一种基于形状记忆聚合物复合材料的可展收桁架机构的制作方法

本发明属于深空探测设备，具体涉及一种基于形状记忆聚合物复合材料的可展收桁架机构。

背景技术：

1、在深空探测中，采样探测器将样品在轨释放，由返回航天器进行再捕获，实现样品在轨转移功能，从而避开两飞行器之间复杂的交会对接操作，是一种样品转移返回的技术途径。

2、但是这种双向捕获的方式，存在空间布置的问题，以及运载火箭运载能力不足的问题。

技术实现思路

1、本发明为了解决双向捕获机构空间不足，以及运载火箭运载能力不足的问题，进而提供一种基于形状记忆聚合物复合材料的可展收桁架机构。

2、本发明所采取的技术方案是：

3、一种基于形状记忆聚合物复合材料的可展收桁架机构，包括剪叉式桁架主体，所述剪叉式桁架主体的剪叉单元中一组剪叉梁之间由形状记忆复合材料铰链连接，另一组剪叉梁之间由小连接轴连接。

4、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

5、1、本发明具有大的展开收拢比，解决现有双向捕获机构空间不足的问题；

6、2、本发明采用的形状记忆材料密度低，制备的桁架结构质量轻，解决运载火箭运载能力不足的问题；

7、3、本发明在轨展开后，形状记忆材料刚化，结构呈现高刚度，满足在轨工作需求，结构简单，无需其他多余支撑；

8、4、本发明利用剪叉机构和形状记忆聚合物复合材料弧形片的大的变刚度特性和形状记忆效应，使得收拢状态下的机构在电加热驱动激励作用下，实现机构的展开；利用形状记忆合金大的形状记忆回复力，实现机构的收拢，无需电机驱动，结构简单，可靠性高。

技术特征：

1.一种基于形状记忆聚合物复合材料的可展收桁架机构，其特征在于：包括剪叉式桁架主体，所述剪叉式桁架主体的剪叉单元(10)中一组剪叉梁(17)之间由形状记忆复合材料铰链(3)连接，另一组剪叉梁(17)之间由小连接轴(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于形状记忆聚合物复合材料的可展收桁架机构，其特征在于：所述形状记忆复合材料铰链(3)平直时为初始形状，赋形为弯曲形状后安装到机构上。

3.根据权利要求2所述的一种基于形状记忆聚合物复合材料的可展收桁架机构，其特征在于：所述形状记忆复合材料铰链(3)的结构为：smpc片层呈折叠状层层相叠在一起，smpc片层上设有加热膜。

4.根据权利要求3所述的一种基于形状记忆聚合物复合材料的可展收桁架机构，其特征在于：所述剪叉式桁架主体的底座(6)和顶盖(5)之间连接有形状记忆合金弹簧(4)。

5.根据权利要求4所述的一种基于形状记忆聚合物复合材料的可展收桁架机构，其特征在于：所述形状记忆合金弹簧(4)在机构收拢状态时为缩短状态，机构展开时为伸长状态。

6.根据权利要求5所述的一种基于形状记忆聚合物复合材料的可展收桁架机构，其特征在于：所述剪叉式桁架主体的底座(6)和顶盖(5)均具有两个平行的滑槽，滑杆(8)能够在滑槽中水平移动，保证剪叉式桁架主体的顺利展开和收拢。

7.根据权利要求6所述的一种基于形状记忆聚合物复合材料的可展收桁架机构，其特征在于：所述剪叉单元(10)中两组剪叉梁(17)相互连接的中间旋转节点由中间连接轴(2)构成，所述中间连接轴(2)两端开设凹槽，通过该凹槽使卡簧(9)固定剪叉梁(17)轴向的移动。

技术总结一种基于形状记忆聚合物复合材料的可展收桁架机构，属于深空探测设备技术领域。为了解决双向捕获机构空间不足，以及运载火箭运载能力不足的问题。剪叉式桁架主体的剪叉单元中一组剪叉梁之间由形状记忆复合材料铰链连接，另一组剪叉梁之间由小连接轴连接。本发明具有大的展开收拢比，解决现有双向捕获机构空间不足的问题；本发明采用的形状记忆材料密度低，制备的桁架结构质量轻，解决运载火箭运载能力不足的问题；本发明在轨展开后，形状记忆材料刚化，结构呈现高刚度，满足在轨工作需求，结构简单，无需其他多余支撑。技术研发人员：刘彦菊,刘立武,刘政贤,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：2024/6/13