[發明專利]基于形狀記憶聚合物復合材料的空間展開機構及展開方法

有效

• 申請號: 201811221204.2
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN111071484B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 劉彥菊;劉立武;曾成均;劉天珍;冷勁松
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種基于形狀記憶聚合物復合材料的空間展開機構，其特征在于：包括一個與安裝面連接的合金底座(1)和一個用于連接合金底座(1)與桿件系統的45°鉸鏈(22)，所述的桿件系統包括多個180°鉸鏈和多根復合材料空心桿件，相鄰的兩根所述的復合材料空心桿件之間通過一個180°鉸鏈連接，折疊狀態下的所述空間展開機構的多根復合材料空心桿件從下到上平行設置，最下端的復合材料空心桿件的未連接180°鉸鏈的一端與45°鉸鏈連接，最上端的復合材料空心桿件的未連接180°鉸鏈的一端與負載連接，所述的45°鉸鏈和多個所述180°鉸鏈均包括合金轉換頭和由形狀記憶聚合物復合材料制成的片層，由形狀記憶聚合物復合材料制成的所述片層的兩端各通過一個合金轉接頭與相應位置處的結構連接。

2.根據權利要求1所述的基于形狀記憶聚合物復合材料的空間展開機構，其特征在于：45°鉸鏈的所述片層兩端的所述的合金轉換頭為與合金底座連接的第一合金轉接頭和與復合材料空心桿件連接的第二合金轉接頭，所述的第一合金轉接頭與聚合物復合材料片層連接端為兩側面帶弧度的實心結構，與合金底座連接端為中空夾持結構；

所述的第二合金轉接頭與聚合物復合材料片層連接端為兩側面帶弧度的空心結構，與復合材料空心桿件連接端為中空的圓柱形結構。

3.根據權利要求2所述的基于形狀記憶聚合物復合材料的空間展開機構，其特征在于：180°鉸鏈的所述片層兩端的所述合金轉換頭為與前一節復合材料空心桿件連接的第三合金轉接頭和與后一節復合材料空心桿件連接的第四合金轉接頭，所述的第三合金轉接頭和第四合金轉接頭的結構均與第二合金轉接頭的結構相同。

4.根據權利要求3所述的基于形狀記憶聚合物復合材料的空間展開機構，其特征在于：所述45°鉸鏈和多個所述180°鉸鏈均包括兩個由形狀記憶聚合物復合材料制成的片層，且分別為內側形狀記憶聚合物復合材料片層和外側形狀記憶聚合物復合材料片層，45°鉸鏈的初始形狀為45°弧形結構，45°鉸鏈的賦形后的形狀為平直結構，180°鉸鏈的初始形狀為180°弧形結構，180°鉸鏈的賦形后的形狀為平直結構。

5.根據權利要求4所述的基于形狀記憶聚合物復合材料的空間展開機構，其特征在于：在內、外側形狀記憶聚合物復合材料片層上均粘貼一個電加熱膜。

6.根據權利要求5所述的基于形狀記憶聚合物復合材料的空間展開機構，其特征在于：所述形狀記憶聚合物復合材料為環氧形狀記憶聚合物復合材料或氰酸酯形狀記憶聚合物復合材料。

7.根據權利要求6所述的基于形狀記憶聚合物復合材料的空間展開機構，其特征在于：最上端的復合材料空心桿件的未連接180°鉸鏈的一端連接的負載為高速拍攝相機、空間抓取結構、信號采集設備或可展開天線。

8.根據權利要求7所述的基于形狀記憶聚合物復合材料的空間展開機構，其特征在于：所述180°鉸鏈設置三個，分別為一級180°鉸鏈(23)、二級180°鉸鏈(24)和三級180°鉸鏈(25)，所述復合材料空心桿件設置4根，分別為一級復合材料空心桿件(6)、二級復合材料空心桿件(11)、三級復合材料空心桿件(16)和四級復合材料空心桿件(21)。