专利名称：空间绳系可展开遮蔽面系统的制作方法
技术领域：
本发明属于航天技术领域，具体是一个空间绳系可展开遮蔽面系统，可用于空间遮阳罩、空间遮蔽面、空间反射镜、空间太阳能站等空间大型可展开系统。
背景技术：
地球外太空为人类新的科技发展和技术进步带来了巨大的机遇与挑战 。随着人类航天运载能力的不断增强和航天技术的不断发展，空间超大型可展开结构的应用逐渐提上日程。空间超大型可展开结构在空间通信领域有着直接的应用前景，并且已经产生了巨大的经济和社会效益。空间超大型可展开结构在其它领域也有着诱人的应用前景，如空间太阳光反射镜、太阳能轨道站、太空电梯、太空轨道转移器等。由于人类运载火箭容纳尺寸、运载能力的限制，航天应用高成本、高风险的特点，地面研制环境与太空工作环境的显著差异，使得空间超大型可展开结构的设计成为未来航天应用的关键技术之一。全球气候系统变暖已是毋庸置疑的事实，减缓全球气候变暖正逐渐变得迫不及待。地球工程是近年来一些科研人员为减缓全球气候变暖而提出的巨型人工气候改造规划。众多规划中，相比而言，空间反射镜是见效较快、副作用较小的优选规划之一。针对空间反射镜规划，科研人员也提出了多种实施方案构想。方案之一是在近地轨道放置太阳光反射面。美国国家科学学会在1992年提出在近地随机轨道上放置55，000面单个面积为100平方米的反射镜；也有人提出用轻便卫星在近地轨道生成类似土星环的反射环带，其总质量达20亿吨。方案之二是在地球和太阳之间、距地球150万公里的拉格朗日点附近放置众多太阳光反射面，其总质量超过2千万吨。由于这些方案技术难度太大、成本太高、周期太长，难免被人们理解为是科学幻想。空间超大型可展开结构由于其超轻超薄结构特点和超大尺寸，有着许多独特的特点和面临许多新的挑战。首先是展开成型问题，其次是稳定性控制问题。相对而言，国内外目前已有的、相对可行的各种空间大型可展开结构方案，其展开尺寸都小于100米，用于空间遮蔽面系统都太渺小，功效甚微。由于其面密度大,如果其尺寸扩大，在长时间内人类的运载工具都难以承载其巨大质量。在现有文献中，目前已知的空间最轻的大型可展开结构是美国的20米见方的薄膜太阳帆板，其薄膜厚度4微米，面密度为87. 5g/m2。但对于口径1000米的空间超大型遮蔽面系统而言，其面密度依然太大。日本提出了用多颗卫星牵扯薄膜四周，构建空间巨型表面的概念，列举了用四颗各I吨的卫星，牵扯尺寸500米见方的薄膜，薄膜厚度为5微米，质量为2. 5吨，并进行了动态控制的仿真分析，然而这种方式的成型与控制，其技术难度大，可行性差。
发明内容
本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种空间绳系可展开遮蔽面系统，通过应用重力梯度效应，以实现空间大型绳系可展开遮蔽面的有效展开成型，提高轨道姿态的自主稳定性。
为实现上述目的，本发明给出如下三种技术方案技术方案1，包括N根柔性牵引索1、6X个开孔的折叠环4、3X个连接关节5和牵弓I索控制机构3，每两个折叠式环杆4通过一个连接关节5连接，形成M个可展开刚性结构，其特征在于牵引索控制机构3由电机301和N个转盘302组成，每个转盘上缠绕柔性牵引索，通过电机301控制N个转盘302的转动方向，使N根柔性牵引索I伸缩，3 SNS 192 ；在每个可展开刚性结构上绑定有柔性丝网8，构成M个可展开遮蔽面2，将组成可展开遮蔽面2的折叠环4划分为η等份，在等分处折叠环的开孔上穿过柔性牵引索I的一端，并打死结，柔性牵引索I的另一端缠绕在牵引索控制机构的转盘上，形成Y个圆锥状空间结构；
每两个圆锥状空间结构共用一个牵引索控制机构3，即两个圆锥状空间结构中的各柔性牵引索I，分别缠绕在同一个牵引索控制机构3的各转盘上，形成由Υ/2个牵引索控制机构和Y个圆锥状空间结构组成的整体，其中，2彡M彡18，Y彡Μ，3彡N彡192，3彡η彡720，X彡I。作为优选，所述的连接关节5由一对圆锥齿轮501，502和一对夹板503，504组成，圆锥齿轮上设有导槽509，圆锥齿轮通过齿轮轴505与一对夹板503，504固定，每个圆锥齿轮两端的腔臂上设有螺纹孔508，折叠环4通过该螺纹孔与圆锥齿轮连接。作为优选，所述的折叠环4的空腔中放有牵引索7和拉簧6，牵引索7与拉簧6打死结连接，通过拉簧6的伸缩,牵引索7带动连接关节5运动；当收拢时，拉簧6处于拉伸状态，拉簧6与连接关节5的腔臂在竖直方向平行，牵引索7绕在一对齿轮上的长度为两齿轮中心距与1/2齿顶圆周长之和；当展开时,拉簧6收缩带动相连的牵引索7运动,通过牵引索7的传动带动一对齿轮转动，当一对齿轮转过90°时，绕在一对齿轮上的牵引索7的长度缩短为两齿轮的中心距。技术方案2，包括Ν根柔性牵引索1、6Χ个开孔的折叠环4、3Χ个连接关节5和牵弓I索控制机构3，每两个折叠式环杆4通过一个连接关节5连接，形成M个可展开刚性结构，其特征在于牵引索控制机构3由电机301和N个转盘302组成，每个转盘上缠绕柔性牵引索，通过电机301控制N个转盘302的转动方向，使N根柔性牵引索I伸缩；每个可展开刚性结构上绑定有柔性丝网8，构成M个可展开遮蔽面2，将组成可展开遮蔽面2的折叠环4划分为η等份，在等分处折叠环的开孔上穿过柔性牵引索I的一端，并打死结，柔性牵引索I的另一端缠绕在牵引索控制机构的转盘上，形成Y个圆锥状空间结构；每个圆锥状空间结构使用一个牵引索控制机构3，即每个圆锥状空间结构中的各柔性牵引索1，缠绕在一个牵引索控制机构3的各转盘上，这些牵引索控制机构牵引连接，形成由Y个牵引索控制机构和Y个圆锥状空间结构组成的整体，其中，2 < M < 18，Y彡Μ，3彡N彡192,3彡η彡720，X彡I。技术方案3，包括Ν根柔性牵引索1、6Χ个开孔的折叠环4、3Χ个连接关节5，每两个折叠式环杆4通过一个连接关节5连接，形成两个可展开刚性结构，其特征在于在两个可展开刚性结构上绑定柔性丝网8，构成上下两个可展开遮蔽面2，将可展开上遮蔽面的折叠环4划分为N等份，用一根柔性牵引索的一端穿过一个等分处折叠环的开孔，并打死结，柔性牵引索另一端穿过与上遮蔽面垂直的下遮蔽面折叠环的开孔，并打死结，依次完成N根柔性牵引绳I的穿线，形成以上下两个遮蔽面为底，以N根柔性牵引绳为母线的圆柱状空间结构，其中，3彡N彡192，X彡I。本发明与现有相关技术相比具有如下优点(I)本发明提出的用牵引索控制机构和圆锥状空间结构组成的多遮蔽面系统，以及圆柱状遮蔽面系统，应用重力 梯度效应，可以保证整个系统轨道和姿态的自主稳定，使得空间应用口径百米以上的超大型遮蔽面成为可能。(2)本发明提出的三种技术方案，在地面收拢时，可有效地应用空间运载工具将其承载和发射。(3)本发明提出的通过拉簧和牵引索带动连接关节运动的方式，可实现口径百米以上的超大型遮蔽面的自主展开和有效成型。
图I是本发明实施例I的展开态结构示意图；图2是图I的收拢态示意图；图3是本发明的连接关节结构示意图；图4是图3连接关节收拢态牵引索在关节中的穿行路径示意图；图5是图3连接关节展开态牵引索在关节中的穿行路径示意图；图6是本发明的拉簧驱动结构示意图；图7是本发明的牵引索控制机构示意图；图8是本发明实施例2的展开态架构示意图；图9是图8的收拢态结构示意图；图10是本发明实施例3的展开态结构示意图；图11是图10的收拢态结构示意图；图12是图I的展开过程示意图；图13是图12结构在展开仿真过程中一根折叠环的运动变化曲线；图14是图12结构中口径50m遮蔽面展开过程示意图；图15是图14结构在展开仿真过程中一根折叠环质心的运动变化曲线。
具体实施例方式实施例I参照图I本发明由柔性牵引索I、遮蔽面2以及牵引索控制机构3组成。遮蔽面具体数目M根据设计要求确定，取值范围为2 SMS 18，本实例中，选取上下两个展开口径不同的遮蔽面，其中，上遮蔽面展开口径为100m,下遮蔽面展开口径为50m。参照图2，每个遮蔽面2，采用折叠环4和连接关节5构成刚性结构，在刚性结构上绑定柔性丝网8，构成遮蔽面2。折叠环4为复数个，具体数目6X根据遮蔽面展开口径确定，取值范围为X彡I，本实例中，上下遮蔽面折叠环均取24根，共48根折叠环，即X=8。每两个折叠环4通过一个连接关节5连接，构成可收拢、展开的刚性结构。通过连接关节5的驱动和锁定，控制刚性结构所有折叠环由竖直的收拢状态展开到水平的遮蔽工作状态，再由牵引控制机构控制柔性牵引索形成遮蔽系统。每个刚性结构的所有折叠环4收拢在一个圆柱面或圆桶面上，两个收拢的刚性结构内外嵌套放置。该刚性结构中的折叠环采用直杆，以获得高的收纳率，或者采用曲线杆，以获得好的构型精度。折叠环的截面采用实心截面，或者采用空心截面结构，在保证强度、刚度的前提下可进一步减轻质量。刚性结构在收拢态时内部有足够的空间，可容纳相关的索网、丝网或薄膜柔性结构。参照图3、图4和图5，所述的连接关节5，由一对圆锥齿轮501，502和一对夹板503,504组成，圆锥齿轮上设有导槽509，圆锥齿轮通过齿轮轴505与一对夹板503，504固定，每个圆锥齿轮两端的腔臂上设有螺纹孔508，折叠环4通过该螺纹孔与圆锥齿轮连接。导槽509内放置牵引索7，该牵引索与拉簧相连。当环杆由竖直的收拢状态展开到水平的工作状态，并在转到期望角度后，通过弹簧销510和锁止孔511锁定关节。参照图6，在折叠环4的空腔中放有牵引索7和拉簧6，牵引索7与拉簧6打死结 连接，通过拉簧6的伸缩,牵引索7带动连接关节5运动；当收拢时,拉簧6处于拉伸状态，拉簧6与连接关节5的腔臂在竖直方向平行，牵引索7绕在一对齿轮上的长度为两齿轮中心距与1/2齿顶圆周长之和；当展开时，拉簧6收缩带动相连的牵引索7运动，通过牵引索7的传动带动一对齿轮转动，当一对齿轮转过90°时，绕在一对齿轮上的牵引索7的长度缩短为两齿轮的中心距。参照图7，所述的牵引索控制机构3，由电机301和转盘302组成，每个转盘上缠绕柔性牵引索I，通过电机301控制转盘302的转动方向，使柔性牵引索I伸缩。柔性牵引索和转盘的具体数目N应考虑装置的质量并保证遮蔽面成型要求，取值范围为3 < N < 192，本实例中，柔性牵引索的根数和转盘的个数均为六，即N=6。根据柔性牵引索I的根数选取折叠环的等分数，取值范围为3 < η < 720，本实例中，将组成遮蔽面2的折叠环4划分为三等份，即η=3，在等分处折叠环的开孔上穿过柔性牵引索I的一端，并打死结，柔性牵引索I的另一端缠绕在牵引索控制机构的转盘上，形成圆锥状空间结构，具体数目Y根据柔性牵引索数目N和遮蔽面的数目M确定，取值范围为Y ^ Μ，本实例中，形成两个圆锥状空间结构，即Υ=2。每两个圆锥状空间结构共用一个牵引索控制机构3，即两个圆锥状空间结构中的各柔性牵引索1，分别缠绕在同一个牵引索控制机构3的各转盘上，形成由一个牵引索控制机构和两个圆锥状空间结构组成的整体。上遮蔽面折叠环采用外径O. 03m、内径O. 024m的圆管截面直杆,下遮蔽面折叠环采用外径O. 024m、内径O. 018m的圆管截面直杆，均采用碳纤维材料。连接关节采用铝合金材料。则整个装置结构收拢在Φ0.8πιΧ5.4πι的圆柱体内，其质量小于20Kg，面密度小于O. 03Kg/m2，径向收纳率为O. 008，收拢时高度与口径之比为O. 054。实施例2参照图8，本发明由柔性牵引索I、遮蔽面2以及牵引索控制机构3组成。遮蔽面具体数目M根据设计要求确定，取值范围为2 < 18，本实例中，选取三个展开口径相同的遮蔽面，其中，各遮蔽面展开口径为30m。参照图9，每个遮蔽面2，采用折叠环4和连接关节5构成刚性结构，在刚性结构上绑定柔性丝网8，构成遮蔽面2。折叠环4为复数个，具体数目6X根据遮蔽面展开口径确定，取值范围为X ^ 1，本实例中，三个遮蔽面折叠环均取24根，共72根折叠环，即X=12。每两个折叠环4通过一个连接关节5连接，构成可收拢、展开的刚性结构，通过连接关节5的驱动和锁定，控制刚性结构所有折叠环由竖直的收拢状态展开到水平的遮蔽工作状态，再由牵引控制机构控制柔性牵引索形成遮蔽系统。每个刚性结构的所有折叠环4收拢在一个圆柱面或圆桶面上，三个收拢的刚性结构从上到下依次放置。该刚性结构中的折叠环采用直杆，以获得高的收纳率，或者用曲线杆，以获得好的构型精度。折叠环的截面可以用实心截面，或者采用空心截面结构，在保证强度、刚度的前提下可进一步减轻质量。刚性结构在收拢态时内部有足够的空间，可容纳相关的索网、丝网或薄膜柔性结构。参照图3、图4和图5，所述的连接关节5，由一对圆锥齿轮501，502和一对夹板503，504组成，圆锥齿轮上设有导槽509，圆锥齿轮通过齿轮轴505与一对夹板503，504固定，每个圆锥齿轮两端的腔臂上设有螺纹孔508，折叠环4通过该螺纹孔与圆锥齿轮连接。 导槽509内放置牵引索7。当环杆由竖直的收拢状态展开到水平的工作状态，并在转到期望角度后，通过弹簧销510和锁止孔511锁定关节。参照图6，所述的拉簧驱动结构，在折叠环4的空腔中放有牵引索7和拉簧6，牵引索7与拉簧6打死结连接,通过拉簧6的伸缩,牵引索7带动连接关节5运动；当收拢时,拉簧6处于拉伸状态,拉簧6与连接关节5的腔臂在竖直方向平行,牵引索7绕在一对齿轮上的长度为两齿轮中心距与1/2齿顶圆周长之和；当展开时，拉簧6收缩带动相连的牵引索7运动，通过牵引索7的传动带动一对齿轮转动，当一对齿轮转过90°时，绕在一对齿轮上的牵引索7的长度缩短为两齿轮的中心距。参照图7，所述的牵引所控制机构3，由电机301和转盘302组成，每个转盘上缠绕柔性牵引索，通过电机301控制转盘302的转动方向，使柔性牵引索I伸缩。柔性牵引索和转盘的具体数目N应考虑装置的质量并保证遮蔽面成型要求，取值范围为3 < N < 192，本实例中，柔性牵引索的根数和转盘的个数均为九，即N=9。根据折叠环的等分数，取值范围为3 < η < 720，可选取柔性牵引索I的根数。本实例中，选取柔性牵引索I的根数为三，即将组成遮蔽面2的折叠环4划分为三等份，在等分处折叠环的开孔上穿过柔性牵引索I的一端，并打死结，柔性牵引索I的另一端缠绕在牵弓I索控制机构的转盘上，形成圆锥状空间结构，具体数目Y根据柔性牵弓I索数目N和遮蔽面的数目M确定，取值范围为Y SM，本实例中，形成四个圆锥状空间结构，即Υ=4 ;每个圆锥状空间结构使用一个牵引索控制机构3，即每个圆锥状空间结构中的各柔性牵引索1，缠绕在一个牵引索控制机构3的各转盘上，这些牵引索控制机构牵引连接，形成由四个牵引索控制机构和四个圆锥状空间结构组成的整体。折叠环采用O. 02mX O. OIm尺寸，厚度O. 002m的矩形空心截面的直杆,选择碳纤维材料。连接关节采用铝合金材料。则整个装置收拢在Φ0. 25mX4.0m的圆柱体内，其质量小于30Kg，面密度小于O. 03Kg/m2，径向收纳率为O. 016，收拢时高度与口径之比为O. 133。实施例3参照图10，本发明由柔性牵引索I、遮蔽面2以及柔性丝网8组成。遮蔽面具体数目M根据设计要求确定，取值范围为2 SMS 18，本实例中，选取两个展开口径相同的遮蔽面，其中，各遮蔽面展开口径为30m。参照图11，每个遮蔽面2，采用折叠环4和连接关节5构成刚性结构，在刚性结构上绑定柔性丝网8，构成遮蔽面2。折叠环4为复数个，具体数目6X根据遮蔽面展开口径确定，取值范围为X彡1，本实例中，上下遮蔽面折叠环均取24根，共48根折叠环，即X=8。每两个折叠环4通过一个连接关节5连接,构成可收拢、展开的刚性结构,通过连接关节5的驱动、锁定，控制刚性结构所有折叠环由竖直的收拢状态展开到水平的遮蔽工作状态，再由牵引控制机构控制柔性牵引索形成遮蔽系统。每个刚性结构的所有折叠环4收拢在一个圆柱面或圆桶面上，两个收拢的刚性结构从上到下依次放置。该刚性结构中的折叠环可采用直杆，以获得高的收纳率，也可采用曲线杆，以获得好的构型精度。折叠环的截面可以采用实心截面，也可采用空心截面结构，在保证强度、刚度的前提下可进一步减轻质量。刚性结构在收拢态时内部有足够的空间，可容纳相关的索网、丝网或薄膜柔性结构。参照图3、图4和图5，所述的连接关节5，由一对圆锥齿轮501，502和一对夹板503，504组成，圆锥齿轮上设有导槽509，圆锥齿轮通过齿轮轴505与一对夹板503，504固定，每个圆锥齿轮两端的腔臂上设有螺纹孔508，折叠环4通过该螺纹孔与圆锥齿轮连接。导槽509内放置牵引索7。当环杆由竖直的收拢状态展开到水平的工作状态，并在转到期望角度后，通过弹簧销510和锁止孔511锁定关节。
参照图6，所述的拉簧驱动结构，在折叠环4的空腔中放有牵引索7和拉簧6，牵引索7与拉簧6打死结连接,通过拉簧6的伸缩,牵引索7带动连接关节5运动；当收拢时,拉簧6处于拉伸状态,拉簧6与连接关节5的腔臂在竖直方向平行,牵引索7绕在一对齿轮上的长度为两齿轮中心距与1/2齿顶圆周长之和；当展开时，拉簧6收缩带动相连的牵引索7运动，通过牵引索7的传动带动一对齿轮转动，当一对齿轮转过90°时，绕在一对齿轮上的牵引索7的长度缩短为两齿轮的中心距。柔性牵引索的具体数目N应考虑装置的质量并保证遮蔽面成型要求，取值范围为3彡N彡192，本实例中，柔性牵引索的根数为六，即N=6。将上遮蔽面的折叠环4划分为六等份，用一根柔性牵引索的一端穿过一个等分处折叠环的开孔，并打死结，柔性牵引索另一端穿过与上遮蔽面垂直的下遮蔽面折叠环的开孔，并打死结，依次完成六根柔性牵引绳I的穿线，形成以上下两个遮蔽面为底，以六根柔性牵引绳为母线的圆柱状空间结构。折叠环采用O. 02mX O. OIm尺寸,厚度O. 002m的矩形空心截面的直杆,选择碳纤维材料。连接关节选择铝合金材料。则整个装置收拢在Φ0. 25mX4.0m的圆柱体内，其质量小于20Kg，面密度小于O. 03Kg/m2，径向收纳率为O. 008，收拢时高度与口径之比为O. 133。本发明的整体装置在太空环境下，可用绳索、卡环机构捆绑，采用爆炸螺栓解锁。在捆绑的收拢状态下，拉簧处于拉伸状态；解除捆绑后，拉伸拉簧收缩，绕在齿轮对上的牵引索缩短，齿轮对在牵引索张力的作用下带动整个关节展开；展开到位后，连接关节上的定位装置将各环杆锁定，从而形成空间大型可展开遮蔽面装置。本发明的效果可以通过以下仿真结果进一步说明仿真I以本发明实施例一中上遮蔽面展开口径为100m，下遮蔽面展开口径为50m的模型为仿真对象。图12展示了在太空环境下，该装置的刚性支撑结构的动力学模型由收拢态进行展开的展开过程仿真图，其中，图12(a)是捆绑解锁后12秒钟的展开中间态，上遮蔽面圆周上折叠环正在展开、扩张，下遮蔽面收拢在一个小的圆柱体内；图12(b)是展开150秒钟，先前竖直的折叠环都已转动成接近水平的横杆，上遮蔽面支撑结构已趋向于成型；图12(c)是捆绑解锁后158秒钟的展开中间态，上遮蔽面已完全展开，下遮蔽面正在展开、扩张；图12(d)是捆绑解锁后250秒钟，先前竖直的折叠环都已转动成接近水平的横杆，下遮蔽面支撑结构也已趋向于成型。在图13展开过程中，仿真一根折叠环质心的运动变化曲线，结果如图13所示，其中，图13(a)是该折叠环质心的位移变化曲线，图13(b)是该折叠环质心的速度变化曲线，图13(c)是该折叠环质心的加速度变化曲线。从图13(a)中可以看到，该折叠环由收拢位置到完全展开位置。从图13(b)中可以看到，折叠环在逐渐展开过程中先加速再减速，直至完全展开后速度变成零。从图13(c)中可以看到，折叠环在逐渐展开过程中加速度先减小再增大，最后变 成零。仿真2以本发明实施例一中展开口径50m遮蔽面为仿真对象。图14展示了在太空环境下，该遮蔽面的动力学模型由收拢态进行展开的展开过程图，其中，图14(a)是展开5秒钟的中间态，折叠环开始展开；图14(b)是展开100秒钟的中间态；图14(c)是展开200秒钟的中间态，折叠环进一步向水平方向展开。在展开口径50m遮蔽面展开过程中，仿真一根折叠环质心的运动变化曲线，结果如图15所示，其中，图15(a)是该折叠环质心的位移变化曲线，图15(b)是该折叠环的速度变化曲线，图15(c)是该折叠环的加速度变化曲线。从图15(a)中可以看到，该折叠环由收拢位置逐渐向预期位置展开。从图15(b)中可以看到，折叠环在逐渐展开过程中先加速再减速，逐渐趋于零。从图15(c)中可以看到，折叠环在逐渐展开过程中加速度逐渐减小，并趋于零。以上仿真结果说明本发明的整体结构能在太空环境下顺利、平稳地展开，且与现有的国内外方案相比较，其面密度可达到O. 03Kg/m2，径向收纳率可达到O. 016，收拢时高度与口径之比可达到O. 133。通过以上具体实施例和仿真结果可以看到，本发明装置首先是可行的，其次在面密度方面质轻特性显著，再次在径向和高度方向都有优越的收纳率，而且在构型精度方面也有保证，因此有着优良的综合性能指标，显著优于国内外现有相关方案。
权利要求
1.一种空间绳系可展开遮蔽面系统，包括N根柔性牵引索(1)、6X个开孔的折叠环(4)、3X个连接关节(5)和牵引索控制机构(3),每两个折叠环(4)通过一个连接关节(5)连接，形成M个可展开刚性结构，其特征在于 牵弓I索控制机构(3 )由电机(301)和N个转盘(302 )组成，每个转盘上缠绕柔性牵弓I索，通过电机(301)控制N个转盘(302)的转动方向，使N根柔性牵弓丨索(I)伸缩，3彡N彡192 ; 在每个可展开刚性结构上绑定有柔性丝网(8)，构成M个可展开遮蔽面(2)，将组成可展开遮蔽面(2)的折叠环(4)划分为n等份，在等分处折叠环的开孔上穿过柔性牵引索(I)的一端，并打死结，柔性牵引索(I)的另一端缠绕在牵引索控制机构的转盘上，形成Y个圆锥状空间结构； 每两个圆锥状空间结构共用一个牵引索控制机构(3)，即两个圆锥状空间结构中的各柔性牵引索(1)，分别缠绕在同一个牵引索控制机构(3)的各转盘上，形成由Y/2个牵引索控制机构和Y个圆锥状空间结构组成的整体，其中，2彡M彡18，Y彡M，3彡N彡192，3彡n彡720，X彡I。
2.根据权利要求I所述的空间绳系可展开遮蔽面系统，其特征在于连接关节(5)由一对圆锥齿轮(501、502)和一对夹板(503、504)组成，圆锥齿轮上设有导槽(509)，圆锥齿轮通过齿轮轴(505)与一对夹板(503、504)固定，每个圆锥齿轮两端的腔臂上设有螺纹孔(508),折叠环(4)通过该螺纹孔与圆锥齿轮连接。
3.根据权利要求I所述的空间绳系可展开遮蔽面系统，其特征在于折叠环(4)的空腔中放有牵引索(7)和拉簧(6)，牵引索(7)与拉簧(6)打死结连接，通过拉簧(6)的伸缩，牵引索(7)带动连接关节(5)运动； 当收拢时，拉簧(6)处于拉伸状态，拉簧(6)与连接关节(5)的腔臂在竖直方向平行，牵引索(7)绕在一对齿轮上的长度为两齿轮中心距与1/2齿顶圆周长之和； 当展开时，拉簧(6)收缩带动相连的牵引索(7)运动,通过牵引索(7)的传动带动一对齿轮转动，当一对齿轮转过90°时，绕在一对齿轮上的牵引索(7)的长度缩短为两齿轮的中心距。
4.一种空间绳系可展开遮蔽面系统，包括N根柔性牵引索(1)、6X个开孔的折叠环(4)、3X个连接关节(5)和牵引索控制机构(3),每两个折叠环(4)通过一个连接关节(5)连接，形成M个可展开刚性结构，其特征在于 牵引索控制机构(3)由电机(301)和N个转盘(302)组成，每个转盘上缠绕柔性牵引索，通过电机(301)控制N个转盘(302 )的转动方向，使N根柔性牵弓丨索(I)伸缩； 每个可展开刚性结构上绑定有柔性丝网(8)，构成M个可展开遮蔽面(2)，将组成可展开遮蔽面(2)的折叠环(4)划分为n等份，在等分处折叠环的开孔上穿过柔性牵引索(I)的一端，并打死结，柔性牵引索(I)的另一端缠绕在牵引索控制机构的转盘上，形成Y个圆锥状空间结构； 每个圆锥状空间结构使用一个牵引索控制机构(3)，即每个圆锥状空间结构中的各柔性牵引索(1)，缠绕在一个牵引索控制机构(3)的各转盘上，这些牵引索控制机构牵引连接，形成由Y个牵引索控制机构和Y个圆锥状空间结构组成的整体，其中，2 SMS 18，Y 彡 M，3 彡 N 彡 192,3 ^ n ^ 720，X 彡 I。
5.一种空间绳系可展开遮蔽面系统，包括N根柔性牵引索(1)、6X个开孔的折叠环(4)、3X个连接关节(5)，每两个折叠环(4)通过一个连接关节(5)连接，形成两个可展开刚性结构 ，其特征在于在两个可展开刚性结构上绑定柔性丝网(8)，构成上下两个可展开遮蔽面(2)，将可展开上遮蔽面的折叠环(4)划分为N等份，用一根柔性牵引索的一端穿过一个等分处折叠环的开孔，并打死结，柔性牵引索另一端穿过与上遮蔽面垂直的下遮蔽面折叠环的开孔，并打死结，依次完成N根柔性牵引绳(I)的穿线，形成以上下两个遮蔽面为底，以N根柔性牵引绳为母线的圆柱状空间结构，其中，3彡N彡192, X ^ I。
全文摘要
本发明公开了一种空间绳系可展开遮蔽面系统，主要解决现有技术展开成型难和稳定性差的问题。它包括柔性牵引索(1)、牵引索控制机构(3)、折叠环(4)和连接关节(5)。在折叠环和连接关节形成的刚性结构上绑定柔性丝网(8)构成屏蔽面(2)，柔性牵引索(1)连接遮蔽面(2)和牵引索控制机构(3)，牵引索控制机构(3)控制柔性牵引索(1)伸缩；折叠环(4)中放有拉簧(6)和牵引索(7)，收拢时拉簧(6)被拉伸；解除捆绑后，拉簧(6)收缩，牵引索(7)缩短，在牵引索张力作用下连接关节(5)展开将屏蔽面由竖直的收拢态展开到水平的工作态，并通过连接关节(5)上的定位装置将各折叠环锁定。本发明具有面密度低、构型精度高、收纳率大、姿态稳定的优点，可用于太空作为可展开屏蔽装置。
文档编号B64G1/22GK102765490SQ20121027527
公开日2012年11月7日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者何洁, 郑飞, 陈梅 申请人:西安电子科技大学