基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构的制作方法

本发明属于航天展收机构锁定，特别涉及一种基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构。

背景技术：

1、传统的展开收拢机构通常采用金属材料制作，这些机构的刚度大，但结构复杂，重量较大，且无法实现灵活的控制。近年来，随着形状记忆聚合物复合材料的不断发展，人们开始探索使用形状记忆聚合物复合材料制作展开收拢机构。由于形状记忆聚合物复合材料具有可控制的形状记忆性、变刚度等特性，因此可以实现机构的灵活控制和精确锁定。但是，现有的由形状记忆聚合物复合材料制作的展开收拢机构，由于只依靠电机驱动实现可展收功能，这就需要一直给电机通电来保持收拢和展开的锁定状态，存在功耗大、安全性差等缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的是为解决背景技术中存在的上述问题，提供一种基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构。

2、本发明实现上述目的，采取的技术方案如下：

3、基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构，包括双轴电机、空间可展收机构及两个连接轴；空间可展收机构包括两个形状记忆变刚度关节和四个端部固定件；

4、双轴电机的两个输出轴各与一个连接轴同轴固定连接，每个连接轴外侧面贴绕有一个形状记忆变刚度关节，两个形状记忆变刚度关节与两个上下叠放在一起的太阳能帆板一端的上下表面固定连接，每个连接轴的外端均装有两个端部固定件，两个端部固定件中位于内侧的端部固定件环套装在连接轴上，并与位于下面的太阳能帆板的下表面固定连接，两个端部固定件中位于外侧的端部固定件固定套装在连接轴上，并与位于上面的太阳能帆板的上表面固定连接。

5、进一步的是，形状记忆变刚度关节由形状记忆聚合物与增强材料复合而成。

6、进一步的是，形状记忆聚合物为环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯中的一种。

7、进一步的是，增强材料为陶瓷颗粒、纤维增强材料中的一种或两种材料的组合。

8、进一步的是，两个形状记忆变刚度关节结构相同，初始形状均为u形，u形形状记忆变刚度关节的两端与两个叠放在一起的太阳能帆板一端的上下表面固定连接，u形形状记忆变刚度关节加热后呈平板形状。

9、进一步的是，四个端部固定件结构相同，并均包括轴套和固定舌，固定舌的一端与轴套的外圆面相切并制为一体，所述两个端部固定件中位于内侧的端部固定件通过轴套环套装在连接轴上，并通过固定舌与位于下面的太阳能帆板的下表面固定连接，所述两个端部固定件中位于外侧的端部固定件通过轴套固定套装在连接轴上，并通过固定舌与位于上面的太阳能帆板的上表面固定连接。

10、进一步的是，两个形状记忆变刚度关节表面均固定贴附有加热膜，加热膜通电对形状记忆变刚度关节进行加热。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、本发明提供的一种基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构，形状记忆变刚度关节由形状记忆聚合物与增强材料复合而成，在高温状态下形状记忆聚合物复合材料刚度非常小，电机驱动连接轴，带动端部固定件转动，从而使太阳能帆板展开，展开后关闭电机，形状记忆聚合物复合材料表面温度降低，刚度提高，从而保证空间可展收机构处于锁定状态。

13、本发明提供的一种基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构，具有结构简单、展开可控、锁定状态稳定等特点，且展开和收拢后，电机无需再进行工作，功耗小。使用形状记忆聚合物和增强材料复合后作为关节材料，可以大大减轻机构自身的重量，并且可以实现精确的刚度控制。因此，本发明可以广泛应用于各种需要空间可展收机构的领域，例如航天器、卫星、遥感器等。

技术特征：

1.一种基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构，其特征在于：包括双轴电机(1)、空间可展收机构及两个连接轴(2)；空间可展收机构包括两个形状记忆变刚度关节(3)和四个端部固定件(4)；

2.根据权利要求1所述的基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构，其特征在于：形状记忆变刚度关节(3)由形状记忆聚合物与增强材料复合而成。

3.根据权利要求2所述的基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构，其特征在于：形状记忆聚合物为环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯中的一种。

4.根据权利要求2所述的基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构，其特征在于：增强材料为陶瓷颗粒、纤维增强材料中的一种或两种材料的组合。

5.根据权利要求1所述的基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构，其特征在于：两个形状记忆变刚度关节(3)结构相同，初始形状均为u形，u形形状记忆变刚度关节(3)的两端与两个叠放在一起的太阳能帆板(5)一端的上下表面固定连接，u形形状记忆变刚度关节(3)加热后呈平板形状。

6.根据权利要求1所述的基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构，其特征在于：四个端部固定件(4)结构相同，并均包括轴套和固定舌，固定舌的一端与轴套的外圆面相切并制为一体，所述两个端部固定件(4)中位于内侧的端部固定件(4)通过轴套环套装在连接轴(2)上，并通过固定舌与位于下面的太阳能帆板(5)的下表面固定连接，所述两个端部固定件(4)中位于外侧的端部固定件(4)通过轴套固定套装在连接轴(2)上，并通过固定舌与位于上面的太阳能帆板(5)的上表面固定连接。

7.根据权利要求1所述的基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构，其特征在于：两个形状记忆变刚度关节(3)表面均固定贴附有加热膜(6)，加热膜(6)通电对形状记忆变刚度关节(3)进行加热。

技术总结基于形状记忆变刚度关节的太阳能帆板可重复展收机构，属于航天展收机构锁定技术领域。双轴电机的两个输出轴各与一个连接轴同轴固定连接，每个连接轴外侧面贴绕有形状记忆变刚度关节，形状记忆变刚度关节与两个上下叠放的太阳能帆板一端的上下表面固定连接，每个连接轴的外端均装有两个端部固定件，两个端部固定件中位于内侧的端部固定件环套装在连接轴上，并与位于下面的太阳能帆板固定连接，两个端部固定件中位于外侧的端部固定件固定套装在连接轴上，并与位于上面的太阳能帆板固定连接。利用本发明的可重复展收机构可使太阳能帆板可重复展收，无需电机一直控制收拢和展开的锁定状态，并具有功耗低、结构简单、展开可控、锁定状态稳定等特点。技术研发人员：刘彦菊,刘政贤,刘立武,张风华,李丰丰,冷劲松受保护的技术使用者：苏州智新复合材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5