一种大幅太阳帆帆面快速折叠方法

本发明属于太阳帆航天器，特别涉及一种大幅太阳帆帆面快速折叠方法。

背景技术：

1、大型的太阳帆航天器，发射前需要将太阳帆按照其帆面的折痕线进行完全折叠收拢于展开机构中，待升空后再将太阳帆进行完全展开，此时太阳帆航天器可利用太阳光的光压提供推力，进行宇宙探索，所以太阳帆帆面如何实现快速有效展开是关键。但是目前针对帆面分块的大面积支撑杆型太阳帆帆面的折叠方式比较繁琐，速度慢，效率低，可靠性差。因此，如何提供一种新型的、大幅的太阳帆帆面快速折叠方法便成为人们进一步思考的问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种大幅太阳帆帆面快速折叠方法，以解决现有分块方形太阳帆帆面折叠速度慢、效率低及可靠性差的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供一种大幅太阳帆帆面快速折叠方法，包括以下步骤：

4、步骤s1：将方形帆面沿两个对角线方向裁剪成四块等腰直角三角形帆面；

5、步骤s2：将一块等腰直角三角形帆面以高度线为中线，中线左右两侧以z形折叠方式反复对称折叠，形成长条形折叠帆面；

6、步骤s3：依次完成其余三块等腰直角三角形帆面的折叠过程；

7、步骤s4：将四块长条形折叠帆面叠置缠绕于卷轴上。

8、在步骤s2中，所述等腰直角三角形帆面的折叠过程包括以下步骤：

9、设等腰直角三角形帆面的直角顶点为a点，另两个顶点分别为b点和c点，通过多个节点将斜边bc等分为n段，n为偶数，取斜边bc的中点f，将等腰直角三角形帆面沿中线af对折，形成中心折痕；

10、在三角形acf内经过每一个节点作中线af的平行线，然后在三角形acf内从离中线af最近的一条平行线开始，依此交错方向折叠，直到将c点落在离中线af最近的一条平行线为止，完成三角形acf的折叠；

11、在三角形abf内从离中线af最近的一条平行线开始，依此交错方向折叠，直到将b点落在离中线af最近的一条平行线为止，此时b点和c点重合，完成三角形abf的折叠，从而完成一块等腰直角三角形帆面的折叠。

12、在三角形acf和三角形abf中与中线af平行的平行线的数量为偶数。

13、所述卷轴的高度为h；斜边bc等分的每段宽度为bc/n，且满足bc/n≤h。

14、将所述等腰直角三角形帆面与长方形的牛皮纸叠置，利用牛皮纸的易折叠特性辅助完成所述等腰直角三角形帆面的折叠过程。

15、在所述等腰直角三角形帆面与牛皮纸叠置前，先将长方形的牛皮纸z形折叠成等分n段，使牛皮纸上形成折痕；

16、将所述等腰直角三角形帆面的中线af与牛皮纸的中心线对齐进行叠置，在牛皮纸的中心线两侧沿牛皮纸的折痕依次呈z形完成所述等腰直角三角形帆面的折叠。

17、所述等腰直角三角形帆面利用牛皮纸完成折叠后，用橡胶滚轮对折痕处滚压，使所述等腰直角三角形帆面上产生折痕，然后卸下牛皮纸，让所述等腰直角三角形帆面沿折痕依次呈z形再次折叠，完成一块所述等腰直角三角形帆面的折叠。

18、在步骤s4中，首先将长条形折叠帆面的a点固定在卷轴上，再将长条形折叠帆面卷在卷轴上，卷完后b点和c点露在卷轴外端。

19、本发明与现有技术相比具有如下优点及有益效果:

20、本发明折叠方式简单，易于对帆面进行简单折叠，将四块等腰直角三角形帆面分别折叠并卷在同一帆面卷轴上，四块等腰直角三角形帆面同步展开，展开过程帆面不会出现相互缠绕等现象，可靠性较高；

21、应用本发明的折叠方法对太阳帆帆面进行折叠后，实现帆面展开仅需要在帆面的四个顶点施加沿对角线方向的拉力，四个方向同时施加同时展开，对支撑杆的要求较低，可以采用各种类型的支撑杆；

22、应用本发明的折叠方式折叠后，在支撑杆展开时能够同时带动帆面展开，展开方式简单，展开过程一步到位，避免分步展开带来的对展开机构的要求过高等问题。

技术特征：

1.一种大幅太阳帆帆面快速折叠方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的大幅太阳帆帆面快速折叠方法，其特征在于，在步骤s2中，所述等腰直角三角形帆面的折叠过程包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的大幅太阳帆帆面快速折叠方法，其特征在于，在三角形acf和三角形abf中与中线af平行的平行线的数量为偶数。

4.根据权利要求2所述的大幅太阳帆帆面快速折叠方法，其特征在于，所述卷轴的高度为h；斜边bc等分的每段宽度为bc/n，且满足bc/n≤h。

5.根据权利要求2所述的大幅太阳帆帆面快速折叠方法，其特征在于，将所述等腰直角三角形帆面与长方形的牛皮纸叠置，利用牛皮纸的易折叠特性辅助完成所述等腰直角三角形帆面的折叠过程。

6.根据权利要求5所述的大幅太阳帆帆面快速折叠方法，其特征在于，在所述等腰直角三角形帆面与牛皮纸叠置前，先将长方形的牛皮纸z形折叠成等分n段，使牛皮纸上形成折痕；

7.根据权利要求6所述的大幅太阳帆帆面快速折叠方法，其特征在于，所述等腰直角三角形帆面利用牛皮纸完成折叠后，用橡胶滚轮对折痕处滚压，使所述等腰直角三角形帆面上产生折痕，然后卸下牛皮纸，让所述等腰直角三角形帆面沿折痕依次呈z形再次折叠，完成一块所述等腰直角三角形帆面的折叠。

8.根据权利要求1所述的大幅太阳帆帆面快速折叠方法，其特征在于，在步骤s4中，首先将长条形折叠帆面的a点固定在卷轴上，再将长条形折叠帆面卷在卷轴上，卷完后b点和c点露在卷轴外端。

技术总结本发明属于太阳帆航天器技术领域，特别涉及一种大幅太阳帆帆面快速折叠方法。该方法包括以下步骤：步骤S1：将方形太阳帆帆面沿两个对角线方向对折两次，形成等腰直角三角形帆面；步骤S2：将等腰直角三角形帆面以高度线为中线，左右两侧以Z形折叠方式反复对称折叠，形成长条形折叠帆面；步骤S3：将长条形折叠帆面缠绕于卷轴上。本发明不仅提高了太阳帆帆面的折叠质量和速度，而且大大减少了叠膜人员的数量，提高了工作效率；同时帆面不会出现相互缠绕等现象，提高了可靠性。技术研发人员：骆海涛,李清歌,李玉新,王铁军受保护的技术使用者：中国科学院沈阳自动化研究所技术研发日：技术公布日：2024/4/29