Развертываемая пространственная длинномерная конструкция Советский патент 1992 года по МПК E04B1/343 E04H12/18 

Изобретение относится к строительству, а именно к развертываемым пространст- венным длинномерным конструкциям, используемым в качестве опор для антенн, солнечных батарей и другого оборудования в мобильных объектах различного назначения, в том числе в ограниченном объеме носителя для сооружения платформ в космосе.

Известна равертываемая пространственная длинномерная конструкция, включающая пояса, раскосы и распорки, шарнирно соединенные между собой, причем раскосы могут быть выполнены жесткими или гибкими, а распорки снабжены телескопическими раздвижными устройствами с фиксаторами.

Такая конструкция является весьма сложной вследствие большого количества шарнирных соединений, работающих в разных плоскостях, а также наличия сложного раздвижного телескопического устройства с фиксаторами. Кроме того, необходим специальный тяговый двигатель для последовательного развертывания каждой секции. Недостатком гибких раскосов является их вытягивание при работе на растяжение, для устранения чего требуются натяжные устройства. При жестких раскосах угол а между раскосами и распорками в узле крепления последних к поясам равен углу между этими элементами в сложен ном горизонтальном положении, который может быть менее 30° Поэтому высота секции при

XJ 00 05

еякуддД

естких раскосах намного меньше оптиальной и конструкция неэффективна.

Наиболее близкой по поставленной зааче и технической сущности к предложенной является развертываемая 5 пространственная длинномерная конструкция трехгранного поперечного сечения, соержащая пояса, поперечные элементы и гибкие раскосы. Между узлами крепления раскосов и поперечных элементов к поясам 10 последние им еют разъем с упорами и пруинами, эксцентричнозакрепленными к поясам. Путем разъема поясов и изгиба раскосов создается возможность складывания конструкции. Ее развертывание проис- 15 ходит при помощи стержня-толкателя, расположенного по оси конструкции,путем возвратно-поступательного его перемещения.

Наличие такого механизма усложняет 20 конструкцию. Кроме того, при гибких раскосах требуется устройство для их натяжения, т.к. в противном случае снижается надежность конструкции. Вызывает сомнение наежность подпружиненных разъемов 25 поясов. Конструкция может быть только рехгранной, призматической.

Целью изобретения является повышение надежности конструкции и ее компактности в сложенном положении.30

Указанная цель достигается тем, что в развертываемой пространственной длинномерной конструкции, включающей основание, прикрепленные к нему пояса с разъемами между узлами крепления к ним 35 packocoB И поперечных элементов и приспособление для развертывания конструкции, согласно изобретению она снабжена установленными в местах разъемов поясов вставками, каждая из которых закреплена к 40 одному концу пояса и входит в его другой0 конец, а раскосы выполнены жесткими и установлены в плоскостях, проходящих через биссектрисы поперечного сечения конструкции. Приспособление для 45 развертывания конструкции выполнено в виде установленного по ее оси троса, концы которого закреплены у вершины конструкции с возможностью натяжения посредством расположенного на противоположном 50 ее конце привода, например, в виде поворотных рычагов или лебедки и поярусно раз- мещенных на тросе втулок. Раскосы шарнирно закреплены ко втулкам и к поясам посредством фасонок, а поперечные 55 элементы выполнены гибкими, при этом соединение всех поясов с основанием выполнено разъемным.

На фиг. 1 схематически изображена развертываемая пространственная длинномерная конструкция; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 для конструкции четырехгранного поперечного сечения; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 для конструкции трехгранного поперечного сечения; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2 и 3; на фиг. 5 - узел I на фиг, 4; на фиг. 6 - конструкция в свернутом состоянии; на фиг. 7 - узел II на фиг, 6; на фиг. 8 - узел 111 на фиг. б.

Конструкция представляет собой пространственную ферму четырех-(см. фиг. 2) или трехгранного (см. фиг, 3) поперечного сечения, прикрепленную одним концом к основанию 1. По оси конструкции парусно расположены втулки 2 трубчатого сечения. Раскосы 3 выполнены жесткими, например, из труб, установлены в плоскостях, проходящих через биссектрисы поперечного сечения конструкции, и закреплены посредством шарниров 4 и фасонок 5 к поясам 6 и втулкам 2. Между узлами крепления раскосов 3 к поясам 6 расположены разъемы 7 поясов 6.

Через втулки 2 протянут трос 8,проходя- щий через центральные отверстия во фланцах 9, прикрепленных к торцам втулки 2. К фланцу 9 верхней втулки 2 закреплен верхний торец троса 8, а в основании 1 конструкции расположено приспособление для .натяжения троса 7, например, в виде поворотных рычагов или лебедки (на чертеже не показаны).

В разъемах 7 участки поясов б ограничены фланцами 10, между которыми расположены вставки 11, с поперечником, меньшим внутреннего поперечника трубы пояса 6. Вставка 11 прикреплена к одной стороне разъема на сварке и установлена свободно относительно другой стороны разъема. Узлы 12 крепления раскосов 3 к поясам б соединены поярусно поперечными натянутыми гибкими стержнями 13.

В свернутом виде конструкции (см. фиг. 6) раскосы 3 повернуты в шарнирах 4 и вытянуты в одну линию. При этом пояса б, раскосы 3 и втулки 2 располагаются параллельно, примыкая друг к другу. Участки поя- сов б развернуты в разъемах 7 на расстояние, определяемое заданными геометрическими параметрами конструкции в свернутом и развернутом положениях. При этом вставки 11 (см. фиг. 7) служат направляющими трубчатых участков поясов 6. Гибкие стержни 13 свободно свисают между узлами 12. Трос8 через втулки 2 максимально затянут в конструкцию.

Развертывание конструкции осуществляется путем натяжения троса 8 по стрелкам на фиг. 4 и 6, с помощью указанных выше устройств. При этом раскосы 3, ввиду их

эксцентричного по отношению к тросу 8 закрепления к втулкам 2, повернутся в шарнирах 4 и примут проектное положение. В это вр емя в разъемах 7 поясов 6 произойдет соединение фланцев 10 путем скольжения свободного конца участков поясов 6 по соединительным вставкам 11, а нижние концы поясов 6 упрутся в основание 1.

По сравнению с прототипом наличие в предложенной конструкции жестких раскосов вместо гибких повышает общую устойчивость и устраняет необходимость в устройствах для их натяжения. Что же касается гибких стержней 13, соединяющих узлы крепления раскосов к поясам, то они работают только на растяжение и обеспечивают геометрическую неизменяемость конструкции. Предложенная конструкция может быть трехгранной и многогранной с параллельными и наклонными поясами. Простые шарнирные соединения раскосов и соединительные вставки упрощают конструкцию и обеспечивают ее надежное раз вертывание и работу. Простое устройство привода, в видетроса5 и рычага или лебедки с одноразовым натяжением троса при разворачивании конструкции, вместо сложного стержня - толкателя с многоразовым возвратно-поступательным его перемещением, также упрощает конструкцию и повышает ее надежность. Благодаря примыканию элементов друг к другу в сложенном состоянии обеспечивается высокая пень компактности конструкции

:теФормула изобретения Развертываемая пространственная

длинномерная конструкция, включающая основание, прикрепленные к нему пояса с разъемами между узлами кр епления к ним раскосов и поперечных элементов и приспособление для развертывания1, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности конструкции и ее кбмпактности в сложенном положении, она снабжена установленными в местах разъе мов поясоз

вставками, каждая из кбторых закреплена к одному концу пояса и входит в его другой конец, а раскосы выполнен жесткими и установлены в плоскостях проходящих через биссектрисы поперечного сечения конструкции, при этом приспособление для развертывания конструкции выполнено в виде установленного по оси конструкции троса, «онцй которого закреплены у вершины конструкции с возможностью натяжения

посредством расположенного у ее основания привода, и поярусйо размещенных на тросе втулок, причем раскосы шарнирно закреплены ко втулкам и к поясам посредством фасонок, а поперечные элементы

выполнены гибкими, при этом соединение всех поясов с основанием выполнено разъ емным.

Использование: опоры для антенн, солнечных батарей и другого оборудования в мобильных объектах. Сущность изобретения: конструкция представляет собой геометрически неизменяемую ферму четырех- или трехгранного сечения. По оси конструкции ярусами размещены втулки с пропущенным Через них тросом, закрепленным.в верхней части конструкции и соединенным в нижней части с натяжным устройством. Раскосы выполнены жесткими, расположены в биссектральных плоскостях .и закреплены шарнирно с эксцентриситетом к поясам и втулкам. Между узлами крепления раскосов к поясам в последних имеются разъемы, в которых установлены вставки. Узлы крепления раскосов к поясам соединены друг с другом поярусно натянутыми гибкими стержнями. 8 ил.

Л

е

0Ј/г1

А-А

13

рагЗ

S-6

гу

Ф&.6

II

2

fte. 7

111

Фиг.&