CN117184411A - 表皮约束可膨胀波纹管 - Google Patents

Abstract

一种增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，包括顶部端盖、底部端盖和波纹管，该波纹管附接到顶部端盖和底部端盖并将顶部端盖和底部端盖分开，并被配置成在顶部端盖和底部端盖之间保持加压流体。该系统还包括喷嘴，喷嘴被配置成允许流体进入和离开波纹管，以及不可延伸表皮，其附接到顶部端盖、底部端盖中的每个并且附接到波纹管。当波纹管经由喷嘴膨胀时，顶部端盖处于第一位置，并且当顶部端盖从第一位置调节到第二位置时，表皮被配置成将顶部端盖保持在第二位置，并将波纹管约束成预定的刚性三维形状。

Description

表皮约束可膨胀波纹管

技术领域

本发明涉及可膨胀结构，并且更具体地说，涉及可膨胀波纹管型结构，其中期望该结构的膨胀形式具有刚度。可膨胀结构通常包括保持加压空气或液体的气囊，以及附接到气囊的相对内表面的线。线通常附接到气囊的内表面。当气囊膨胀时，气囊内的压力导致气囊向外扩大，从而对线施加张力，这继而限制气囊的扩大。除了限制气囊的扩大之外，在气囊在压缩载荷下变形之前，线增加气囊可承受的压缩载荷的量。这种内部张紧的可膨胀结构用于需要高压缩强度与重量的比例的设备，诸如飞机机翼。

背景技术

虽然内部张紧的可膨胀结构实现了其预期目的，但仍需要一种新的和改进的可膨胀结构及其构造方法，其保持或增加可膨胀结构的结构能力，同时改善包装尺寸，提供多自由度的刚性展开，具有有助于清洁的光滑外表面，增加抗剪切性，并且降低重量，同时保持或降低成本，并降低制造复杂性。

发明内容

根据本公开的若干方面，一种增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统包括顶部端盖、底部端盖和波纹管，该波纹管附接到顶部端盖和底部端盖并将顶部端盖和底部端盖分开，并被配置成在顶部端盖和底部端盖之间保持加压流体。该系统还包括喷嘴，所述喷嘴被配置成允许流体进入和离开波纹管，以及不可延伸表皮，其附接到顶部端盖、底部端盖中的每个并附接到波纹管。当波纹管经由喷嘴膨胀时，顶部端盖处于第一位置，并且当顶部端盖从第一位置调节到第二位置时，表皮被配置成将顶部端盖保持在第二位置，并将波纹管约束成预定的刚性三维形状。

在本公开的另一方面中，波纹管包括一个或多个可膨胀腔室。一个或多个可膨胀腔室中的每个均由一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分形成。一个或多个顶部部分中的每个均围绕周界边缘密封到一个或多个底部部分中的一个，并且周界边缘限定径向延伸的波纹管凸缘。

在本公开的仍另一方面中，一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分限定波纹管的折叠部分，该折叠部分在顶部端盖的周界边缘和底部端盖的周界边缘之间在轴向方向上延伸。波纹管的折叠部分包括一个或多个折叠部，该折叠部降低表皮约束可膨胀波纹管系统的轴向方向上的波纹管刚度。

在本公开的仍另一方面中，不可延伸表皮是可替换的。不同形状的可替换不可延伸表皮约束波纹管以限定完全膨胀的表皮约束可膨胀波纹管系统的不同膨胀三维几何形状。

在本公开的仍另一方面中，不可延伸表皮包括预定位置处的多个波纹管附接特征，所述多个波纹管附接特征与波纹管凸缘中的一个或多个以及顶部端盖和底部端盖对准。

在本公开的仍另一方面中，径向延伸的波纹管凸缘中的一个或多个在多个波纹管附接特征中的一个或多个处附接到不可延伸表皮。

在本公开的仍另一方面中，一个或多个顶部部分中的每个包括一个或多个槽，并且一个或多个底部部分中的每个包括一个或多个槽，并且一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分通过使用可移除掩模仅围绕周界边缘彼此热密封。一个或多个顶部部分和底部部分中的一个或多个槽允许气流通过一个或多个顶部部分和底部部分，同时保持波纹管的形状和结构完整性。

在本公开的仍另一方面中，波纹管由包括以下中的一种或多种的材料形成：硅树脂、热塑性聚氨酯（TPU）或TPU涂层织物。不可延伸表皮上的波纹管附接特征包括不可延伸表皮材料的TPU浸渍部分。可移除掩模由包括以下中的一种或多种的材料形成：纸、玻璃纸、甘油和纸皂。可移除掩模可溶于不与TPU反应的溶剂，其中溶剂包括以下中的一种或多种：水、丙酮以及酒精。

在本公开的仍另一方面中，当表皮约束可膨胀波纹管系统完全膨胀时，不可延伸表皮完全封装波纹管并且提供光滑的外表面。

在本公开的另一方面中，不可延伸表皮在波纹管的第一侧上延伸第一轴向距离，并在波纹管的第二侧上延伸小于第一轴向距离的第二轴向距离。第二侧与第一侧相对，并且当表皮约束可膨胀波纹管系统完全膨胀时，刚性三维形状被表皮约束为非直线形状。

在本公开的仍另一方面中，一种生产表皮约束可膨胀波纹管的方法包括增加组装顶部端盖、底部端盖和附接到顶部端盖和底部端盖并将顶部端盖和底部端盖分开的波纹管。波纹管被配置成在顶部端盖和底部端盖之间保持加压流体。该方法还包括将不可延伸表皮附接到顶部端盖、波纹管和底部端盖中的每个，并利用设置在顶部端盖和底部端盖中的一个或多个上的喷嘴来允许流体进入和离开波纹管。当波纹管经由喷嘴膨胀时，顶部端盖处于第一位置，并且当顶部端盖从第一位置调节到第二位置时，表皮被配置成将顶部端盖保持在第二位置，并将波纹管约束成预定的刚性三维形状。

在本公开的仍另一方面中，该方法还包括组装一个或多个可膨胀腔室，其中一个或多个可膨胀腔室中的每个由一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分形成。该方法包括围绕周界边缘将一个或多个顶部部分中的每个密封到一个或多个底部部分中的一个。周界边缘限定径向延伸的波纹管凸缘。

在本公开的仍另一方面中，该方法还包括用可移除掩模掩蔽一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分，并且作为掩蔽的结果，仅围绕周界边缘将一个或多个顶部部分中的每个热密封到一个或多个底部部分中的一个。一个或多个顶部部分中的每个包括一个或多个槽，并且一个或多个底部部分中的每个包括一个或多个槽，并且一个或多个顶部部分和底部部分中的一个或多个槽允许气流，同时保持波纹管的形状和结构完整性。

在本公开的仍另一方面中，该方法包括折叠一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分，以限定波纹管的折叠部分，该折叠部分在顶部端盖的周界边缘和底部端盖的周界边缘之间在轴向方向上延伸。波纹管的折叠部分包括一个或多个折叠部，折叠部降低表皮约束可膨胀波纹管系统的轴向方向上的波纹管刚度。

在本公开的仍另一方面中，该方法包括在与波纹管凸缘中的一个或多个以及顶部端盖和底部端盖对准的预定位置处，为不可延伸表皮配备多个波纹管附接特征。

在本公开的仍另一方面中，该方法包括在多个波纹管附接特征中的一个或多个处将不可延伸表皮附接到径向延伸波纹管凸缘中的一个或多个。

在本公开的仍另一方面中，该方法包括由包括以下中的一种或多种的材料形成波纹管：硅树脂、热塑性聚氨酯（TPU）或TPU涂层织物，由不可延伸表皮材料的TPU浸渍部分在不可延伸表皮上形成波纹管附接特征，以及由包括以下中的一种或多种的材料形成可移除掩模：纸、玻璃纸、甘油和纸皂，其中可移除掩模可溶于不与TPU反应的溶剂。该溶剂包括以下中的一种或多种：水、丙酮和酒精。

在本公开的仍另一方面中，该方法包括当表皮约束可膨胀波纹管系统完全膨胀时，用不可延伸表皮完全封装波纹管以提供光滑的外表面。不可延伸表皮是可替换的，并且不同形状的可替换不可延伸表皮约束波纹管以限定完全膨胀的表皮约束可膨胀波纹管系统的不同膨胀三维几何形状。

在本公开的仍另一方面中，该方法包括通过提供不可延伸表皮来生产非直线刚性三维形状的表皮约束可膨胀波纹管，其在波纹管的第一侧上延伸第一轴向距离，并且在波纹管的第二侧上延伸小于第一轴向距离的第二轴向距离。第二侧与第一侧相对。

在本公开的仍另一方面中，增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统包括顶部端盖、底部端盖和波纹管，该波纹管附接到顶部端盖和底部端盖并将顶部端盖和底部端盖分开，并被配置成在顶部端盖和底部端盖之间保持加压流体。波纹管包括一个或多个可膨胀腔室。一个或多个可膨胀腔室中的每个均由一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分形成。一个或多个顶部部分中的每个均围绕周界边缘密封到一个或多个底部部分中的一个。周界边缘限定径向延伸的波纹管凸缘。一个或多个顶部部分中的每个包括一个或多个槽，并且一个或多个底部部分中的每个包括一个或多个槽，并且一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分通过使用可移除掩模仅围绕周界边缘彼此热密封。可移除掩模由包括以下中的一种或多种的材料形成：纸、玻璃纸、甘油和纸皂。可移除掩模可溶于不与TPU反应的溶剂。溶剂包括以下中的一种或多种：水、丙酮以及酒精。一个或多个顶部部分和底部部分中的一个或多个槽允许气流通过一个或多个顶部部分和底部部分，同时保持波纹管的形状和结构完整性。一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分限定波纹管的折叠部分，该折叠部分在顶部端盖的周界边缘和底部端盖的周界边缘之间在轴向方向上延伸。波纹管的折叠部分包括一个或多个折叠部，所述折叠部降低表皮约束可膨胀波纹管系统的轴向方向上的波纹管刚度。喷嘴被配置成允许流体进入和离开波纹管。不可延伸表皮附接到顶部端盖、底部端盖中的每个并且附接到波纹管。不可延伸表皮包括在预定位置处的多个波纹管附接特征，多个波纹管附接特征与波纹管凸缘中的一个或多个以及顶部端盖和底部端盖对准。径向延伸的波纹管凸缘中的一个或多个在多个波纹管附接特征中的一个或多个处附接到不可延伸表皮。波纹管由包括以下中的一种或多种的材料形成：硅树脂、热塑性聚氨酯（TPU）或TPU涂层织物。不可延伸表皮上的波纹管附接特征包括不可延伸表皮材料的TPU浸渍部分。当波纹管经由喷嘴膨胀时，顶部端盖处于第一位置，并且当顶部端盖从第一位置调节到第二位置时，表皮被配置成将顶部端盖保持在第二位置，并将波纹管约束成预定的刚性三维形状。当表皮约束可膨胀波纹管系统完全膨胀时，不可延伸表皮完全封装波纹管并且提供光滑的外表面。当不可延伸表皮在波纹管的第一侧上延伸第一轴向距离，并在波纹管的第二侧上延伸小于第一轴向距离的第二轴向距离时，刚性三维形状被表皮约束成非直线形状。不可延伸表皮是可替换的，并且不同形状的可替换不可延伸表皮将波纹管约束成完全膨胀的表皮约束可膨胀波纹管系统的不同膨胀的三维几何形状。

根据本文提供的描述，进一步的应用领域将变得显而易见。应该理解的是，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并且并不旨在限制本公开的范围。

本发明还包括如下技术方案。

技术方案1. 一种增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，所述系统包括：

顶部端盖；

底部端盖；

波纹管，所述波纹管附接到所述顶部端盖和所述底部端盖并将所述顶部端盖和所述底部端盖分开，并被配置成在所述顶部端盖和所述底部端盖之间保持加压流体；

喷嘴，所述喷嘴被配置成允许流体进入和离开所述波纹管；以及

不可延伸表皮，所述不可延伸表皮附接到所述顶部端盖、所述底部端盖中的每个并且附接到所述波纹管；以及

其中，当所述波纹管经由所述喷嘴膨胀时，所述顶部端盖处于第一位置，并且当所述顶部端盖从所述第一位置调节到第二位置时，所述表皮被配置成将所述顶部端盖保持在第二位置，并将所述波纹管约束成预定的刚性三维形状。

技术方案2. 如技术方案1所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述波纹管包括：

一个或多个可膨胀腔室，其中，所述一个或多个可膨胀腔室中的每个均由一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分形成；所述一个或多个顶部部分中的每个均围绕周界边缘密封到一个或多个底部部分中的一个，并且其中，所述周界边缘限定径向延伸的波纹管凸缘。

技术方案3. 如技术方案2所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述一个或多个顶部部分和所述一个或多个底部部分限定所述波纹管的折叠部分，所述折叠部分在所述顶部端盖的周界边缘和所述底部端盖的周界边缘之间在轴向方向上延伸，并且其中，所述波纹管的所述折叠部分包括一个或多个折叠部，所述折叠部降低所述表皮约束可膨胀波纹管系统的轴向方向上的波纹管刚度。

技术方案4. 如技术方案2所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述不可延伸表皮是可替换的，其中，不同形状的可替换不可延伸表皮约束所述波纹管以限定完全膨胀的表皮约束可膨胀波纹管系统的不同膨胀的三维几何形状。

技术方案5. 如技术方案4所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述不可延伸表皮包括预定位置处的多个波纹管附接特征，所述多个波纹管附接特征与所述波纹管凸缘中的一个或多个以及顶部端盖和底部端盖对准。

技术方案6. 如技术方案5所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，径向延伸的波纹管凸缘中的一个或多个在多个波纹管附接特征中的一个或多个处附接到所述不可延伸表皮。

技术方案7. 如技术方案5所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述一个或多个顶部部分中的每个包括一个或多个槽，并且所述一个或多个底部部分中的每个包括一个或多个槽，并且所述一个或多个顶部部分和所述一个或多个底部部分通过使用可移除掩模仅围绕所述周界边缘彼此热密封，并且其中，一个或多个顶部部分和底部部分中的一个或多个槽允许气流通过一个或多个顶部部分和底部部分，同时保持所述波纹管的形状和结构完整性。

技术方案8. 如技术方案6所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中：

所述波纹管由包括以下中的一种或多种的材料形成：硅树脂、热塑性聚氨酯（TPU）或TPU涂层织物；以及

所述不可延伸表皮上的波纹管附接特征包括不可延伸表皮材料的TPU浸渍部分，并且其中，所述可移除掩模由包括以下中的一种或多种的材料形成：纸、玻璃纸、甘油和纸皂，其中，所述可移除掩模可溶于不与TPU反应的溶剂，其中，所述溶剂包括以下中的一种或多种：水、丙酮以及酒精。

技术方案9. 如技术方案1所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，当所述表皮约束可膨胀波纹管系统完全膨胀时，所述不可延伸表皮完全封装所述波纹管并且提供光滑的外表面。

技术方案10. 如技术方案9所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述不可延伸表皮在所述波纹管的第一侧上延伸第一轴向距离，并在所述波纹管的第二侧上延伸小于所述第一轴向距离的第二轴向距离，其中，所述第二侧与所述第一侧相对，并且其中，当所述表皮约束可膨胀波纹管系统完全膨胀时，所述刚性三维形状被表皮约束为非直线形状。

技术方案11. 一种生产表皮约束可膨胀波纹管的方法，包括：

增加组装顶部端盖、底部端盖和附接到所述顶部端盖和所述底部端盖并将所述顶部端盖和所述底部端盖分开的波纹管，所述波纹管被配置成在所述顶部端盖和所述底部端盖之间保持加压流体；

将不可延伸表皮附接到所述顶部端盖、所述波纹管和所述底部端盖中的每个；

利用设置在所述顶部端盖和所述底部端盖中的一个或多个上的喷嘴来允许流体进入和离开所述波纹管，其中，当所述波纹管经由所述喷嘴膨胀时，所述顶部端盖处于第一位置，并且当所述顶部端盖从第一位置调节到第二位置时，所述表皮被配置成将所述顶部端盖保持在第二位置，并将所述波纹管约束成预定的刚性三维形状。

技术方案12. 如技术方案11所述的生产表皮约束可膨胀波纹管的方法，还包括：

组装一个或多个可膨胀腔室，其中，所述一个或多个可膨胀腔室中的每个由一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分形成；以及

围绕周界边缘将所述一个或多个顶部部分中的每个密封到所述一个或多个底部部分中的一个，其中，所述周界边缘限定径向延伸的波纹管凸缘。

技术方案13. 如技术方案12所述的生产表皮约束可膨胀波纹管的方法，还包括：

用可移除掩模掩蔽所述一个或多个顶部部分和所述一个或多个底部部分；以及

作为掩蔽的结果，仅围绕所述周界边缘将所述一个或多个顶部部分中的每个热密封到所述一个或多个底部部分中的一个，其中，所述一个或多个顶部部分中的每个包括一个或多个槽，并且所述一个或多个底部部分中的每个包括一个或多个槽，并且一个或多个顶部部分和底部部分中的一个或多个槽允许气流，同时保持波纹管的形状和结构完整性。

技术方案14. 如技术方案13所述的生产表皮约束可膨胀波纹管的方法，还包括：

折叠所述一个或多个顶部部分和所述一个或多个底部部分，以限定所述波纹管的折叠部分，所述折叠部分在所述顶部端盖的周界边缘和所述底部端盖的周界边缘之间在轴向方向上延伸，其中，所述波纹管的所述折叠部分包括一个或多个折叠部，所述折叠部降低所述表皮约束可膨胀波纹管系统的轴向方向上的波纹管刚度。

技术方案15. 如技术方案14所述的生产表皮约束可膨胀波纹管的方法，还包括：

在与所述波纹管凸缘中的一个或多个以及所述顶部端盖和底部端盖对准的预定位置处，为所述不可延伸表皮配备多个波纹管附接特征。

技术方案16. 如技术方案15所述的生产表皮约束可膨胀波纹管的方法，还包括：

在所述多个波纹管附接特征中的一个或多个处将所述不可延伸表皮附接到径向延伸波纹管凸缘中的一个或多个。

技术方案17. 如技术方案15所述的生产表皮约束可膨胀波纹管的方法，其中：

由包括以下中的一种或多种的材料形成所述波纹管：硅树脂、热塑性聚氨酯（TPU）或TPU涂层织物；以及

由不可延伸表皮材料的TPU浸渍部分在所述不可延伸表皮上形成所述波纹管附接特征；以及

由包括以下中的一种或多种的材料形成可移除掩模：纸、玻璃纸、甘油和纸皂，其中，所述可移除掩模可溶于不与TPU反应的溶剂，其中，所述溶剂包括以下中的一种或多种：水、丙酮和酒精。

技术方案18. 如技术方案11所述的生产表皮约束可膨胀波纹管的方法，还包括：

当所述表皮约束可膨胀波纹管系统完全膨胀时，用所述不可延伸表皮完全封装所述波纹管以提供光滑的外表面，其中，所述不可延伸表皮是可替换的，并且其中，不同形状的可替换不可延伸表皮约束所述波纹管以限定完全膨胀的表皮约束可膨胀波纹管系统的不同膨胀的三维几何形状。

技术方案19. 如技术方案18所述的生产表皮约束可膨胀波纹管的方法，还包括：

通过提供不可延伸表皮来生产非直线刚性三维形状的表皮约束可膨胀波纹管，其在所述波纹管的第一侧上延伸第一轴向距离，并且在所述波纹管的第二侧上延伸小于所述第一轴向距离的第二轴向距离，其中，第二侧与第一侧相对。

技术方案20. 一种增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，所述系统包括：

顶部端盖；

底部端盖；

波纹管，所述波纹管附接到所述顶部端盖和所述底部端盖并将所述顶部端盖和所述底部端盖分开，并被配置成在所述顶部端盖和所述底部端盖之间保持加压流体；其中，所述波纹管包括：

一个或多个可膨胀腔室，其中，所述一个或多个可膨胀腔室中的每个均由一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分形成；所述一个或多个顶部部分中的每个均围绕周界边缘密封到一个或多个底部部分中的一个，其中，所述周界边缘限定径向延伸的波纹管凸缘；

其中，所述一个或多个顶部部分中的每个包括一个或多个槽，并且所述一个或多个底部部分中的每个包括一个或多个槽，并且所述一个或多个顶部部分和所述一个或多个底部部分通过使用可移除掩模仅围绕所述周界边缘彼此热密封，其中，所述可移除掩模由包括以下中的一种或多种的材料形成：纸、玻璃纸、甘油和纸皂，其中，所述可移除掩模可溶于不与TPU反应的溶剂，其中，所述溶剂包括以下中的一种或多种：水、丙酮以及酒精，以及

其中，一个或多个顶部部分和底部部分中的一个或多个槽允许气流通过一个或多个顶部部分和底部部分，同时保持所述波纹管的形状和结构完整性；

其中，所述一个或多个顶部部分和所述一个或多个底部部分限定所述波纹管的折叠部分，所述折叠部分在所述顶部端盖的周界边缘和所述底部端盖的周界边缘之间在轴向方向上延伸；

其中，所述波纹管的所述折叠部分包括一个或多个折叠部，所述折叠部降低所述表皮约束可膨胀波纹管系统的轴向方向上的波纹管刚度；

喷嘴，所述喷嘴被配置成允许流体进入和离开所述波纹管；

不可延伸表皮，所述不可延伸表皮附接到所述顶部端盖、所述底部端盖中的每个并且附接到所述波纹管，其中，所述不可延伸表皮包括在预定位置处的多个波纹管附接特征，所述多个波纹管附接特征与所述波纹管凸缘中的一个或多个以及所述顶部端盖和底部端盖对准；

其中，径向延伸的波纹管凸缘中的一个或多个在多个波纹管附接特征中的一个或多个处附接到所述不可延伸表皮；

其中，所述波纹管由包括以下中的一种或多种的材料形成：硅树脂、热塑性聚氨酯（TPU）或TPU涂层织物；

所述不可延伸表皮上的所述波纹管附接特征包括不可延伸表皮材料的TPU浸渍部分；以及

其中，当所述波纹管经由所述喷嘴膨胀时，所述顶部端盖处于第一位置，当所述顶部端盖从所述第一位置调节到第二位置时，所述表皮被配置成将所述顶部端盖保持在第二位置，并将所述波纹管约束成预定的刚性三维形状，其中，当所述表皮约束可膨胀波纹管系统完全膨胀时，所述不可延伸表皮完全封装所述波纹管并且提供光滑的外表面，并且其中，当所述不可延伸表皮在所述波纹管的第一侧上延伸第一轴向距离，并在所述波纹管的第二侧上延伸小于所述第一轴向距离的第二轴向距离时，所述刚性三维形状被表皮约束成非直线形状，

其中，所述不可延伸表皮是可替换的，并且不同形状的可替换不可延伸表皮将所述波纹管约束成完全膨胀的表皮约束可膨胀波纹管系统的不同膨胀的三维几何形状。

附图说明

本文描述的附图仅用于说明目的，并且并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1A是根据本公开的方面的处于未膨胀状态的表皮约束可膨胀波纹管系统的透视局部横截面视图；

图1B是根据本公开的方面的处于部分膨胀状态的图1A的表皮约束可膨胀波纹管系统的透视局部横截面视图；

图1C是根据本公开的方面的处于完全膨胀状态的图1A和图1B的表皮约束可膨胀波纹管系统的透视局部横截面视图；

图1D是根据本公开的方面的图1C的表皮约束可膨胀波纹管系统的一部分的透视局部横截面视图，其显示了波纹管凸缘和表皮附件的更多细节；

图2是根据本公开的方面的表皮约束可膨胀波纹管系统的增加组件的分解图；

图3是根据本公开的方面的表皮约束可膨胀波纹管系统的增加组件的一部分的局部横截面视图；

图4A是根据本公开的方面的处于部分膨胀状态的非线性表皮约束可膨胀波纹管系统的局部横截面侧视图；以及

图4B是根据本公开的方面的处于完全膨胀状态的非线性表皮约束可膨胀波纹管系统的局部横截面侧视图。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并且并不旨在限制本公开、应用或用途。

某些设备、诸如飞机机翼设计成在操作期间改变形状。此类设备通常包括复杂的刚性机构，使得设备能够在设备的操作期间改变。这些刚性机构增加设备的成本、质量和存储尺寸。

根据本发明的表皮约束可膨胀波纹管系统10可并入装置中，以在装置运行期间改变装置的形状，而不会显著增加装置的成本、质量和储存尺寸。

参考图1A、图1B和图1C，示出处于多种配置的表皮约束可膨胀波纹管系统10。具体而言，图1A描绘了处于收起或未膨胀位置的表皮约束可膨胀波纹管系统10。图1B描绘了处于部分未收起或部分膨胀位置的表皮约束可膨胀波纹管系统10，并且图1C描绘了处于完全展开或完全膨胀位置的表皮约束可膨胀波纹管系统10。表皮约束波纹管系统10包括顶部端盖12、底部端盖14、波纹管16、喷嘴18和表皮20。

顶部端盖12和底部端盖14中的每个均为刚性结构，具有周界边缘22。波纹管16附接到顶部端盖12和底部端盖14的周界边缘22，并且被配置成在顶部端盖12和底部端盖14之间保持加压流体，诸如空气。喷嘴18可操作以允许流体进入和离开波纹管16。表皮20耦接到顶部端盖12和底部端盖14。当波纹管16膨胀时，表皮20约束顶部端盖12相对于底部端盖14的运动，并且从而限制可膨胀结构10的自由度的数量和类型。

在本文所述的可膨胀结构中，假设底部端盖14在空间中静止或固定，并且顶部端盖12的移动仅受波纹管16和表皮20的约束。然而，在各种实施方式中，顶部端盖12在空间中可为静止的或固定的，并且底部端盖14的移动可仅受到将顶部端盖12和底部端盖14彼此连接的波纹管16和表皮20的约束。在其它实施方式中，顶部端盖12或底部端盖14在空间中都不静止或固定，并且顶部端盖12和底部端盖14的移动可仅受到将顶部端盖12和底部端盖14彼此连接的波纹管16和表皮20的约束。

顶部端盖12和底部端盖14为表皮20提供了坚硬的附接点。选择顶部端盖12和底部端盖14的材料和几何形状，以确保当负载或压力施加到顶部端盖12和底部端盖14中的任一个时，顶部端盖12和底部端盖14不会弯曲。顶部端盖12和底部端盖14可由刚性材料制成，诸如丙烯腈丁二烯苯乙烯、Delrin®、乙缩醛等。顶部端盖12和底部端盖14被密封到波纹管16。因此，仅允许流体通过喷嘴18进入或离开波纹管16。

波纹管16被配置成在顶部端盖12和底部端盖14之间容纳加压流体，诸如气体（例如空气、氦气等）或液体。波纹管16可由柔软的不可延伸的材料制成。例如，波纹管16可由硅树脂、热塑性聚氨酯（TPU）和/或TPU涂层织物制成。选择波纹管16的几何形状和/或材料，以确保波纹管16不影响可膨胀结构10的运动。理想地，波纹管16在可膨胀结构10的轴向方向24上是柔性的，并且在可膨胀结构10的所有径向方向上是刚性的，包括径向方向26。

在几个方面中，波纹管16限定一个或多个可膨胀腔室28。可膨胀腔室中的每个均由顶部部分30和底部部分32形成。顶部部分30和底部部分32经由已知的热、化学或机械装置彼此连接，这些装置用于将硅酮、TPU或TPU涂层织物节段不渗透地粘附在一起。更具体地，可膨胀腔室28的顶部部分30和底部部分32中的每个均围绕可膨胀腔室28的周界边缘完全密封，以限定波纹管凸缘34。波纹管凸缘34产生气密波纹管16结构，但是增加整体展开和收起宽度。

在一些示例中，喷嘴18延伸穿过底部端盖14，并可在打开位置和关闭位置之间调节。当喷嘴18处于打开位置时，喷嘴18允许流体进入或离开波纹管16。当喷嘴18处于关闭位置时，喷嘴18防止流体进入或离开波纹管16。喷嘴18可为机械控制阀（例如，Schrader阀、Presta阀等），或者电子控制阀。

现在参考图1D，并继续参考图1A至图1C，波纹管凸缘34限定可膨胀腔室28中的每个的径向最外侧部分。在一些示例中，表皮20附接到每个波纹管凸缘34，以减小未膨胀状态下的表皮约束可膨胀波纹管系统10的覆盖区尺寸。也就是说，因为表皮20附接到波纹管凸缘34中的一些或全部，所以当波纹管16膨胀时，表皮20导致波纹管凸缘34抵靠表皮20折叠。这将表皮约束可膨胀波纹管系统10的整体宽度减小了波纹管凸缘34宽度的大约两倍。此外，因为表皮20附接到波纹管凸缘34中的一些或全部，因此波纹管16防止表皮20在表皮约束可膨胀波纹管系统10收缩或处于未膨胀状态时从波纹管16明显径向向外扩展。当系统10处于未膨胀状态时，波纹管凸缘34平放。为了便于表皮约束可膨胀波纹管系统10的精确展开、膨胀和光滑外表面36，表皮20仅附接到可膨胀腔室28的顶部部分30或底部部分32中的一个。因此，当表皮约束可膨胀波纹管系统10到达图1C和图1D所示的完全膨胀位置时，波纹管凸缘34保持附接到表皮20并弯曲以允许表皮20在可膨胀波纹管16上拉紧。

现在转向图2，并继续参考图1A至图1D，更详细地显示了表皮20的部分。更具体地说，表皮约束可膨胀波纹管系统10以分解顶视图示出。表皮20具有耦接到顶部端盖12的上部端部38和耦接到底部端盖14的下部端部40。表皮20是不可延伸材料的薄片，诸如尼龙、棉花等。尼龙、棉花或其它此种不可延伸材料还可用提供所需特性（诸如水密性、气密性或预定的渗透性特性）的材料浸渍或涂覆。同样，不可延伸材料和/或浸入不可延伸表皮20的物质可在不脱离本公开的范围或意图的情况下赋予颜色、纹理等。表皮20可为可膨胀结构提供光滑的外表面。光滑的外表面可以改善可膨胀结构的空气动力学质量，以便于清洁。在一些示例中，表皮20可从可膨胀结构的其它部分移除或部分地移除，以有助于清洁，或者出于磨损更换或美观的原因。类似地，各种不同材料可用于表皮20，从而允许在不同的应用或用途中产生或使用不同的美学和物理特性。表皮的材料强度足以承受施加到可膨胀结构10的预定载荷。向可膨胀结构10施加大于预定载荷的载荷会导致波纹管16弯曲。

波纹管16的长度（即波纹管16在轴向方向24上的尺寸）可大于表皮20的长度，以确保表皮20处于张紧状态，且当波纹管16膨胀时，波纹管16可能会松弛。在所示的示例中，波纹管16包括折叠部分42，该折叠部分42在底部端盖14的周边边缘22下方在轴向方向24上延伸并折叠到自身上。在若干方面中，表皮20在轴向方向24上延伸，该轴向方向基本上垂直于顶部端盖12和底部端盖14。如果当波纹管16膨胀时，表皮20在轴向方向24以外的方向上延伸，则波纹管16的长度可大于表皮20的有效长度。表皮20的有效长度是表皮20在轴向方向24上在顶部端盖12和底部端盖14之间延伸的距离。在若干方面中，对于具有基本直线固体形状的表皮约束可膨胀波纹管系统10，表皮20由一个或多个基本矩形的不可延伸材料片形成，如本文所述，该不可延伸材料片连结或以其它方式附连到波纹管16。然而，应当理解，在不脱离本公开的范围或意图的情况下，表皮约束可膨胀波纹管16可具有不同于直线固体的各种形状。

现在转向图3，并继续参考图1A至图2，表皮20经由一个或多个波纹管附接特征44耦接到顶部端盖12、底部端盖14和波纹管16。波纹管附接特征44可限定多种不同的永久、半永久或可移除附接装置中的任一种。在若干示例中，波纹管附接特征44可在不脱离本公开的范围或意图的情况下包括可热密封的附接件、粘合剂、机械紧固件，诸如钩环紧固件、舌槽或类似紧固件等。同样，波纹管凸缘34可具有直接或间接与表皮20的波纹管附接特征44相互作用的特征，以确保表皮20和波纹管16相对于彼此正确定位并彼此附连。在特定的非限制性示例中，波纹管附接特征44限定可热密封的TPU条带，其在组装期间在与波纹管凸缘34对准的特定位置处被密封或以其它方式粘结到表皮20中。TPU条带的宽度基本上等于波纹管凸缘34的宽度或径向范围。附加的波纹管附接特征44沿着表皮20的上部端部38和下部端部40延伸。另外的波纹管附接特征44可位于表皮20上的其它位置处，诸如沿着表皮20的竖直边缘50，其可附接到波纹管16、表皮20的其它部分等。在若干方面中，表皮20上的波纹管附接特征44之间的间隙在尺寸上变化，使得与上部端部38附近的间隙相比，位于下部端部40处的TPU条带之间的间隙更大，以允许凸缘34在膨胀期间向上折叠。

表皮20可制造有预图案化的TPU条形波纹管附接特征44。当制作一叠表皮约束可膨胀波纹管系统10部件时，预图案化制造能够实现附接。当在组装期间将波纹管16热压到表皮20时，波纹管附接特征44之间的间隔还防止到达波纹管16的不希望的附接。本公开的表皮约束可膨胀波纹管系统10可以以增加结构方法组装。表皮上的波纹管附接特征44的图案化允许在制作波纹管16层的同时将表皮20密封到波纹管凸缘34。此种增加构造确保形成密封的波纹管16，并且表皮20增加地附接到波纹管16，以形成波纹管16和表皮20部件的整个堆叠。

在表皮20具有TPU波纹管附接特征44的示例中，第一增加制造步骤包括将表皮20所用材料放置在热压机上或热压机中。更具体地，两个表皮面板20A和20B被放置成使得下部端部40被放置成彼此平行并且几乎接触。宽度略宽于波纹管16材料的顶部部分30和底部部分32的范围的玻璃纸条带52放置在两个表皮面板20A和20B相遇的中心。玻璃纸条带52防止波纹管16本身在不希望的位置密封到表皮20的TPU。

波纹管16可由一系列波纹管16部分16A、16B…16N构成。具有大槽54的第一TPU层（TPU1）放置在玻璃纸条带52的顶部上，随后是内部掩模56和中间TPU层（TPU2）。然后使用热压机在预定温度下密封TPU1和TPU2达预定量的时间。在一些示例中，TPU1和TPU2被加热到大约300°F大约75秒。TPU1中的大槽54允许空气或其它加压流体穿过TPU1并填充波纹管16部分。

可构造另一个波纹管部分16B，并将其密封到第一波纹管部分16A。将外部掩模58放置在TPU2的顶部上，然后将另一个中间TPU层（TPU3）放置在外部掩模58之上。然后热压机可用于如上所述密封TPU2和TPU3。然后可重复上述过程，通过在TPU3上放置另一个内部掩模56，接着放置另一个中间层TPU4，然后通过如上所述的加热将它们密封在一起，从而形成附加的波纹管部分16B…16N。内部掩模56和外部掩模58防止不同的TPU层在组装期间彼此粘附。在若干示例中，在后组装过程中，内部掩模56和外部掩模58从波纹管16上移除。取决于特定的应用，可通过各种方式移除内部掩模56和外部掩模58。在一些示例中，经由机械装置、经由溶剂或其它化学装置等将内部掩模56和外部掩模58从波纹管16移除。在特定示例中，内部掩模56和外部掩模58由水溶性材料制成，诸如纸、甘油、玻璃纸、纸皂等。在一些示例中，内部掩模56和外部掩模58由可溶于诸如酒精、丙酮或其它相对于TPU不反应的溶剂的物质的材料制成。

如图所示，TPU2、TPU3和TPU4包括多个小槽60。应当理解的是，虽然小槽60仅在TPU2、TPU3和TPU4中的每个上的两个位置示出，但是在不脱离本公开的范围或意图的情况下，可有多于两个小槽60，或者少于两个小槽60。然而，还应当理解，TPU1、TPU2、TPU3、TPU4等中的每个均为波纹管16提供径向限制。因此，如果多个相邻的波纹管部分16A、16B、16C、16D等包括中间TPU层TPU1、TPU2、TPU3、TPU4等，每个仅具有单个大槽54，波纹管16可能不能被适当地径向限制，并且可能以不希望的形状径向向外扩大，或者导致表皮约束可膨胀波纹管系统10的整体结构缺乏结构稳定性。

表皮20在波纹管附接特征44中的每个处密封到波纹管凸缘34。更具体地，表皮20折叠在TPU4上，然后折回，使得表皮20中的波纹管附接特征44平放在TPU4的波纹管凸缘34上。然后启动热压机，将波纹管附接特征44连接到TPU4的波纹管凸缘34。在一些示例中，可使用额外的加热过程来增加表皮20和波纹管16之间的密封的完整性。波纹管16的组装过程可通过在TPU4上施加外部掩模58，在外部掩模58上施加另一个中间层TPU5，并在前述的设置下热压来进一步继续。通过在TPU5、另一中间层TPU6上放置另一内部掩模56，然后热压，波纹管16可完成，并且表皮20可随后再次密封到波纹管凸缘34。内部掩模56和外部掩模58中的每个均防止TPU层在内部掩模56和外部掩模58的覆盖区上方彼此密封。

应当理解，上述波纹管16的构造过程可重复任意次，以创建具有多种高度的波纹管16，用于不同的应用。也就是说，对于给定的应用，该过程可根据需要重复多次，使用内部掩模56和外部掩模58来进一步密封波纹管部分16N，然后折叠表皮20以将表皮20连接到波纹管部分16N。在五个波纹管16的构造中，该过程应该总共完成三次，使得表皮20折叠并密封到TPU层三次。在第三次重复之后，将外部掩模58放置在TPU8上，并且将中间层TPU9放置在外部掩模58之上。然后对这些层进行热压。内部掩模56放置在TPU9上，并且具有大槽TPU10的TPU波纹管16放置在内部掩模56的顶部上。然后对这些层进行热压，以确保适当的密封，并完成制作过程。

随后，使用热压机将表皮20附连到顶部端盖12和底部端盖14中的每个。更具体地，波纹管附接特征44以确保TPU条带熔化到顶部端盖12和底部端盖14中的方式被加热。顶部端盖12和底部端盖14由此被密封到波纹管16。底部端盖14放置在TPU1的大槽54内，底部端盖14的TPU侧背离波纹管16的其余部分。考虑到底部端盖14的厚度，热压机的高度被调节，并且然后如上所述被加热。在波纹管16的相对端部处类似地重复该过程，使得顶部端盖12通过TPU10的大槽54插入，其中顶部端盖12的TPU侧背离波纹管16的其余部分，然后如前所述热密封。

虽然其它材料可用于波纹管16以及表皮20上的波纹管附接特征44，但TPU的使用简化了组装过程。这是因为TPU对其它TPU材料密封良好，但对尼龙、棉花或其它此种构成表皮20本身的不可延伸材料密封不好。因此，将TPU条带嵌入表皮20是确保波纹管凸缘34仅在预定的期望位置处密封到表皮20的有效方式。如果TPU浸渍整个表皮20，波纹管16的组装将增加复杂性，因为波纹管凸缘34将难以放置在表皮20上的精确位置处。此外，表皮20上的波纹管附接特征44之间的间隙确保表皮20在组装期间折叠在波纹管凸缘34上时不会粘附或密封到自身。

当表皮20和波纹管凸缘34两者在热压机内均平坦时，通过将表皮20附接到波纹管凸缘34，表皮20的长度与波纹管凸缘34平行，使表皮20在膨胀时完全伸展。如果表皮20在波纹管16被密封后附接到波纹管16，将存在波纹管凸缘34与表皮的附接不平行于表皮20的长轴线的风险。在这种情况下，表皮20可能会在波纹管16的一侧上不期望地向上或向下拉动。

因此，与在波纹管16被密封后将表皮20附接到波纹管16相比，在密封过程期间将表皮20附接到波纹管16是更简单且更精确的制造方法。虽然掩蔽材料位于波纹管16的每层之间，但是不存在不正确地将波纹管16的各层密封在一起或者刺破波纹管16的风险。此外，通过将表皮20的组装与波纹管16的密封结合，该过程变得更有效，并且更适于大规模生产。

可组合多个表皮面板20A和20B，以完全包裹并有效封装波纹管16。表皮面板20A和20B彼此附接以完全包围波纹管16的所有侧面。表皮面板20A和20B可通过包括织物胶、钩环紧固件、缝合、热密封等已知方式彼此附接。在进一步的示例中，附加的表皮面板20C…20N可用于包围波纹管16。在特定示例中，四个表皮面板20A、20B、20C和20D分别覆盖由波纹管16形成的直线固体的竖直壁部分中的每个。将表皮面板20A、20B…20N延伸到波纹管16的端部之外允许完全组装的表皮20包裹波纹管16并连接到其它表皮面板20A…20N。由于表皮20在波纹管16的所有侧面上，因此波纹管16没有一个直接暴露。相反，当波纹管16完全膨胀时，光滑的外表面36由表皮形成。

现在转到图4A和图4B，显示了非直线表皮约束可膨胀波纹管系统10。图4A描绘了处于部分膨胀状态的系统10，并且图4B描绘了处于完全膨胀状态的系统10。更具体地说，通过不允许波纹管16在一个端部处膨胀，同时向波纹管16的另一个端部逐渐扩大，非直线表皮20可用于约束竖直扩大不均匀的波纹管16结构。也就是说，在非直线表皮上形成波纹管附接特征44的嵌入TPU条带可从波纹管16上不扩大的点径向布置。这允许表皮20在波纹管16膨胀时附接到波纹管16的凸缘。嵌入TPU条带的径向放置提供了以非直线方式扩大的表皮约束可膨胀波纹管系统10结构。这允许从波纹管16的一个端部到波纹管16的另一个端部高度变化的结构膨胀。此类非直线形状可用于空气动力学设备，诸如扰流器、下扰流器(chin spoiler)、分流器、侧裙或附接到某些机动车辆侧裙的台阶。此外，本公开的表皮约束可膨胀波纹管系统10可在尺寸、形状、刚度等方面适用于各种不同的应用，包括但不限于：可膨胀储存箱、卡车驾驶室上的可膨胀的四分之一圆、可膨胀机动车辆保险杠延伸件、可膨胀竖直侧裙、可膨胀货物分隔器等。应当理解，尽管图4A和图4B中所示的表皮约束可膨胀波纹管系统10具有基本扇形的横截面，并且图1A至图3中的其它地方所示的表皮约束可膨胀波纹管系统10具有基本上直线的固体形状，但是形状和自由度的变化意图在本公开的范围内。也就是说，表皮20约束波纹管16的展开或扩大形状，并且通常限定表皮约束可膨胀波纹管系统10的展开形状。

在一些示例中，表皮20可移除或可更换。因此，不同的表皮20形状和尺寸可与相同的下方波纹管16一起使用，以产生可变的三维表皮约束可膨胀波纹管系统10形状。也就是说，表皮约束可膨胀波纹管系统10的膨胀几何形状可以通过交换表皮20来改变。在此类示例中，表皮20和波纹管凸缘34经由临时或可替换装置彼此附连，诸如钩环紧固件、舌槽紧固件或其它机械紧固件、临时可热密封附接件、粘合剂等。

与无外表皮20的类似波纹管16结构相比，表皮约束可膨胀波纹管系统10的表皮20显著增加抗剪切性。在实验中已经发现，完全包裹波纹管16所有四侧的表皮20比其中波纹管16只有两个平行侧配备表皮20的表皮20约束波纹管16增加了大约1.4倍的抗剪切性。此外，已经通过实验确定，即使当波纹管16仅在两个平行侧上配备表皮20时，波纹管16的抗剪切性是完全无表皮约束波纹管16的大约4.6倍，并且抗竖直压缩性是大约3.3倍。

本公开的表皮约束可膨胀波纹管系统10提供若干优势。这些包括可膨胀结构及其构造方法，其保持或增加可膨胀结构的结构能力，同时改善包装尺寸，提供多自由度的刚性展开，具有有助于清洁的光滑外表面，增加抗剪切性，并降低重量，同时保持或降低成本并降低制造复杂性。

本发明的描述本质上仅是示例性的，并且不偏离本公开主旨的变化也意图在本发明的范围内。此类变化不应被视为背离本公开的精神和范围。

Claims (10)

1.一种增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，所述系统包括：

顶部端盖；

底部端盖；

波纹管，所述波纹管附接到所述顶部端盖和所述底部端盖并将所述顶部端盖和所述底部端盖分开，并被配置成在所述顶部端盖和所述底部端盖之间保持加压流体；

喷嘴，所述喷嘴被配置成允许流体进入和离开所述波纹管；以及

不可延伸表皮，所述不可延伸表皮附接到所述顶部端盖、所述底部端盖中的每个并且附接到所述波纹管；以及

其中，当所述波纹管经由所述喷嘴膨胀时，所述顶部端盖处于第一位置，并且当所述顶部端盖从所述第一位置调节到第二位置时，所述表皮被配置成将所述顶部端盖保持在第二位置，并将所述波纹管约束成预定的刚性三维形状。

2.如权利要求1所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述波纹管包括：

一个或多个可膨胀腔室，其中，所述一个或多个可膨胀腔室中的每个均由一个或多个顶部部分和一个或多个底部部分形成；所述一个或多个顶部部分中的每个均围绕周界边缘密封到一个或多个底部部分中的一个，并且其中，所述周界边缘限定径向延伸的波纹管凸缘。

3.如权利要求2所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述一个或多个顶部部分和所述一个或多个底部部分限定所述波纹管的折叠部分，所述折叠部分在所述顶部端盖的周界边缘和所述底部端盖的周界边缘之间在轴向方向上延伸，并且其中，所述波纹管的所述折叠部分包括一个或多个折叠部，所述折叠部降低所述表皮约束可膨胀波纹管系统的轴向方向上的波纹管刚度。

4.如权利要求2所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述不可延伸表皮是可替换的，其中，不同形状的可替换不可延伸表皮约束所述波纹管以限定完全膨胀的表皮约束可膨胀波纹管系统的不同膨胀的三维几何形状。

5.如权利要求4所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述不可延伸表皮包括预定位置处的多个波纹管附接特征，所述多个波纹管附接特征与所述波纹管凸缘中的一个或多个以及顶部端盖和底部端盖对准。

6.如权利要求5所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，径向延伸的波纹管凸缘中的一个或多个在多个波纹管附接特征中的一个或多个处附接到所述不可延伸表皮。

7.如权利要求5所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述一个或多个顶部部分中的每个包括一个或多个槽，并且所述一个或多个底部部分中的每个包括一个或多个槽，并且所述一个或多个顶部部分和所述一个或多个底部部分通过使用可移除掩模仅围绕所述周界边缘彼此热密封，并且其中，一个或多个顶部部分和底部部分中的一个或多个槽允许气流通过一个或多个顶部部分和底部部分，同时保持所述波纹管的形状和结构完整性。

8. 如权利要求6所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中：

所述波纹管由包括以下中的一种或多种的材料形成：硅树脂、热塑性聚氨酯（TPU）或TPU涂层织物；以及

所述不可延伸表皮上的波纹管附接特征包括不可延伸表皮材料的TPU浸渍部分，并且其中，所述可移除掩模由包括以下中的一种或多种的材料形成：纸、玻璃纸、甘油和纸皂，其中，所述可移除掩模可溶于不与TPU反应的溶剂，其中，所述溶剂包括以下中的一种或多种：水、丙酮以及酒精。

9.如权利要求1所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，当所述表皮约束可膨胀波纹管系统完全膨胀时，所述不可延伸表皮完全封装所述波纹管并且提供光滑的外表面。

10.如权利要求9所述的增加组装的表皮约束可膨胀波纹管系统，其中，所述不可延伸表皮在所述波纹管的第一侧上延伸第一轴向距离，并在所述波纹管的第二侧上延伸小于所述第一轴向距离的第二轴向距离，其中，所述第二侧与所述第一侧相对，并且其中，当所述表皮约束可膨胀波纹管系统完全膨胀时，所述刚性三维形状被表皮约束为非直线形状。