[发明专利]一种具有自展开折叠铰链的双模块可展开张拉整体结构

说明书

本发明涉及一种张力结构，特别涉及一种具有自展开折叠铰链的双模块可展开张拉整体结构。包括下模块单元和上模块单元；下模块单元包括三根下折叠杆；上模块单元包括三根上折叠杆，三根下折叠杆沿周向分布，且下端通过旋转铰链与底座连接，三根上折叠杆与三根下折叠杆通过张力绳连接，形成可展开张拉整体结构。三根下折叠杆通过一组竖索依次首尾连接；三根上折叠杆通过另一组竖索依次首尾连接；三根上折叠杆的上端通过水平索依次连接。本发明占用空间小，适用于航天器运载，节约质量和体积；可在空间上建造大型、轻型结构。

技术领域

本发明涉及一种张力结构，特别涉及一种具有自展开折叠铰链的双模块可展开张拉整体结构。

背景技术

可部署结构可定义为结构能以自动展开方式来进行更大结构的部署，通常表现为结构从紧凑的打包状态部署为大型的结构状态，这种结构易于存储和运输，可展开张拉整体结构就是一种可部署结构。自从1957年苏联发射第一个人造卫星以来，可展开张拉整体结构就一直在太空中使用，并且可展开张拉整体结构是太空中建造大型、轻型结构和大直径天线的有效可行方法。

在过去的十多年中，空间中的结构搭建通常是由航天器和机器人来组装的，这样就增加了机器的工作量；并且由于运载火箭的容量有限，且发射更大航天器的需求不断增加，所以需要考虑在最小空间集中尽可能多的设备；除此之外，这种结构在存放中需要能更好的承受发射载荷，在展开后，结构需要承受相当低的载荷。因此，急需一种具有多重折叠和多模块的可自展开张拉整体结构，来满足航天器上可自动部署且更小质量和体积的需要。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种具有自展开折叠铰链的双模块可展开张拉整体结构，以解决航天器上的体积和面积有限的问题，并且在空间中能实现自动部署。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有自展开折叠铰链的双模块可展开张拉整体结构，包括下模块单元和上模块单元；

下模块单元包括三根下折叠杆；上模块单元包括三根上折叠杆，三根下折叠杆沿周向分布，且下端通过旋转铰链与底座连接，

三根下折叠杆之间及三根上折叠杆之间通过两组内部张力绳连接；三根下折叠杆与三根上折叠杆之间通过外部张力绳连接，从而形成可展开张拉整体结构。

所述下折叠杆和所述上折叠杆结构相同，均包括两个空心管及用于连接两个空心管的折叠铰链，折叠铰链具有自动展开功能。

所述折叠铰链包括分别安装在两个所述空心管端部的折叠铰链Ⅰ和折叠铰链Ⅱ，折叠铰链Ⅰ和折叠铰链Ⅱ通过销轴铰接；两个所述空心管内分别容置有压缩弹簧Ⅰ和压缩弹簧Ⅱ，压缩弹簧Ⅰ和压缩弹簧Ⅱ的一端分别与折叠铰链Ⅰ和折叠铰链Ⅱ抵接，另一端分别连接有弹簧底座Ⅰ和弹簧底座Ⅱ，弹簧底座Ⅰ和弹簧底座Ⅱ通过贯穿折叠铰链Ⅰ和折叠铰链Ⅱ的张力绳拉紧，张力绳的两端分别通过卡扣Ⅰ和卡扣Ⅱ固定。

所述销轴、折叠铰链Ⅰ和折叠铰链Ⅱ上均设有滑轮，滑轮用于涨紧所述张力绳。

所述折叠铰链还包括自锁机构；

自锁机构包括弹簧和锁定钩，其中锁定钩通过铰轴与所述折叠铰链Ⅱ连接，弹簧的一端与所述折叠铰链Ⅱ连接，另一端与锁定钩的一端连接；当折叠铰链处于展开状态时，锁定钩通过弹簧的拉力作用下与折叠铰链Ⅰ抵接。

所述旋转铰链包括旋转铰链Ⅰ、旋转铰链Ⅱ、拉紧弹性绳、弹簧底座Ⅲ及压缩弹簧Ⅲ，其中旋转铰链Ⅰ与底座固定连接，旋转铰链Ⅱ安装在所述空心管的端部，旋转铰链Ⅰ和旋转铰链Ⅱ通过底部销轴转动连接，压缩弹簧Ⅲ容置于所述空心管内，且一端与旋转铰链Ⅱ抵接，另一端与弹簧底座Ⅲ连接，弹簧底座Ⅲ通过贯穿旋转铰链Ⅱ和旋转铰链Ⅰ的拉紧弹性绳与底座连接，拉紧弹性绳的两端分别通过上卡扣和下卡扣固定。

所述底部销轴和旋转铰链Ⅱ上均设有底部滑轮，底部滑轮用于涨紧所述拉紧弹性绳。