CN111874272A - 一种柔性可展开月球居住舱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性可展开月球居住舱，包括上盖、下框、连接在所述上盖和下框之间的立柱，相邻所述立柱之间设有通道舱门或独立舱门，沿圆周方向，所述通道舱门和所述独立舱门间隔设置；所述上盖与所述下框之间的区域为中心舱室；所述下框上铰接有第一展开推拉杆，所述第一展开推拉杆上固定有地板，所述地板沿圆周方向设置在所述通道舱门和独立舱门的外周。本发明的居住舱，在折叠状态利用火箭进行发射，然后在月球表面进行充气展开固定，将标准化的月球居住舱按照标准对接机构进行交会对接，还可以扩展成有一定规模的月球基地。具有发射体积小、折叠效率高，功能集成度高，空间防护能力强，工程实施简单、发射成本低的优点。

Description

一种柔性可展开月球居住舱

技术领域

本发明涉及月球居住基地建造技术领域，尤其涉一种柔性可展开月球居住舱。

背景技术

月球探测一直是世界航天大国关注的热点，目前论证的月球基地规模越来越大，航天员居住停留的人数越来越多，停留时间越来越长，人类对可居住的月球舱的数量和规模越来越迫切。月球居住舱作为航天员在月球生活和工作的主要密封场所，是进行月球探测任务的重要基础设施之一。建造月球居住舱所需物质主要由运载火箭从地面运送到月球包面，由于距离地球遥远，受到火箭发射载荷和发射包络的限制，能够运往月球的建造物质极为有限，向月球运送的舱段的体积和质量都无法做得很大，为建造尽可能大容积的基地，对柔性可展开月球居住舱需求迫切。随着人类探索太空的深入，对长期有人驻留、短期出舱活动、星际转移的大尺寸密封舱体的需求迫切，集工作、起居、饮食、锻炼、娱乐、私人空间于一体的多功能大型太空舱成为一种趋势。特别是未来的外星球基地建设，如月球基地或者火星基地，由于基地内部需要较大的活动空间，为了节约建造和发射成本，柔性可展开密封舱也将会是理想的基地建造选择。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种柔性可展开月球居住舱。

为实现本发明的上述目的，本发明提供一种柔性可展开月球居住舱，包括上盖、下框、连接在所述上盖和下框之间的立柱，相邻所述立柱之间设有通道舱门或独立舱门，沿圆周方向，所述通道舱门和所述独立舱门间隔设置；

所述上盖与所述下框之间的区域为中心舱室；

所述下框上铰接有第一展开推拉杆，所述第一展开推拉杆上固定有地板，所述地板沿圆周方向设置在所述通道舱门和独立舱门的外周。

根据本发明的一个方面，所述通道舱门外侧还设有对接结构。

根据本发明的一个方面，所述对接结构包括结构立柱和与所述结构立柱相连接的对接部分；

所述对接部分上设有对接舱门。

根据本发明的一个方面，立柱上连接有第二展开推拉杆与所述对接结构相连接。

根据本发明的一个方面，所述对接结构的结构立柱与立柱之间设有隔离壁。

根据本发明的一个方面，所述隔离壁包括隔离杆和安装在所述隔离杆上的弹性伸缩壁。

根据本发明的一个方面，所述柔性可展开月球居住舱还包括柔性蒙皮，所述柔性蒙皮位于所述上盖上方将所述通道舱门和独立舱门包裹地与所述对接结构相连接。

根据本发明的一个方面，对接结构的对接部分和所述对接舱门露出所述柔性蒙皮。

根据本发明的一个方面，所述柔性蒙皮依次包括气密层、增强层、防护层、防辐射层和隔热层。

根据本发明的一个方面，所述柔性蒙皮由薄膜或织物构成。

本发明的柔性可展开月球居住舱，在折叠状态利用火箭进行发射，然后在月球表面进行充气展开，固定可展开柔性月球居住舱，将标准化的月球居住舱按照标准对接机构进行交会对接，还可以扩展成有一定规模的月球基地。具有发射体积小、折叠效率高，功能集成度高，空间防护能力强，工程实施简单、发射成本低的优点。

附图说明

图1示意性表示根据本发明一种实施方式的柔性可展开月球居住舱的折叠状态图；

图2示意性表示根据本发明一种实施方式的柔性可展开月球居住舱半展开状态；

图3示意性表示根据本发明一种实施方式的柔性可展开月球居住舱展开状态图；

图4示意性表示根据本发明一种实施方式的柔性可展开月球居住舱展开剖视图；

图5示意性表示根据本发明一种实施方式的柔性可展开月球居住舱外形图；

图6示意性表示根据本发明一种实施方式的柔性蒙皮的结构图；

图7示意性表示多个本发明的柔性可展开月球居住舱串联结构图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

结合图1-图3所示，本发明的柔性可展开月球居住舱，包括上盖1、下框2、连接在上盖1和下框2之间的立柱3，相邻立柱3之间设有通道舱门31或独立舱门32，沿圆周方向，通道舱门31和独立舱门32间隔设置；上盖1与下框2之间的区域为中心舱室11；下框2上铰接有第一展开推拉杆21，第一展开推拉杆21上固定有地板4，地板4沿圆周方向设置在通道舱门31和独立舱门32的外周。

本发明的通道舱门32外侧还设有对接结构5。对接结构5包括结构立柱51和与结构立柱51相连接的对接部分52；对接部分52上设有对接舱门53。立柱3上连接有第二展开推拉杆3a与对接结构5相连接。对接结构5的结构立柱51与立柱3之间设有隔离壁6。根据本发明的一种实施方式，隔离壁6包括隔离杆和安装在所述隔离杆上的弹性伸缩壁。

结合图1和图3所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的柔性可展开月球居住舱包括圆形上盖1，沿圆形上盖1圆周方向，在圆形上盖1下方连接有8根立柱3,8根立柱3下端分别与圆形下框2固定连接，在上盖1与下框2之间形成中心舱室11。

本发明的8根立柱之间设有4个通道舱门31和4个独立舱门32。并且沿圆周方向通道舱门31和独立舱门32间隔设置。在独立舱门32和通道舱门31的外侧圆周上设有8块地板4,8块地板4固定安装在铰接在下框2上的第一展开推拉杆21上，初始状态下可以收拢紧靠在通道舱门31和独立舱门32外围，可以在第一展开推拉杆21向外展开，由收拢的竖直状态展开为水平状态，并且全部展开时，8块地板4在水平方向上构成一个圆形密封板状结构。

在本发明中，四个通道舱门31的外侧还设有对接结构5，对接结构5设置四个通道舱门31外侧的地板4的外侧。对接结构5包括接口立柱51、对接部分52，对接部分52上设有堆积舱门53。对接结构5通过第二展开推拉杆3a与立柱3相连接，初始状态下紧靠在地板4外周，当地板4展开时，对接结构5通过第二展开推拉杆3a也向外移动。并且在本发明中，对接机构5的结构立柱51和立柱3之间设有隔离壁6，从而可以将本发明的柔性可展开月球居住舱分割成4个通向通道舱门31的通道和4个通向独立舱门32的独立舱室。

结合图1-图6所示，柔性可展开月球居住舱还包括柔性蒙皮7，柔性蒙皮7位于上盖1上方将通道舱门31和独立舱门32包裹地与对接结构5相连接。对接结构5的对接部分52和对接舱门53露出柔性蒙皮7。

具体来说，本发明的柔性可展开居住舱，在折叠状态利用火箭进行发射，然后在月球表面展开，进而对柔性蒙皮7进行充气，将本发明的柔性可展开月球居住舱进行展开并充气至最终状态。

而对于柔性蒙皮7的设置，主要考虑到月球居住舱面临极端的外部月球环境容易导致月球基地结构大变形与材料热疲劳效应，其中月球环境需要考虑的主要包括月球重力场(1/6g)、磁场(6～313*10^-9T)、辐射(太阳风，宇宙射线)、大气(地球1/10)、流星体、月面温度(-180℃～150℃)、月尘及月面地形地貌等环境。极端的月球环境容易导致月球基地结构大变形与材料热疲劳效应。同时，月球居住舱内部工作环境还必须保持航天员适宜的温度、压力、湿度及气体成分。

因此，本发明柔性蒙皮7由多层柔性复合材料(如薄膜或织物)构成，根据功能需求进行相应的材料设计，根据任务性质和周期长短，可以自由地增减某些功能层，以满足具体项目需求。防护结构材料的选择需要综合考虑伸缩性、重量、材料的物理和机械性能以及材料的成熟度和费效比等因素。本发明的柔性蒙皮7主要包括气密层71(或气体阻隔层)、增强层72(或结构层、限制层)、防护层73(防护微流星体/轨道碎片)和防辐射层74以及隔热层75。增强层72一般采用高性能织物材料，如Vectran织物或Kevlar织物，主要用于承受结构的内压载荷。

结合图7所示，本发明的柔性可展开月球居住舱，设置多个对接结构5从而根据设计需要链接气闸舱或其他单元连接，多个不同功能的单元可以连接为一个月球基地，从而为航天员提供集生活、工作和科研于一体的大型月面居住基地。

本发明的柔性可展开月球居住舱，在折叠状态利用火箭进行发射，然后在月球表面进行充气展开，固定可展开柔性月球居住舱，将标准化的月球居住舱按照标准对接机构进行交会对接，还可以扩展成有一定规模的月球基地。具有发射体积小、折叠效率高，功能集成度高，空间防护能力强，工程实施简单、发射成本低的优点。

以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种柔性可展开月球居住舱，其特征在于，包括上盖(1)、下框(2)、连接在所述上盖(1)和下框(2)之间的立柱(3)，相邻所述立柱(3)之间设有通道舱门(31)或独立舱门(32)，沿圆周方向，所述通道舱门(31)和所述独立舱门(32)间隔设置；

所述上盖(1)与所述下框(2)之间的区域为中心舱室(11)；

所述下框(2)上铰接有第一展开推拉杆(21)，所述第一展开推拉杆(21)上固定有地板(4)，所述地板(4)沿圆周方向设置在所述通道舱门(31)和独立舱门(32)的外周。

2.根据权利要求1所述的柔性可展开月球居住舱，其特征在于，所述通道舱门(32)外侧还设有对接结构(5)。

3.根据权利要求2所述的柔性可展开月球居住舱，其特征在于，所述对接结构(5)包括结构立柱(51)和与所述结构立柱(51)相连接的对接部分(52)；

所述对接部分(52)上设有对接舱门(53)。

4.根据权利要求3所述的柔性可展开月球居住舱，其特征在于，立柱(3)上连接有第二展开推拉杆(3a)与所述对接结构(5)相连接。

5.根据权利要求4所述的柔性可展开月球居住舱，其特征在于，所述对接结构(5)的结构立柱(51)与立柱(3)之间设有隔离壁(6)。

6.根据权利要求5所述的柔性可展开月球居住舱，其特征在于，所述隔离壁(6)包括隔离杆和安装在所述隔离杆上的弹性伸缩壁。

7.根据权利要求3-6任一项所述的柔性可展开月球居住舱，其特征在于，所述柔性可展开月球居住舱还包括柔性蒙皮(7)，所述柔性蒙皮(7)位于所述上盖(1)上方将所述通道舱门(31)和独立舱门(32)包裹地与所述对接结构(5)相连接。

8.根据权利要求7所述的柔性可展开月球居住舱，其特征在于，对接结构(5)的对接部分(52)和所述对接舱门(53)露出所述柔性蒙皮(7)。

9.根据权利要求8所述的柔性可展开月球居住舱，其特征在于，所述柔性蒙皮(7)依次包括气密层(71)、增强层(72)、防护层(73)、防辐射层(74)和隔热层(75)。

10.根据权利要求9所述的柔性可展开月球居住舱，其特征在于，所述柔性蒙皮(7)由薄膜或织物构成。

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