一種卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置及其控制方法，以實現(xiàn)卷曲折疊充氣管的卷曲裝夾固定和展開控制。其中卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置包括堵頭裝置、剛性擋板及柔性擋板，本發(fā)明通過柔性擋板與卷曲折疊充氣管之間的摩擦阻力來約束卷曲折疊充氣管的展開過程，從而避免了無約束展開導致的劇烈振動和擺動。在卷曲折疊充氣管自由端充入氣體，壓力達到一定水平后，受壓膨脹的充氣管將克服摩擦阻力的約束，沿柔性擋板的邊沿逐漸展開。本發(fā)明卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置的結(jié)構(gòu)簡單，空間占有少，充氣壓力要求低，摩擦阻力可調(diào)，管外壁無需附加Velcro粘扣帶，特別適用于薄壁卷曲折疊充氣管的展開控制。
【專利說明】一種卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置及其控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置及其控制方法，其應(yīng)用于航天 器空間充氣管的裝夾展開控制。

【背景技術(shù)】：
[0002] 由于空間充氣展開結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成部分是柔性薄膜材料，故此，空間充氣展開結(jié) 構(gòu)具有質(zhì)量輕、包裝體積小、成本低和展開可靠性高，以及能夠滿足空間應(yīng)用等結(jié)構(gòu)要求。 在空間任務(wù)中，空間充氣展開結(jié)構(gòu)應(yīng)用越來越廣泛。卷曲折疊充氣管是一種簡單、典型的空 間充氣展開結(jié)構(gòu)，可用于航天器充氣支撐管、可展開天線和太陽帆等。無約束卷曲折疊充氣 管在展開過程中將產(chǎn)生劇烈擺動和振動，甚至導致航天器失穩(wěn)，因此對展開過程施加約束 控制是其成功應(yīng)用的關(guān)鍵。針對卷曲折疊充氣管展開問題，現(xiàn)有的主流方式是通過Velcro 粘扣控制卷曲折疊充氣管的充氣過程，需要在管外壁附加 Velcro粘扣帶，附加質(zhì)量、空間 要求較高，而且不便于調(diào)節(jié)展開阻尼力，而對于薄壁卷曲折疊充氣管，Velcro粘扣帶將無法 使用。


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003] 本發(fā)明提供一種卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置及其控制方法，該裝夾展開控 制裝置所需安裝空間小，效果穩(wěn)定，特別適用于細長薄壁卷曲折疊充氣管的裝夾展開控制。
[0004] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置，其包括堵頭 裝置、剛性擋板及柔性擋板，所述堵頭裝置包括左側(cè)堵頭及與左側(cè)堵頭安裝于一起的右側(cè) 堵頭，所述左側(cè)堵頭包括第一基體及自第一基體的一側(cè)延伸的左側(cè)堵頭軸，所述右側(cè)堵頭 包括第二基體及自第二基體的一側(cè)延伸的且與左側(cè)堵頭軸螺紋連接于一起的右側(cè)堵頭軸， 在所述第一基體和第二基體之間自左向右依次安裝有剛性擋板、柔性擋板、卷曲折疊充氣 管、柔性擋板及剛性擋板。
[0005] 進一步地，所述柔性擋板包括分別設(shè)置于卷曲折疊充氣管兩側(cè)的兩個。
[0006] 進一步地，所述剛性擋板包括分別設(shè)置于柔性擋板兩側(cè)的兩個。
[0007] 進一步地，在所述左側(cè)堵頭軸上與第一基體相對的末端凹陷形成有螺紋孔。
[0008] 進一步地，所述右側(cè)堵頭軸呈階梯狀，其包括自第二基體的一側(cè)延伸的直徑較大 的第一部分以及直徑小于第一部分的第二部分。
[0009] 進一步地，在所述第二部分的外表面上形成有與螺紋孔相配合的螺紋。
[0010] 進一步地，所述剛性擋板和柔性擋板的側(cè)面直徑相同，所述剛性擋板和柔性擋板 側(cè)面直徑尺寸等于所述卷曲折疊充氣管的最大折疊厚度的1. 1?1. 3倍。
[0011] 進一步地，所述堵頭裝置的左側(cè)堵頭軸和右側(cè)堵頭軸的第一部分的直徑尺寸相 同，且等于卷曲折疊充氣管的初始折疊直徑，第一基體和第二基體的直徑尺寸相同，且等于 卷曲折疊充氣管的初始折疊直徑的1. 4?1. 6倍。
[0012] 本發(fā)明還采用如下技術(shù)方案：一種卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置的控制方 法，其包括如下步驟：
[0013] 步驟一：通過螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)左側(cè)堵頭的第一基體和右側(cè)堵頭的第二基體之間的距 離，進而調(diào)整卷曲折疊充氣管裝夾時所受側(cè)向夾緊力，該力的大小通過以下公式計算：
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置，其包括堵頭裝置（1)、剛性擋板（2)及柔性 擋板（3)，其特征在于：所述堵頭裝置（1)包括左側(cè)堵頭（10)及與左側(cè)堵頭（10)安裝于一 起的右側(cè)堵頭（11)，所述左側(cè)堵頭（10)包括第一基體（100)及自第一基體（100)的一側(cè) 延伸的左側(cè)堵頭軸（101)，所述右側(cè)堵頭（11)包括第二基體（110)及自第二基體（110)的 一側(cè)延伸的且與左側(cè)堵頭軸（101)螺紋連接于一起的右側(cè)堵頭軸（111)，在所述第一基體 (100)和第二基體（110)之間自左向右依次安裝有剛性擋板（2)、柔性擋板（3)、卷曲折疊充 氣管（4)、柔性擋板（3)及剛性擋板（2)。
2. 如權(quán)利要求1所述的卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置，其特征在于：所述柔性擋 板（2)包括分別設(shè)置于卷曲折疊充氣管（4)兩側(cè)的兩個。
3. 如權(quán)利要求2所述的卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置，其特征在于：所述剛性擋 板（3)包括分別設(shè)置于柔性擋板（2)兩側(cè)的兩個。
4. 如權(quán)利要求3所述的卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置，其特征在于：在所述左側(cè) 堵頭軸（101)上與第一基體（100)相對的末端凹陷形成有螺紋孔（102)。
5. 如權(quán)利要求4所述的卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置，其特征在于：所述右側(cè)堵 頭軸（111)呈階梯狀，其包括自第二基體（110)的一側(cè)延伸的直徑較大的第一部分（1110) 以及直徑小于第一部分（1110)的第二部分（1111)。
6. 如權(quán)利要求5所述的卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置，其特征在于：在所述第二 部分（1111)的外表面上形成有與螺紋孔（102)相配合的螺紋（112)。
7. 如權(quán)利要求6所述的卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置，其特征在于：所述剛性擋 板（2)和柔性擋板（3)的側(cè)面直徑相同，所述剛性擋板（2)和柔性擋板（3)側(cè)面直徑尺寸 等于所述卷曲折疊充氣管的最大折疊厚度的1. 1?1. 3倍。
8. 如權(quán)利要求7所述的卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置，其特征在于：所述堵頭裝 置（1)的左側(cè)堵頭軸（101)和右側(cè)堵頭軸（111)的第一部分（1110)的直徑尺寸相同，且等 于卷曲折疊充氣管的初始折疊直徑，第一基體（100)和第二基體（110)的直徑尺寸相同，且 等于卷曲折疊充氣管的初始折疊直徑的1. 4?1. 6倍。
9. 一種如權(quán)利要求1-8中任意一項所述的卷曲折疊充氣管裝夾展開控制裝置的控制 方法，其特征在于：包括如下步驟 步驟一：通過螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)左側(cè)堵頭（10)的第一基體（100)和右側(cè)堵頭（11)的第二 基體（110)之間的距離，進而調(diào)整卷曲折疊充氣管裝夾時所受側(cè)向夾緊力，該力的大小通 過以下公式計算：
其中，E是柔性擋板的彈性模量，A是柔性擋板受力面積，％柔性擋板未變形時第一基體 (100)和第二基體（110)之間的距離，D柔性擋板變形后第一基體（100)和第二基體（110) 之間的距離，d是未變形時柔性擋板厚度； 步驟二：在卷曲折疊充氣管的自由端連接氣源，充氣管不斷膨脹，充氣管所受到的約束 力越來越小，當膨脹到一定程度后，即可完全克服卷曲折疊充氣管裝夾時所受側(cè)向夾緊力， 卷曲折疊充氣管逐漸展開。
【文檔編號】B64G1/22GK104044755SQ201410239557
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】文浩, 陳提, 金棟平 申請人:南京航空航天大學