一种仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的制作方法

本发明涉及空间站领域，特别是一种仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架。

背景技术：

含羞草是一种喜欢生长在温暖湿润地区的豆科多年生草本或亚灌木，如果用手轻轻碰触它的叶片，叶片就会立即合在一起，人们也叫它感应草。含羞草细胞是由细小如网状的蛋白质“肌动蛋白”所支撑，产生闭合运动时，肌动蛋白的磷酸会脱落，当肌动蛋白散开时，细胞被破坏，结果水分跑出来，以致产生闭合运动。

空间站是一种在近地轨道长时间运行，可提供航天员生活、工作机翼地面航天员寻访的载人航天器。在1971年前苏联成功发射空间站至今已经历四十多年的历程，回顾已发射的空间站有：天空实验室“skylab”、和平号空间站“mir”、国际空间站(iss)，这几个空间站的基础骨架均可看作为平面机构，为让伸展臂附着于空间站基础骨架上，现急需设计一种结构简单、便于依附多组伸展臂的空间站基础骨架。

目前，尚未见到一种同时兼具大体积、大折叠比、稳定性高、可靠性高、结构简单等特点，且便于依附多组伸展臂的空间站基础骨架发明设计。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架，它具有大体积、大折叠比、稳定性高、可靠性高、结构简单等特点，且便于依附多组伸展臂的空间站基础骨架。

本发明的技术方案是：一种仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架，包括空间站树形机座、空间站枝干、伸展臂和四杆机构，具体结构和连接关系为：

所述空间站树形机座为仿含羞草主杆部分，通过销轴与空间站枝干连接；所述空间站枝干为仿含羞草枝干部分，一端通过销轴与空间站树形机座连接，两侧通过销轴与伸展臂连接；所述伸展臂为仿含羞草树枝部分，一端通过销轴与空间站树形枝干连接，两侧通过销轴与四杆机构连接；所述四杆机构为仿含羞草叶片部分，包括主动杆、从动杆和连架杆，所述主动杆一端通过销轴与伸展臂连接，另一端通过销轴与从动杆连接，所述从动杆一端通过销轴与主动杆连接，另一端通过销轴与连架杆连接，所述连架杆一端通过销轴与从动杆连接，另一端通过销轴与伸展臂连接。

所述空间站树形机座为仿含羞草主杆部分，树形机座形状设计为任意树形均可，本发明设计为八边形柱状体。

所述空间站枝干为多组，空间站枝干的组数可根据空间站树形机座的长度调整，本发明设计为四组空间站枝干，分别为第一空间站枝干、第二空间站枝干、第三空间站枝干和第四空间站枝干。

所述空间站枝干与空间站树形机座通过销轴连接，夹角在0°～180°内任意调整，调整后通过步进电机锁死，使空间站枝干与空间站树形机座之间的夹角固定。

所述伸展臂与空间站枝干通过销轴连接，伸展臂为多组，伸展臂在空间站枝干侧面的位置能够任意调整，伸展臂与空间站枝干的夹角在0°～180°内任意调整。

所述四杆机构为仿含羞草叶片部分，是构成空间站基础骨架的太阳能电池板的支座，四杆机构通过转动副与伸展臂连接，四杆机构为多组，排列在伸展臂两侧，不同组四杆机构的相同构件是通过等比例缩放调整的。

本发明的突出优点在于：

1、空间站树形机座结构简单、便于制作、成本低。

2、空间站树形机座能够依附多组伸展臂，伸缩臂能够依附多组四杆机构，分布在伸展臂侧面，充分利用了空间的有限性，有利于空间站开展医学与生物学研究、空间技术、材料科学及对地观测等方面的科技应用研究，具有较好的经济效益与社会效益。

3、完全展开状态时，伸展臂和四杆机构均为展开状态，体积大，便于空间站的充分利用；完全折叠状态时，伸展臂和四杆机构均为折叠状态，体积小，减小在运载器中所占的空间，便于运输。

4、机构构件之间的连接方式均为销轴，能够通过电机驱动，当伸展臂处于完全展开状态处于工作状态时，电机停止运转，伸展臂锁死，机构稳定性能好，可靠性高。

附图说明

图1为本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的完全展开状态结构示意图。

图2为本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的完全展开状态结构示意图。

图3为本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的叶片折叠状态结构示意图。

图4为本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的叶片折叠状态结构示意图。

图5为本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的树枝折叠状态结构示意图。

图6为本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的树枝折叠状态结构示意图。

图7为本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的完全折叠状态的结构示意图。

图8为本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的空间站树形机座结构示意图。

图9为本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的折展单元展开状态结构示意图。

图10为本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的折展单元折叠状态结构示意图。

图11为本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的驱动杆结构示意图。

图12为本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的连杆结构示意图。

图13为本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架的连架杆结构示意图。

图中标记为：1.空间站树形机座；21.第一空间站枝干；22.第二空间站枝干；23.第三空间站枝干；24.第四空间站枝干；3.伸展臂；4.主动杆；5.从动杆；6.连架杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

如图1至图13所示，本发明所述的仿含羞草树形折叠式空间站基础骨架，包括空间站树形机座1、空间站枝干、伸展臂3和四杆机构，其特征在于，具体结构和连接关系为：

所述空间站树形机座1为仿含羞草主杆部分，通过销轴与空间站枝干连接；所述空间站枝干为仿含羞草枝干部分，一端通过销轴与空间站树形机座1连接，两侧通过销轴与伸展臂3连接；所述伸展臂3为仿含羞草树枝部分，一端通过销轴与空间站树形枝干连接，两侧通过销轴与四杆机构连接；所述四杆机构为仿含羞草叶片部分，包括主动杆4、从动杆5和连架杆6，所述主动杆4一端通过销轴与伸展臂3连接，另一端通过销轴与从动杆5连接，所述从动杆5一端通过销轴与主动杆4连接，另一端通过销轴与连架杆6连接，所述连架杆6一端通过销轴与从动杆5连接，另一端通过销轴与伸展臂3连接。

所述空间站树形机座1为仿含羞草主杆部分，树形机座形状设计为任意树形均可，本发明设计为八边形柱状体。

所述空间站枝干为多组，空间站枝干的组数可根据空间站树形机座1的长度调整，本发明设计为四组空间站枝干，分别为第一空间站枝干21、第二空间站枝干22、第三空间站枝干23和第四空间站枝干24。

所述空间站枝干与空间站树形机座1通过销轴连接，夹角在0°～180°内任意调整，调整后通过步进电机锁死，使空间站枝干与空间站树形机座之间的夹角固定。

所述伸展臂3与空间站枝干通过销轴连接，伸展臂3为多组，伸展臂3在空间站枝干侧面的位置能够任意调整，伸展臂3与空间站枝干的夹角在0°～180°内任意调整。

所述四杆机构为仿含羞草叶片部分，是构成空间站基础骨架的太阳能电池板的支座，四杆机构通过转动副与伸展臂3连接，四杆机构为多组，排列在伸展臂3两侧，不同组四杆机构的相同构件是通过等比例缩放调整的。

工作原理及过程：

如图1至图4所示，由完全展开状态到叶片折叠状态，电机带动主动杆4运动，进而带动从动杆5转动，最终使连架杆6转动，使四边形的四杆处于同一直线上，进而实现叶片的折叠。

如图3至图6所示，由叶片折叠状态到树枝折叠状态，电机带动伸展臂3运转，使伸展臂3慢慢向空间站枝干运动，进而实现树枝的折叠。

如图5至图7所示，由树枝折叠状态到完全折叠状态，电机带动空间站枝干运转，使空间站枝干向空间站树形机座1运动，进而实现空间站的完全折叠。