CN110979744A - 一种正多边形太阳帆帆膜结构及折叠方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及航天领域，具体地说是一种正多边形太阳帆帆膜结构及折叠方法，包括中部设有正多边孔的太阳帆帆膜，所述正多边孔各侧边向一侧延长形成第一山谷折痕线，且太阳帆帆膜通过各个第一山谷折痕线分成多个折叠单元，所述折叠单元内的两条第一山谷折痕线之间的角平分线形成第一山峰折痕线，由所述第一山峰折痕线上取垂直点分别向两侧第一山谷折痕线做垂线，其中沿逆时针回转方向在第一山峰折痕线后侧的垂线形成第二山峰折痕线，前侧的垂线形成第二山谷折痕线，并且所述垂直点与相邻第一山谷折痕线之间的距离L为所述正多边孔边长的整数倍。本发明减少了折叠后的太阳帆帆膜面积，并有效提高太阳帆帆膜的折展比。

Description

一种正多边形太阳帆帆膜结构及折叠方法
技术领域
本发明涉及航天领域，具体地说是一种正多边形太阳帆帆膜结构及折叠方法。
背景技术
航天领域中经常有需要用到折叠结构的地方，折叠结构就是将可折叠的二维板材沿其折痕线进行折叠构成不同形状的三维板材，例如大型的太阳帆航天器，发射前需要将太阳帆按照其帆膜的折痕线进行完全折叠收拢于整流罩中，待升空后再将太阳帆进行完全展开，此时太阳帆航天器可利用太阳光的光压提供推力，进行宇宙探索。太阳帆帆膜如何实现快速有效展开是关键，因此如何提供一种新型的、具有大折展比的太阳帆帆膜折叠结构便成为人们进一步思考的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种正多边形太阳帆帆膜结构及折叠方法，能够减少折叠后的太阳帆帆膜面积，且拉伸时可实现自旋式展开，并有效提高太阳帆帆膜的折展比。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种正多边形太阳帆帆膜结构，包括中部设有正多边孔的太阳帆帆膜，所述正多边孔各侧边向一侧延长形成第一山谷折痕线，且各个第一山谷折痕线呈逆时针旋转布置，太阳帆帆膜通过各个第一山谷折痕线分成多个折叠单元，且所述折叠单元内的两条第一山谷折痕线之间的角平分线形成第一山峰折痕线)，由所述第一山峰折痕线上取垂直点分别向两侧第一山谷折痕线做垂线，其中沿逆时针回转方向在第一山峰折痕线后侧的垂线形成第二山峰折痕线，前侧的垂线形成第二山谷折痕线，并且所述垂直点与相邻第一山谷折痕线之间的距离L为所述正多边孔边长的整数倍。
所述正多边孔各边与所述太阳帆帆膜的各个侧边界对应平行。
所述山峰折痕线为折叠时沿平面向内折叠，所述山谷折痕线折叠时沿平面向外折叠。
所述第一山谷折痕线长度为正多边孔侧边长度的整数倍。
一种根据所述正多边形太阳帆帆膜结构的折叠方法，在折叠时，先将太阳帆帆膜中所有第一山谷折痕线进行折痕折叠，使太阳帆帆膜划分为多个折叠单元，然后将折叠单元先按照对应的第二山峰折痕线和第二山谷折痕线依次进行折叠，然后依次折叠对应的第一山谷折痕线和第一山峰折痕线，使第二山峰折痕线和第二山谷折痕线沿着中心正多边孔进行依次折叠收拢，直至完全收拢于正多边孔的每条边上。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明折叠后的太阳帆帆膜中心正多边孔内可安装实际所需的工程结构，并且有效减少折叠后的太阳帆帆膜面积。
2、本发明展开时，可将最外层折叠单元的某一平面进行拉伸，此时折叠起来的太阳帆帆膜将随拉力进行自旋式展开，并有效提高太阳帆帆膜的折展比。
附图说明
图1为本发明为正四边形结构时的主体展开立体示意图，
图2为图1中的正四边形结构俯视图，
图3为图2中的第一山谷折痕线示意图，
图4为图2中的单元内角平分线示意图，
图5为图2中的正四边形结构折叠完成时的示意图，
图6为本发明为正三边形时的主体展开俯视图，
图7为本发明为正八边形时的主体展开俯视图。
其中，1为太阳帆帆膜，2为侧边界，201为第一边界段，202为第二边界段，3为正多边孔，4为第一山谷折痕线，5为折叠单元，501为第一山峰折痕线，502为第二山峰折痕线，503为第二山谷折痕线，504为平面，505为垂直点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～7所示，本发明包括太阳帆帆膜1，且所述太阳帆帆膜1中部设有正多边孔3，并且所述正多边孔3各边与所述太阳帆帆膜1的各个侧边界2对应平行，如图3所示，所述正多边孔3的各个侧边向一侧延长分别形成第一山谷折痕线4，并且各个第一山谷折痕线4呈逆时针旋转布置并将太阳帆帆膜1分成多个折叠单元5，如图4所示，所述折叠单元5内的两条第一山谷折痕线4之间的角平分线形成第一山峰折痕线501，如图2所示，由所述第一山峰折痕线501上取垂直点505分别向两侧第一山谷折痕线4做垂线，其中沿逆时针回转方向在第一山峰折痕线501后侧的垂线形成第二山峰折痕线502，前侧的垂线形成第二山谷折痕线503，并且所述垂直点505与相邻第一山谷折痕线4之间的距离L为所述正多边孔3边长的整数倍。本实施例中，所述山峰折痕线为折叠时沿平面向内折叠，所述山谷折痕线折叠时沿平面向外折叠。
如图1～7所示，所述太阳帆帆膜1中部的正多边孔3为任意正多边形，包括正三角形、正四边形、正六边形，正八边形等等，其中如图7所示，所述正多边形孔3为正八边形时，所述太阳帆帆膜1设有八个侧边界2与所述正多边形孔3各边对应平行，且所述侧边界2包括错开但均与正多边孔3对应侧边平行的第一边界段201和第二边界段202。
所述第一山谷折痕线4长度为正多边孔3侧边长度的整数倍，所述第一山谷折痕线4具体长度根据实际受折材料厚度决定。
本发明的工作原理为：
本发明在折叠时，先将太阳帆帆膜1中所有第一山谷折痕线4进行折痕折叠，此时太阳帆帆膜1上通过所述折痕会明显划分为多个折叠单元5，然后将折叠单元5先按照对应的第二山峰折痕线502和第二山谷折痕线503进行折叠，然后折叠第一山谷折痕线4和第一山峰折痕线501，带动太阳帆帆膜1内所有第二山峰折痕线502和第二山谷折痕线503沿着中心正多边孔3进行依次折叠收拢，直至完全收拢于正多边孔3的每条边上，完成折叠步骤，如图5所示，折叠后的太阳帆帆膜1中心的正多边孔3内可安装实际所需的工程结构，并且有效减少折叠后的太阳帆帆膜1面积。
如图5所示，本发明在展开时，可将最外层折叠单元5的某一平面504进行拉伸，此时折叠起来的太阳帆帆膜1将随拉力进行自旋式展开。

Claims (5)

1.一种正多边形太阳帆帆膜结构，其特征在于：包括中部设有正多边孔(3)的太阳帆帆膜(1)，所述正多边孔(3)各侧边向一侧延长形成第一山谷折痕线(4)，且各个第一山谷折痕线(4)呈逆时针旋转布置，太阳帆帆膜(1)通过各个第一山谷折痕线(4)分成多个折叠单元(5)，且所述折叠单元(5)内的两条第一山谷折痕线(4)之间的角平分线形成第一山峰折痕线(501)，由所述第一山峰折痕线(501)上取垂直点(505)分别向两侧第一山谷折痕线(4)做垂线，其中沿逆时针回转方向在第一山峰折痕线(501)后侧的垂线形成第二山峰折痕线(502)，前侧的垂线形成第二山谷折痕线(503)，并且所述垂直点(505)与相邻第一山谷折痕线(4)之间的距离L为所述正多边孔(3)边长的整数倍。
2.根据权利要求1所述的正多边形太阳帆帆膜结构，其特征在于：所述正多边孔(3)各边与所述太阳帆帆膜(1)的各个侧边界(2)对应平行。
3.根据权利要求1所述的正多边形太阳帆帆膜结构，其特征在于：所述山峰折痕线为折叠时沿平面向内折叠，所述山谷折痕线折叠时沿平面向外折叠。
4.根据权利要求1所述的正多边形太阳帆帆膜结构，其特征在于：所述第一山谷折痕线(4)长度为正多边孔(3)侧边长度的整数倍。
5.一种根据权利要求1所述的正多边形太阳帆帆膜结构的折叠方法，其特征在于：在折叠时，先将太阳帆帆膜(1)中所有第一山谷折痕线(4)进行折痕折叠，使太阳帆帆膜(1)划分为多个折叠单元(5)，然后将折叠单元(5)先按照对应的第二山峰折痕线(502)和第二山谷折痕线(503)依次进行折叠，然后依次折叠对应的第一山谷折痕线(4)和第一山峰折痕线(501)，使第二山峰折痕线(502)和第二山谷折痕线(503)沿着中心正多边孔(3)进行依次折叠收拢，直至完全收拢于正多边孔(3)的每条边上。
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