RU2412089C1 - Telescoping flexible convertible rod element - Google Patents

Telescoping flexible convertible rod element Download PDF

Info

Publication number
RU2412089C1
RU2412089C1 RU2009148172/11A RU2009148172A RU2412089C1 RU 2412089 C1 RU2412089 C1 RU 2412089C1 RU 2009148172/11 A RU2009148172/11 A RU 2009148172/11A RU 2009148172 A RU2009148172 A RU 2009148172A RU 2412089 C1 RU2412089 C1 RU 2412089C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tape
holes
springy
petals
perforation
Prior art date
Application number
RU2009148172/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Алексашкин (RU)
Сергей Николаевич Алексашкин
Константин Михайлович Пичхадзе (RU)
Константин Михайлович Пичхадзе
Владимир Алексеевич Салов (RU)
Владимир Алексеевич Салов
Сергей Александрович Солдатов (RU)
Сергей Александрович Солдатов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина"
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина"
Priority to RU2009148172/11A priority Critical patent/RU2412089C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2412089C1 publication Critical patent/RU2412089C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Storage Of Web-Like Or Filamentary Materials (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to rod (tubular) space structures made up telescoping flexible transformable elements (TFCR). The latter comprise spring tape 1 with parallel edges 6, 7 coiled, in transport position of the element, onto reel 2. One edge of flat tape is regularly perforated 3 while opposite edge has T-like tabs (not shown), each with crosspiece and foot. TFCR incorporates mandrels 15 and 16 for producing tubular section to allow said tabs to be applied onto perforations 3 on unwinding tape 1 from reel 2. Tape 1 is drawn though mandrels is performed by toothed roller 22. Roller teeth embed tab crosspieces into perforations 3 to produce lock joint of tape edges. To wind TCFR, there is idle roller 32 to push aforesaid crosspieces from perforations 3 on winding spring tape onto reel.
EFFECT: reliable TFCS drive, sufficient stiffness in unwound position.
6 cl, 6 dwg

Description

Известен упругий трансформируемый стержневой элемент, который имеет сварную конструкцию с замкнутым чечевицеобразным профилем поперечного сечения (Е.Н.Синельников, А.М.Гордиенко и др. Перспективы использования упругих профилей проката. // Машиностроитель. 2007, №4, с.51-53 [1]). В неразвернутом состоянии этот элемент выпрямлен в плоскую двухслойную ленту, намотанную на катушку. В процессе развертывания за счет упругих сил элемент восстанавливает первоначальную форму поперечного сечения и приобретает вид трубчатого стержня, обладающего изгибной жесткостью. Однако в процессе намотки на катушку возможна потеря устойчивости сжатой части ленты, приводящая к образованию неустранимых складок на поверхности стержня в развернутом состоянии и снижению его жесткости.Known elastic transformable rod element, which has a welded structure with a closed lenticular cross-sectional profile (E.N. Sinelnikov, A.M. Gordienko and others. Prospects for the use of elastic profiles of hire. // Mashinostroitel. 2007, No. 4, p.51- 53 [1]). In the non-expanded state, this element is straightened into a flat two-layer tape wound on a spool. During deployment, due to elastic forces, the element restores the original cross-sectional shape and takes the form of a tubular rod with bending stiffness. However, in the process of winding on a coil, the loss of stability of the compressed part of the tape is possible, leading to the formation of irreparable folds on the surface of the rod in the expanded state and a decrease in its rigidity.

Кроме того, известен выдвижной упругий трансформируемый стержневой элемент, используемый для соединения друг с другом двух частей космического аппарата с гравитационной ориентацией (патент США №3582020, опубл. 01.06.1971 [2]). Данный элемент представляет собой предварительно напряженную пружинящую ленту, намотанную на катушку и принимающую при освобождении (переводе в развернутое состояние) трубчатую форму с нахлестом кромок ленты на друга. Этот элемент фактически не является замкнутым в поперечном сечении, вследствие чего он не обладает жесткостью при воздействии на него осевого крутящего момента и теряет при таком воздействии свою прямолинейную форму.In addition, it is known retractable elastic transformable rod element used to connect with each other two parts of the spacecraft with gravitational orientation (US patent No. 3582020, publ. 06/01/1971 [2]). This element is a pre-tensioned spring tape wound on a spool and, when released (turned into expanded state), takes a tubular shape with an overlap of the tape edges on top of each other. This element is actually not closed in the cross section, as a result of which it does not have rigidity when axial torque is applied to it and loses its rectilinear shape under such an effect.

Известен также аналогичный выдвижной упругий трансформируемый стержневой элемент, используемый в развертываемой кольцеобразной космической конструкции (патент Российской Федерации №2123459, опубл. 20.12.1998 [3]). Данному элементу присущ такой же недостаток, как и элементу по патенту [2]. Этот недостаток не устраняется, несмотря на наличие нахлеста продольных кромок ленты друг на друга. Жесткость такой конструкции при действии осевых крутящих моментов зависит от сил трения в зоне нахлеста, которые незначительны и существенно уменьшаются в процессе эксплуатации в условиях космоса при действии высоких положительных температур. При этом работа элемента в выдвинутом (развернутом) состоянии близка к работе трубчатого стержня с незамкнутым профилем, т.е. он практически не воспринимает крутящих моментов, теряя свою прямолинейную форму при их возникновении.Also known is a similar retractable elastic transformable rod element used in a deployable ring-shaped space structure (patent of the Russian Federation No. 2123459, publ. 12.20.1998 [3]). This element has the same drawback as the element of the patent [2]. This disadvantage is not eliminated, despite the overlap of the longitudinal edges of the tape on each other. The rigidity of this design under the action of axial torques depends on the friction forces in the overlap zone, which are insignificant and significantly decrease during operation in space under the action of high positive temperatures. In this case, the operation of the element in the extended (unfolded) state is close to the operation of a tubular rod with an open profile, i.e. he practically does not perceive torques, losing his rectilinear shape when they occur.

Выдвижной упругий трансформируемый стержневой элемент, известный из патента [3], наиболее близок к предлагаемому.Retractable elastic transformable rod element, known from the patent [3], is closest to the proposed one.

Техническое решение по предлагаемому изобретению направлено на достижение технического результата, заключающегося в обеспечении жесткости выдвижного упругого трансформируемого стержневого элемента при воздействии на него не только изгибающих усилий, но и крутящих моментов. Ниже при раскрытии сущности изобретения и описании его осуществления и использования, в том числе в частных случаях выполнения, будут названы и другие виды достигаемого технического результата.The technical solution according to the invention is aimed at achieving a technical result, which consists in ensuring the rigidity of a retractable elastic transformable rod element when exposed to not only bending forces, but also torques. Below, when disclosing the essence of the invention and describing its implementation and use, including in particular cases of execution, other types of achieved technical result will be named.

Предлагаемый выдвижной упругий трансформируемый стержневой элемент, как и наиболее близкий к нему известный, содержит пружинистую ленту с параллельными кромками, намотанную на катушку, и выполнен с возможностью образования в развернутом состоянии цилиндрического профиля с нахлестом кромок пружинистой ленты друг на друга.The proposed retractable elastic transformable rod element, as well as the closest known to it, contains a springy tape with parallel edges wound on a spool and is configured to form a cylindrical profile in the expanded state with overlapping edges of the springy tape on each other.

Для достижения названного выше технического результата в предлагаемом выдвижном упругом трансформируемом стержневом элементе, в отличие от наиболее близкого к нему известного, пружинистая лента в свободном состоянии имеет плоскую форму и выполнена с перфорацией вдоль одной кромки в виде периодически расположенных одинаковых отверстий, а вдоль другой кромки - с расположенными таким же образом одинаковыми Т-образными лепестками. Каждый лепесток имеет перекладину, ориентированную параллельно продольной оси пружинистой ленты и соединенную со средней частью перекладины ножку, перпендикулярную к продольной оси пружинистой ленты. При этом центры отверстий перфорации находятся напротив середин ножек лепестков. Кроме того, предлагаемый выдвижной упругий трансформируемый стержневой элемент снабжен средством для протягивания пружинистой ленты и вдавливания перекладин указанных лепестков в отверстия указанной перфорации с образованием замкового соединения кромок пружинистой ленты в зоне их нахлеста, а также расположенным между этим средством и указанной катушкой, на которую намотана пружинистая лента, средством для формирования трубчатого профиля пружинистой ленты с наложением указанных лепестков на отверстия указанной перфорации при сматывании пружинистой ленты с катушки и протягивании ее через это средство.To achieve the above technical result, in the proposed retractable elastic transformable rod element, in contrast to the closest known to it, the springy tape in a free state has a flat shape and is made with perforation along one edge in the form of periodically arranged identical holes, and along the other edge with identical T-shaped petals located in the same way. Each petal has a crossbar oriented parallel to the longitudinal axis of the spring band and connected to the middle part of the crossbar leg, perpendicular to the longitudinal axis of the spring band. The centers of the perforation holes are opposite the midpoints of the legs of the petals. In addition, the proposed retractable elastic transformable rod element is provided with a means for pulling a springy tape and pressing the crossbars of said petals into the holes of said perforation to form a lock connection of the edges of the springy tape in the area of their overlap, as well as located between this tool and the specified coil, on which the springy coil is wound tape, a means for forming a tubular profile of a springy tape with the application of these petals on the holes of the specified perforation when smat pulling the springy tape from the reel and pulling it through this tool.

Благодаря описанному выполнению, для реализации которого необходимы все названные особенности предлагаемого выдвижного упругого трансформируемого стержневого элемента, этот элемент в выдвинутом (развернутом) состоянии приобретает замкнутый профиль и обладает свойствами изотропного материала, что и обеспечивает жесткость его конструкции при воздействии не только изгибающих усилий, но и крутящих моментов.Thanks to the described embodiment, for the implementation of which all of the above features of the proposed retractable elastic transformable rod element are required, this element in the extended (expanded) state acquires a closed profile and has the properties of an isotropic material, which ensures the rigidity of its structure when not only bending forces, but also torques.

Средство для протягивания пружинистой ленты и вдавливания перекладин указанных лепестков в отверстия указанной перфорации с образованием замкового соединения кромок пружинистой ленты может быть выполнено в виде зубчатого приводного ролика, имеющего такой же период расположения зубьев, как и отверстия указанной перфорации и лепестки. Ось вращения этого ролика параллельна оси вращения катушки, на которую намотана пружинистая лента, а установлен этот ролик после средства для формирования трубчатого профиля пружинистой ленты по ходу ее протягивания через это средство с наружной стороны по отношению к формируемому трубчатому профилю. Такое выполнение является наиболее простым и вместе с тем - эффективно выполняющим возложенную на него функцию.The means for pulling the spring tape and pressing the crossbars of the said petals into the holes of the specified perforation with the formation of a lock connection of the edges of the spring tape can be made in the form of a gear drive roller having the same period of teeth arrangement as the holes of the specified perforation and petals. The axis of rotation of this roller is parallel to the axis of rotation of the coil on which the spring band is wound, and this roller is installed after the means for forming the tubular profile of the spring band as it is pulled through this means from the outside with respect to the tubular profile being formed. Such an implementation is the simplest and at the same time - effectively fulfilling the function assigned to it.

Указанное средство для формирования трубчатого профиля пружинистой ленты может представлять собой две или более установленных последовательно по направлению протягивания пружинистой ленты оправок с отверстиями для изгиба пружинистой ленты вокруг ее продольной оси по форме этих отверстий, которая в последней из оправок является округлой. Такое выполнение обеспечивает постепенность изгиба пружинистой ленты с сохранением возможности последующего восстановления ею плоской формы. При данном выполнении устройства зона нахлеста кромок пружинистой ленты ориентирована параллельно продольной оси формируемого трубчатого профиля и направлению выдвижения упругого трансформируемого стержневого элемента, а это направление перпендикулярно оси вращения катушки, на которую намотана пружинистая лента.The specified means for forming a tubular profile of the spring tape can be two or more mandrels arranged in series in the direction of pulling the spring tape with holes for bending the spring tape around its longitudinal axis in the shape of these holes, which is rounded in the last of the mandrels. This embodiment provides the gradual bending of the springy tape while maintaining the possibility of subsequent restoration of its flat shape. In this embodiment of the device, the overlapping zone of the edges of the springy tape is oriented parallel to the longitudinal axis of the formed tubular profile and the direction of extension of the elastic transformable rod element, and this direction is perpendicular to the axis of rotation of the coil on which the springy tape is wound.

При описанном выше выполнении указанного средства для формирования трубчатого профиля пружинистой ленты предлагаемое устройство может быть дополнительно снабжено средством для извлечения перекладин указанных лепестков из отверстий указанной перфорации при наматывании пружинистой ленты на катушку для возвращения упругого трансформируемого стержневого элемента из выдвинутого в невыдвинутое состояние. Это средство может содержать, например, бесприводной зубчатый ролик, имеющий такой же период расположения зубьев, как и отверстия указанной перфорации и лепестки. Ось вращения этого ролика параллельна оси вращения катушки, на которую намотана пружинистая лента в невыдвинутом состоянии предлагаемого упругого трансформируемого стержневого элемента. При этом бесприводной зубчатый ролик установлен с внутренней стороны по отношению к формируемому трубчатому профилю между средством для формирования трубчатого профиля пружинистой ленты и средством для продвижения пружинистой ленты и вдавливания перекладин указанных лепестков в отверстия указанной перфорации. При наличии описанного средства обеспечивается возможность процесса, обратного формированию замкнутого трубчатого профиля упругого трансформируемого стержневого элемента, т.е. размыкания ранее сформированного замкового соединения кромок пружинистой ленты в процессе наматывания ее на катушку. Благодаря этому устройство может быть использовано многократно.With the above-described execution of said means for forming a tubular profile of a springy tape, the device according to the invention may be further provided with means for extracting the crossbars of said petals from the holes of said perforation when winding the springy tape onto the coil to return the elastic transformable core element from the extended to the non-extended state. This tool may contain, for example, a non-power gear roller having the same period of teeth arrangement as the holes of said perforation and the petals. The axis of rotation of this roller is parallel to the axis of rotation of the coil, on which a springy tape is wound in an unextended state of the proposed elastic transformable rod element. In this case, a non-power gear roller is installed on the inside with respect to the tubular profile being formed between the means for forming the tubular profile of the spring band and the means for advancing the spring band and pressing the crossbars of said petals into the holes of said perforation. In the presence of the described means, the possibility of the process reverse to the formation of a closed tubular profile of an elastic transformable rod element, i.e. opening a previously formed locking connection of the edges of the springy tape in the process of winding it onto a reel. Due to this, the device can be used repeatedly.

Для образования указанных Т-образных лепестков пружинистая лента может быть снабжена расположенными вдоль одной из кромок одинаковыми прямоугольными или круглыми отверстиями. Середина ближайшего к этой кромке края каждого из отверстий соединена с кромкой перпендикулярной к ней прорезью, при этом перекладина лепестка образована промежутком между соседними прорезями, ножка - перемычкой между соседними отверстиями, а отверстия указанной перфорации, расположенные вдоль другой кромки пружинистой ленты, тоже имеют соответственно прямоугольную или круглую форму. Как при прямоугольной, так и при круглой форме упомянутых отверстий, описанное выполнение обеспечивает надежное замковое соединение кромок пружинистой ленты и простое размыкание этого соединения. При прямоугольной форме отверстий достигаются лучшее совмещение и автоматическая центровка относительно зуба тянущего ленту приводного ролика, а выполнение с круглой формой отверстий наиболее технологично.For the formation of these T-shaped petals, the springy tape may be provided with identical rectangular or round holes located along one of the edges. The middle of the edge of each of the holes closest to this edge is connected to the edge of the slot perpendicular to it, while the crossbar of the petal is formed by the gap between adjacent holes, the leg is formed by a jumper between adjacent holes, and the holes of this perforation located along the other edge of the springy tape also have a correspondingly rectangular or round shape. With both rectangular and round shapes of the aforementioned holes, the described embodiment provides reliable locking connection of the edges of the springy tape and simple opening of this connection. With the rectangular shape of the holes, better alignment and automatic alignment relative to the tooth of the drive roller pulling the tape are achieved, and the execution with the round shape of the holes is the most technologically advanced.

Выполнение устройства по предлагаемому изобретению и его работа иллюстрируются чертежами, на которых показаны:The implementation of the device according to the invention and its operation are illustrated by drawings, which show:

- на фиг.1 - вид предлагаемого устройства сбоку в случае выполнения его для образования прямолинейной зоны нахлеста кромок пружинистой ленты, параллельной продольной оси сформированного трубчатого профиля;- figure 1 is a side view of the device in case of its execution for the formation of a rectilinear overlapping zone of the edges of the springy tape parallel to the longitudinal axis of the formed tubular profile;

- на фиг.2 - то же, вид сверху;- figure 2 is the same, a top view;

- на фиг.3, 4 - фрагменты пружинистой ленты соответственно с прямоугольными и круглыми отверстиями краевой перфорации и лепестками, которыми снабжены ее кромки;- figure 3, 4 - fragments of a springy tape, respectively, with rectangular and round holes of the edge perforation and the petals, which are provided with its edges;

- на фиг.5а-г - последовательные стадии образования замкового соединения кромок пружинистой ленты при вдавливании лепестка зубом приводного ролика отверстие перфорации;- on figa-g - successive stages of the formation of the castle joints of the edges of the springy tape when the petal is pressed in with the tooth of the drive roller, the perforation hole;

- на фиг.6а-г - последовательные стадии извлечения перекладин лепестков из отверстий перфорации пружинистой ленты для размыкания замкового соединения кромок пружинистой ленты.- on figa-g - successive stages of extracting the crossbeams of the petals from the holes of the perforation of the springy tape to open the locking connection of the edges of the springy tape.

Предлагаемое устройство - выдвижной упругий трансформируемый стержневой элемент - в случае его выполнения, иллюстрируемом фиг.1, 2, содержит пружинистую ленту 1, намотанную в невыдвинутом (неразвернутом) состоянии указанного стержневого элемента на катушку 2. Последняя установлена с возможностью вращения вокруг оси 11 на опоре 12, размещенной на основании 13. Пружинистая лента 1 в свободном состоянии имеет плоскую форму с кромками 6, 7 (фиг.3, 4), параллельными продольной оси 8 ленты, и имеет вдоль кромки 6 перфорацию в виде периодически расположенных одинаковых прямоугольных (фиг.3) или круглых (фиг.4) отверстий 3, а вдоль кромки 7 - расположенные таким же образом Т-образные лепестки 4 с перекладинами 5 и ножками 9.The proposed device is a retractable elastic transformable rod element — in the case of its implementation, illustrated in FIGS. 1, 2, comprises a spring band 1, wound in an unextended (non-deployed) state of said rod element on a reel 2. The latter is mounted to rotate around axis 11 on a support 12, located on the base 13. The springy tape 1 in a free state has a flat shape with edges 6, 7 (Figs. 3, 4) parallel to the longitudinal axis 8 of the tape and has perforation along the edge 6 in the form of periodically arranged x identical rectangular (Figure 3) or round (Figure 4) of the holes 3 and 7 along the edges - arranged in the same manner T-shaped lobes 4 with beams 5 and 9 feet.

В случае, показанном на фиг.3, для образования лепестков 4 в пружинистой ленте 1 выполнены периодически расположенные вдоль кромки 7 одинаковые прямоугольные отверстия 53. Середина ближайшего к кромке 7 края каждого из отверстий 53 соединена с кромкой 7 перпендикулярной к ней прорезью 54. Перекладина 5 лепестка 4 образована промежутком между соседними прорезями 54, а ножка 9 - перемычкой между соседними отверстиями 53. Углы прямоугольных отверстий и 3 и углы перекладин 5 могут быть скруглены.In the case shown in Fig. 3, for the formation of the petals 4 in the spring tape 1, identical rectangular openings 53 are periodically arranged along the edge 7. The middle of the edge of each of the openings 53 closest to the edge 7 is connected to the edge 7 by a slot 54 perpendicular thereto. Crossbar 5 the petal 4 is formed by the gap between adjacent slots 54, and the leg 9 is a jumper between adjacent holes 53. The corners of the rectangular holes and 3 and the corners of the crossbars 5 can be rounded.

При выполнении, показанном на фиг.3, стороны прямоугольной перекладины 5 ориентированы, как и стороны отверстий 3, параллельно и перпендикулярно продольной оси 8, а края ножки 9 - перпендикулярно продольной оси 8 ленты 1. При этом размер b2 перекладины 5 в продольном (т.е. параллельном продольной оси 8) направлении превышает размер b1 отверстий 3 перфорации в этом направлении, а размер h2 перекладины в поперечном (перпендикулярном указанному) направлении - менее размера h1 отверстий 3 перфорации в этом направлении. Толщина b3 ножки 9 должна быть меньше размера b1 отверстия 3 перфорации в продольном направлении. Отверстия 3 и лепестки 4 расположены вдоль кромок ленты 1 напротив друг друга с постоянным периодом.In the embodiment shown in FIG. 3, the sides of the rectangular crossbeam 5 are oriented, like the sides of the holes 3, parallel and perpendicular to the longitudinal axis 8, and the edges of the legs 9 are perpendicular to the longitudinal axis 8 of the tape 1. In this case, the size b 2 of the crossbar 5 in the longitudinal ( i.e., the direction parallel to the longitudinal axis 8) exceeds the size b 1 of the perforation holes 3 in this direction, and the crossbar dimension h 2 in the transverse (perpendicular to the specified) direction is less than the size h 1 of the perforation holes 3 in this direction. The thickness b 3 of the legs 9 should be less than the size b 1 of the hole 3 of the perforation in the longitudinal direction. The holes 3 and the petals 4 are located along the edges of the tape 1 opposite each other with a constant period.

При выполнении, показанном на фиг.4, перфорация по кромке 6 выполнена в виде круглых отверстий 3, что технологически проще. Для образования лепестков вдоль кромки 7 тоже выполнены круглые отверстия 53. Ближайшие к кромке 7 края этих отверстий, находящиеся от нее на расстоянии h2, соединены с данной кромкой прорезями 54. Часть края ленты, расположенная между соседними прорезями 54, образует перекладину 5 лепестка 4. Расстояние h2 определяет ширину края перекладины 5, а шаг расположения отверстий 53 определяет размер b2 перекладины (в показанном на фиг.4 случае прорези 54 имеют нулевую ширину). Диаметр отверстий 53 определяет ширину b3 ножки 9 лепестка 4, образованной промежутком между соседними отверстиями 53. Отверстия 3 перфорации, выполненной вдоль кромки 6, имеют диаметр b1, который больше размера b3 ножки 9 лепестка 4, но меньше размера b2 перекладины 5 лепестка 4. Отверстия 3 и лепестки 4 расположены друг против друга вдоль кромок ленты 1 с одинаковым постоянным шагом.When performing, shown in figure 4, the perforation along the edge 6 is made in the form of round holes 3, which is technologically simpler. To form the petals along the edge 7, round openings 53 are also made. The edges of these holes closest to the edge 7, located at a distance of h 2 , are connected to this edge by slots 54. A part of the tape edge located between adjacent slots 54 forms the crossbar 5 of the tab 4 The distance h 2 determines the width of the edge of the crossbar 5, and the spacing of the holes 53 determines the size b 2 of the crossbar (in the case shown in FIG. 4, the slots 54 have zero width). The diameter of the holes 53 determines the width b 3 of the legs 9 of the blade 4, formed by the gap between adjacent holes 53. The holes 3 of the perforations made along the edge 6 have a diameter b 1 that is larger than the size b 3 of the legs 9 of the blade 4, but smaller than the size of b 2 of the crossbar 5 petal 4. Holes 3 and petals 4 are located opposite each other along the edges of the tape 1 with the same constant pitch.

На основании 13 размещено также средство 14 для формирования трубчатого профиля пружинистой ленты 1 при сматывании ее с катушки 2 и протягивании через это средство. Средство 14 предназначено для формирования трубчатого профиля с нахлестом кромок 6 и 7 ленты 1 друг на друга при одновременном наложении лепестков 4 на отверстия 3 перфорации. В показанном на фиг.1 и 2 случае средство 14 выполнено в виде двух установленных последовательно по направлению протягивания (справа налево по фиг.1 и 2) пружинистой ленты 1 оправок 15, 16. Оправки 15, 16 имеют отверстия, предназначенные для изгиба пружинистой ленты по их форме (на фиг.2 видно отверстие 17 оправки 15; невидимое на чертеже отверстие последней по направлению движения ленты 1 оправки 16 имеет округлую форму). Оправки 15, 16 установлены так, что их отверстия симметричны относительно плоскости, проходящей через середину намотанной на катушку пружинистой ленты 1, перпендикулярно оси 11 вращения катушки (на проекции, представленной на фиг.2, этой плоскости соответствует линия 49, совпадающая с продольной осью пружинистой ленты 1, намотанной на катушку 2).On the base 13 there is also a means 14 for forming a tubular profile of the springy tape 1 when it is unwound from the coil 2 and pulled through this means. The tool 14 is designed to form a tubular profile with an overlap of the edges 6 and 7 of the tape 1 on top of each other while simultaneously applying the petals 4 to the holes 3 of the perforation. In the case shown in FIGS. 1 and 2, the means 14 is made in the form of two spring-loaded ribbons 1 of mandrels 15, 16 installed from right to left in FIGS. 1 and 2. Mandrels 15, 16 have holes for bending the spring band in their shape (in FIG. 2, the hole 17 of the mandrel 15 is visible; the hole of the last in the drawing direction of the tape 1 of the mandrel 16, which is invisible in the drawing, has a rounded shape). The mandrels 15, 16 are installed so that their holes are symmetrical with respect to the plane passing through the middle of the spring tape 1 wound around the coil, perpendicular to the axis of rotation of the coil 11 (on the projection shown in figure 2, this plane corresponds to line 49, coinciding with the longitudinal axis of the spring tape 1 wound on a reel 2).

Для протягивания пружинистой ленты 1 предназначено средство 21, выполненное в виде приводного зубчатого ролика 22 с осью 23 вращения, параллельной оси 11 вращения катушки 2. Шаг зубьев ролика 22 соответствует периоду расположения отверстий 3 и лепестков 4. Ролик 22 установлен с наружной стороны по отношению к трубчатому профилю, формируемому средством 14, таким образом, что его зубья 18 могут взаимодействовать с отверстиями 3 перфорации ленты 1 и лепестками 4 (элементы крепления ролика 22 к основанию 13 и его привод на чертежах не показаны). Благодаря этому средство 21 в виде ролика 22 одновременно способно осуществлять вдавливание перекладин 5 лепестков 4 в отверстия 3 перфорации ленты 1.To pull the springy tape 1 is intended a tool 21, made in the form of a drive gear roller 22 with an axis of rotation 23, parallel to the axis 11 of rotation of the coil 2. The pitch of the teeth of the roller 22 corresponds to the period of arrangement of the holes 3 and the petals 4. The roller 22 is mounted on the outside with respect to a tubular profile formed by the means 14, so that its teeth 18 can interact with the holes 3 of the perforation of the tape 1 and the petals 4 (the fastening elements of the roller 22 to the base 13 and its drive are not shown in the drawings). Due to this, the tool 21 in the form of a roller 22 is simultaneously capable of pressing the crossbars 5 of the petals 4 into the holes 3 of the perforation of the tape 1.

В исходном состоянии устройства лента 1 намотана на катушку 2, и конец ее, пропущенный через отверстия оправок 15, 16, находится в зацеплении посредством отверстий 3 с зубьями 18 ролика 22. При этом наложенные на отверстия 3 лепестки 4 вдавлены зубьями ролика 22 в отверстия 3. С началом вращения ролика 22 в зацепление с его зубьями вступают новые отверстия 3 ленты 1, в которые этими зубьями вдавливаются новые лепестки 4. После выхода из зацепления очередного отверстия 3 с зубом 18 ролика 22 вдавленный в отверстие лепесток 4, находясь уже внутри сформированного трубчатого профиля, расправляется и обеспечивает надежное замковое соединение кромок пружинистой ленты 1. Несколько последовательных стадий образования замкового соединения при вдавливании лепестка 4 зубом 18 ролика 22 в отверстие 3 и выходе зуба 18 из зацепления показаны на фиг.5а-г. По мере формирования замкового соединения кромок ленты 1 левее (по фиг.1, 2) ролика 22 в средство 14 для формирования трубчатого профиля пружинистой ленты 1 втягиваются новые участки этой ленты, и к ролику 22 подаются новые участки сформированного профиля из средства 14. В итоге после прохождения профилем ролика 22 (принадлежащего средству 21 для протягивания ленты и вдавливания перекладин 5 лепестков 4 в отверстия 3 перфорации ленты) левее (по фиг.1 и 2) ролика 22 образуется выдвигаемый упругий трансформируемый стержневой элемент 30 с замкнутым трубчатым профилем, нахлест кромок которого надежно скреплен.In the initial state of the device, the tape 1 is wound on a reel 2, and its end, passed through the holes of the mandrels 15, 16, is engaged by the holes 3 with the teeth 18 of the roller 22. In this case, the petals 4 superimposed on the holes 3 are pressed by the teeth of the roller 22 into the holes 3 With the beginning of rotation of the roller 22, new holes 3 of the belt 1 engage with their teeth, into which the new petals 4 are pressed with these teeth. After the next hole 3 with the tooth 18 of the roller 22 disengages, the petal 4 pressed into the hole is already inside formed th tubular profile, crushes and provides a reliable tool joint edges springy belt 1. Several successive stages of the formation of the indentation tool joint petal 4 tooth 18 roller 22 in the opening 3 and the outlet 18 of the tooth engagement shown in figures 5a-d. With the formation of the locking connection of the edges of the tape 1 to the left (in FIGS. 1, 2) of the roller 22, new sections of this tape are drawn into the means 14 for forming the tubular profile of the springy tape 1, and new sections of the formed profile from the means 14 are fed to the roller 22 after passing through the profile of the roller 22 (belonging to the means 21 for pulling the tape and pressing the crossbars 5 of the petals 4 into the holes 3 of the perforation of the tape) to the left (in FIGS. 1 and 2) of the roller 22, a retractable elastic transformable rod element 30 with a closed tube forms th profile, overlapping the edges of which is securely fastened.

Зона нахлеста кромок ленты, в которой образовано замковое соединение, в рассмотренном случае выполнения предлагаемого устройства прямолинейна и параллельна направлению выдвижения упругого трансформируемого стержневого элемента и продольной оси 10 этого элемента в выдвинутом состоянии. Как уже отмечалось, сформированный упругий трансформируемый стержневой элемент с замкнутым трубчатым профилем, находящийся в выдвинутом состоянии, обладает жесткостью при воздействии как изгибающих усилий, так и осевых крутящих моментов. Кроме того, он имеет свойства изотропного материала и не закручивается при растяжении и изгибе.The overlap zone of the edges of the tape, in which the castle connection is formed, in the considered case of the proposed device is straightforward and parallel to the direction of extension of the elastic transformable core element and the longitudinal axis 10 of this element in the extended state. As already noted, the formed elastic transformable rod element with a closed tubular profile, located in the extended state, has rigidity under the influence of both bending forces and axial torques. In addition, it has the properties of an isotropic material and does not twist when stretched and bent.

В случае выполнения предлагаемого устройства, иллюстрируемого фиг.1 и 2, это устройство содержит также средство 31 в виде бесприводного выталкивающего зубчатого ролика 32. Этот ролик установлен с внутренней стороны по отношению к формируемому трубчатому профилю между средством 14 (оправки 15 и 16) для формирования трубчатого профиля пружинистой ленты и средством 21 для продвижения пружинистой ленты и вдавливания перекладин лепестков в отверстия перфорации (ролик 22). Ось 29 вращения ролика 32 параллельна оси 11 вращения катушки 2, а шаг его зубьев 38 - такой же, как у ролика 22. Элементы крепления ролика 32 к основанию 13, не показанные на чертежах, могут быть введены внутрь трубчатого профиля, например, через его незамкнутую часть 35, находящуюся между оправкой 15 и катушкой 2. Средство 31 в виде ролика 32 выполняет функцию извлечения перекладин лепестков 4 из отверстий 3. Данная функция осуществляется при движении ленты 1 в направлении, обратном тому, которое было описано выше. Такое движение реализуется при вращении катушки 2 (вручную или с помощью привода, не показанного на чертежах) для наматывания на нее ленты 1. Ролик 32, осуществляя своим зубом 38 нажатие на перекладину 5 лепестка 4, находящуюся внутри замкнутого трубчатого профиля, выталкивает ее из отверстия 3, в результате чего происходит размыкание профиля. Пружинистая лента 1, проходя далее через оправки 16 и 15 в противоположном описанному выше направлении (слева направо по фиг.1, 2), расправляется, приобретает первоначальную плоскую форму и наматывается на катушку 2. Этим достигается размыкание замкового соединения и перевод устройства из выдвинутого (развернутого) состояния в неразвернутое, т.е. устройство может быть использовано неоднократно с трансформацией в выдвинутое состояние и обратно. Для лучшего выполнения средством 31 функции извлечения перекладин лепестков из отверстий перфорации это средство может содержать, кроме ролика 32, прижим 34, расположенный с наружной стороны трубчатого профиля и между роликом 32 и оправкой 16. Прижим 34 удерживает от радиального перемещения кромки ленты, на которые изнутри профиля воздействует зуб 38 ролика 32. Последовательные стадии процесса извлечения перекладин лепестков 4 из отверстий 3 показаны на фиг.6а-г.In the case of the proposed device, illustrated in figures 1 and 2, this device also contains a means 31 in the form of a non-drive ejector gear roller 32. This roller is installed on the inside with respect to the formed tubular profile between the means 14 (mandrels 15 and 16) for forming a tubular profile of the springy tape and means 21 for advancing the springy tape and pushing the crossbars of the petals into the perforation holes (roller 22). The axis 29 of rotation of the roller 32 is parallel to the axis of rotation 11 of the coil 2, and the pitch of its teeth 38 is the same as that of the roller 22. The fastening elements of the roller 32 to the base 13, not shown in the drawings, can be introduced into the tubular profile, for example, through the open part 35 located between the mandrel 15 and the coil 2. The tool 31 in the form of a roller 32 performs the function of removing the crossbars of the petals 4 from the holes 3. This function is performed when the tape 1 moves in the opposite direction to that described above. This movement is realized when the coil 2 is rotated (manually or using a drive not shown in the drawings) for winding the tape 1. Roller 32, using its tooth 38, pressing on the crossbar 5 of the petal 4, which is inside the closed tubular profile, pushes it out of the hole 3, resulting in an open profile. The spring band 1, passing further through the mandrels 16 and 15 in the opposite direction described above (from left to right in FIGS. 1, 2), straightens out, acquires its original flat shape and wraps itself around the reel 2. This ensures that the lock connection is opened and the device is moved out of the extended ( expanded) state to non-expanded, i.e. the device can be used repeatedly with transformation into an extended state and vice versa. For a better performance by means 31 of the function of extracting the crossbars of the petals from the perforation holes, this means may contain, in addition to the roller 32, a clamp 34 located on the outside of the tubular profile and between the roller 32 and the mandrel 16. The clamp 34 keeps the edges of the tape from being radially moved from inside the profile is affected by the tooth 38 of the roller 32. The successive stages of the process of extracting the crossbars of the petals 4 from the holes 3 are shown in figa-d.

Устройство по предлагаемому изобретению может быть использовано в разнообразных трансформируемых космических конструкциях, содержащих стержневые элементы, например, в качестве мачты для крепления выносных приборов на космических аппаратах, при развертывании орбитальных антенн, панелей солнечных батарей и другого оборудования, для которого требуется доставка к местам функционирования в компактном состоянии и которое при функционировании может иметь значительные размеры.The device according to the invention can be used in a variety of transformable space structures containing rod elements, for example, as a mast for mounting remote instruments on spacecraft, when deploying orbital antennas, solar panels and other equipment that require delivery to places of operation in compact state and which, when functioning, can have significant dimensions.

Источники информацииInformation sources

1. Е.Н.Синельников, А.М.Гордиенко и др. Перспективы использования упругих профилей проката. // Машиностроитель. 2007, №4, с.51-53.1. E.N.Sinelnikov, A.M. Gordienko and others. Prospects for the use of elastic profiles of rolled products. // Machine builder. 2007, No. 4, p. 51-53.

2. Патент США №3582020, опубл. 01.06.1971.2. US Patent No. 3582020, publ. 06/01/1971.

3. Патент Российской Федерации №2123459, опубл. 20.12.1998.3. Patent of the Russian Federation No. 2123459, publ. 12/20/1998.

Claims (6)

1. Выдвижной упругий трансформируемый стержневой элемент, содержащий пружинистую ленту с параллельными кромками, намотанную на катушку, и выполненный с возможностью образования в выдвинутом состоянии цилиндрического профиля с нахлестом кромок пружинистой ленты друг на друга, отличающийся тем, что пружинистая лента в свободном состоянии имеет плоскую форму и выполнена вдоль одной кромки с перфорацией в виде периодически расположенных одинаковых отверстий, а вдоль другой кромки - с расположенными таким же образом одинаковыми Т-образными лепестками, каждый из которых имеет перекладину, ориентированную параллельно продольной оси пружинистой ленты, и соединенную со средней частью перекладины ножку, перпендикулярную к продольной оси пружинистой ленты, при этом центры отверстий перфорации находятся напротив середин ножек лепестков, а выдвижной упругий трансформируемый стержневой элемент снабжен средством для протягивания пружинистой ленты и вдавливания перекладин указанных лепестков в отверстия указанной перфорации с образованием замкового соединения кромок пружинистой ленты в зоне их нахлеста, а также расположенным между этим средством и катушкой, на которую намотана пружинистая лента, средством для формирования трубчатого профиля пружинистой ленты с наложением указанных лепестков на отверстия указанной перфорации при сматывании пружинистой ленты с катушки и протягивании ее через это средство.1. Retractable elastic transformable rod element comprising a springy tape with parallel edges wound on a spool and configured to extend the cylindrical profile with overlapping edges of the springy tape on top of each other, characterized in that the springy tape in a free state has a flat shape and is made along one edge with perforation in the form of periodically arranged identical holes, and along the other edge - with identical T-shaped in the same way and petals, each of which has a crossbar oriented parallel to the longitudinal axis of the springy tape and connected to the middle part of the crossbar leg, perpendicular to the longitudinal axis of the springy tape, while the centers of the perforations are opposite the midpoints of the legs of the petals, and the retractable elastic transformable rod element is equipped with for pulling a springy tape and pushing the crossbars of these petals into the holes of the specified perforation with the formation of a lock connection of the edges of the springs true tape in the area of their overlap, as well as located between this tool and the coil, on which the spring tape is wound, means for forming a tubular profile of the spring tape with the application of these petals on the holes of the specified perforation when winding the spring tape from the coil and pulling it through this tool. 2. Трансформируемый стержневой элемент по п.1, отличающийся тем, что средство для протягивания пружинистой ленты и вдавливания перекладин указанных лепестков в отверстия указанной перфорации с образованием замкового соединения кромок пружинистой ленты выполнено в виде зубчатого приводного ролика, имеющего такой же шаг расположения зубьев, как и отверстия указанной перфорации и лепестки, ось вращения этого ролика параллельна оси вращения катушки, на которую намотана пружинистая лента, при этом указанный ролик установлен после средства для формирования трубчатого профиля пружинистой ленты по ходу ее протягивания через это средство, с наружной стороны по отношению к формируемому трубчатому профилю.2. Transformable core element according to claim 1, characterized in that the means for pulling the springy tape and pressing the crossbars of these petals into the holes of the specified perforation with the formation of the locking connection of the edges of the springy tape is made in the form of a gear drive roller having the same tooth pitch as and holes of said perforation and petals, the axis of rotation of this roller is parallel to the axis of rotation of the coil on which the springy tape is wound, while the specified roller is installed after the means for the formation of a tubular profile of a springy tape in the course of its pulling through this tool, from the outside with respect to the formed tubular profile. 3. Трансформируемый стержневой элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что средство для формирования трубчатого профиля пружинистой ленты содержит две или более установленных последовательно по направлению протягивания пружинистой ленты оправок с отверстиями для изгиба пружинистой ленты вокруг ее продольной оси по форме этих отверстий, которая в последней из оправок является округлой.3. Transformable core element according to claim 1 or 2, characterized in that the means for forming the tubular profile of the spring tape contains two or more mandrels arranged in series in the direction of pulling the spring tape with holes for bending the spring tape around its longitudinal axis in the shape of these holes, which in the last of the mandrels is rounded. 4. Трансформируемый стержневой элемент по п.3, отличающийся тем, что для образования указанных Т-образных лепестков пружинистая лента снабжена расположенными вдоль одной из кромок одинаковыми прямоугольными или круглыми отверстиями, середина ближайшего к этой кромке края каждого из отверстий соединена с данной кромкой перпендикулярной к ней прорезью, при этом перекладина лепестка образована промежутком между соседними прорезями, а ножка - перемычкой между соседними отверстиями, а отверстия указанной перфорации, расположенные вдоль другой кромки пружинистой ленты, тоже имеют соответственно прямоугольную или круглую форму.4. Transformable core element according to claim 3, characterized in that for the formation of these T-shaped petals, the springy tape is provided with identical rectangular or round holes located along one of the edges, the middle of the edge of each hole closest to this edge is connected to this edge perpendicular to a slit, while the crossbar of the petal is formed by the gap between adjacent slots, and the leg is a jumper between adjacent holes, and the holes of the indicated perforation located along goy springy edge tapes also have respectively a rectangular or circular shape. 5. Трансформируемый стержневой элемент по п.3, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен средством для извлечения перекладин указанных лепестков из отверстий указанной перфорации при наматывании пружинистой ленты на катушку для возвращения упругого трансформируемого стержневого элемента из выдвинутого в невыдвинутое состояние, содержащим бесприводный зубчатый ролик, имеющий такой же шаг расположения зубьев, как и отверстия указанной перфорации и лепестки, ось вращения этого ролика параллельна оси вращения катушки, на которую намотана пружинистая лента в невыдвинутом состоянии упругого трансформируемого стержневого элемента, при этом бесприводный зубчатый ролик установлен с внутренней стороны по отношению к формируемому трубчатому профилю между средством для формирования трубчатого профиля пружинистой ленты и средством для протягивания пружинистой ленты и вдавливания перекладин указанных лепестков в отверстия указанной перфорации.5. Transformable core element according to claim 3, characterized in that it is additionally equipped with a means for removing the crossbars of said petals from the holes of said perforation when winding a springy tape onto a spool to return an elastic transformable core element from an extended to an unextended state containing a non-driven gear roller, having the same pitch of the teeth as the holes of the indicated perforation and the petals, the axis of rotation of this roller is parallel to the axis of rotation of the coil, on which Otan springy ribbon in the undeployed state the elastic transformable rod member, wherein the non toothed roller is mounted on the inner side with respect to that formed by the tubular profile between the means for forming a tubular profile springy tape and means for pulling the springy tape and pressing bars of said petals in the holes of said perforation. 6. Трансформируемый стержневой элемент по п.5, отличающийся тем, что для образования указанных Т-образных лепестков пружинистая лента снабжена расположенными вдоль одной из кромок одинаковыми прямоугольными или круглыми отверстиями, середина ближайшего к этой кромке края каждого из отверстий соединена с данной кромкой перпендикулярной к ней прорезью, при этом перекладина лепестка образована промежутком между соседними прорезями, а ножка - перемычкой между соседними отверстиями, а отверстия указанной перфорации, расположенные вдоль другой кромки пружинистой ленты, тоже имеют соответственно прямоугольную или круглую форму. 6. Transformable core element according to claim 5, characterized in that for the formation of these T-shaped petals, the springy tape is provided with identical rectangular or round holes located along one of the edges, the middle of the edge of each hole closest to this edge is connected to this edge perpendicular to a slit, while the crossbar of the petal is formed by the gap between adjacent slots, and the leg is a jumper between adjacent holes, and the holes of the indicated perforation located along goy springy edge tapes also have respectively a rectangular or circular shape.
RU2009148172/11A 2009-12-25 2009-12-25 Telescoping flexible convertible rod element RU2412089C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009148172/11A RU2412089C1 (en) 2009-12-25 2009-12-25 Telescoping flexible convertible rod element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009148172/11A RU2412089C1 (en) 2009-12-25 2009-12-25 Telescoping flexible convertible rod element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2412089C1 true RU2412089C1 (en) 2011-02-20

Family

ID=46310020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009148172/11A RU2412089C1 (en) 2009-12-25 2009-12-25 Telescoping flexible convertible rod element

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2412089C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2641398C2 (en) * 2012-12-05 2018-01-17 Таль Device for deployment and folding of flexible structure, flexible deployable structure and satellite, equipped with such device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2641398C2 (en) * 2012-12-05 2018-01-17 Таль Device for deployment and folding of flexible structure, flexible deployable structure and satellite, equipped with such device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0357658B1 (en) An elongate hollow element
US3503164A (en) Tubular extendable structure
DE102017101180B4 (en) Method of packing a spacecraft membrane, spacecraft membrane pack and spacecraft membrane handling unit
US20060086469A1 (en) Collapsing and securing device of lateral blinds
WO2008023718A1 (en) Manipulator mechanism
US20150284955A1 (en) Stowage and deployment of slit tube booms
DE2827541C2 (en) Retractable antenna
RU2412089C1 (en) Telescoping flexible convertible rod element
WO2015000567A1 (en) Method for folding an airbag and airbag
US3958775A (en) Interlocking cardboard spool assembly
JPS6053236B2 (en) Rollable stretchable structure
TW202316026A (en) Cord winding assembly with fine adjustment and correction and window blind using same
EP0014953A1 (en) Hand-held device for dispensing or applying pressure sensitive labels
RU132368U1 (en) DEVICE FOR FORMING AN ELASTIC ROD ELEMENT
DE102006058367B3 (en) Passenger transportation device system for use in e.g. hospital, has belts individually combined or folded at clutch or wound up towards its transverse axis to roller, where belts form single-piece, rolled up, folded hose
DE2163816B2 (en) Decorative ribbon made of flexible threads connected to one another
DE3133842A1 (en) Device for winding up and unwinding electrical cables in use
TWI657777B (en) Double coil spring coiler for non-exposed drawstring curtains
EP2014865B1 (en) Device and method for binding hanging tapes of a roller shutter or lamellae hanging with the winding shaft
US20180347201A1 (en) Canopy
DE102009004983A1 (en) Display for sheet-shaped information carrier
JP3098665U (en) Diamond-shaped wire mesh structure and wire mesh fence
EP0608337A1 (en) Reel for roll material
JP3764444B2 (en) Rhombus wire mesh structure and manufacturing method thereof
DE2735425A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF PROTECTIVE COVERS OF LARGE DIMENSIONS, FOR EXAMPLE FOR TABLE-SHAPED ICEBERGS

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20171110