单自由度过约束剪式可展单元及其组成的空间可展机构的制作方法

文档序号:13202683阅读:来源:国知局
技术特征:
1.一种单自由度过约束剪式可展单元及其组成的空间可展机构,其特征在于:单自由度过约束剪式可展单元为单自由度多闭环六面体基本可展单元,其包括八个剪叉杆、十六个连杆和八个花盘;所述八个剪叉杆结构完全相同,两个剪叉杆为一组,其两剪叉杆中间通过转动副连接,组成四组剪叉折叠杆,四组剪叉折叠杆对称分布在基本可展单元的四个侧面上,处于对侧位置的剪叉折叠杆折展方向相同;所述十六个连杆结构完全相同,两个连杆为一组,其两个连杆的一端通过转动副连接,组成八组折叠连杆,八组折叠连杆对称分布在基本可展单元的上下两个面上,上下两个面均有四组折叠连杆,且处于对侧位置的折叠连杆折展方向相同;所述八个花盘结构完全相同,均为正方形花盘,花盘的每条边上均开有三个槽口,中间槽口用于插入剪叉折叠杆通过转动副连接,两侧槽口用于插入折叠连杆通过转动副连接,三个槽口处的转动副轴线重合,八个花盘对称分布在基本可展单元的八个顶点上;每组剪叉折叠杆的四端分别插入与它处于同一平面顶点上的四个花盘的中间槽口,通过四个转动副与四个花盘连接,四个转动副轴线与连接两个剪叉杆组成的剪叉折叠杆的转动副轴线平行,每组剪叉折叠杆中共连接有五个转动副,五个转动副轴线分别和对侧剪叉折叠杆上位置相对的转动副轴线重合;每组折叠连杆的两端分别插入平行的两个花盘的侧槽口,通过两个转动副与两个花盘连接,两个转动副轴线与连接两个连杆组成的折叠连杆的转动副轴线平行,每组折叠连杆共连接有三个转动副,三个转动副轴线分别和处于同一平面对侧折叠连杆上位置相对的转动副轴线重合,分布在基本可展单元的上下两个面上折展方向相同的折叠杆上的各转动副轴线以及两个侧面上具有相同折展方向的剪叉折叠杆上的转动副轴线均平行。2.权利要求1所述的单自由度过约束剪式可展单元及其组成的空间可展机构,其特征在于:所述单自由度过约束剪式可展单元的第一剪叉杆和第二剪叉杆中间通过转动副连接组成第一剪叉折叠杆,第三剪叉杆和第四剪叉杆中间通过转动副连接组成第二剪叉折叠杆,第五剪叉杆和第六剪叉杆中间通过转动副连接组成第三剪叉折叠杆,第七剪叉杆和第八剪叉杆中间通过转动副连接组成第四剪叉折叠杆,第一剪叉折叠杆的四端分别插入第一花盘、第二花盘、第三花盘、第四花盘的中间槽口,并通过四个转动副与四个花盘连接,第一剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第二剪叉折叠杆的四端分别插入第二花盘、第四花盘、第五花盘、第七花盘的中间槽口,并通过四个转动副与四个花盘连接,第二剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第三剪叉折叠杆的四端分别插入第五花盘、第六花盘、第七花盘、第八花盘的中间槽口,并通过四个转动副与四个花盘连接,第三剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第四剪叉折叠杆的四端分别插入第一花盘、第三花盘、第六花盘、第八花盘的中间槽口,并通过四个转动副与四个花盘连接,第四剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第一剪叉折叠杆和第三剪叉折叠杆对应位置处的转动副轴线重合,第二剪叉折叠杆和第四剪叉折\t叠杆对应位置处的转动副轴线重合;第三连杆和第四连杆的一端通过转动副连接组成第一折叠连杆,第五连杆和第八连杆的一端通过转动副连接组成第二折叠连杆,第九连杆和第十连杆的一端通过转动副连接组成第三折叠连杆,第六连杆和第七连杆的一端通过转动副连接组成第四折叠连杆,第一连杆和第二连杆的一端通过转动副连接组成第五折叠连杆,第十六连杆和第十三连杆的一端通过转动副连接组成第六折叠连杆,第十一连杆和第十二连杆的一端通过转动副连接组成第七折叠连杆,第十四连杆和第十五连杆的一端通过转动副连接组成第八折叠连杆;第一折叠连杆的两端分别插入平行的第三花盘和第四花盘的侧槽口,并通过两个转动副与两个花盘连接,第一折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第二折叠连杆的两端分别插入平行的第四花盘和第五花盘的侧槽口,并通过两个转动副与两个花盘连接,第二折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第三折叠连杆的两端分别插入平行的第五花盘和第六花盘的侧槽口,并通过两个转动副与两个花盘连接,第三折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第四折叠连杆的两端分别插入平行的第三花盘和第六花盘的侧槽口,并通过两个转动副与两个花盘连接,第四折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第五折叠连杆的两端分别插入平行的第一花盘和第二花盘的侧槽口,并通过两个转动副与两个花盘连接,第五折叠连杆上的三个转动副轴线均平行,第六折叠连杆的两端分别插入平行的第二花盘和第七花盘的侧槽口,并通过两个转动副与两个花盘连接,第六折叠连杆上的三个转动副轴线均平行,第七折叠连杆的两端分别插入平行的第七花盘和第八花盘的侧槽口,并通过两个转动副与两个花盘连接,第七折叠连杆上的三个转动副轴线均平行,第八折叠连杆的两端分别插入平行的第一花盘和第八花盘的侧槽口,并通过两个转动副与两个花盘连接,第八折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第一折叠连杆和第三折叠连杆上对应的转动副轴线重合,第二折叠连杆和第四折叠连杆上对应的转动副轴线重合,第五折叠连杆和第七折叠连杆上对应的转动副轴线重合,第六折叠连杆和第八折叠连杆上对应的转动副轴线重合,第一折叠杆与第三折叠杆上的转动副轴线分别和第五折叠杆和第七折叠杆上对应位置的转动副轴线平行,第二折叠杆与第四折叠杆上的转动副轴线分别和第六折叠杆和第八折叠杆上对应位置的转动副轴线平行。3.权利要求1或2所述的单自由度过约束剪式可展单元及其组成的空间可展机构,其特征在于:所述四组剪叉折叠杆对称分布在基本可展单元的四个侧面上,处于对侧位置的剪叉折叠杆折展方向相同,每组剪叉折叠杆中共有五个转动副,连接花盘的四个转动副轴线与连接两个剪叉杆组成此剪叉折叠杆的转动副轴线平行,五个转动副轴线分别和对侧剪叉折叠杆上位置相对的转动副轴线重合。4.权利要求1或2所述的单自由度过约束剪式可展单元及其组成的空间可展机构,其特\t征在于:所述八组折叠连杆对称分布在基本可展单元的上下两个面上,上下两个面均有四组折叠连杆,且处于对侧位置的折叠连杆折展方向相同,每组折叠连杆共连接有三个转动副,连接花盘的两个转动副轴线与连接两个连杆组成此折叠连杆的转动副轴线平行,三个转动副轴线分别和处于同一平面对侧折叠连杆上位置相对的转动副轴线重合。5.权利要求1或2所述的单自由度过约束剪式可展单元及其组成的空间可展机构,其特征在于:分布在基本可展单元上下两个面上折展方向相同的折叠杆上的各转动副轴线以及两个侧面上具有相同折展方向的剪叉折叠杆上的转动副轴线均平行。6.权利要求1或2所述的单自由度过约束剪式可展单元及其组成的空间可展机构,其特征在于:由单自由度过约束剪式可展单元组成的第一空间可展机构,它包括多个基本可展单元,多个基本可展单元按顺序横向排列,相邻的基本可展单元共用四个花盘和一组剪叉折叠杆,其中,共用的一组剪叉折叠杆的四端分别插入共用的四个花盘的中间槽口,通过转动副与花盘连接,相邻的两组折叠连杆的两端分别插入上述四个共用花盘的左侧槽口,通过转动副与花盘连接,相邻的另外两组折叠连杆的两端分别插入上述四个共用花盘的右侧槽口,通过转动副与花盘连接;通过改变基本可展单元的数量,能够改变第一空间可展机构的长度。7.权利要求1或2所述的单自由度过约束剪式可展单元及其组成的空间可展机构,其特征在于:由单自由度过约束剪式可展单元组成的第二空间可展机构,它包括多个基本可展单元,多个基本可展单元按顺序横向和纵向排列,相邻基本可展单元通过共用四个花盘和一组剪叉折叠杆,其连接方式与第一空间可展机构相同;通过改变基本可展单元的数量,能够改变第二空间可展机构的大小。
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