊時相接觸，隔離層採用芳綸布製成；在本體Z形摺疊狀態的凸角外側和凹角內側均設置有輔助充氣支撐管，輔助彎折處展開，由於輔助充氣支撐管僅在本體展開過程中起作用，不需要進行剛化，所以，輔助充氣支撐管是採用柔性薄膜材質製成的直管，每根輔助充氣支撐管的兩端分別粘接於對應的本體彎折處的兩側，每根輔助充氣支撐管的兩端與本體粘接處的距離小於該輔助充氣支撐管的長度，即本體與輔助充氣支撐管全部充氣展開狀態時，輔助充氣支撐管是弧形彎曲的，能有效將本體的彎折處撐開；全部輔助充氣支撐管通過柔性的充氣導管連通，本體與充氣導管分別設置獨立的充氣埠。

上述一種帶有輔助展開裝置的形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環的充氣展開方法，它包含如下步驟：

第一步，對本體進行加熱軟化；

第二步，對本體進行充氣同時對輔助充氣支撐管進行充氣；

第三步，本體展開後對輔助充氣支撐管進行放氣。

本發明的有益效果為：能確保形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環順利並完全展開，增加的輔助機構可以隨本體摺疊，摺疊體積小，質量輕，方便運載。

附圖說明：

圖1是本發明的整體結構示意圖；

圖2是本發明的管壁結構示意圖；

圖3是本發明的Z形摺疊方向示意圖；

圖4是本發明的Z形摺疊狀態輔助充氣支撐管的位置示意圖；

圖5是優選方式的局部立體放大示意圖。

具體實施方式：

參照圖1至圖5，一種帶有輔助展開裝置的形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環，它包含形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環本體1，所述本體1是由多節直管依次首尾連接構成的環狀多邊形結構，本體1的管壁從內到外依次為氣密層、電加熱層和承力層1-1，其中：承力層1-1由形狀記憶樹脂複合材料製成；在承力層1-1外側增設隔離層1-2，避免承力層1-1在進行Z形摺疊時相接觸，隔離層1-2採用芳綸布製成；在本體1Z形摺疊狀態的凸角外側和凹角內側均設置有輔助充氣支撐管2，輔助彎折處展開，由於輔助充氣支撐管2僅在本體1展開過程中起作用，不需要進行剛化，所以，輔助充氣支撐管2是採用柔性薄膜材質製成的直管，每根輔助充氣支撐管2的兩端分別粘接於對應的本體1彎折處的兩側，每根輔助充氣支撐管2的兩端與本體1粘接處的距離小於該輔助充氣支撐管2的長度，即本體1與輔助充氣支撐管2全部充氣展開狀態時，輔助充氣支撐管2是弧形彎曲的，能有效將本體1的彎折處撐開；全部輔助充氣支撐管2通過柔性的充氣導管3連通，本體1與充氣導管3分別設置獨立的充氣埠。

優選方式是，每相鄰的兩個位於本體1內側的輔助充氣支撐管2之間通過一根充氣導管一3-1連通，每個位於本體1外側的輔助充氣支撐管2的兩端分別通過一根環形的充氣導管二3-2與相近的充氣導管一3-1連通。

上述一種帶有輔助展開裝置的形狀記憶樹脂基複合材料充氣支撐環的充氣展開方法，它包含如下步驟：

第一步，對本體1進行加熱軟化；

第二步，對本體1進行充氣同時對輔助充氣支撐管2進行充氣；

第三步，本體1展開後對輔助充氣支撐管2進行放氣。