专利名称：一种剪叉式空间伸展臂机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种空间伸展臂机构，尤其是涉及一种剪叉式空间伸展臂机构。
背景技术：
空间伸展臂机构是空间可折展机构的重要组成部分，在各类探测活动中主要用于展开柔性太阳能帆板、支撑可展天线、合成孔径雷达、太空望远镜等，或作为重力梯度杆、磁强针等结构及分离电子设备以减少相互间的干扰，在空间探测任务中具有重要作用。现有的空间伸展臂通常采用绳索预紧式柔性锁定和扭簧弹簧式弹性锁定，并且缺少纵向刚性支撑及锁定，可靠性低，刚度差。
发明内容为了解决背景技术中存在的问题，本实用新型设计一种剪叉式空间伸展臂机构，非工作时处于折叠锁定状态，工作时伸展臂携带有效载荷实现解锁展开，将有效载荷展开·支撑至指定的工作位置后，实现展开锁定。本实用新型所采用的技术方案如下包括第一剪叉单元部件、第二剪叉单元部件、驱动部件、顶部支撑部件、四个第一纵向支撑部件和四个第二纵向支撑部件；第一剪叉单元部件与第二剪叉单元部件结构相同，四个第一纵向支撑部件和四个第二纵向支撑部件结构均相同；驱动部件包括底板，阶梯形圆柱凸轮，四个相同的移动滑块座，四个相同的移动滑块，支撑架和锁定滑板；阶梯形圆柱凸轮安装在正方形底板的下端，阶梯形圆柱凸轮小端圆柱穿过正方形底板的中心孔后形成转动配合，阶梯形圆柱凸轮大端面上均布开有四个相同的驱动曲线槽，驱动曲线槽半径从小变大并首尾交错，阶梯形圆柱凸轮小端圆柱侧面均布开有三个相同的螺旋上升的锁定曲线槽；正方形底板四角上均开有沿对角线方向的导向槽，四个工字形移动滑块座分别固定在正方形底板各自导向槽上，四个工字形移动滑块座的轴线与正方形底板上各自的导向槽对应平行，四个工字形移动滑块座的轴上均套有移动滑块，四个移动滑块的上端两侧垂直并开有通孔，四个移动滑块的下端分别穿过正方形底板的各自导向槽后安装在阶梯形圆柱凸轮大端面的各自驱动曲线槽中；支撑架下端沿圆周均布的四个圆柱轴穿过四片花瓣形的锁定滑板后固定在底板中心上，锁定滑板内侧面均布设有的三个圆柱销分别安装在阶梯形圆柱凸轮小端圆柱侧面的各自锁定曲线槽中，四个工字形移动滑块座一端位于锁定滑板的四片花瓣之间。第一剪叉单元部件包括四根相同的直角横杆和八根相同的剪杆，每根直角横杆的一端为凸榫，另一端为凹榫，四根直角横杆通过凸榫和凹榫首尾相连接形成正方形框架，八根剪杆每两根为一组中部相互铰接形成四个X形剪叉铰，每个X形剪叉铰的两端铰接在正方形框架的一边内侧壁上；顶部支撑部件包括八根相同的顶板剪杆、四个相同的顶板支撑座和顶板；正方形的顶板下端面每边中部分别固定有工字形的顶板支撑座，每个顶板支撑座的轴线均垂直于各自对应的正方形顶板的侧面，第一、二顶板剪杆的一端与第一顶板支撑座轴铰接，第三、四顶板剪杆的一端与第二顶板支撑座轴铰接，第五、六顶板剪杆的一端与第三顶板支撑座轴铰接，第七、八顶板剪杆的一端与第四顶板支撑座轴铰接；第一纵向支撑部件包括圆柱长销长销套、纵杆和副杆；纵杆孔内设有小孔，呈阶梯形的圆柱长销小端依次穿过纵杆的小孔、弹簧后与长销套紧固连接，副杆的一端铰接在纵杆外侧上；第一剪叉单元部件中四个X形剪叉铰的另外两端分别交叉铰接在四个移动滑块两侧的通孔上，第二剪叉单元部件中四个X形剪叉铰的另外两端分别铰接在第一剪叉单元部件中正方形框架的各自内侧壁上，顶部支撑部件中第一、二顶板剪杆另一端、第三、四顶板剪杆另一端、第五、六顶板剪杆另一端、第七、八顶板剪杆另一端分别铰接在第二剪叉单元部件中正方形框架的四边内侧壁上；四个第一纵向支撑部件中的四个纵杆分别铰接在第一剪叉单元部件中各自对应的直角横杆上，四个第一纵向支撑部件中的四个副杆另一端分别铰接在第一剪叉单元部件·中各自对应的直角横杆上；四个第二纵向支撑部件中的四个纵杆分别铰接在第二剪叉单元部件中各自对应的直角横杆上，四个第二纵向支撑部件中的四个副杆另一端分别铰接在第二剪叉单元部件中各自对应的直角横杆上。所述的锁定滑板四个花瓣上均设有的圆锥销分别插入到各自第一向支撑部件的纵杆下端，所述四个第一纵向支撑部件的圆柱长销上端分别插入到各自第二纵向支撑部件的纵杆下端，所述四个第二纵向支撑部件的圆柱长销上端分别插入到顶部支撑部件中各自顶板支撑座的轴中。所述的圆柱长销与长销套连接后的长度和纵杆长度相等。与背景技术相比，本实用新型具有的有益效果是I、本实用新型充分利用了剪叉形机构的可折展原理，满足包络尺寸最小化原则。2、重复折展锁解机构的输入、输出同轴，定位准确、承载性好，能达到快速、稳定、及时、准确的展开及锁定。3、单一动力源，实现伸展臂的高效折叠展开、横向锁定解锁、纵向锁定解锁，便于协调控制。4、展开后实现刚性锁定，稳定性、可靠性高，刚度好。5、应用范围广，本实用新型除了可用在宇航空间折展领域，还可应用于便捷式军事桥梁、立体车库的搭建、建筑用支撑架等。
图I是本实用新型驱动部件结构示意图。图2是本实用新型第一剪叉单元部件示意图。图3是本实用新型顶部支撑部件示意图。图4是本实用新型第一纵向支撑部件示意图。图5是本实用新型完全展开状态示意图。图6是本实用新型折叠状态示意图。图7是本实用新型底板示意图。[0027]图8是本实用新型阶梯形圆柱凸轮示意图。图9是本实用新型第一移动滑块座示意图。图10是本实用新型第一移动滑块示意图。图11是本实用新型支撑架示意图。图12是本实用新型锁定滑板示意图。图13是本实用新型第一剪杆示意图。图14是本实用新型第一直角横杆示意图。图15是本实用新型第一顶板剪杆示意图。·[0035]图16是本实用新型第一顶板支撑座示意图。图17是本实用新型顶板示意图。图18是本实用新型第一纵向支撑部件的剖视图。图中1、底板，2、阶梯形圆柱凸轮，3、第一移动滑块座，4、第一移动滑块，5、支撑架，6、锁定滑板，7、第二移动滑块，8、第二移动滑块座，9、第三移动滑块，10、第三移动滑块座，11、第四移动滑块，12、第四移动滑块座，13、第一剪杆，14、第二剪杆，15、第三剪杆，16、第四剪杆，17、第五剪杆，18、第六剪杆，19、第七剪杆，20、第八剪杆，21、第一直角横杆，22、第二直角横杆，23、第三直角横杆,24、第四直角横杆,25、第一顶板剪杆,26、第二顶板剪杆，27、第三顶板剪杆，28、第四顶板剪杆，29、第五顶板剪杆，30、第六顶板剪杆，31、第七顶板剪杆，32、第八顶板剪杆，33、第一顶板支撑座，34、第二顶板支撑座，35、第三顶板支撑座，36、第四顶板支撑座，37、顶板，38、副杆，39、圆柱长销，40、纵杆，41、长销套。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图5和图6所示，本实用新型包括第一剪叉单元部件、第二剪叉单元部件、驱动部件、顶部支撑部件、四个第一纵向支撑部件和四个第二纵向支撑部件；第一剪叉单元部件与第二剪叉单元部件结构相同，四个第一纵向支撑部件和四个第二纵向支撑部件结构均相同。如图I所示，驱动部件驱动部件包括底板1，阶梯形圆柱凸轮2，四个相同的移动滑块座3、8、10、12，四个相同的移动滑块4、7、9、11，支撑架5和锁定滑板6 ;阶梯形圆柱凸轮2安装在正方形底板I的下端，阶梯形圆柱凸轮2小端圆柱穿过正方形底板I的中心孔后与之形成转动配合，阶梯形圆柱凸轮2大端面上均布开有四个相同的驱动曲线槽，驱动曲线槽半径从小变大并首尾交错，阶梯形圆柱凸轮2小端圆柱侧面均布开有三个相同的螺旋上升的锁定曲线槽；正方形底板I四角上均开有沿对角线方向的导向槽，四个工字形移动滑块座3、8、10、12分别固定在正方形底板I各自导向槽上方，四个工字形移动滑块座
3、8、10、12的轴线与正方形底板I上各自的导向槽对应平行，四个工字形移动滑块座3、8、10,12的轴上均套有移动滑块4、7、9、11，四个移动滑块4、7、9、11的上端两侧垂直并开有通孔，四个移动滑块4、7、9、11的下端分别穿过正方形底板I的各自导向槽后安装在阶梯形圆柱凸轮2大端面的各自驱动曲线槽中；支撑架5下端沿圆周均布的四个圆柱轴穿过锁定滑板6上与之配套的四个通孔后固定在底板I中心上，锁定滑板6内侧面均布设有的三个圆柱销分别安装在阶梯形圆柱凸轮2小端圆柱侧面的各自锁定曲线槽中，四个工字形移动滑块座3、8、10、12 —端位于锁定滑板6的四片花瓣之间；如图I所示，四个相同的移动滑块4、7、9、11分别为第一移动滑块4、第二移动滑块
7、第三移动滑块9、第四移动滑块11。四个相同的移动滑块座3、8、10、12分别为第一移动滑块座3、第二移动滑块座8、第三移动滑块座10、第四移动滑块座12。如图I和图Γ图12所示，底板I为正方形薄板，阶梯形圆柱凸轮2中小端圆柱
2.I穿过底板I中的中心孔I. 1，并与底板形成转动副。第一移动滑块座3上的孔3. 1,3. 2、
3.3,3. 4分别与底板上的孔I. 2、I. 3、I. 4、I. 5对齐，并用螺钉固定，使其固连在底板I 一角上，其余第二移动滑块座8、第三移动滑块座10、第四移动滑块座12通过类似方法分别固连在底板另外三个角上。第一移动滑块4上通孔4. I套入第一移动滑块座3上的轴3. 5后形成滑动配合，其下端长方体凸台4. 4与底板I上导向槽I. 6为间隙配合，其上圆柱轴4. 5穿 过底板I导向槽I. 6后与阶梯形圆柱凸轮2上的驱动曲线槽2. 2通过轴承接触形成槽连接。同理第二移动滑块7、第三移动滑块9、第四移动滑块11分别与第二移动滑块座8、第三移动滑块座10、第四移动滑块座12、底板I及阶梯形圆柱凸轮2形成相关连接。支撑架5下端沿圆周均布四个圆柱轴，其末端小圆销5. 1,5. 2,5. 3,5. 4与底板I上的孔I. 7、I. 8、I. 9、I. 10固连，使得支撑架固定在底板上。锁定滑板6上通孔6. 1,6. 2,6. 3,6. 4分别套入支撑架5上圆柱轴5. 5,5. 6,5. 7,5. 8后与之形成滑动副，锁定滑板6内侧面上圆柱销6. 5与阶梯形圆柱凸轮2上锁定曲线槽2. 3通过轴承接触形成槽连接，其余两个圆柱销6. 6,6. 7分别与阶梯形圆柱凸轮2上其余两个锁定曲线槽形成槽连接。如图8所示，阶梯形圆柱凸轮2设计有驱动曲线槽和锁定曲线槽，其驱动曲线槽共四个均布在大端面上，槽道廓线由折叠状态横向锁定廓线、展开廓线及展开状态横向锁定廓线三部分组成，既可实现伸展臂的精确展开折叠，也可实现伸展臂折叠状态和展开状态的横向锁定。锁定曲线槽布置在阶梯形圆柱凸轮2小端圆柱侧面上，其槽道廓线设计与驱动曲线槽廓线相匹配，分初始水平廓线、上升廓线及稳定水平廓线三部分，实现伸展臂展开中锁定滑板6零位移；伸展臂完全展开并开始横向锁定时，锁定滑板6纵向移动驱动纵向支撑部件相互锁定；伸展臂展开状态横向锁定时，锁定滑板6进入稳定水平槽达到纵向自锁。如图2所示，第一剪叉单元部件包括四根相同的直角横杆21、22、23、24和八根相同的剪杆13、14、15、16、17、18、19、20,每根直角横杆的一端为凸榫,另一端为凹榫，四根直角横杆21、22、23、24通过凸榫和凹榫首尾相连接形成正方形框架，八根剪杆每两根为一组中部相互铰接形成四个X形剪叉铰，每个X形剪叉铰的两端铰接在正方形框架的一边内侧壁上。如图2所不，四根相同的直角横杆21、22、23、24分别为第一直角横杆21、第二直角横杆22、第三直角横杆23、第四直角横杆24。如图2所示，八根相同的剪杆13、14、15、16、17、18、19、20分别为第一剪杆13、第二剪杆14、第三剪杆15、第四剪杆16、第五剪杆17、第六剪杆18、第七剪杆19、第八剪杆20。如图I、图2和图14所示，第一剪杆13上中心孔7. 2与第二剪杆14上中心孔7. 2相互铰接形成转动副，构成一个X形剪叉铰。同理，第三剪杆15与第四剪杆16构成X形剪叉铰；第五剪杆17与第六剪杆18构成X形剪叉铰；第七剪杆19与第八剪杆20构成一个X形剪叉铰。第一直角横杆21上的孔8. 2与第一剪杆13上的孔7. I铰接形成转动副，其上的孔8. I与第四剪杆16孔7. I铰接形成转动副；第二直角横杆22上的孔8. 2与第三剪杆15上的孔7. I铰接形成转动副，其上的孔8. I与第六剪杆18孔7. I铰接形成转动副；第三直角横杆23上的孔8. 2与第五剪杆17上的孔7. I铰接形成转动副，其上的孔8. I与第八剪杆20孔7. I铰接形成转动副；第四直角横杆24上的孔8. 2与第七剪杆19上的孔7. I铰接形成转动副，其上的孔8. I与第二剪杆14孔7. I铰接形成转动副。四个直角横杆首尾相连，通过与4个剪叉铰的配合形成可折展的第一剪叉单元部件。如图3所示，顶部支撑部件包括八根相同的顶板剪杆25、26、27、28、29、30、31、32、四个相同的顶板支撑座33、34、35、36和顶板37 ;正方形的顶板下端面每边中部分别固定有工字形的顶板支撑座33、34、35、36，每个顶板支撑座的轴线均垂直于各自对应的正方形顶板的侧面，第一、二顶板剪杆25、26的一端与第一顶板支撑座33轴铰接，第三、四顶板剪杆27、28的一端与第二顶板支撑座34轴铰接,第五、六顶板剪杆29、30的一端与第三顶板支撑座35轴铰接，第七、八顶板剪杆31、32的一端与第四顶板支撑座36轴铰接。
如图3所示，八根相同的顶板剪杆25、26、27、28、29、30、31、32分别为第一顶板剪杆25,第二顶板剪杆26、第三顶板剪杆27、第四顶板剪杆28、第五顶板剪杆29、第六顶板剪杆30、第七顶板剪杆31、第八顶板剪杆32。如图3所示，四个相同的顶板支撑座33、34、35、36分别为第一顶板支撑座33，第二顶板支撑座34、第三顶板支撑座35、第四顶板支撑座36。如图3、图15、图16和图17所示，顶板37为正方形薄板，顶板37上的孔11. I、11. 2分别与顶板支撑座33上的孔10. 1,10. 2通过螺栓固连，同理第二顶板支撑座34、第三顶板支撑座35、第四顶板支撑座36分别与顶板37上相对应的孔固连，最终四个顶板支撑座固连在顶板37上。第一顶板剪杆25上的孔9. 2与第一顶板支撑座33上轴10. 3形成滑动连接，第二顶板剪杆26上的孔9. 2与第一顶板支撑座33上轴10. 3形成滑动连接；第三顶板剪杆27上的孔9. 2与第二顶板支撑座34上轴10. 3形成滑动连接，第四顶板剪杆28上的孔9. 2与第二顶板支撑座34上轴10. 3形成滑动连接；第五顶板剪杆29上的孔9. 2与第三顶板支撑座35上轴10. 3形成滑动连接，第六顶板剪杆30上的孔9. 2与第三顶板支撑座35上轴10. 3形成滑动连接；第七顶板剪杆31上的孔9. 2与第四顶板支撑座36上轴10. 3形成滑动连接，第八顶板剪杆32上的孔9. 2与第四顶板支撑座36上轴10. 3形成滑动连接。如图4和图18所示，第一纵向支撑部件包括圆柱长销39、长销套41、纵杆40和副杆38 ;纵杆40孔内设有小孔，呈阶梯形的圆柱长销39小端依次穿过纵杆40的小孔、弹簧后与长销套41紧固连接，副杆38的一端铰接在纵杆40外侧突出圆柱轴上。如图4和图18所示，圆柱长销39小端依次穿过纵杆40的小孔40. 3、弹簧后与长销套41紧固连接，弹簧作用在长销套41和小孔40. 3上。副杆38通孔38. I与纵杆上圆柱轴40. I形成转动连接。如图5所示，第一剪叉单元部件中四个X形剪叉铰的另外两端分别交叉铰接在四个移动滑块4、7、9、11两侧的通孔上，第二剪叉单元部件中四个X形剪叉铰的另外两端分别铰接在第一剪叉单元部件中正方形框架的各自内侧壁上，顶部支撑部件中第一、二顶板剪杆25、26另一端、第三、四顶板剪杆27、28另一端、第五、六顶板剪杆29、30另一端、第七、八顶板剪杆31、32另一端分别铰接在第二剪叉单元部件中正方形框架的四边内侧壁上；四个第一纵向支撑部件中的四个纵杆40分别铰接在第一剪叉单元部件中各自对应的直角横杆21、22、23、24上，四个第一纵向支撑部件中的四个副杆38另一端分别铰接在第一剪叉单元部件中各自对应的直角横杆21、22、23、24上；四个第二纵向支撑部件中的四个纵杆40分别铰接在第二剪叉单元部件中各自对应的直角横杆21、22、23、24上，四个第二纵向支撑部件中的四个副杆38另一端分别铰接在第二剪叉单元部件中各自对应的直角横杆21、22、23、24上。如图2、图5、图6、图10和图13所不,剪叉单兀部件与驱动部件的连接第一剪杆13的孔7. 3与第四移动滑块11孔4. 3形成转动连接，第二剪杆14的孔7. 3与第一移动滑块4孔4. 2形成转动连接；第三剪杆15的孔7. 3与第一移动滑块4孔4. 3形成转动连接，第四剪杆16的孔7. 3与第二移动滑块7孔4. 2形成转动连接；第五剪杆17的孔7. 3与第二移动滑块7孔4. 3形成转动连接，第六剪杆18的孔7. 3与第三移动滑块9孔4. 2形成转动连接；第七剪杆19的孔7. 3与第三移动滑块9孔4. 3形成转动连接，第八剪杆20的孔7. 3与第四移动滑块11孔4. 2形成转动连接。如图2、图5、图6、图13和图14所示，两个剪叉单元部件连接的过程第一剪叉单元部件中第一直角横杆21上的孔8. 2和第二剪叉单元部件中第二剪杆14上的孔7. 3形成 转动连接，其上的孔8. I和第二剪叉单元部件中第三剪杆15上的孔7. 3形成转动连接；第一剪叉单元部件中第二直角横杆22上的孔8. 2和第二剪叉单元部件中第四剪杆16上的孔
7.3形成转动连接，其上的孔8. I和第二剪叉单元部件中第五剪杆17上的孔7. 3形成转动连接；第一剪叉单元部件中第三直角横杆23上的孔8. 2和第二剪叉单元部件中第六剪杆18上的孔7. 3形成转动连接，其上的孔8. I和第二剪叉单元部件中第七剪杆19上的孔7. 3形成转动连接；第一剪叉单元部件中第四直角横杆24上的孔8. 2和第二剪叉单元部件中第八剪杆20上的孔7. 3形成转动连接，其上的孔8. I和第二剪叉单元部件中第一剪杆13上的孔7. 3形成转动连接。如图2、图3、图5、图6、图14和图15所示，顶部支撑部件和第二剪叉单元部件的连接第一直角横杆21上的孔8. 2和第二顶板剪杆26上的孔9. I形成转动连接，其上的孔
8.I和第三顶板剪杆27上的孔9. I形成转动连接；第二直角横杆22上的孔8. 2和第四顶板剪杆28上的孔9. I形成转动连接，其上的孔8. I和第五顶板剪杆29上的孔9. I形成转动连接；第三直角横杆23上的孔8. 2和第六顶板剪杆30上的孔9. I形成转动连接，其上的孔8. I和第七顶板剪杆31上的孔9. I形成转动连接；第四直角横杆24上的孔8. 2和第八顶板剪杆32上的孔9. I形成转动连接，其上的孔8. I和第一顶板剪杆25上的孔9. I形成转动连接。如图4、图5、图6和图14所示，纵向支撑部件的连接每个剪叉单元部件共需要四个纵向支撑部件，四个第一个纵向支撑部件的圆柱轴40. 2分别与第一、第二剪叉单元部件上第一、二、三、四直角横杆中孔8. 4形成转动连接，其上圆柱轴38. 2分别与第四、一、二、三直角横杆中孔8. 3形成转动连接。如图5和图12所示，当本实用新型完全展开锁定后，锁定滑板6四个花瓣上均设有的圆锥销6. 8、6. 9、6. 10、6. 11分别插入到各自第一向支撑部件的纵杆40下端，四个第一纵向支撑部件的圆柱长销39上端分别插入到各自第二纵向支撑部件的纵杆40下端，四个第二纵向支撑部件的圆柱长销39上端分别插入到顶部支撑部件中各自顶板支撑座33、34、35、36的轴中。所述的圆柱长销39与长销套41连接后的长度和纵杆40长度相等。[0062]可重复折展式剪叉单元部件是伸展臂的基本单元，其个数决定伸展臂的展开和折置闻度。本实用新型的工作过程电机通过传动装置带动阶梯形圆柱凸轮2转动，第一移动滑块4、第二移动滑块7、第三移动滑块9、第四移动滑块11在阶梯形圆柱凸轮2驱动曲线槽2. 2的驱动下，分别从底板I对角线方向向中心滑动。四个移动滑块的移动，带动第一剪叉单元部件中每个X形剪叉铰展开，同时第一剪叉单元部件的展开又带动第二剪叉单元部件的展开，直至带动顶部支撑部件展开。每个剪叉单元部件四个侧面上的纵向支撑部件随着X形剪叉铰的展开自动往竖直方向运动。在所有剪叉单元部件展开完毕后，相应的纵向支撑机构中的纵杆40均运动到垂直底板I的位置，所有直角横杆相对运动并合拢，四个移动滑块在梯形圆柱凸轮2驱动曲线槽2. 2作用下开始横向锁定，同时锁定滑板6中的圆柱销6. 5,6. 6、6. 7分别从梯形圆柱凸轮2锁定曲线槽中的初始水平廓线进入上升廓线最后到达稳定水平廓线，使得其上圆锥销6.8、6.9、6. 10,6. 11分别插入到四个第一向支撑部件的纵杆40下端，四个第一纵向支撑部件的圆柱长销39上端分别插入到四个第二纵向支撑部
件的纵杆40下端，四个第二纵向支撑部件的圆柱长销39上端分别插入到顶部支撑部件中四个顶板支撑座33、34、35、36上的孔10. 4中。通过一系列协调动作，本实用新型展开成稳定的刚性桁架结构。折回过程刚好与之相反，梯形圆柱凸轮2反方向转动即可。上述具体实施方式
用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种剪叉式空间伸展臂机构，其特征在于包括第一剪叉单元部件、第二剪叉单元部件、驱动部件、顶部支撑部件、四个第一纵向支撑部件和四个第二纵向支撑部件；第一剪叉单元部件与第二剪叉单元部件结构相同，四个第一纵向支撑部件和四个第二纵向支撑部件结构均相同； 驱动部件包括底板(1)，阶梯形圆柱凸轮(2)，四个相同的移动滑块座(3、8、10、12)，四个相同的移动滑块(4、7、9、11)，支撑架(5)和锁定滑板(6);阶梯形圆柱凸轮(2)安装在正方形底板(I)的下端，阶梯形圆柱凸轮(2)小端圆柱穿过正方形底板(I)的中心孔后形成转动配合，阶梯形圆柱凸轮(2)大端面上均布开有四个相同的驱动曲线槽，驱动曲线槽半径从小变大并首尾交错，阶梯形圆柱凸轮(2)小端圆柱侧面均布开有三个相同的螺旋上升的锁定曲线槽；正方形底板(I)四角上均开有沿对角线方向的导向槽，四个工字形移动滑块座(3、8、10、12)分别固定在正方形底板(I)各自导向槽上，四个工字形移动滑块座(3、8、·10.12)的轴线与正方形底板(I)上各自的导向槽对应平行，四个工字形移动滑块座(3、8、·10.12)的轴上均套有移动滑块，四个移动滑块(4、7、9、11)的上端两侧垂直并开有通孔，四个移动滑块(4、7、9、11)的下端分别穿过正方形底板(I)的各自导向槽后安装在阶梯形圆柱凸轮(2)大端面的各自驱动曲线槽中；支撑架(5)下端沿圆周均布的四个圆柱轴穿过四片花瓣形的锁定滑板(6)后固定在底板(I)中心上，锁定滑板(6)内侧面均布设有的三个圆柱销分别安装在阶梯形圆柱凸轮(2)小端圆柱侧面的各自锁定曲线槽中，四个工字形移动滑块座(3、8、10、12) —端位于锁定滑板(6)的四片花瓣之间； 第一剪叉单元部件包括四根相同的直角横杆(21、22、23、24)和八根相同的剪杆(13、·14、15、16、17、18、19、20),每根直角横杆的一端为凸榫,另一端为凹榫，四根直角横杆(21、·22、23、24)通过凸榫和凹榫首尾相连接形成正方形框架，八根剪杆每两根为一组中部相互铰接形成四个X形剪叉铰，每个X形剪叉铰的两端铰接在正方形框架的一边内侧壁上；顶部支撑部件包括八根相同的顶板剪杆(25、26、27、28、29、30、31、32)、四个相同的顶板支撑座(33、34、35、36)和顶板(37);正方形的顶板下端面每边中部分别固定有工字形的顶板支撑座(33、34、35、36)，每个顶板支撑座的轴线均垂直于各自对应的正方形顶板的侧面，第一、二顶板剪杆(25、26)的一端与第一顶板支撑座(33)轴铰接，第三、四顶板剪杆(27、28)的一端与第二顶板支撑座(34)轴铰接,第五、六顶板剪杆(29、30)的一端与第三顶板支撑座(35)轴铰接，第七、八顶板剪杆(31、32)的一端与第四顶板支撑座(36)轴铰接；第一纵向支撑部件包括圆柱长销(39)、长销套(41)、纵杆(40)和副杆(38);纵杆(40)孔内设有小孔，呈阶梯形的圆柱长销(39)小端依次穿过纵杆(40)的小孔、弹簧后与长销套(41)紧固连接，副杆(38)的一端铰接在纵杆(40)外侧上； 第一剪叉单元部件中四个X形剪叉铰的另外两端分别交叉铰接在四个移动滑块(4、7、·9、11)两侧的通孔上，第二剪叉单元部件中四个X形剪叉铰的另外两端分别铰接在第一剪叉单元部件中正方形框架的各自内侧壁上，顶部支撑部件中第一、二顶板剪杆(25、26)另一端、第三、四顶板剪杆(27、28)另一端、第五、六顶板剪杆(29、30)另一端、第七、八顶板剪杆(31,32)另一端分别铰接在第二剪叉单元部件中正方形框架的四边内侧壁上；四个第一纵向支撑部件中的四个纵杆(40)分别铰接在第一剪叉单元部件中各自对应的直角横杆上，四个第一纵向支撑部件中的四个副杆(38)另一端分别铰接在第一剪叉单元部件中各自对应的直角横杆上；四个第二纵向支撑部件中的四个纵杆(40)分别铰接在第二剪叉单元部件中各自对应的直角横杆上，四个第二纵向支撑部件中的四个副杆(38)另一端分别铰接在第二剪叉单元部件中各自对应的直角横杆上。
2.根据权利要求I所述的一种剪叉式空间伸展臂机构，其特征在于所述的锁定滑板(6)四个花瓣上均设有的圆锥销分别插入到各自第一向支撑部件的纵杆(40)下端，所述四个第一纵向支撑部件的圆柱长销(39)上端分别插入到各自第二纵向支撑部件的纵杆(40)下端，所述四个第二纵向支撑部件的圆柱长销(39)上端分别插入到顶部支撑部件中各自顶板支撑座(33、34、35、36)的轴中。
3.根据权利要求I所述的一种剪叉式空间伸展臂机构，其特征在于所述的圆柱长销(39)与长销套(41)连接后的长度和纵杆(40)长度相等。
专利摘要本实用新型公开了一种剪叉式空间伸展臂机构。本实用新型包括结构相同的第一、二剪叉单元部件、驱动部件、顶部支撑部件、结构均相同的四个第一纵向支撑部件和四个第二纵向支撑部件；顶部支撑部件依次经第二剪叉单元部件、第一剪叉单元部件装在驱动部件上，第一、二纵向支撑部件分别装在第一、二剪叉单元部件四侧。本实用新型采用双凸轮组合设计，通过阶梯形圆柱凸轮上的双凸轮廓线，实现空间伸展臂纵、横向刚性锁定，保证展开后伸展臂的稳定状态为刚性桁架结构。本实用新型折展比大、结构紧凑、对称性好，通过单一动力源输入同时实现伸展臂的折展与锁解功能，确保了折展精度，适用于可折展机构领域。
文档编号B64G1/44GK202686777SQ201220322550
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月3日 优先权日2012年7月3日
发明者胡明, 徐国民, 陈文华, 钱萍, 黄丹敏, 高亮 申请人:浙江理工大学