航天器卷筒式伸桿機構的發展與展望

路瑞龍,張從發,韓靜濤,黎 彪,劉 勇,于春宇,李占華

(1. 北京科技大學材料科學與工程學院,北京 100083； 2. 中國空間技術研究院總體部,北京 100094；3. 石家莊鐵道大學機械工程學院,石家莊 050043)

0 引 言

隨著航天器技術進步,空間展開機構的種類與應用也越來越多。空間展開機構是指在發射時將部件收攏成可抗發射載荷的滿足發射包絡的收攏態,入軌后將部件展開至工作位置的機構。根據航天器部件在展開前后形狀變化特點,空間展開機構分為線狀展開機構,面狀展開機構,體狀展開機構。作為一種線狀展開機構,卷筒式伸桿機構相比于機械式展開機構具有體積小、重量輕、自驅動以及自剛化等優點,近年來備受各類航天器用戶青睞,特別是在“張衡一號”、“嫦娥四號”、“天問一號”等空間探測器上成功應用,卷筒式伸桿機構成為此類展開機構的發展趨勢。在小衛星領域,卷筒式伸桿機構契合了小衛星結構構型通用化、小型化、專用化、多功能一體化的多元同步發展態勢。因此,研究卷筒式伸桿機構具有重要意義。

為了總結與借鑒卷筒式伸桿機構研究與應用經驗,促進卷筒式伸桿機構技術發展,本文對卷筒式伸桿機構的研究進展與應用狀況進行了闡述,提出了卷筒式伸桿機構的發展趨勢與建議,旨在為航天器卷筒式伸桿機構創新發展提供參考。

1 卷筒式伸桿機構的組成特點、工作原理及分類

卷筒式伸桿機構(如圖1所示),通常被稱為STACER(Spiral tube and actuator for controlled extension and retraction),不同于傳統航天器展開機構,由動力源、傳動副和執行部件構成,卷筒式伸桿機構是一體化設計機構,動力源、傳動副和執行部件全部通過核心部件卷筒式伸桿實現,是一種典型的基于材料特性的展開機構,動力源由儲存于材料內部的彈性能提供,傳動副和執行部件亦是由材料構型的變化而實現。卷筒式伸桿機構采用驅動支撐一體化設計,具有輕質、大收納比、小收攏包絡、自驅動、自剛化等特點；還具有一維直線展開、軌跡可控、布局方便,高可靠性等優點；特殊的連續螺旋薄殼構型使其具備良好的熱對稱性,避免了非封閉伸桿機構的熱顫現象。

圖1 卷筒式伸桿機構Fig.1 STACER

卷筒式伸桿機構的主要核心部件卷筒式伸桿(又稱彈性卷筒,Spiral Tube,有時為了簡化也將卷筒式伸桿稱為STACER)是由一定寬度的超薄金屬帶材,以恒定直徑()、恒定螺旋角()與螺距()制成的類薄壁管。收攏狀態為超薄帶卷,展開狀態為螺旋纏繞管,后一圈緊抱住前一圈,相鄰兩圈具有一定的重疊率,在幾何約束和層間接觸摩擦力的耦合作用下,形成具有一定剛度的類薄壁管,如圖2 所示。

圖2 展開狀態卷筒式伸桿示意圖Fig.2 Schematic drawing of a deployed STACER

卷筒式伸桿機構按應用范圍分為三類：1)作為電場儀等有效載荷的可伸縮支撐桿,如POLAR、FAST、THEMIS、RBSP、DEMETER探測器等；2)作為探測天線,如STEREO、MAVEN、Solar Orbiter等探測器；3)作為其它展開機構驅動源,如STEREO衛星上的IMPACT套筒機構等。

卷筒式伸桿機構按使用方式分為單次和可重復使用兩種形式,如圖3和圖4所示,可重復使用STACER具有展開輔助裝置,如圖4(c)所示。

圖3 單次使用卷筒式伸桿機構示意圖Fig.3 Schematic diagram of a single-use STACER

圖4 可重復使用卷筒式伸桿機構及其輔助裝置Fig.4 Reusable STACER and its deployment assist device

2 卷筒式伸桿的研究進展

卷筒式伸桿機構作為一種彈簧天線可以追溯到20世紀60年代,由美國Hunter彈簧公司(現屬于Ametek公司)研發出來。由于此類天線的獨有特性,被廣泛用于航天與軍事項目。它可以依靠自身驅動力迅速展開至全長,長度可達10 m以上,常用作天線、天線支撐結構、太陽能陣列支撐結構、線性致動器、能量吸收器、遠程定位、傳感器探頭等。

Bale等稱,STACER是一種螺旋的、具有固定螺距、固定直徑的扁彈簧,可以根據需要選擇不同板帶寬度、厚度,螺旋直徑和螺距,使STACER在不同的應用中發揮最佳性能。大多數STACER產品長度為1～10 m,直徑可變范圍為4～55 mm,可以提供高于200 N的展開驅動力,典型的制作材料為不銹鋼、鈹青銅和Elgiloy合金。

NASA和歐空局(ESA)對于卷筒式伸桿機構的研究與應用均較早。然而,由于其應用領域的特殊性,幾乎所有的報道與論著都不涉及卷筒式伸桿的成形原理與工藝細節,僅有極少數文獻[5]給出了制作卷筒式伸桿時采用的典型材料,較為籠統地介紹了卷筒式伸桿的尺寸規格與主要特性參數；報道中對卷筒式伸桿機構的描述主要側重于應用型號及其在該型號中發揮的主要功能上。

中國于2012年在“張衡一號”電磁監測試驗衛星上開展了卷筒式伸桿機構研制,隨后又成功將其應用于“嫦娥四號”月球探測器和“天問一號”火星探測器。以下將從卷筒式伸桿的成形原理探索、成形工藝、仿真優化、設備與產品制造、性能測試等方面展開論述。

2.1 卷筒式伸桿的成形原理探索

2014年,北京科技大學李占華等對卷筒式伸桿機構核心部件卷筒式伸桿(又稱彈性卷筒)的成形原理進行了初步探索,采用通用有限元軟件ABAQUS對沒有螺旋角的扁平螺旋彈簧(卷筒式伸桿初探模型)建立了有限元模型,模擬與冷卷繞過程如圖5所示,板帶在后張力作用下,通過固定裝置,逐漸纏繞于芯軸上。

圖5 冷卷繞過程示意圖Fig.5 Schematic diagram of cold winding process

該研究在不同參數條件下分析了彈簧回彈后的殘余應力變化規律：外層最大,內層最小,且殘余應力隨著后張力的增加而增大；另外,殘余應力隨著彈簧成形直徑的增加而增大；且殘余應力隨著彈簧板材厚度的增加而增大,在板材寬度方向由邊緣到中心呈先下降再上升的規律,類似于“Ω”狀。

基于卷筒式伸桿構型與使用要求,主要采用板料彎曲成形原理。李占華對板料彎曲成形的研究現狀以及彎曲回彈的預測與控制進行了細致地研究,在板料彎曲理論方面采用了Hill中性層移動概念,利用了指數強化材料模型與更能反映材料特性的Hill各向異性屈服準則,在反向加載過程中,采用了混合強化模型,對卷筒式伸桿的成形方法進行了理論建模研究,形成了拉壓復合連續彎曲(Composi-ting stretch and press bending,CSPB)成形原理：在壓彎模具基礎上,對帶材兩側施加張力,并使帶材自一側拉出,當帶材與模具法向呈一定角度喂料時,可實現卷筒式伸桿的成形,成形原理如圖6所示。成形模具結構由凸模和凹模構成,板帶以一定角度置于兩模具之間,此角度與卷筒式伸桿的自然螺旋角直接相關。

圖6 CSPB成形原理模型圖Fig.6 CSPB forming principle model

2.2 卷筒式伸桿成形數值模擬的研究進展

卷筒式伸桿類似于恒力彈簧,其優異性能依賴于卷層各位置等自然曲率的特性,2016年與2017年,北京科技大學與中國空間技術研究院的研究人員結合有限元顯式(Explicit)算法與隱式(Standard)算法的各自優勢,利用ABAQUS軟件對此構件的成形過程進行了數值模擬,對影響成形過程的關鍵工藝參數后張力、模具間隙、模具圓角、帶材厚度分別進行了數值模擬分析,并通過試驗驗證了模擬結果的準確性,結果表明,通過帶材兩側的張力作用與反向彎曲,有效改善了冷成形卷筒式伸桿制件的殘余應力,提高了冷成形制件的穩定性；總結出關鍵工藝參數對成形過程的影響規律：隨成形間隙減小,帶材彎曲曲率半徑減小,隨著變形程度的增加,卷筒式伸桿構件成形直徑減小；隨著模具圓角減小,成形直徑減小；后張力在0～30 N范圍內對制件直徑影響不大,增大后隨之影響加劇；隨帶材厚度增加,成形直徑先減小后增加；通過試驗對數值模擬過程進行了驗證,試驗結果與模擬數據表現出相同的規律,試驗結果與模擬數據的最大數值誤差小于8%,驗證了模擬數據的可靠性,可作為生產實踐的依據。

2.3 卷筒式伸桿成形設備與工藝的研究進展

2017年,北京科技大學與中國空間技術研究院的研究人員根據卷筒式伸桿成形數值模擬與樣機試驗工藝參數分析,設計制造了成形設備,具有開卷、收卷、成形、帶材糾偏、后張力給定等功能；成形過程主要驅動力由收卷側提供,采用伺服電機結合PLC控制,實時監控成形過程；為滿足不同制件螺旋角的需求,設備加入螺旋角調整裝置,成形設備如圖7所示。

圖7 卷筒式伸桿成形設備Fig.7 Forming equipment for the spiral tube

利用成形設備,通過上料與引帶、成形工藝參數調整、卷筒式伸桿逐漸成形、產品出件等工藝過程進行卷筒式伸桿的制備。卷筒式伸桿實物如圖8所示。

圖8 卷筒式伸桿實物圖Fig.8 Photo of the spiral tube

2.4 卷筒式伸桿性能測試技術的研究進展

2017年北京科技大學與中國空間技術研究院的研究人員對卷筒式伸桿關鍵服役力學性能進行了測試與研究：1)展開驅動力測試,測試原理如圖9所示,在展開起始階段,展開驅動力為40 N左右,隨著展開過程持續,展開驅動力下降,在其衰減至平穩段時,展開驅動力為25 N左右,可實現全過程穩定展開與自支撐。2)彎曲剛度測試,測試時將卷筒式伸桿一端水平固支,卷筒式伸桿作為懸臂受重力作用而自然下垂,通過測量其頂端最大撓度值來計算彎曲剛度。彎曲剛度測試原理如圖10所示。經測試與計算,卷筒式伸桿彎曲剛度值可達23.78 kg.m,接近于同類型薄壁管元件彎曲剛度值(26.9 kg.m)。3)指向精度測試,測試原理如圖11所示,在簡化模型中采用偏離角來衡量指向性的優劣,經測試,偏離角小于0.6°,很好地滿足了卷筒式伸桿展開指向精度要求。

圖9 展開驅動力測試示意圖Fig.9 Measurement of the driving force during deployment

圖10 彎曲剛度測試原理Fig.10 Test principle of the bending stiffness

圖11 指向精度測試原理Fig.11 Test principle of the pointing precision

以上關鍵服役力學性能測試還相對有限,不能全面體現卷筒式伸桿機構在軌服役時性能發揮的優劣,也不能體現出其在軌服役時與航天器其他部件的耦合性能關系。因此,我們應該綜合分析航天器力學環境,采用先進的理論方法,高精度的有限元模型與修正技術,并且精確地設計出力學環境條件,為卷筒式伸桿機構更加有效地應用打下堅實的基礎。

2016年,清華大學吳江對卷筒式伸桿建立了柔性多體動力學模型,對其展開過程進行了仿真,得出卷筒式伸桿的兩種展開模式：金屬帶各圈由內而外逐次展開和各圈幾乎同步展開。通過仿真、試驗與理論分析,揭示了卷筒式伸桿準靜態展開時兩種展開模式下展開推力的變化規律,但最新結果表示僅能對700 mm長卷筒式伸桿進行仿真分析。卷筒式伸桿的仿真分析需要從薄殼的物理、幾何、平衡方程出發,利用有限元方法進行數值求解,主要困難在于問題的強非線性,并且還是一個動態問題,每增加一個伸展步長,都要求解一個“靜態”非線性問題；同時,受鋼帶厚度(0.1～0.15 mm)制約,鋼帶網格單元不能過疏,這又進一步加劇了數值仿真的難度。為滿足大尺寸卷筒式伸桿的分析驗證,需要進一步開展仿真研究。另外,此研究對特定成形方式制件得到了較為吻合的結果,其他方式成形制件的仿真與試驗結果有待進一步探究。

2016年,中國空間技術研究院于春宇等針對卷筒式伸桿應用變分方法的思想,以研究鋼帶變形的幾何特性為基礎,構造出鋼帶構型恰當的可能函數空間,并利用形狀函數隨伸展長度的變化規律求出鋼帶的主應變以及變形能,再利用勢能極小原理,確定出鋼帶真實構型以及相應的變形能,最終利用變形能和虛功原理得出伸展力。此方法既簡化了計算又得到了鋼帶形狀函數、展開力的近似解形式,為展開力影響因素的定量分析提供了條件。

2019年,北京航空航天大學吳健等對卷筒式伸桿機構展開過程仿真實現方法進行了研究,建立了展開過程原理樣機與計算模型,在運動狀態分析結果基礎上建立了機構展開過程的參數化動力學仿真模型,并實現了仿真結果可視化。然而,此研究是基于材料力學理論進行的研究,應從更多方面考慮物理、幾何與邊界條件等問題,不宜對模型進行過度簡化,以免影響仿真結果的可靠性。

2020年,中國空間技術研究院與北京科技大學的研究人員針對卷筒式伸桿機構在發射過程中彈性卷筒部件與執行器的應力狀態與穩定性,應用顯示動力學方法建立了有限元模型,研究了卷筒式伸桿頂端直徑對卷筒式伸桿機構展開和收攏過程的影響,以及卷筒式伸桿機構收攏與展開過程中帶材表面摩擦系數與加速度對展開穩定性的影響,機械測試結果與仿真結果的受力趨勢相近,為卷筒式伸桿機構的設計與發射參數改進提供了理論借鑒。

2020年,中國空間技術研究院黎彪等針對卷筒式伸桿機構的展開剛度問題,分析了卷筒式伸桿機構的工作原理,基于等效連續體模型推導了卷筒式伸桿的構形參數與剛度的關系式,分析了卷筒式伸桿末端螺旋角、末端半徑、帶厚、帶寬對展開剛度的影響。分析得出：末端半徑的增大能同時提高卷筒式伸桿的一階頻率和比剛度,而帶寬的增大將導致卷筒式伸桿的一階頻率和比剛度均降低；卷筒式伸桿的一階頻率隨帶厚的增加近似線性增大,但比剛度隨帶厚的增大而近似按雙曲線規律下降,卷筒式伸桿末端螺旋角在62°～75°時,卷筒式伸桿的比剛度可獲得最優值。卷筒式伸桿的剛度測試結果與理論分析結果基本一致,校驗了理論分析方法的有效性。該研究成果對卷筒式伸桿展開剛度的影響因素做了較為準確的研究,為卷筒式伸桿的應用提供了很好的借鑒。

2021年,欣諾冷彎型鋼產業研究院(曹妃甸)有限公司與北京空間飛行器總體設計部的研究人員針對卷筒式伸桿機構進行了相關發明：1)一種輕小型線性展開機構并給出了其使用方法,該機構采用支撐一體化設計,展開長度0.5～2 m,收攏體積小于?0.04 m×0.1 m,質量小于200 g,具有超小體積收納,超輕質量,且展開狀態具有較好剛度的優點,為深空科學探測提供了一種收納體積小,重量輕的線性展開機構；2)一種無扭轉預緊力加載裝置及方法,適用于卷筒式伸桿壓緊,操作簡便,能夠對預緊力進行實時顯示,而且被壓緊裝置不承受扭轉載荷,保證了被壓緊裝置內多個部件的相對位置關系；3)一種測試彈性卷筒熱變形的系統和方法,該方法不影響待測彈性卷筒的展開與展開精度,具有測量精度高的優點,且搭建簡單、實施快捷高效、成本低廉的優勢。

3 卷筒式伸桿機構的應用狀況

近年來,從探測火箭傳感器到末端有大質量載荷的重力梯度伸桿,已經有超過700多套卷筒式伸桿機構被應用于各類航天器。在大部分應用中,STACER被用作支撐桿,將載荷直接安裝于頂端。

1996年～2020年,美國國家航空航天局(NASA)和歐空局(ESA)將卷筒式伸桿機構應用于多個探測器,1996年2月24日NASA發射了POLAR系列衛星,該系列衛星上的等離子體波儀(Plasma wave instrument,PWI)與電場儀(Electric fields instrument,EFI)被同時布置在端到端距離為14 m的剛性STACER末端,伸桿軸線與航天器自旋軸同軸,卷筒式伸桿在航天器發射前處于收攏狀態,航天器進入預定軌道后逐漸展開,將有效載荷伸展至遠離星體的位置以便進行無干擾探測。

1996年8月21日NASA發射了FAST系列衛星,該系列衛星載荷中磁場和電場探測載荷的軸向伸桿由卷筒式伸桿、導向和支撐輥、展開輔助裝置、帶電場偏置元件的球形傳感器和碳纖維外殼構成。卷筒式伸桿元件采用0.12 mm(厚)×126 mm(寬)的Elgiloy合金冷成形制成,具有恒定的自由螺旋直徑和螺旋角。對于單根STACER,軸對稱的圓周熱流使其具有熱對稱性的優勢,另外,它不需要電機驅動,而且線纜可以很容易地從STACER中心穿過。2000年7月和8月NASA和ESA發射了CLU-STER系列(4顆)衛星,該系列衛星均采用了5 m長的卷筒式伸桿機構來支撐磁強計進行科學探測；2004年6月底法國國家空間研究中心(CNES)發射了DEMETER系列衛星,該系列衛星的四個電場測量儀分別使用了四個球形電極和嵌入式前置放大器裝載于卷筒式伸桿機構頂端,在距離星體4 m的位置進行電場探測。2006年NASA發射了STEREO系列航天器,該航天器上粒子與日冕物質拋射原位測量儀(IMPACT)和日地關聯波探測天線(S/WAVES)也采用了STACER,在IMPACT中,Elgiloy材質的STACER被固定在IMPACT伸桿頂端,作為超高溫電子探測儀(STE-D)和太陽風電子分析儀(SWEA)載荷的剛性支撐；而S/WAVES則選用鈹青銅STACER,直接作為天線使用。

2007年至今NASA發射了5顆THEMIS系列衛星,在該系列衛星的科學載荷中,軸向電場測量機構采用可展開剛性伸桿支撐鞭狀傳感器以完成對Z軸電場的測量,每個軸向剛性伸桿機構由卷筒式伸桿、滾輪支撐作為展開輔助裝置、前置放大器、鞭狀傳感器、線纜和線軸組成,如圖12所示。

圖12 THEMIS在軌伸桿展開構型圖Fig.12 Configuration of THEMIS with the booms deployed on-orbit

2012年NASA發射了RBSP系列(2顆)衛星,這兩顆衛星分別安裝了兩根6 m長的軸向伸桿(STACER)將電場儀伸至遠離星體的位置進行電場探測；2013年NASA發射了MAVEN火星探測器,其上裝載的朗繆爾探針與波探測儀(LPW)使用了兩根伸桿和兩個傳感器,兩根伸桿均為鈹青銅材質卷筒式伸桿,長約7.1 m,可以提供大約10 N的軸向展開力,在其頂端安裝有前置放大器和傳感器,以便進行有效的科學探測。

2020年NASA發射了Solar Orbiter探測器,在此探測器的科學儀器中,最重要的是射頻等離子體波儀(Radio and plasma waves,RPW),三個RPW電天線均包含一個1 m長的剛性伸展臂和一根6.5 m長的STACER,STACER正是電傳感器本身,如圖13中射頻等離子體波儀三根天線所示,由Co基無磁高彈性Elgiloy合金制成,為航天器載荷探測任務提供了可靠保障。

圖13 太陽軌道器有效載荷構型圖Fig.13 Payload accommodation onboard the Solar Orbiter

另外,卷筒式伸桿機構因其具有輕質、小收攏包絡尺寸、自驅動展開(減少對衛星平臺能源、電控系統的需求)等特點,越來越多地被應用到微小衛星上,如NASA研制的TERSat衛星和CENEMA立方星(如圖14所示),均采用卷筒式伸桿機構作為主載荷的伸展機構。

圖14 CINEMA立方星示意圖Fig.14 Schematic of CubeSat CINEMA

在中國,卷筒式伸桿機構已應用于多個航天器,典型應用描述如下。

2018年2月2日中國發射的“張衡一號”電磁監測試驗衛星上裝載了四套電場探測儀(如圖15所示),電場探測儀的探頭支撐桿采用了卷筒式伸桿機構組件,為高精度探測電場提供了可靠保障。

圖15 衛星載荷與伸桿布局圖Fig.15 Satellite layout design of payload and booms

2018年12月8日中國發射了“嫦娥四號”月球探測器,“嫦娥四號”工程首次實現了人類探測器在月球背面軟著陸與巡視探測,并首次實現通過地月L2點中繼星將探測數據傳回地球,為實現探測器對太陽爆發產生的低頻電場和著陸區上空的月球電離層探測,“嫦娥四號”著陸器上新增了低頻射電頻譜儀,低頻射電頻譜儀采用三分量(矢量)接收天線來接收太陽和空間電磁信號。圖16給出了“嫦娥四號”月球探測器低頻射電頻譜儀三分量接收天線(天線A、B、C)模型圖,三分量接收天線均采用5 m長卷筒式伸桿機構,通過在月球背面進行低頻射電天文觀測,精確測量來自太陽、行星和其他宇宙天體電波信號,對研究天體演化具有重要科學意義。

圖16 低頻射電頻譜儀三分量接收天線Fig.16 Tri-pole antenna of the very low frequency radio spectrometer

在深空探測領域,中國首次自主火星探測任務“天問一號”探測器于2020年7月23日發射成功。“天問一號”環繞器上的四根偶極子天線,即為卷筒式伸桿機構,它們解決了有效載荷及特殊功能構件需求與運載條件限制之間的矛盾,使有效載荷可以有效發揮探測功能。

在“天問一號”探測器上,卷筒式伸桿機構(偶極子天線)被用作火星軌道器次表層探測雷達(Mars orbiter subsurface investigation radar MOSIR)軸與軸天線,與其他天線共同進行火星表面材料成分、次表層結構和電離層的總電子含量研究,同時它們也可以在火星轉移軌道進行被動觀測,之后將有效載荷探測的科學數據向地面回傳。

4 卷筒式伸桿機構的發展趨勢及建議

縱觀卷筒式伸桿機構發展歷程,從大型航天器到微小衛星,從有效載荷支撐桿到天線或驅動單元,卷筒式伸桿機構逐漸向著小型化、輕量化、大收納比和高精度的方向發展。

1)微小衛星的發展促進了卷筒式伸桿機構向小型化方向發展；

2)受航天器發射質量制約,輕量化是卷筒式伸桿機構發展的一個重要方向；

3)作為航天器展開機構,通過改進結構構型增大收納比,是在輕量化基礎上保證卷筒式伸桿機構有效應用的一個重要發展方向；

4)在卷筒式伸桿機構的研究與應用中,要確保“壓得緊、解得開、展得開、控得住、保得住”原則,要在卷筒式伸桿與展開輔助機構之間精準匹配,須逐漸提高產品與輔助機構的精度要求,因此,高精度要求要貫穿在卷筒式伸桿機構研究與應用始終。

為了使卷筒式伸桿機構在航天探測領域高精度應用,還需攻克以下幾方面關鍵技術：

1)在卷筒式伸桿機構采用的結構材料方面,目前已有不銹鋼、鈹青銅和Elgiloy合金。需改進現有材料的成形性能,保證材料對不同成形工藝的適用性,另外需開發新型輕質結構材料,促進輕量化的同時提高伸桿展開精度。

2)開發新成形工藝,進一步提高卷筒式伸桿各卷層的抱緊程度,提高展開狀態彎曲剛度,有效控制較長伸桿構型錐度大小,以滿足更高精度要求。

3)增加卷筒式伸桿機構性能測試指標,力求更加全面地對卷筒式伸桿機構的應用過程進行掌控,須對航天器力學環境進行更加細致地分析,采用先進的理論,建立高精度有限元模型與修正技術,設計出精確的服役力學環境條件,反饋指導卷筒式伸桿機構的研究與應用過程。

5 結束語

基于卷筒式伸桿機構的研究與應用進展分析,指出了卷筒式伸桿機構小型化、輕量化、大收納比和高精度的發展趨勢,提出了為實現卷筒式伸桿機構高精度應用還需進一步攻克的關鍵技術,可為卷筒式伸桿機構的創新發展提供參考。