[發明專利]一種具有形狀記憶效應的可展開著陸梯

有效

• 申請號: 201810375243.1
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108657471B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 冷勁松;魯慶慶;劉立武;劉彥菊;孫健;蘭鑫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B64G1/62
• 分類號: B64G1/62
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳昕

一種具有形狀記憶效應的可展開著陸梯，涉及航天領域。本發明是為了解決現有的著陸梯結構復雜、重量大，導致發射時承載的重量大的問題。兩個Ω型形狀記憶復合材料梁對扣，所述的形狀記憶泡沫填充在兩個Ω型形狀記憶復合材料梁之間的空隙內，兩個Ω型形狀記憶復合材料梁的內表面各粘貼有一個電阻式加熱片，電阻式加熱片，用于在通電狀態下，使Ω型形狀記憶復合材料梁的溫度提升至其玻璃化轉變溫度以上，使Ω型形狀記憶復合材料梁展開，形狀記憶泡沫具有可壓縮性，形狀記憶泡沫用于為Ω型形狀記憶復合材料梁的展開提供額外的承載能力。它作為連接著陸器和星球表面的重要橋梁。

技術領域

本發明涉及一種重量輕、可展開和收縮的著陸梯，屬于航天領域。

背景技術

我國在2000年發表的“中國的航天”中指出要“發展以月球探測為主的深空探測的預先研究”和“在世界空間科學領域占有較重要的地位，開展有特色的空間探測研究”。并在2003年正式啟動“中國探月工程”，在2016年正式立項“中國火星探測計劃”。不論是探月工程還是火星探測計劃，在探測器順利著陸后，能否順利釋放探測車是實現探測計劃的關鍵，而探測車著陸梯作為連接著陸器和星球表面的重要橋梁，因此設計一種結構簡單、可靠、重量輕、強度高的著陸梯是實現探測車順利著陸的關鍵。目前，著陸梯大多采用折疊式和彈出式兩種釋放機構類型，釋放后的著陸梯一般具有跨度較長、著陸梯與地面的夾角較小等特點。且展開后的著陸梯要能夠承載探測車的重量，著陸梯的變形越小，探測車的著陸過程越安全。傳統的折疊式或彈出式著陸梯一般由電機帶動鋼索來提供驅動力和位移，著陸梯一般由金屬做成的厚梁組成，通過鋼索的收縮控制著陸梯的釋放。此類結構的優點是結構簡單、控制容易、安全性較好，但其缺點是重量大，發射成本高。所以，選擇具有密度更小，同時滿足結構強度和剛度的要求的材料是設計著陸梯的關鍵。

發明內容

本發明是為了解決現有的著陸梯結構復雜、重量大，導致發射時承載的重量大的問題。現提供一種具有形狀記憶效應的可展開著陸梯。

一種具有形狀記憶效應的可展開著陸梯，它包括復合材料著陸梯1和支撐桿2，

復合材料著陸梯1包括兩個復合材料著陸梯梯腿，兩個復合材料著陸梯梯腿通過支撐桿2連接，復合材料著陸梯1能夠折疊或者卷曲在著陸器內，

每個復合材料著陸梯梯腿均包括兩個Ω型形狀記憶復合材料梁3、形狀記憶泡沫4和電阻式加熱片5，

兩個Ω型形狀記憶復合材料梁3對扣，所述的形狀記憶泡沫4填充在兩個Ω型形狀記憶復合材料梁3之間的空隙內，兩個Ω型形狀記憶復合材料梁3的內表面各粘貼有一個電阻式加熱片5，

電阻式加熱片5，用于在通電狀態下，使Ω型形狀記憶復合材料梁3的溫度提升至其玻璃化轉變溫度以上，使Ω型形狀記憶復合材料梁3展開，

形狀記憶泡沫4具有可壓縮性，形狀記憶泡沫4用于為Ω型形狀記憶復合材料梁3的展開提供額外的承載能力。

本發明的有益效果為：

將Ω型形狀記憶復合材料梁預浸料切割成不同纖維角度，通過鋪層方式及層數設計著陸梯的彈性模量和剛度。電阻式加熱片為著陸梯的展開提供熱量，將Ω型形狀記憶復合材料梁的溫度提升到其玻璃化轉變溫度以上，即可將著陸梯進行展開，探測車通過展開后的復合材料著陸梯行進至星球表面，形狀記憶泡沫可隨形狀記憶復合材料展開，并提供額外的承載能力，且形狀記憶泡沫具有很高的可壓縮型，在折疊狀態下的體積很小，同時具有質量輕的優點。

Ω型形狀記憶復合材料梁一般是由具有形狀記憶效應的高分子材料作為基體，選取纖維型材料(如碳纖維、玻璃纖維、凱夫拉纖維)等作為增強相，復合而成的材料兼具纖維復合材料的高模量、高強度、密度低的特點，同時具有形狀記憶效應，結構本身既起到了承載作用，又具有自驅動的功能，不需要額外的驅動器，所以結構設計更為簡單緊湊。