CN108528762B - 一种张拉式可展太空舱段骨架结构 - Google Patents

Abstract

一种张拉式可展太空舱段骨架结构，它涉及载人航天领域。本发明解决了现有的太空舱段存在结构质量较大、难以扩展和运载的问题。本发明的底座为圆形底座，中央可伸缩芯柱机构垂直设置在底座的中心位置，张拉整体框架结构套装在中央可伸缩芯柱机构上，多对连接架均匀布置在底座上，张拉整体框架结构通过多对连接架与底座连接，张拉整体框架结构的轴线与中央可伸缩芯柱机构的轴线重合设置，张拉整体框架结构是由若干根杆件和若干根绳索组成的外形为圆柱状的网状可伸缩结构；张拉整体框架结构的杆件均为可伸缩杆件，借助杆件的伸缩实现整体框架的展收，与此同时，中央可伸缩芯柱机构在外力驱动下实现展收。本发明可扩展性强，收拢空间规范。

Description

一种张拉式可展太空舱段骨架结构

技术领域

本发明涉及载人航天领域,具体涉及一种张拉式可展太空舱段骨架结构。

背景技术

随着载人航天技术的发展，未来人类将建设新一代空间站及月球、火星基地，对未来载人空间探测宜居环境及设施开展概念设计研究。引入人机工程学和模块化可折叠机电系统设计理念，设计满足未来载人探测的轻量化、可展开舱段成为亟待攻克的难题。目前应用的舱段结构虽然可以为宇航员提供太空宜居环境，但是包括大量刚性部件，不仅增加了结构的质量，又难以扩展和运载，这成为了太空舱段结构大型化的瓶颈。

综上所述，现有的太空舱段存在结构质量较大、难以扩展和运载的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的太空舱段存在结构质量较大、难以扩展和运载的问题，进而提供一种张拉式可展太空舱段骨架结构。

本发明的技术方案是：

一种张拉式可展太空舱段骨架结构，它包括张拉整体框架结构、中央可伸缩芯柱机构、多对连接架和底座，

底座为圆形底座，中央可伸缩芯柱机构垂直设置在底座的中心位置，张拉整体框架结构套装在中央可伸缩芯柱机构上，多对连接架均匀布置在底座上，张拉整体框架结构通过多对连接架与底座连接，张拉整体框架结构的轴线与中央可伸缩芯柱机构的轴线重合设置，张拉整体框架结构是由若干根杆件和若干根绳索组成的外形为圆柱状的网状可伸缩结构；张拉整体框架结构的杆件均为可伸缩杆件，借助杆件的伸缩实现整体框架的展收，与此同时，中央可伸缩芯柱机构在外力驱动下实现展收。

进一步地，张拉整体框架结构中的相邻两根杆件之间为一个节点，每个节点处布置一个万向节，相邻两根杆件之间通过万向节连接，张拉整体框架结构的节点分布在不同的水平高度上，由下至上依次为第一层节点单元、第二层节点单元……第N层节点单元，相邻两层节点单元在竖直方向上的距离相等，每一层节点单元中的多个节点均匀分布在同一个圆周上。

进一步地，张拉整体框架结构中共有42个节点，张拉整体框架结构的节点分布在7个不同的水平高度上，由下至上依次为第一层节点单元、第二层节点单元、第三层节点单元、第四层节点单元、第五层节点单元、第六层节点单元和第七层节点单元，每一层节点单元中的六个节点均匀分布在同一个圆周上，相邻节点对应的圆心角为60°；

张拉整体框架结构的杆件包括结构相同、长度不同的多个长杆和多个短杆，从第一层节点单元中的一个节点出发，3根长杆沿圆周方向逆时针倾斜向上布置，逆时针第一根长杆、逆时针第二根长杆和逆时针第三根长杆由下至上首尾顺次连接；

再从第一层节点单元中的同一个节点出发，根杆件沿圆周方向顺时针倾斜向上布置，4根杆件中的顺时针第一根短杆、顺时针第二根长杆、顺时针第三根长杆和顺时针第四根短杆11由下至上首尾顺次连接；

顺时针第一根短杆的尾端与逆时针第一根长杆的尾端连在第一层节点单元中的同一个节点上，

顺时针第四根短杆的前端与逆时针第三根长杆的前端连在第七层节点单元中的同一个节点上，三根逆时针倾斜的杆件和四根顺时针倾斜的杆件形成了一个闭合的环形结构，所述环形结构绕着中央可伸缩芯柱机构的轴线每60°布置一个，一共布置6个所述环形结构即为张拉整体框架结构的所有杆件。

进一步地，张拉整体框架结构的每根长杆或短杆包括前端杆组件和尾端杆组件，前端杆组件包括前端连接件、前端碳纤维杆和细搭接管，尾端杆组件包括尾端连接件、粗搭接管、尾端碳纤维杆、驱动弹簧和两个第一锁定片簧，

前端连接件的内壁开设有与前端碳纤维杆的另一端胶接的第二胶槽，细搭接管的内壁开设有用于与前端碳纤维杆的一端胶接的第一胶槽，细搭接管的外圈开有用于与第一锁定片簧配合的环形片簧槽，尾端连接件的外壁开设有与尾端碳纤维杆的另一端胶接的第二胶槽，粗搭接管的内壁开设有用于与尾端碳纤维杆的一端胶接的第一胶槽，粗搭接管的外壁对称设有两个第一矩形开口，每个第一矩形开口处设置一个第一锁定片簧，前端连接件和尾端连接件的第一法兰状结构上均开设有用于与绳索连接的小孔，前端连接件和尾端连接件的末端均开设有用于与万向节连接的外凸处，驱动弹簧布置在杆件的中空部分，驱动弹簧的一端顶在前端连接件上，驱动弹簧的另一端顶在尾端连接件上。

进一步地，张拉整体框架结构的所有绳索均由节点处出发，再到另一个节点处终止，

张拉整体框架结构的绳索包括水平索、竖直索和斜索，水平索两端节点为同一层相邻节点，斜索两端为竖直方向相邻两层节点，竖直索两端为竖直方向相隔一层的两层节点。

进一步地，张拉整体框架结构的绳索还包括张紧索，中央可伸缩芯柱机构的顶部、中部和底部分别通过6根张紧索与张拉整体框架结构连接。

进一步地，中央可伸缩芯柱机构为四级伸缩机构，中央可伸缩芯柱机构从下至上为直径依次递减的第一级芯柱、第二级芯柱、第三级芯柱和第四级芯柱，

第一级芯柱、第二级芯柱和第三级芯柱的外壁上部分别以环形阵列的方式开设有四个第二矩形开口，每个第二矩形开口处设置有四个第二锁定片簧，

第二级芯柱、第三级芯柱和第四级芯柱的外壁下部分别开设有用于与第二锁定片簧配合的环形片簧槽，相邻两级芯柱之间由所述第二锁定片簧实现到位锁定。

进一步地，第一级芯柱的底端设有第二法兰状结构，第二法兰状结构上分别开设有用于与底座栓接的螺栓孔和用于与张紧索连接的绳索连接孔，第一级芯柱通过第一螺栓与底座固接，第一级芯柱通过6根张紧索与张拉整体框架结构的第一层节点单元固接，

第二级芯柱的顶端设有第三法兰状结构，第三法兰状结构上开设有用于与张紧索连接的绳索连接孔，第二级芯柱通过6根张紧索与张拉整体框架结构的第四层节点单元固接，

第四级芯柱的顶端设有第四法兰状结构，第四法兰状结构上开设有用于与张紧索连接的绳索连接孔，第四级芯柱通过6根张紧索与张拉整体框架结构的第七层节点单元固接。

进一步地，每个连接架包括支架和托手，托手与支架转动连接，支架通过第二螺栓与底座固接，与连接架连接的杆件与托手滑动配合。

进一步地，所述张拉式可展太空舱段骨架结构的折展比为1:4。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本发明的张拉整体框架结构是由若干根杆件和若干根绳索组成的外形为圆柱状的网状可伸缩结构，与现有的太空舱段骨架结构相比，质量更轻，随着舱段规模增大，轻量化的优势更为明显；

2、本发明的张拉式可展太空舱段骨架结构展开运动简单，张拉整体框架结构和中央可伸缩芯柱机构的展收具有同步性。张拉整体框架结构的杆件为可伸缩杆件，借助杆件的伸缩完成整体框架的展收；与此同时，中央可伸缩芯柱机构在外力驱动下展开。

3、本发明的张拉式可展太空舱段骨架结构具有较大的折展比，可扩展性强，收拢空间规范，便于运载、可节省运载工具上的有效载荷空间；

4、本发明的可展太空舱段骨架结构采用航天常用材料加工制造，材料资源丰富，材料利用率高，加工工艺成熟。

附图说明

图1是本发明的轴测图；图2是张拉整体框架结构节点处绳索分布放大图；图3是本发明的主视图；图4是图3的俯视图；图5是杆件的收缩状态示意图；图6是杆件的伸长状态示意图；图7是杆件处于收缩状态时的剖视图；图8是杆件处于伸长状态时的剖视图；图9是前端连接件的结构示意图；图10是前端连接件的剖面图；图11是粗、细搭接管的装配图；图12是细搭接管的结构示意图；图13是粗搭接管的结构示意图；图14是尾端连接件的结构示意图；图15是尾端连接件的剖面图；图16是中央可伸缩芯柱机构的伸展状态图；图17是中央可伸缩芯柱机构的收缩状态图；图18是第一级芯柱的结构示意图；图19是第二级芯柱的结构示意图；图20是第三级芯柱的结构示意图；图21是第四级芯柱的结构示意图；图22是相邻两级芯柱间锁紧剖面图；图23是张紧锁的结构示意图；图24是连接件的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图3和图4说明本实施方式，本实施方式的一种张拉式可展太空舱段骨架结构，它包括张拉整体框架结构1、中央可伸缩芯柱机构2、多对连接架3和底座4，

底座4为圆形底座，中央可伸缩芯柱机构2垂直设置在底座4的中心位置，张拉整体框架结构1套装在中央可伸缩芯柱机构2上，多对连接架3均匀布置在底座4上，张拉整体框架结构1通过多对连接架3与底座4连接，张拉整体框架结构1的轴线与中央可伸缩芯柱机构2的轴线重合设置，张拉整体框架结构1是由若干根杆件和若干根绳索组成的外形为圆柱状的网状可伸缩结构；张拉整体框架结构1的杆件均为可伸缩杆件，借助杆件的伸缩实现整体框架的展收，与此同时，中央可伸缩芯柱机构2在外力驱动下实现展收。

具体实施方式二：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式的张拉整体框架结构1中的相邻两根杆件之间为一个节点，每个节点处布置一个万向节12，相邻两根杆件之间通过万向节12连接，张拉整体框架结构1的节点分布在不同的水平高度上，由下至上依次为第一层节点单元21、第二层节点单元22……第N层节点单元，相邻两层节点单元在竖直方向上的距离相等，每一层节点单元中的多个节点均匀分布在同一个圆周上。如此设置，每个节点处布置一个万向节12，使相互连接的两根杆件间能够成任意角度。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的张拉整体框架结构1中共有42个节点，张拉整体框架结构1的节点分布在7个不同的水平高度上，由下至上依次为第一层节点单元21、第二层节点单元22、第三层节点单元23、第四层节点单元24、第五层节点单元25、第六层节点单元26和第七层节点单元27，每一层节点单元中的六个节点均匀分布在同一个圆周上，相邻节点对应的圆心角为60°；

张拉整体框架结构1的杆件包括结构相同、长度不同的多个长杆和多个短杆，从第一层节点单元21中的一个节点出发，3根长杆沿圆周方向逆时针倾斜向上布置，逆时针第一根长杆5、逆时针第二根长杆6和逆时针第三根长杆7由下至上首尾顺次连接；

再从第一层节点单元21中的同一个节点出发，4根杆件沿圆周方向顺时针倾斜向上布置，4根杆件中的顺时针第一根短杆8、顺时针第二根长杆9、顺时针第三根长杆10和顺时针第四根短杆11由下至上首尾顺次连接；

顺时针第一根短杆8的尾端与逆时针第一根长杆5的尾端连在第一层节点单元21中的同一个节点上，

顺时针第四根短杆11的前端与逆时针第三根长杆7的前端连在第七层节点单元27中的同一个节点上，三根逆时针倾斜的杆件和四根顺时针倾斜的杆件形成了一个闭合的环形结构，所述环形结构绕着中央可伸缩芯柱机构2的轴线每60°布置一个，一共布置6个所述环形结构即为张拉整体框架结构1的所有杆件。

张拉整体框架结构1为双螺旋圆柱结构，三根逆时针倾斜的杆件(逆时针第一根长杆5、逆时针第二根长杆6和逆时针第三根长杆7)在中央可伸缩芯柱机构2的纵向轴线方向上的高度与四根顺时针倾斜的杆件(顺时针第一根短杆8、顺时针第二根长杆9、顺时针第三根长杆10和顺时针第四根短杆11)在中央可伸缩芯柱机构2的纵向轴线方向上的高度相等。如此设置，张拉整体框架结构1为由多根杆件和绳索组成的圆柱体可展结构，一共包括42根杆件，其中长杆30根，短杆12根，所述杆件均为可伸缩结构，张拉整体框架结构1通过杆件的伸缩实现结构伸缩的目的。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图5至图15说明本实施方式，本实施方式的张拉整体框架结构1的每根长杆或短杆包括前端杆组件和尾端杆组件，前端杆组件包括前端连接件28、前端碳纤维杆32和细搭接管34，尾端杆组件包括尾端连接件29、粗搭接管30、尾端碳纤维杆33、驱动弹簧35和两个第一锁定片簧31，

前端连接件28的内壁开设有与前端碳纤维杆32的另一端胶接的第二胶槽36，细搭接管34的内壁开设有用于与前端碳纤维杆32的一端胶接的第一胶槽39，细搭接管34的外圈开有用于与第一锁定片簧31配合的环形片簧槽40，尾端连接件29的外壁开设有与尾端碳纤维杆33的另一端胶接的第二胶槽36，粗搭接管30的内壁开设有用于与尾端碳纤维杆33的一端胶接的第一胶槽39，粗搭接管30的外壁对称设有两个第一矩形开口，每个第一矩形开口处设置一个第一锁定片簧31，前端连接件28和尾端连接件29的第一法兰状结构上均开设有用于与绳索连接的小孔37，前端连接件28和尾端连接件29的末端均开设有用于与万向节12连接的外凸处38，驱动弹簧35布置在杆件的中空部分，驱动弹簧35的一端顶在前端连接件28上，驱动弹簧35的另一端顶在尾端连接件29上。如此设置，张拉整体框架结构1借助杆件的伸缩完成整体框架的展收，细搭接管34和粗搭接管30分别与前端碳纤维杆32和尾端碳纤维杆33胶接，驱动弹簧35的一端由尾端连接件29顶住，驱动弹簧35的另一端推动前端连接件28，细搭接管34最终由粗搭接管30上的第一锁定片簧31锁定，阻止细搭接管34反向窜动，第一锁定片簧31具有锁定效率高，锁紧平稳可靠，末端冲击小的优点。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式的张拉整体框架结构1的所有绳索均由节点处出发，再到另一个节点处终止，

张拉整体框架结构1的绳索包括水平索、竖直索和斜索，水平索两端节点为同一层相邻节点，斜索两端为竖直方向相邻两层节点，竖直索两端为竖直方向相隔一层的两层节点；

张拉整体框架结构1的每个节点处的多个绳索成米字形分布，按照绳索的方向不同，所述绳索相对与该节点可分为左水平索13、右水平索14、上竖直索15、下竖直索16、左上斜索17、左下斜索18、右上斜索19和右下斜索20，

由于节点在张拉整体框架结构1中的位置不同，每个节点处连接的绳索根数也不同。

第三层23、第四层24和第五层25节点处的绳索呈“米”字形分布；第二层节点22处缺少“米”字形中的下竖索16和右下斜索20；第六层节点26处缺少“米”字形中的上竖索15和左上斜索17；第一层节点21处只有上竖索15和右上斜索19；第七层节点27处只有左水平索13、右水平索14、下竖索16和左上斜索17。

第三层节点单元23、第四层节点单元24和第五层节点单元25中节点处的绳索呈“米”字形分布；

第一层节点单元21中节点处的绳索只有“米”字形中的上竖索15和右上斜索19；

第二层节点单元22中节点处的绳索缺少“米”字形中的下竖索16和右下斜索20；

第六层节点单元26中节点处的绳索缺少“米”字形中的上竖索15和左下斜索18；

第七层节点单元27中节点处的绳索只有“米”字形中的左水平索13、右水平索14、下竖索16和左上斜索17。如此设置，张拉整体框架结构1为由多根杆件和绳索组成的圆柱体可展结构，一共包括126根绳索，最大限度的保证了张拉整体框架结构1的刚度。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图4和23说明本实施方式，本实施方式的张拉整体框架结构1的绳索还包括张紧索50，中央可伸缩芯柱机构2的顶部、中部和底部分别通过6根张紧索50与张拉整体框架结构1连接。如此设置，张拉整体框架结构1与中央可伸缩芯柱机构2之间的张紧索50起到刚度补偿的作用，最大限度的保证了张拉整体框架结构1的刚度。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图16至22说明本实施方式，本实施方式的中央可伸缩芯柱机构2为四级伸缩机构，中央可伸缩芯柱机构2从下至上为直径依次递减的第一级芯柱41、第二级芯柱42、第三级芯柱43和第四级芯柱44，

第一级芯柱41、第二级芯柱42和第三级芯柱43的外壁上部分别以环形阵列的方式开设有四个第二矩形开口，每个第二矩形开口处设置有四个第二锁定片簧45，

第二级芯柱42、第三级芯柱43和第四级芯柱44的外壁下部分别开设有用于与第二锁定片簧45配合的环形片簧槽47，相邻两级芯柱之间由所述第二锁定片簧45实现到位锁定。如此设置，中央可伸缩芯柱机构2在外力驱动下展开，首先第四级芯柱44从第三级芯柱43中伸出并锁定，然后第三级芯柱43从第二级芯柱42中伸出并锁定，然后第二级芯柱42从第一级芯柱41中伸出并锁定；中央可伸缩芯柱机构2的相邻两级芯柱之间由第二锁定片簧45实现到位锁定。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图3、图18、图19和图21说明本实施方式，本实施方式的第一级芯柱41的底端设有第二法兰状结构46，第二法兰状结构46上分别开设有用于与底座4栓接的螺栓孔和用于与张紧索50连接的绳索连接孔，第一级芯柱41通过第一螺栓与底座4固接，第一级芯柱41通过6根张紧索50与张拉整体框架结构1的第一层节点单元21固接，

第二级芯柱42的顶端设有第三法兰状结构48，第三法兰状结构48上开设有用于与张紧索50连接的绳索连接孔，第二级芯柱42通过6根张紧索50与张拉整体框架结构1的第四层节点单元24固接，

第四级芯柱44的顶端设有第四法兰状结构49，第四法兰状结构49上开设有用于与张紧索50连接的绳索连接孔，第四级芯柱44通过6根张紧索50与张拉整体框架结构1的第七层节点单元27固接。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式九：结合图24说明本实施方式，本实施方式的每个连接架3包括支架51和托手52，托手52与支架51转动连接，支架51通过第二螺栓与底座4固接，与连接架3连接的杆件与托手52滑动配合。如此设置，连接架3的数量为6对，支架51通过第二螺栓与底座4固接，托手52能够随着杆件在空间中角度的变化绕支架51转动。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。

具体实施方式十：结合图1说明本实施方式，本实施方式的所述张拉式可展太空舱段骨架结构的折展比为1:4。如此设置，所述张拉式可展太空舱段骨架结构具有较大的折展比，可扩展性强，收拢空间规范，便于运载、可节省运载工具上的有效载荷空间。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。

工作原理：

本发明在初始状态下，张拉整体框架结构受到外力约束处于收拢状态，杆件中的驱动弹簧储存的弹性势能达到最大；

本发明在展开时，张拉整体框架结构所受外部约束解除，杆件中的驱动弹簧释放弹性势能，驱动弹簧推动前端连接件运动，前端碳纤维杆和细搭接管根随前端连接件一同运动，使细搭接管进入粗搭接管，当粗搭接管上的锁定片簧与细搭接管上的片簧槽配合时杆件到位锁定；

与此同时，中央可伸缩芯柱机构在外力驱动下展开，首先第四级芯柱从第三级芯柱中伸出并锁定，然后第三级芯柱从第二级芯柱中伸出并锁定，然后第二级芯柱从第一级芯柱中伸出并锁定；在展开过程中，连接架托手始终与逆时针第一根长杆和顺时针第一根短杆件保证相同角度配合，起到支撑作用。

Claims (10)

1.一种张拉式可展太空舱段骨架结构，其特征在于：它包括张拉整体框架结构(1)、中央可伸缩芯柱机构(2)、多对连接架(3)和底座(4)，

底座(4)为圆形底座，中央可伸缩芯柱机构(2)垂直设置在底座(4)的中心位置，张拉整体框架结构(1)套装在中央可伸缩芯柱机构(2)上，多对连接架(3)均匀布置在底座(4)上，张拉整体框架结构(1)通过多对连接架(3)与底座(4)连接，张拉整体框架结构(1)的轴线与中央可伸缩芯柱机构(2)的轴线重合设置，张拉整体框架结构(1)是由若干根杆件和若干根绳索组成的外形为圆柱状的网状可伸缩结构；张拉整体框架结构(1)的杆件均为可伸缩杆件，借助杆件的伸缩实现整体框架的展收，与此同时，中央可伸缩芯柱机构(2)在外力驱动下实现展收。

2.根据权利要求1所述的一种张拉式可展太空舱段骨架结构，其特征在于：张拉整体框架结构(1)中的相邻两根杆件之间为一个节点，每个节点处布置一个万向节(12)，相邻两根杆件之间通过万向节(12)连接，张拉整体框架结构(1)的节点分布在不同的水平高度上，由下至上依次为第一层节点单元(21)、第二层节点单元(22)……第N层节点单元，相邻两层节点单元在竖直方向上的距离相等，每一层节点单元中的多个节点均匀分布在同一个圆周上。

3.根据权利要求2所述的一种张拉式可展太空舱段骨架结构，其特征在于：张拉整体框架结构(1)中共有42个节点，张拉整体框架结构(1)的节点分布在7个不同的水平高度上，由下至上依次为第一层节点单元(21)、第二层节点单元(22)、第三层节点单元(23)、第四层节点单元(24)、第五层节点单元(25)、第六层节点单元(26)和第七层节点单元(27)，每一层节点单元中的六个节点均匀分布在同一个圆周上，相邻节点对应的圆心角为60°；

张拉整体框架结构(1)的杆件包括结构相同、长度不同的多个长杆和多个短杆，从第一层节点单元(21)中的一个节点出发，(3)根长杆沿圆周方向逆时针倾斜向上布置，逆时针第一根长杆(5)、逆时针第二根长杆(6)和逆时针第三根长杆(7)由下至上首尾顺次连接；

再从第一层节点单元(21)中的同一个节点出发，4根杆件沿圆周方向顺时针倾斜向上布置，4根杆件中的顺时针第一根短杆(8)、顺时针第二根长杆(9)、顺时针第三根长杆(10)和顺时针第四根短杆(11)由下至上首尾顺次连接；

顺时针第一根短杆(8)的尾端与逆时针第一根长杆(5)的尾端连在第一层节点单元(21)中的同一个节点上，

顺时针第四根短杆(11)的前端与逆时针第三根长杆(7)的前端连在第七层节点单元(27)中的同一个节点上，三根逆时针倾斜的杆件和四根顺时针倾斜的杆件形成了一个闭合的环形结构，所述环形结构绕着中央可伸缩芯柱机构(2)的轴线每60°布置一个，一共布置6个所述环形结构即为张拉整体框架结构(1)的所有杆件。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种张拉式可展太空舱段骨架结构，其特征在于：张拉整体框架结构(1)的每根长杆或短杆包括前端杆组件和尾端杆组件，前端杆组件包括前端连接件(28)、前端碳纤维杆(32)和细搭接管(34)，尾端杆组件包括尾端连接件(29)、粗搭接管(30)、尾端碳纤维杆(33)、驱动弹簧(35)和两个第一锁定片簧(31)，

前端连接件(28)的内壁开设有与前端碳纤维杆(32)的另一端胶接的第二胶槽(36)，细搭接管(34)的内壁开设有用于与前端碳纤维杆(32)的一端胶接的第一胶槽(39)，细搭接管(34)的外圈开有用于与第一锁定片簧(31)配合的环形片簧槽(40)，尾端连接件(29)的外壁开设有与尾端碳纤维杆(33)的另一端胶接的第二胶槽(36)，粗搭接管(30)的内壁开设有用于与尾端碳纤维杆(33)的一端胶接的第一胶槽(39)，粗搭接管(30)的外壁对称设有两个第一矩形开口，每个第一矩形开口处设置一个第一锁定片簧(31)，前端连接件(28)和尾端连接件(29)的第一法兰状结构上均开设有用于与绳索连接的小孔(37)，前端连接件(28)和尾端连接件(29)的末端均开设有用于与万向节(12)连接的外凸处(38)，驱动弹簧(35)布置在杆件的中空部分，驱动弹簧(35)的一端顶在前端连接件(28)上，驱动弹簧(35)的另一端顶在尾端连接件(29)上。

5.根据权利要求1所述的一种张拉式可展太空舱段骨架结构，其特征在于：张拉整体框架结构(1)的所有绳索均由节点处出发，再到另一个节点处终止，

张拉整体框架结构(1)的绳索包括水平索、竖直索和斜索，水平索两端节点为同一层相邻节点，斜索两端为竖直方向相邻两层节点，竖直索两端为竖直方向相隔一层的两层节点。

6.根据权利要求5所述的一种张拉式可展太空舱段骨架结构，其特征在于：张拉整体框架结构(1)的绳索还包括张紧索(50)，中央可伸缩芯柱机构(2)的顶部、中部和底部分别通过6根张紧索(50)与张拉整体框架结构(1)连接。

7.根据权利要求1所述的一种张拉式可展太空舱段骨架结构，其特征在于：中央可伸缩芯柱机构(2)为四级伸缩机构，中央可伸缩芯柱机构(2)从下至上为直径依次递减的第一级芯柱(41)、第二级芯柱(42)、第三级芯柱(43)和第四级芯柱(44)，

第一级芯柱(41)、第二级芯柱(42)和第三级芯柱(43)的外壁上部分别以环形阵列的方式开设有四个第二矩形开口，每个第二矩形开口处设置有四个第二锁定片簧(45)，

第二级芯柱(42)、第三级芯柱(43)和第四级芯柱(44)的外壁下部分别开设有用于与第二锁定片簧(45)配合的环形片簧槽(47)，相邻两级芯柱之间由所述第二锁定片簧(45)实现到位锁定。

8.根据权利要求7所述的一种张拉式可展太空舱段骨架结构，其特征在于：第一级芯柱(41)的底端设有第二法兰状结构(46)，第二法兰状结构(46)上分别开设有用于与底座(4)栓接的螺栓孔和用于与张紧索(50)连接的绳索连接孔，第一级芯柱(41)通过第一螺栓与底座(4)固接，第一级芯柱(41)通过6根张紧索(50)与张拉整体框架结构(1)的第一层节点单元(21)固接，

第二级芯柱(42)的顶端设有第三法兰状结构(48)，第三法兰状结构(48)上开设有用于与张紧索(50)连接的绳索连接孔，第二级芯柱(42)通过6根张紧索(50)与张拉整体框架结构(1)的第四层节点单元(24)固接，

第四级芯柱(44)的顶端设有第四法兰状结构(49)，第四法兰状结构(49)上开设有用于与张紧索(50)连接的绳索连接孔，第四级芯柱(44)通过6根张紧索(50)与张拉整体框架结构(1)的第七层节点单元(27)固接。

9.根据权利要求1所述的一种张拉式可展太空舱段骨架结构，其特征在于：每个连接架(3)包括支架(51)和托手(52)，托手(52)与支架(51)转动连接，支架(51)通过第二螺栓与底座(4)固接，与连接架(3)连接的杆件与托手(52)滑动配合。

10.根据权利要求1所述的一种张拉式可展太空舱段骨架结构，其特征在于：所述张拉式可展太空舱段骨架结构的折展比为1:4。

Images