CN113415440A - 一种快速展开支撑装置 - Google Patents

Abstract

一种快速展开支撑装置，涉及一种支撑装置。中心环设置在上盖板以及下盖板之间，并中心环的环壁设有多个通孔，上盖板与气体发生器连接，中心环的每个通孔分别与对应的导向筒的内端同轴连接，每个导向筒分别同轴套装在对应的展开杆的展开端的外侧，每个展开杆的固定端分别通过对应的展开杆支架与下盖板连接，并每个展开杆的展开端的端部分别与对应的端盖连接，端盖与对应的导向筒的外端连接。本发明收纳体积小，且展开后可以形成较大的支撑结构；展开过程快速，可以瞬时形成一个较大的支撑装置；可以产生集中的展开驱动力，保证展开过程的有效性；可以实现装置快速有效展开。

Description

一种快速展开支撑装置

技术领域

本发明涉及一种支撑装置，尤其是一种快速展开支撑装置。

背景技术

在现有技术中，对于薄膜天线或太阳帆的支撑结构或是采用钢质构件，或是采用充气展开。

采用钢质构件支撑，其展开过程需要机械驱动。导致了支撑结构本身复杂且需要机械驱动装置，因此其系统重量较大，展开过程缓慢。

充气展开主要借助充气展开管，展开时，充气展开管需要保持一定的充气压力，才能很好的发挥其支撑效果，因此要求系统具有较高的气密性，并要求有气体补充系统，然而现有的充气展开系统较为复杂、收拢体积大，并且可靠性较差。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种快速展开支撑装置。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种快速展开支撑装置，包括下盖板、上盖板、中心环、导向筒、端盖、展开杆支架、气体发生器以及展开杆；所述中心环设置在上盖板以及下盖板之间，并中心环的环壁设有多个通孔，所述上盖板与气体发生器连接，中心环的每个所述通孔分别与对应的导向筒的内端同轴连接，每个所述导向筒分别同轴套装在对应的展开杆的展开端的外侧，每个所述展开杆的固定端分别通过对应的展开杆支架与下盖板连接，并每个展开杆的展开端的端部分别与对应的端盖连接，所述端盖与对应的导向筒的外端连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用展开杆作为主要支撑，使得整个装置的收纳体积小，且展开后可以形成较大的支撑结构；

2、本发明通过气体发生器产生的气体实现展开杆的冲击展开，展开过程快速，可以瞬时形成一个较大的支撑装置；

3、本发明通过导向筒的设计，可以产生较为集中的展开驱动力，保证展开过程的有效性；

4、本发明通过展开杆及限位绳的设计，可以减小内管和外管之间的摩擦力，并避免展开后内管和外管之间的分离，可以实现装置快速有效展开；内管和外管为圆柱体，可以减小彼此之间的摩擦阻力，结构简单，便于制作及组装；

5、本发明采用屈曲摩阻支撑方案，避免了展开杆的受力滑动回缩，可以提供较大的支撑力，有效实现装置的支撑功能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是上盖板的结构示意图；

图3是下盖板的结构示意图；

图4是中心环的结构示意图；

图5是导向筒的结构示意图；

图6是端盖的结构示意图；

图7是气体发生器的结构示意图；

图8是展开杆的结构示意图；

图9是上盖板与气体发生器连接的关系示意图；

图10是图1除上盖板的的结构示意图；

图11是展开杆伸展时的结构示意图；

图12是展开杆收缩时的结构示意图；

图13是图1伸展时的结构示意图；

图14是相互套装的内管和外管屈曲摩阻支撑的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种快速展开支撑装置，包括下盖板1、上盖板2、中心环3、导向筒4、端盖5、展开杆支架6、气体发生器7以及展开杆11；所述中心环3通过多个沿其周向均布设置的六个长螺栓9固定设置在上盖板2以及下盖板1之间，并中心环3的环壁沿其周向均布设有多个贯穿其厚度方向的通孔，所述上盖板2与气体发生器7连接(上盖板2的上表面贯穿其厚度方向设有与其同轴设置的安装孔，所述气体发生器7插入所述安装孔内后，气体发生器7的底座与上盖板2密贴后通过四个螺栓与上盖板2连接，气体发生器7带有出气孔14)，中心环3的每个所述通孔分别与对应的导向筒4的内端同轴焊接连接，通孔的直径与导向筒4的内径相同，每个所述导向筒4分别同轴套装在对应的展开杆11的展开端的外侧，每个所述展开杆11的固定端分别通过对应的展开杆支架6与下盖板1连接，并每个展开杆11的展开端的端部分别与对应的端盖5连接，所述端盖5与对应的导向筒4的外端通过螺栓10连接，优选六个展开杆11之间按60度均布。

所述展开杆11为薄壁的细长的同轴圆柱体结构，展开杆11包括多节相互套装和内管13和外管12，展开后可以形成支撑结构。

为了避免展开后的展开杆11相邻的内管13和外管12之间分离，相邻的所述相互套装和内管13和外管12之间通过限位绳8连接，通过限位绳8将相邻的相互套装和内管13和外管12按照设计的长度连接在一起，限制相邻的相互套装和内管13和外管12的位置，避免展开后相互套装和内管13和外管12之间分离。

所述相互套装和内管13和外管12之间采用屈曲摩阻支撑，屈曲摩阻支撑方案可以使展开后的展开杆11能够提供有效的支撑力，避免展开杆11受压力后的滑动回缩，由于展开杆11展开后为细长的支撑管状结构，可以通过被支撑物的限制作用，使得展开后的展开杆11形成一定的屈曲，即轴向中线的弯曲，如图14所示。在屈曲的形态下，相互接触的外管12及内管13的接触面上会形成一定的接触压力f1，从而形成沿展开管轴向的摩擦阻力F1，该摩擦阻力F1可以阻止展开管的滑动回缩，从而对被支撑物提供有效的支撑力。

端盖5为一端开口的圆柱体结构，圆柱体的内径与导向筒4的外径相同。端盖5与最外端的内管13的端部通过螺栓10连接。若干个相互套装的内管13和外管12回缩到导向筒内时，端盖5扣在导向筒4的外端。

本发明的展开过程及原理如下：

收缩状态下的快速展开支撑装置如图1所示。由导向筒4、端盖5、下盖板1、上盖板2、中心环3及气体发生器7构成一个密闭的腔体。

气体发生器7在电信号的作用下瞬时产生大量气体，气体进入到由导向筒4、端盖5、下盖板1、上盖板2、中心环3及气体发生器7构成的密闭腔体内，气体沿着导向筒4对端盖5产生瞬时的冲击作用力，端盖5在冲击力作用下会与对应的导向筒4分离并高速向外移动，继而带动展开杆11展开，展开杆11全部展开后形成支撑结构。

展开杆11的展开端与折叠状态的薄膜天线、太阳帆或者减速伞等可展开结构相联，通过展开杆11的展开带到薄膜天线、太阳帆或者减速伞的展开，为薄膜天线、太阳帆或者减速伞的展开提供展开动力，实现快速展开，并为可展开结构的外形维持提供支撑。

本发明主要应用于航天领域，可以应用于薄膜天线、太阳帆等可展开结构。为这些可展开结构提供展开动力，并作为这些展开结构外形维持的支撑装置。

本发明主要解决目前薄膜天线或太阳帆的支撑结构复杂、收拢体积大、展开过程慢等技术问题。由气体冲击力作为装置展开动力，驱动展开杆11快速展开，展开杆11摩擦阻力较小，展开过程快速可靠。通过屈曲摩阻支撑方式，使得展开杆11的结构较为简单，装置收拢后的体积较小，能够为薄膜天线或太阳帆提供可靠的驱动力及有效的支撑。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种快速展开支撑装置，其特征在于：包括下盖板(1)、上盖板(2)、中心环(3)、导向筒(4)、端盖(5)、展开杆支架(6)、气体发生器(7)以及展开杆(11)；所述中心环(3)设置在上盖板(2)以及下盖板(1)之间，并中心环(3)的环壁设有多个通孔，所述上盖板(2)与气体发生器(7)连接，中心环(3)的每个所述通孔分别与对应的导向筒(4)的内端同轴连接，每个所述导向筒(4)分别同轴套装在对应的展开杆(11)的展开端的外侧，每个所述展开杆(11)的固定端分别通过对应的展开杆支架(6)与下盖板(1)连接，并每个展开杆(11)的展开端的端部分别与对应的端盖(5)连接，所述端盖(5)与对应的导向筒(4)的外端连接。

2.根据权利要求1所述的一种快速展开支撑装置，其特征在于：所述展开杆(11)包括多节相互套装和内管(13)和外管(12)。

3.根据权利要求2所述的一种快速展开支撑装置，其特征在于：相邻的所述相互套装和内管(13)和外管(12)之间通过限位绳(8)连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种快速展开支撑装置，其特征在于：所述相互套装和内管(13)和外管(12)之间采用屈曲摩阻支撑。

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