JP2552619B2 - Method and apparatus for pressure forming flexible film surface - Google Patents

Method and apparatus for pressure forming flexible film surface

Info

Publication number
JP2552619B2
JP2552619B2 JP8696693A JP8696693A JP2552619B2 JP 2552619 B2 JP2552619 B2 JP 2552619B2 JP 8696693 A JP8696693 A JP 8696693A JP 8696693 A JP8696693 A JP 8696693A JP 2552619 B2 JP2552619 B2 JP 2552619B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film surface
pressure
flexible film
molding
flexible
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP8696693A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06270243A (en
Inventor
純郎 加藤
通弘 名取
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Heavy Industries Ltd filed Critical Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority to JP8696693A priority Critical patent/JP2552619B2/en
Publication of JPH06270243A publication Critical patent/JPH06270243A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2552619B2 publication Critical patent/JP2552619B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】開示技術は、宇宙用、及び、地上
用インフレータブル式アンテナや太陽集光器の反射面等
に使用する柔軟膜面のガス圧による成形を行う技術の分
野に属する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The disclosed technology belongs to the field of technology for forming a flexible film surface used for a space and a ground inflatable antenna or a reflecting surface of a solar concentrator by gas pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知の如く、近代文明の隆盛は科学技術
の発達に負うところが大であり、天然資源の有効利用等
地球規模での発達はその極限に達しており、止まるとこ
ろを知らない研究開発は地球圏外にも及び、近時宇宙空
間へも達するようになった。
2. Description of the Related Art As is well known, the rise of modern civilization depends largely on the development of science and technology, and the development on a global scale such as the effective use of natural resources has reached its limit, and there is no end to this research. Development has reached beyond the Earth's sphere and has recently reached outer space.

【0003】而して、インフレータブル式のアンテナや
太陽集光器は軽量で収納性、及び、表面精度が良好なた
め、将来の宇宙用大型リフレクタの候補として有望であ
り、又、宇宙だけではなく地上用としての適用も考えら
ている。
Since the inflatable antenna and the solar concentrator are light in weight and have good storability and surface accuracy, they are promising candidates for future large-scale reflectors for space, and not only in space. We are considering application for ground use.

【0004】而して、アンテナや太陽光を集光装置等の
面は電波の反射等の関係から極めて数学的な精密さが要
求され、膜面をガス圧によって成形する場合には、特
に、その加圧制御が極めて微妙であり、これまで複雑な
検出作業や制御装置を介しての成形は理論的には可能で
あっても効率的な成形は出来ないきらいがあった。
Thus, the surfaces of the antenna, the sunlight concentrator, and the like are required to have extremely mathematical precision due to the reflection of radio waves, and particularly when the film surface is formed by gas pressure, The pressurization control is extremely delicate, and it has been difficult to achieve efficient molding though it is theoretically possible to perform complicated detection work and molding via a control device.

【0005】そして、従来技術して特開平2−1018
03号公報がある。
As a conventional technique, Japanese Patent Laid-Open No. 2-1018
There is a 03 publication.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、インフレー
タブルリフレクタのアンテナ等の柔軟膜面はドームの容
量形状やアンテナの反射面の性能等の点から通常球面形
状や放物線の二次曲面等が適合されるものとされてい
る。
By the way, the flexible film surface of the antenna or the like of the inflatable reflector is usually a spherical shape or a parabolic quadric surface in view of the capacity of the dome and the performance of the reflecting surface of the antenna. It is supposed to be.

【0007】而して、柔軟膜面1(図1,図2参照)も
その法線方向の変化とガス圧との関係が予め計算出来な
い技術レベルにあっては常に柔軟膜面法線方向の半径を
位置決めセンサを介し所望のタイミングで検出し、当該
検出に基づいて出力制御を行わねばならず、ガス圧の加
圧速度と柔軟膜面の中心高さの上昇率が予め把握出来な
いために効率的なシーケンスが組めないという欠点があ
った。
Therefore, the flexible membrane surface 1 (see FIGS. 1 and 2) is always in the normal direction of the flexible membrane surface at a technical level in which the relationship between the change in the normal direction and the gas pressure cannot be calculated in advance. The radius must be detected at the desired timing via the positioning sensor, and the output control must be performed based on this detection, and the rate of pressurization of the gas pressure and the rate of increase in the center height of the flexible membrane cannot be grasped in advance. However, there was a drawback that an efficient sequence could not be assembled.

【0008】そして、検出センサにより柔軟膜面の中心
点のz軸方向の位置決めが得られ対応するガス圧がこの
ように適宜のガス圧センサにより検出出来たとしても、
較正曲線を得るには高頻度のテストが必要となり、かか
る較正曲線を得るためのテストに伴う施工の煩瑣性とコ
スト高を招来する不都合さがあった。
Even if the detection sensor can position the center point of the flexible film surface in the z-axis direction and the corresponding gas pressure can be detected by the appropriate gas pressure sensor,
A high frequency test is required to obtain the calibration curve, and there is an inconvenience that the test for obtaining the calibration curve causes troublesome construction and high cost.

【0009】[0009]

【発明の目的】この出願の発明の目的は上述従来技術に
基づく宇宙アンテナや太陽集光器等に適用されるインフ
レータブルリフレクタのガス圧による加圧成形の問題点
を解決すべき技術的課題とし、膜面の変形量を検出し、
更に変形量とガス圧との関係を数式を利用して求めるこ
とにより、加圧ガス量の調整を行ってガス圧による加圧
制御が確実に行えるようにした優れた柔軟膜面の加圧成
形方法、及び、該方法に直接使用する装置を提供せんと
するものである。
OBJECT OF THE INVENTION The object of the invention of this application is to solve the problem of pressure molding by gas pressure of an inflatable reflector applied to a space antenna, a solar concentrator or the like based on the above-mentioned prior art, Detects the amount of deformation of the film surface,
Furthermore, by calculating the relationship between the amount of deformation and the gas pressure using a mathematical formula, the amount of pressurized gas is adjusted so that pressure control by gas pressure can be reliably performed. It is intended to provide a method and a device used directly in the method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段・作用】上述目的に沿い先
述特許請求の範囲を要旨とするこの出願の発明の構成
は、前述課題を解決するために、柔軟膜面の周縁を所定
の剛性を有する支持構造物にシール状態で固定し、該支
持構造物を介し初期の所定球面形状の柔軟膜面に対し、
その内側から粗調整配管を介し所定のガスを所定圧,所
定容量供給し、柔軟膜面に設けた検出ピースが該柔軟膜
面の法線方向変位を、該検出ピースに対向して支持構造
物にブラケット等を介して設けた位置決めセンサとによ
り検出し、当該柔軟膜面のヤング率やポアソン比等の膜
面データを入力した制御装置のコンピュータを使用して
柔軟膜面のポテンシャルエネルギーの平衡条件を用いて
予め設定された計算式により当該法線方向の変位量に対
応する圧力の関係を演算し、最適ガス圧に粗調整配管、
及び、微調整配管により圧力センサを介しガス圧供給を
制御し、柔軟膜面の加圧成形が出来るようにした技術的
手段を講じたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the structure of the invention of the present application, which has the above-mentioned object as its gist, has a predetermined rigidity in order to solve the above-mentioned problems. It is fixed in a sealed state to a supporting structure having, and with respect to the flexible membrane surface having an initial predetermined spherical shape through the supporting structure,
A predetermined gas and a predetermined volume of gas are supplied from the inside through a rough adjustment pipe, and the detection piece provided on the flexible membrane surface supports the displacement of the flexible membrane surface in the normal direction so as to face the detection piece. The equilibrium condition of the potential energy of the flexible membrane surface is detected using the computer of the control device that inputs the membrane surface data such as the Young's modulus and Poisson's ratio of the flexible membrane surface detected by the positioning sensor provided through the bracket. Calculate the relationship of the pressure corresponding to the amount of displacement in the normal direction by a preset calculation formula using
Also, the technical means is provided to control the gas pressure supply through the pressure sensor by the fine adjustment pipe so that the flexible membrane surface can be pressure-molded.

【0011】[0011]

【実施例】次に、この出願の発明の1実施例を図1,図
2を参照して説明すれば以下の通りである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following will describe one embodiment of the invention of this application with reference to FIGS.

【0012】図示実施例はインフレータブルリフレクタ
の形態を示し、図面では1ユニットを示しているが、同
様な複数ユニットを結合させてリフレクタを構成させて
も良い。
The illustrated embodiment shows a form of an inflatable reflector, and one unit is shown in the drawing, but a plurality of similar units may be combined to form a reflector.

【0013】そして、運用前の段階ではコンパクトに収
納され、組立て/展開/拡張により運用形態となる。
[0013] Then, in the stage before the operation, it is compactly housed, and is put into the operation form by assembling / developing / expanding.

【0014】而して、その膜面の成形は所定の不活性ガ
ス等によるガス圧による加圧、及び、減圧によって行わ
れるものであって、最適形状はその形状検出による相関
条件によるガス圧測定を介し当該ガス圧制御をして得ら
れる。
The film surface is formed by pressurizing and depressurizing the gas pressure with a predetermined inert gas or the like, and the optimum shape is the gas pressure measurement under the correlation condition by the shape detection. It is obtained by controlling the gas pressure via

【0015】特に、宇宙用として使用する場合には膜面
に硬化材料を用いて、リフレクタを組立て/展開し、膜
面を加圧膨脹させた後、太陽光等でリフレクタ面を硬化
させることも考えられる。
In particular, when used for space, a reflector may be assembled / deployed by using a curable material for the film surface, the film surface may be expanded under pressure, and then the reflector surface may be cured by sunlight or the like. Conceivable.

【0016】而して、当該態様においてはガス圧制御は
当該ガス圧の直接的検出ではなく、直接の形状検出、及
び、変位量と圧力の関係を表す簡単な計算式に基づく簡
易な測定の間接的測定により行われるものであって、極
めて簡易な方式で制御管理は勿論のこと、操作も容易
に、且つ、低コストで行われるものである。
Thus, in this mode, the gas pressure control is not direct detection of the gas pressure but direct shape detection and simple measurement based on a simple calculation formula expressing the relationship between the displacement amount and the pressure. The measurement is performed by indirect measurement, and the control is managed by an extremely simple method, the operation is easy, and the cost is low.

【0017】そして、図2によりこの出願の発明の原理
的態様を説明すると、所定の合成樹脂製であってその表
面に設定金属材が鏡面蒸着されている等の柔軟膜面1は
所定の膜圧t,ポアソン比ν,ヤング率Eをもち、所定
のハウジング形式の剛性のある支持構造物2にその周縁
がシール状態で固設され、内側から所定の不活性ガスが
圧力Pで加圧を印加されるようにされている。
The principle aspect of the invention of this application will be described with reference to FIG. 2. The flexible film surface 1 is made of a predetermined synthetic resin, and the setting metal material is mirror-deposited on the surface thereof. It has a pressure t, a Poisson's ratio ν, and a Young's modulus E, and its periphery is fixed in a sealed state on a rigid supporting structure 2 of a predetermined housing type, and a predetermined inert gas is pressurized from the inside by a pressure P. It is designed to be applied.

【0018】変形前の膜面は所定の深さの浅い球面形状
にされており、膜面の中心高さhは加圧前後に通じて加
圧変形前の曲率半径Rに比べて小さいものとする。
The film surface before deformation has a shallow spherical shape with a predetermined depth, and the center height h of the film surface is smaller than the radius of curvature R before and after the pressurization before and after the pressurization. To do.

【0019】そして、所定の深さの浅い球面形状の膜面
1は、図示しない圧力制御,表示装置のコンピュータに
その加圧変形前の膜面のデータ(直径:2a,中心高さ
,ヤング率E,膜圧t,ポアソン比ν等)が入力さ
れている。
The shallow spherical film surface 1 having a predetermined depth is subjected to pressure control (not shown) and a computer of a display device to obtain data (diameter: 2a, center height h 0 , data of the film surface before pressure deformation). Young's modulus E, membrane pressure t, Poisson's ratio ν, etc.) are input.

【0020】而して、前述した如く、変形前の所定の球
面形状の柔軟膜面の加圧成形に伴うその形状変化とガス
圧との間には相関関係があることが分っている。
As described above, it has been found that there is a correlation between the change in shape of the flexible membrane surface having a predetermined spherical shape before deformation due to the pressure forming and the gas pressure.

【0021】当該図2に示す如く、球面形状の柔軟膜面
1の中心点Pc の高さを加圧前のho からhM の位置に
ガス圧によって加圧する場合、その変形形状が数4で表
されるものとした場合、当該柔軟膜面のポテンシャルエ
ネルギーの平衡条件を用いると中心点の加圧前の状態か
らの変位wc ,圧力P等の関係は数5,数6により簡易
でありながら極めて正確に得ることが出来る。
As shown in FIG. 2, when the height of the center point P c of the spherical flexible film surface 1 is pressurized by gas pressure from the position h o before the pressing to the position h M by gas pressure, the deformed shape is several. 4, when the equilibrium condition of the potential energy of the flexible membrane surface is used, the relationship between the displacement w c of the central point from the state before pressurization, the pressure P, etc. is simplified by Equations 5 and 6. However, it can be obtained extremely accurately.

【0022】[0022]

【数4】 [Equation 4]

【0023】[0023]

【数5】f1 [(R/a・wc /a)-1,n,ν]=0F 1 [(R / a · w c / a) −1 , n, ν] = 0

【0024】[0024]

【数6】 但し、 P:圧力 a:端部のz軸からの距離 w:中心点変位(z方向) w:W/a w:法線方向変位 ν:ポアソン比 v:接線方向変位 n:変化パラメータ r:z軸からの距離 c:変化パラメータ c:変化パラメータ R:球面曲率半径(変形前) E:膜のヤング率 f,f:平衡条件から定まる[R/a・w/a]
−1に関する2次式 t:膜厚 そして、P,w,nの3つのパラメータのうち1つを
定めることにより他の2つが決められる関係を利用して
成形加圧ガスの圧力を設定することが出来る。
(Equation 6) However, P: pressure a: distance from the z-axis of the end part w c : center point displacement (z direction) w 0 : W c / a w: normal direction displacement ν: Poisson's ratio v: tangential displacement n: change Parameter r: Distance from the z-axis c 1 : Change parameter c 2 : Change parameter R: Spherical radius of curvature (before deformation) E: Young's modulus of film f 1 , f 2 : Determined from equilibrium condition [R / a · w c / A]
−1 quadratic equation t: film thickness, and by setting one of the three parameters P, w 0 , and n, the other two are used to set the pressure of the molding pressurizing gas. You can

【0025】又、浅い球面形状の柔軟膜面はこの出願の
発明においては平面形状膜をも含むものとする。
In the invention of this application, the shallow spherical flexible film surface also includes a planar film.

【0026】尚、上記数4,数5,数6については計算
資料として提出する用意がある。
It should be noted that the above equations 4, 5 and 6 are ready to be submitted as calculation data.

【0027】そして、上記数4,数5,数6の計算にお
いて、R,a,ν,E,tを与え、数5,数6よりnを
消去すると、圧力Pと中心点Pc のz軸方向変位wc
の関係が得られ、当該中心点Pc のz軸方向変位wc
対応するガス圧Pが得られることになる。
When R, a, ν, E, and t are given in the calculation of the equations 4, 5 and 6, and n is eliminated from the equations 5, 6, the pressure P and the z of the center point P c are reduced. The relationship with the axial displacement w c is obtained, and the gas pressure P corresponding to the z axial displacement w c of the center point P c is obtained.

【0028】したがって、ガス圧制御装置のコンピュー
タに上記数4,数5,数6、及び、膜面データとしての
パラメータ等を予め入力し、膜面1の中心点Pc のz軸
方向の位置wc を適宜のセンサによって検出しその検出
データを入力しさえすれば、対応するガス圧Pが直ちに
演算測定されて適宜の最適手段により当該ガス圧を制御
供給すれば、設計通りインフレータブルリフレクタとし
ての柔軟膜面1の所定形状,サイズの加圧成形が行うこ
とが出来るものである。
Therefore, the above equations (4), (5), (6), parameters as the film surface data, etc. are inputted in advance to the computer of the gas pressure control device, and the position of the center point P c of the film surface 1 in the z-axis direction. As long as w c is detected by an appropriate sensor and the detection data is input, the corresponding gas pressure P is immediately calculated and measured, and if the gas pressure is controlled and supplied by an appropriate optimizing means, the inflatable reflector as designed can be obtained. The flexible film surface 1 can be pressure-molded into a predetermined shape and size.

【0029】勿論、柔軟膜面1の中心点Pの高さをh
〜hに変化させるために必要な圧力Pを予め計算
することも出来、又、中途段階でのhとPとの関係も計
算することは可能である。
Of course, the height of the center point P c of the flexible membrane surface 1 is set to h
The pressure P M required to change the pressure from 0 to h M can be calculated in advance, and the relationship between h and P at an intermediate stage can be calculated.

【0030】又、当該ガスの加圧時間ΔtM の計算も可
能であり、勿論、その表示もまた可能である。
Further, the pressurization time Δt M of the gas can be calculated, and, of course, the display thereof is also possible.

【0031】そして、次述する如く,ガス圧の加圧速度
の有段,無段の制御シーケンスが予め組めるものであ
る。
Then, as will be described below, a stepped or stepless control sequence of the pressurizing speed of the gas pressure can be assembled in advance.

【0032】このようにして、粗い精度が許容される場
合では較正曲線を得るテストが不要となり、取り扱いが
容易となる。
In this way, when coarse accuracy is allowed, a test for obtaining a calibration curve is unnecessary and handling becomes easy.

【0033】又、極めて高精度が要求される場合におい
て較正曲線によって作成する必要がある場合にも作業が
容易となる。
Further, when extremely high accuracy is required, the work becomes easy even when it is necessary to create it by a calibration curve.

【0034】次に、上述原理的態様に則する実施例を図
1によって説明すれば以下の通りである。
Next, an embodiment according to the above-described principle mode will be described with reference to FIG.

【0035】尚、図2と同一態様部分は同一符号を用い
て説明するものとする。
The same parts as in FIG. 2 will be described using the same reference numerals.

【0036】所定の樹脂製の柔軟膜面1はその鏡面に蒸
着されその周縁1' が所定の強度と剛性を有する支持構
造物ハウジング2にシール状態で固設され、その表面の
中央部には該柔軟膜面1のz軸方向、即ち、中央部の法
線方向の変位を検知する検出ピース3が設けられ、該検
出ピース3に対向する部位に、例えば、近接スイッチ式
の位置決めセンサ4がハウジング2に適宜のブラケット
等を介して固設されている。
The flexible film surface 1 made of a predetermined resin is vapor-deposited on its mirror surface, and its peripheral edge 1'is fixed in a sealed state to a support structure housing 2 having a predetermined strength and rigidity. A detection piece 3 for detecting a displacement of the flexible film surface 1 in the z-axis direction, that is, in the normal direction of the central portion is provided, and at a portion facing the detection piece 3, for example, a proximity switch type positioning sensor 4 is provided. It is fixed to the housing 2 via an appropriate bracket or the like.

【0037】又、該ハウジング2の下部にはガス供給配
管5が設けられて延出されているが、該ガス供給配管5
は粗調整配管5' と微調整配管5''とより成り、ガス送
給ポンプ6に接続されている。
Further, a gas supply pipe 5 is provided at the lower part of the housing 2 and extends therefrom.
Is composed of a coarse adjustment pipe 5 ′ and a fine adjustment pipe 5 ″, and is connected to the gas feed pump 6.

【0038】尚、微調整配管5''には所定の絞り7が介
挿されている。
A predetermined diaphragm 7 is inserted in the fine adjustment pipe 5 ''.

【0039】そして、8はガス圧力制御・表示装置であ
り所定の圧力制御装置9、及び、表示装置10、記録装
置11がコンピュータ12により制御されるようにされ
ている。
Reference numeral 8 is a gas pressure control / display device, and a predetermined pressure control device 9, a display device 10, and a recording device 11 are controlled by a computer 12.

【0040】尚、ハウジング2には適宜のガス圧検出セ
ンサ13が設けられて圧力制御装置9に電気的に接続さ
れている。
An appropriate gas pressure detection sensor 13 is provided in the housing 2 and is electrically connected to the pressure control device 9.

【0041】又、前記位置決めセンサ4もガス圧力制御
・表示装置8に電気的に接続されている。
The positioning sensor 4 is also electrically connected to the gas pressure control / display device 8.

【0042】そして、コンピュータ12には当該柔軟膜
面1のヤング率,ポアソン比等の前記膜面データが予め
入力されていると共に前記数4,数5,数6の計算式が
入力されて所定のプログラムにより演算され、供給ガス
圧が制御されるようにされている。
Then, the computer 12 is preliminarily inputted with the membrane surface data such as Young's modulus and Poisson's ratio of the flexible membrane surface 1, and the formulas (4), (5) and (6) are inputted and predetermined. Is calculated by the program and the supply gas pressure is controlled.

【0043】而して、上述プラントは地上や宇宙でこれ
までの構築された技術により所定に設置され得るもので
あり、又、設備の管理,制御,運転は在来のソフトウエ
アにより何ら困難性なくなされるものである。
Thus, the above-mentioned plant can be installed on the ground or in space according to the technology established so far, and the management, control, and operation of the equipment are difficult due to the conventional software. It will be lost.

【0044】上述構成において、インフレータブルリフ
レクタをガス圧により所定形状サイズに拡張成形するに
際し、柔軟膜面1を拡張成形するに際しては前述した如
く、予め入力されている柔軟膜面データ、及び、数4,
数5,数6の数式に従う圧力制御装置9によりコンピュ
ータ12を介し所定の不活性ガスが送給配管5からハウ
ジング2内に圧送され、そのガス圧はガス圧検出センサ
13によりリニアーに検出される。
In the above-described structure, when the inflatable reflector is expanded and formed by gas pressure to a predetermined shape size, the flexible film surface 1 is pre-input as described above and the flexible film surface data and the equation 4 ,
A predetermined inert gas is pressure-fed from the feed pipe 5 into the housing 2 via the computer 12 by the pressure control device 9 according to the mathematical formulas of the equations 5 and 6, and the gas pressure is linearly detected by the gas pressure detection sensor 13. .

【0045】そして、上述の如く、予めコンピュータ1
2に入力されている膜面データに従いガスが最適制御で
供給されるが、ガス圧検出センサ13からの検出圧力の
フィードバックにより先ず検出ピース4が位置決めセン
サ4に近接するまでは粗調整送給配管5' によりガスが
供給されて柔軟膜面1を膨出成形する。
Then, as described above, the computer 1 is previously used.
The gas is supplied under optimal control according to the film surface data input to 2, but the coarse adjustment feed pipe until the detection piece 4 first comes close to the positioning sensor 4 by the feedback of the detection pressure from the gas pressure detection sensor 13. Gas is supplied by 5'to bulge the flexible membrane surface 1.

【0046】この場合、ガス圧検出センサ13により設
計成形サイズに柔軟膜面が膨出するプロセスにおいて、
設計圧の90%程度まで粗調整送給配管5' によりガス
が供給印加されるが、送給ガス圧が、例えば、90%を
越えると、微調整送給配管5''により絞り7を介し微調
整を行いながら、柔軟膜面1の膨出成形を行ってゆく。
In this case, in the process in which the flexible film surface swells to the design molding size by the gas pressure detection sensor 13,
The gas is applied by the coarse adjustment feed pipe 5'to about 90% of the design pressure, but when the feed gas pressure exceeds 90%, for example, the fine adjustment feed pipe 5 '' passes through the throttle 7 through the throttle 7. The bulging molding of the flexible film surface 1 is performed while finely adjusting.

【0047】勿論、この時、位置決めセンサ4に対する
検出ピース3の位置データに基づき前記数4,数5,数
6によるコンピュータ12を介しての演算計算を介して
設定サイズ形状に柔軟膜面1が成形される時の圧力の計
算が自動的になされる。
Of course, at this time, the flexible membrane surface 1 is set to the set size shape through the calculation calculation through the computer 12 by the above-mentioned equations 4, 5, and 6 based on the position data of the detection piece 3 with respect to the positioning sensor 4. The calculation of pressure as it is molded is done automatically.

【0048】そして、柔軟膜面1の設定サイズ形状の成
形がなされると、ガスの供給が自動停止され、この間の
データは記録装置11に記録されると共に表示装置10
に表示され制御管理に供される。
When the set size shape of the flexible film surface 1 is formed, the gas supply is automatically stopped, and the data during this period is recorded in the recording device 11 and the display device 10 is also recorded.
It is displayed on and is used for control management.

【0049】尚、加圧時間ΔtM 計算表示も予め、可動
中に行うことが可能である。
Note that the pressurization time Δt M calculation display can also be performed in advance while moving.

【0050】そして、当該実施例においては柔軟膜面1
の球面膜ではh/R<<1であるために前述した如くパ
ラメータに基づいて数4,数5,数6の式により簡易な
計算が行われ、又、かかる計算はコンピュータ12によ
り極めてスムーズに行われ、比較的精度の良好な出力制
御が得られ、高い精度が要求されない場合には、較正曲
線を得るためのテスト等が不要となる。
In the present embodiment, the flexible membrane surface 1
Since h / R << 1 in the spherical film of, the simple calculation is performed based on the parameters by the equations (4), (5), and (6) described above, and the calculation is performed very smoothly by the computer 12. If the output control is performed with relatively good accuracy and high accuracy is not required, a test or the like for obtaining the calibration curve becomes unnecessary.

【0051】しかしながら、著しく高い精度が要求され
る場合には較正曲線をテストによって作成する必要があ
り、この場合は、較正値と計算値との比が1に極めて近
くなるためにその作業は容易である。
However, when extremely high accuracy is required, it is necessary to prepare a calibration curve by a test. In this case, the work is easy because the ratio between the calibration value and the calculated value is extremely close to 1. Is.

【0052】そして、対象とする柔軟膜面1は地上用や
宇宙用のインフレータブルリフレクタのみならず、施設
収容用のドーム等にも用いることが出来、又、膜面は浅
い球面形状のみならず、浅い放物面でも可能であること
は勿論のことである。
The target flexible membrane surface 1 can be used not only for ground and space inflatable reflectors but also for facilities such as a dome, and the membrane surface is not limited to a shallow spherical surface. Of course, a shallow paraboloid is also possible.

【0053】又、ガス圧送給の粗調整,微調整について
は、2以上の複段切替え、或いは、無段切替えによる加
圧速度の制御に関するシーケンスを予め適宜に組むこと
が可能である。
Further, for coarse adjustment and fine adjustment of gas pressure supply, it is possible to appropriately preliminarily form a sequence relating to control of pressurizing speed by two or more multi-step switching or stepless switching.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上、この出願の発明によれば、基本的
に人工衛星や宇宙基地等に於けるインフレータブルリフ
レクタや地上のドーム等の柔軟膜面のガス圧供給による
拡縮成形に際し、予め当該膜面のヤング率やポアソン比
等の膜面データを入力しておき、前述計算式により柔軟
膜面の法線方向の変位量に対応し成形加圧ガスの圧力を
特定して柔軟膜面の成形を事前に、或いは、途中で制御
することが出来る。
As described above, according to the invention of this application, basically, in the expansion / contraction molding by the gas pressure supply to the flexible film surface of the inflatable reflector or the dome on the ground in the artificial satellite, the space station, etc. The film surface data such as the Young's modulus and Poisson's ratio of the surface are input, and the pressure of the forming pressurizing gas is specified according to the displacement amount in the normal direction of the flexible film surface by the above-mentioned formula to form the flexible film surface. Can be controlled in advance or on the way.

【0055】そして、膜面データの入力、及び、計算に
よる測定が不可能な場合においては柔軟膜面の法線方向
位置に対する検出ピース、及び、位置決めセンサの検出
情報のみに基づいてガスの供給制御を行わねばならず、
したがって、予めガスの加圧速度と中心位置高さの上昇
率が把握出来ないことから効率的なガス加圧シーケンス
が組めない。
Then, when the input of the film surface data and the measurement by the calculation are impossible, the gas supply control is performed only based on the detection information of the detection piece for the position in the normal direction of the flexible film surface and the positioning sensor. Must be done
Therefore, an efficient gas pressurizing sequence cannot be established because the pressurizing speed of the gas and the rate of increase of the center position height cannot be grasped in advance.

【0056】この出願の発明によれば、以上のようなこ
れまでの技術のデメリットがなくなり、予めは勿論のこ
と、加圧中においても、設計通りの柔軟膜面の加圧成形
が確実に出来、位置決めセンサは単に最終の微調整プロ
セスにおいてのみ精密に作動すれば良く、したがって、
当該精密位置決めの検知範囲を狭くし、精度を高くする
ことが出来、較正曲線の高頻度の反復テスト等もしなく
ても済むという利点がある。
According to the invention of this application, the above-mentioned disadvantages of the conventional technology are eliminated, and it is possible to surely perform the pressure molding of the flexible membrane surface as designed, not only in advance but also during the pressing. , The positioning sensor only needs to work precisely in the final fine tuning process, therefore
There is an advantage that the detection range of the precise positioning can be narrowed and the accuracy can be increased, and it is not necessary to repeat the calibration curve frequently.

【0057】勿論、柔軟膜面のガス圧加圧による成形に
先立って柔軟膜面の中心高さを所定量変化させるために
必要なガス圧を前もって計算することが出来るのみなら
ず、加圧プロセスの中途においても計算することは可能
となり、併せて加圧時間の計算表示も可能であり、した
がって、使用ガスの消費量に対するプログラムも予めセ
ットすることが出来るという優れた効果が奏される。
Of course, the gas pressure necessary for changing the central height of the flexible membrane surface by a predetermined amount prior to the molding of the flexible membrane surface by gas pressure pressing can not only be calculated in advance, but also the pressing process can be performed. It is possible to calculate even in the middle of the process, and it is also possible to calculate and display the pressurization time, and therefore, an excellent effect that a program for the consumption amount of the used gas can be preset can be obtained.

【0058】そして、平面方式も採用出来るものではあ
るが、柔軟膜面の球面形状である場合には中心点の変形
量が小さいことから、センサの測定距離の範囲を短くす
ることが出来る。
Although the plane system can be adopted, the range of the measurement distance of the sensor can be shortened because the deformation amount of the center point is small in the case of the spherical shape of the flexible film surface.

【0059】又、柔軟膜面を球面形状とすることにより
変形量が小さく、したがって、容積変化を抑えることが
出来、内部の空間を有効に利用出来る効果もある。
Further, by forming the flexible membrane surface into a spherical shape, the deformation amount is small, so that the volume change can be suppressed and the internal space can be effectively used.

【0060】更に又、柔軟膜面を大型の膜面ドーム等に
することにより柔軟膜面の一部を圧力測定用の膜体部分
としても利用することも出来るメリットがある。
Furthermore, there is a merit that a part of the flexible film surface can be used as a film body portion for pressure measurement by forming the flexible film surface into a large membrane dome or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この出願の発明の1実施例の全体概略模式側面
図である。
FIG. 1 is an overall schematic side view of an embodiment of the invention of this application.

【図2】原理態様の模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a principle mode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1' 膜面の縁 2 支持構造物 5' 粗調整送給配管 5'' 微調整送給配管 1 膜面 9 圧力制御装置 3 検出ピース 4 位置決めセンサ 13 圧力測定センサ 10 表示装置 1'Edge of membrane surface 2 Support structure 5'Rough adjustment feed pipe 5 '' Fine adjustment feed pipe 1 Membrane surface 9 Pressure control device 3 Detection piece 4 Positioning sensor 13 Pressure measurement sensor 10 Display device

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】膜面の縁を支持構造物にシール状態に固定
し該支持構造物と膜面間にガス圧を印加して該膜面を加
圧して所定形状に成形する方法において、該膜面の法線
方向変位量を検出し、そのデータと予め得られている膜
面データとから膜のポテンシャルエネルギーの平衡条件
を用いて所定の計算により圧力を測定し、当該測定圧力
に基づいて圧力を制御しながら膜面の加圧変形を行うよ
うにすることを特徴とする柔軟膜面の加圧成形方法。
1. A method for fixing a rim of a film surface to a support structure in a sealed state, applying a gas pressure between the support structure and the film surface to press the film surface to form a predetermined shape, The amount of displacement in the normal direction of the film surface is detected, and the pressure is measured by a predetermined calculation using the equilibrium condition of the potential energy of the film from the data and the film surface data obtained in advance, and based on the measured pressure. A method for pressure-molding a flexible film surface, characterized in that the film surface is deformed under pressure while controlling the pressure.
【請求項2】上記膜面データが膜のヤング率,ポアソン
比を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
柔軟膜面の加圧成形方法。
2. The pressure molding method for a flexible film surface according to claim 1, wherein the film surface data includes Young's modulus and Poisson's ratio of the film.
【請求項3】上記圧力制御が初段の粗調整と後段の微調
整により行うようにすることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の柔軟膜面の加圧成形方法。
3. The pressure molding method for a flexible film surface according to claim 1, wherein the pressure control is performed by a rough adjustment in a first stage and a fine adjustment in a second stage.
【請求項4】上記膜面の変形前の形状が球面形状である
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の柔軟膜面
の加圧成形方法。
4. The method of pressure molding a flexible film surface according to claim 1, wherein the shape of the film surface before deformation is a spherical shape.
【請求項5】上記所定の計算が 【数1】w/a=wc /a(1−xn ) v/a=x(1−x)(c1 +c2 x) x=r/a 【数2】f1 [(R/a・wc /a)-1,n,ν]=0 【数3】 Pa/Et=(wc /a)3 2 [(R/a・wc /a)-1,n,ν] 但し、 P:圧力 a:端部のz軸からの距離 wc :中心点変位(z方向) w:法線方向変位 ν:ポアソン比 v:接線方向変位 n:変化パラメータ r:z軸からの距離 c1 :変化パラメータ c2 :変化パラメータ R:球面曲率半径(変形前) E:膜のヤング率 f1 ,f2 :平衡条件から定まる[R/a・wc /a]
-1に関する2次式 t:膜厚 であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の柔
軟膜面の加圧成形方法。
5. The predetermined calculation is as follows: w / a = w c / a (1-x n ) v / a = x (1-x) (c 1 + c 2 x) x = r / a [Formula 2] f 1 [(R / a · w c / a) −1 , n, ν] = 0 [Formula 3] Pa / Et = (w c / a) 3 f 2 [(R / a · w c / a) -1 , n, ν] where P: pressure a: distance from the end z-axis w c : center point displacement (z direction) w: normal direction displacement ν: Poisson's ratio v: tangential direction Displacement n: Change parameter r: Distance from z-axis c 1 : Change parameter c 2 : Change parameter R: Spherical curvature radius (before deformation) E: Young's modulus of film f 1 , f 2 : Determined from equilibrium condition [R / a ・ w c / a]
A quadratic expression for -1 t: film thickness, The method for pressure molding a flexible film surface according to claim 1, wherein
【請求項6】膜面の縁を支持構造物にシール状態に固定
し該支持構造物と膜面間にガス圧を印加して該膜面を加
圧して成形する装置において、膜面の縁をシール状態に
固定する支持構造物が圧力センサとガス供給制御用の配
管を有して圧力制御装置に接続され、該圧力制御装置に
は膜面の所定部位に設けた検出ピースに対向して臨まさ
れた位置決めセンサが接続されていることを特徴とする
柔軟膜面の加圧成形装置。
6. An apparatus for molding a film surface by fixing the edge of the film surface to a support structure in a sealed state and applying a gas pressure between the support structure and the film surface to press the film surface. A supporting structure for fixing the seal in a sealed state is connected to a pressure control device having a pressure sensor and a pipe for gas supply control, and the pressure control device faces a detection piece provided at a predetermined portion of the film surface. A pressure molding device for a flexible film surface, characterized in that a facing positioning sensor is connected.
【請求項7】上記ガス供給制御用の配管が粗調整配管と
微調整配管とから成ることを特徴とする特許請求の範囲
第6項記載の柔軟膜面の加圧成形装置。
7. The pressure molding device for a flexible film surface according to claim 6, wherein the gas supply control pipe is composed of a rough adjustment pipe and a fine adjustment pipe.
【請求項8】上記圧力制御装置が圧力測定機構を有し、
表示装置を装備していることを特徴とする特許請求の範
囲第6項記載の柔軟膜面の加圧成形装置。
8. The pressure control device has a pressure measuring mechanism,
The pressure molding device for a flexible film surface according to claim 6, which is equipped with a display device.
JP8696693A 1993-03-23 1993-03-23 Method and apparatus for pressure forming flexible film surface Expired - Lifetime JP2552619B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8696693A JP2552619B2 (en) 1993-03-23 1993-03-23 Method and apparatus for pressure forming flexible film surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8696693A JP2552619B2 (en) 1993-03-23 1993-03-23 Method and apparatus for pressure forming flexible film surface

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06270243A JPH06270243A (en) 1994-09-27
JP2552619B2 true JP2552619B2 (en) 1996-11-13

Family

ID=13901620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8696693A Expired - Lifetime JP2552619B2 (en) 1993-03-23 1993-03-23 Method and apparatus for pressure forming flexible film surface

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2552619B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI310689B (en) 2006-02-09 2009-06-11 Ind Tech Res Inst Flexible antenna device for energy transmission,method for control the same and method for energy transmission of the same,flexible antenna module for wireless energy transmission and an energy transmission apparatus containing the same and method for en

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06270243A (en) 1994-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201115088A (en) Non-linear actuator system and method
Martin et al. Progress in the stressed-lap polishing of a 1.8-mf/1 mirror
CN105977649A (en) Shaped surface-oriented quick determination method for adjustment quantity of active panel of large parabolic antenna
CN101847786B (en) Reflecting surface of deployable antenna based on shape memory polymer and manufacturing method of skeleton structure thereof
JP2552619B2 (en) Method and apparatus for pressure forming flexible film surface
CN105718697A (en) Antenna pointing oriented large deformed parabolic antenna panel movement fitting adjustment method
US6771229B2 (en) Inflatable reflector
CN109883387B (en) Method for determining shape surface of large flexible antenna in on-orbit zero-gravity state
Martin et al. Fabrication of mirrors for the Magellan Telescopes and the Large Binocular Telescope
CN105576385B (en) Towards gain method of adjustment is rotated with being directed toward large-scale deformation parabola antenna panel and coincideing
Wang et al. Inflatable antenna for space-borne microwave remote sensing
EP1910884B1 (en) A method of constructing a thin film mirror
Flint et al. Overview of form stiffened thin film shell characteristic behavior
CN109116502A (en) A kind of optical element flexible support and surface figure accuracy method for improving
JP2004080526A (en) Super light weight electromagnetic wave converging device and its manufacturing method
US6332687B1 (en) Plunger controlled, near-parabolic optical membrane mirror
Jenkins et al. Thermal load effects on precision membranes
Renno et al. Experimentally validated model of a membrane strip with multiple actuators
Gaspar et al. Test and analysis of an inflatable parabolic dish antenna
US20240018030A1 (en) Hot forming of curved mirrors without the need for a mandrel
US20200333570A1 (en) Rotating clamping device
Berggren et al. Feasibility of a 30-meter space based laser transmitter
Bennett et al. Active mirror support using pneumatic actuators
Jenkins et al. Issues in control of space membrane/inflatable structures
Tuan et al. Formation of circular optical membranes under free-form yielding

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080822

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 13

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090822

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100822

Year of fee payment: 14

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 15

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110822

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110822

Year of fee payment: 15

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 16

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120822

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 16

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120822

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Year of fee payment: 17

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130822