一种可伸缩变化的多形环状剪式机构的制作方法

本发明涉及剪式机构领域，特别是一种可伸缩变化的多形环状剪式机构。

背景技术：

剪式机构目前有很广泛的应用和发展，如可折叠的帐篷、可收缩的门帘、升降机、可折叠式台灯或机械臂等。它的特点是伸缩比大，可延伸长距离和大跨度，当它收缩以后所占空间很小，因此被应用于许多行业中。

目前大多数剪式机构的应用中采用的是单面剪式机构或双平行的剪式机构，如门帘采用的是单面剪式机构，升降机采用的是双平行的剪式机构。大多数的剪式机构的主要缺点是在受多方向力作用下，其受力方向上的结构的强度和刚性不足以承受该力的承重作用，容易发生歪折，安全性也不高。此外，目前的剪式机构的载荷能力也不高，这些弱点限制了它的更广泛的应用。若使用双平行的剪式机构，虽然可以加强载荷能力，但是两个剪式机构之间会存在工作非同步的问题，导致升降机的工作平台运行不平稳等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种可伸缩变化的多形环状剪式机构，该剪式结构收缩自如，能实现不对称的伸缩，实用性广。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种可伸缩变化的多形环状剪式机构，包括内凸部和外凸部；

所述内凸部至少包括一个内凸剪式单元，所述内凸剪式单元包括内铰轴、内凸上层板和内凸下层板；

所述内凸上层板和内凸下层板相互堆叠，所述内铰轴依次穿过所述内凸上 层板和内凸下层板；所述内凸上层板和内凸下层板上分别设置有两个内凸铰接点；

所述内凸上层板中，与所述内铰轴对应的边为内凸上层铰轴边，其余两边均为上层侧边，同样的，所述内凸下层板中，与所述内铰轴对应的边为内凸下层铰轴边，其余两边均为下层侧边；

所述外凸部包括若干首尾相接的外凸剪式单元，所述外凸剪式单元包括外铰轴、外凸上层板和外凸下层板；

所述外凸上层板和外凸下层板相互堆叠，所述外铰轴依次穿过所述外凸上层板和外凸下层板；所述外凸上层板和外凸下层板分别设置有两个外凸铰接点；

所述外凸上层板和外凸下层板中，与所述外铰轴对应的边分别为外凸上层铰轴边和外凸下层铰轴边；

所述内凸上层板、内凸下层板、外凸上层板和外凸下层板均为不等腰三角形；

同一所述外凸上层板和外凸下层板上的两个所述外凸铰接点与所述外铰轴不在同一直线上；同一所述内凸上层板和内凸下层板上的两个所述内凸铰接点与所述内铰轴不在同一直线上。

若干所述内凸部和外凸部相互铰接形成环状剪式结构，所述内凸部与外凸部铰接时，所述内凸剪式单元和所述外凸剪式单元通过所述内凸铰接点和外凸铰接点铰接，形成具有上层内环和下层内环的所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构，所述上层内环由所述外凸上层铰轴边、上层侧边和下层侧边依次组成；所述下层内环由所述外凸下层铰轴边、上层侧边和下层侧边依次组成。

进一步，所述内凸上层板、内凸下层板、外凸上层板和外凸下层板均为钝角三角形。

进一步，所述内凸部具有一个内凸剪式单元，所述内凸上层板上的两个内凸铰接点分别为第一铰接点和第二铰接点；所述内凸下层板的两个内凸铰接点分别为第三铰接点和第四铰接点。

进一步，所述内凸剪式单元的内铰轴所对应的内凸上层板和内凸下层板的顶角角度均比其他所述外凸剪式单元的外铰轴所对应的外凸上层板和外凸下层板的顶角角度小，所述上层内环和下层内环的曲线转折越大，所述内凸剪式单元的内铰轴所对应的内凸上层板和内凸下层板的顶角角度越小。

进一步，所述第一铰接点与相邻的所述外凸上层板的所述外凸铰接点铰接，所述第二铰接点与相邻的所述外凸下层板的所述外凸铰接点铰接，所述第三铰接点与相邻的所述外凸下层板的所述外凸铰接点铰接，所述第四铰接点与相邻的所述外凸上层板的所述外凸铰接点铰接。

进一步，所述第一铰接点与相邻的所述外凸上层板的所述外凸铰接点铰接，所述第二铰接点与相邻的所述外凸上层板的所述外凸铰接点铰接，所述第三铰接点与相邻的所述外凸下层板的所述外凸铰接点铰接，所述第四铰接点与相邻的所述外凸下层板的所述外凸铰接点铰接。

进一步，所述第一铰接点与相邻的所述外凸下层板的所述外凸铰接点铰接，所述第二铰接点与相邻的所述外凸上层板的所述外凸铰接点铰接，所述第三铰接点与相邻的所述外凸上层板的所述外凸铰接点铰接，所述第四铰接点与相邻的所述外凸下层板的所述外凸铰接点铰接。

进一步，所述内铰轴依次穿过所述内凸上层板和内凸下层板的顶点，所述内凸上层板和内凸下层板的另外两个顶点均为所述内凸铰接点；所述外铰轴依次穿过所述外凸上层板和外凸下层板的顶点，所述外凸上层板和外凸下层板的另外两个顶点均为所述外凸铰接点。

本发明根据上述内容，内凸上层板和内凸下层板相互堆叠，所述外凸上层板和外凸下层板相互堆叠，结构上互相支撑，不容易发生晃动和损坏，使得结构更加稳定。所述内凸上层板、内凸下层板、外凸上层板和外凸下层板均为不等腰三角形，所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构在伸缩时，其轮廓是不对称的，因此更便于形成特殊的轮廓曲线，所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构更合适在特殊的环境下使用；所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构的上层内环和下层内环的总体趋势是朝向所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构的内部，这样使得所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构在伸缩时，更容易驱动异形件工作。

附图说明

图1是本发明其中一个实施例的结构示意图。

图2是本发明其中一个实施例的结构示意图。

图3是本发明其中一个实施例的结构示意图。

图4是本发明其中一个实施例的结构示意图。

其中：内凸剪式单元11、内凸上层板12、内凸下层板13、内凸铰接点14、内铰轴15、内凸上层铰轴边120、上层侧边121、内凸下层铰轴边130、下层侧边131、第一铰接点141、第二铰接点142、第三铰接点143、第四铰接点144、外凸剪式单元21、外凸上层板22、外凸下层板23、外凸铰接点24、外铰轴25、外凸上层铰轴边220、外凸下层铰轴边230、上层内环3、下层内环4、通孔5。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1至图4所示，一种可伸缩变化的多形环状剪式机构，包括内凸部和外凸部；

所述内凸部至少包括一个内凸剪式单元11，所述内凸剪式单元11包括内铰轴15、内凸上层板12和内凸下层板13；

所述内凸上层板12和内凸下层板13相互堆叠，所述内铰轴15依次穿过所述内凸上层板12和内凸下层板13；所述内凸上层板12和内凸下层板13上分别设置有两个内凸铰接点14；

所述内凸上层板12中，与所述内铰轴15对应的边为内凸上层铰轴边120，其余两边均为上层侧边121，同样的，所述内凸下层板13中，与所述内铰轴15对应的边为内凸下层铰轴边130，其余两边均为下层侧边131；

所述外凸部包括若干首尾相接的外凸剪式单元21，所述外凸剪式单元21包括外铰轴25、外凸上层板22和外凸下层板23；

所述外凸上层板22和外凸下层板23相互堆叠，所述外铰轴25依次穿过所述外凸上层板22和外凸下层板23；所述外凸上层板22和外凸下层板23分别设置有两个外凸铰接点24；

所述外凸上层板22和外凸下层板23中，与所述外铰轴25对应的边分别为外凸上层铰轴边220和外凸下层铰轴边230；

所述内凸上层板12、内凸下层板13、外凸上层板22和外凸下层板23均为不等腰三角形；

同一所述外凸上层板22和外凸下层板23上的两个所述外凸铰接点24与所述外铰轴25不在同一直线上；同一所述内凸上层板12和内凸下层板13上的两个所述内凸铰接点14与所述内铰轴15不在同一直线上。

如图3和图4所示，若干所述内凸部和外凸部相互铰接形成环状剪式结构，所述内凸部与外凸部铰接时，所述内凸剪式单元11和所述外凸剪式单元21通过所述内凸铰接点14和外凸铰接点24铰接，形成具有上层内环3和下层内环4 的所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构，所述上层内环3由所述外凸上层铰轴边220、上层侧边121和下层侧边131依次组成；所述下层内环4由所述外凸下层铰轴边230、上层侧边121和下层侧边131依次组成。

内凸上层板12和内凸下层板13相互堆叠，所述外凸上层板22和外凸下层板23相互堆叠，结构上互相支撑，不容易发生晃动和损坏，使得结构更加稳定。

当所述内凸上层板12和所述内凸下层板13绕着所述内铰轴15发生相对转动时，若所述内凸上层板12沿着所述内铰轴15顺时针运动，则与之连内凸下层板13在其顺时针旋转过程中产生的牵引力的作用下，沿着所述内铰轴15逆时针运动；

同理，在所述外凸上层板22的带动下，所述外凸上层板22和所述外凸下层板23绕着所述外铰轴25发生相对转动，这样依次传递，实现所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构的伸缩。这种依次传递的驱动方式，其结构简单、稳定，不需要单独驱动每一个所述外凸剪式单元21和内凸剪式单元11。

所述内凸上层板12、内凸下层板13、外凸上层板22和外凸下层板23均为不等腰三角形，所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构在伸缩时，其轮廓是不对称的，因此更便于形成特殊的轮廓曲线，所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构更合适在特殊的环境下使用，例如，其能驱动异形窗的伸缩。

当所述外凸上层板22与外凸下层板23绕着所述外铰轴25、所述内凸上层板12与内凸下层板13绕着所述内铰轴15发生相对运动时，相邻的所述外凸剪式单元21与外凸剪式单元21之间、外凸剪式单元21与内凸剪式单元11之间、内凸剪式单元11与内凸剪式单元11之间的侧壁之间形成通孔5，结构灵活，可用作通孔、减重等。

所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构的上层内环3和下层内环4的总 体趋势是朝向所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构的内部，这样使得所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构在伸缩时，更容易驱动异形件工作。

进一步，如图1所示，所述内凸上层板12、内凸下层板13、外凸上层板22和外凸下层板23均为钝角三角形。

钝角三角形的好处是使所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构在伸缩时，其外部轮廓所形成的曲线弯曲比较缓和，即曲率半径比较大，因而整个一种可伸缩变化的多形环状剪式机构在伸缩过程中比较顺畅。

进一步，如图1所示，所述内凸部具有一个内凸剪式单元11，所述内凸上层板12上的两个内凸铰接点14分别为第一铰接点141和第二铰接点142；所述内凸下层板的两个内凸铰接点14分别为第三铰接点143和第四铰接点144。

所述内凸部具有一个内凸剪式单元11时，这样使得所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构在伸缩时，更容易形成一个“心”形的剪式环，那么，所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构便能驱动“心”形的异形件工作。

进一步，所述内凸剪式单元11的内铰轴15所对应的内凸上层板12和内凸下层板13的顶角角度均比其他所述外凸剪式单元21的外铰轴25所对应的外凸上层板22和外凸下层板23的顶角角度小。

更利于所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构的上层内环3和下层内环4在所述内凸部处形成大的弯折，所述上层内环3和下层内环4的曲线转折越大，所述内凸剪式单元11的内铰轴15所对应的内凸上层板12和内凸下层板13的顶角角度便要越小，更利于形成特殊的形状，使其用途更加广泛。

进一步，所述第一铰接点141与相邻的所述外凸上层板22的所述外凸铰接点24铰接，所述第二铰接点142与相邻的所述外凸下层板23的所述外凸铰接点24铰接，所述第三铰接点143与相邻的所述外凸下层板23的所述外凸铰接 点24铰接，所述第四铰接点144与相邻的所述外凸上层板22的所述外凸铰接点24铰接。

更便于所述内凸剪式单元11和所述外凸剪式单元21的铰接，并且，所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构在伸缩时，所述内凸上层板12和内凸下层板13之间的摩擦力会更加大，摩擦力即其相互之间的支撑作用力会更大，使得所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构的结构更加稳定。

进一步，所述第一铰接点141与相邻的所述外凸上层板22的所述外凸铰接点24铰接，所述第二铰接点142与相邻的所述外凸上层板22的所述外凸铰接点24铰接，所述第三铰接点143与相邻的所述外凸下层板23的所述外凸铰接点24铰接，所述第四铰接点144与相邻的所述外凸下层板23的所述外凸铰接点24铰接。

使得所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构更加耐用，其伸缩时，所述内凸剪式单元11和所述外凸剪式单元21之间的传输力更加大，因为所述所述内凸上层板12和内凸下层板13之间的摩擦力减少了。

进一步，所述第一铰接点141与相邻的所述外凸下层板23的所述外凸铰接点24铰接，所述第二铰接点142与相邻的所述外凸上层板22的所述外凸铰接点24铰接，所述第三铰接点143与相邻的所述外凸上层板22的所述外凸铰接点24铰接，所述第四铰接点144与相邻的所述外凸下层板23的所述外凸铰接点24铰接。

使得所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构更加耐用，其伸缩时，所述内凸剪式单元11和所述外凸剪式单元21之间的传输力更加大，因为所述所述内凸上层板12和内凸下层板13之间的摩擦力减少了。

进一步，如图1所示，所述内铰轴15依次穿过所述内凸上层板12和内凸 下层板13的顶点，所述内凸上层板12和内凸下层板13的另外两个顶点均为所述内凸铰接点14；所述外铰轴25依次穿过所述外凸上层板22和外凸下层板23的顶点，所述外凸上层板22和外凸下层板23的另外两个顶点均为所述外凸铰接点24；

使得所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构在伸缩时更加畅顺，稳定性更加强，并且伸缩范围更大；相邻的所述内凸上层板12和相邻的所述内凸下层板13之间不会发生干扰、卡顿，使其伸缩时更加畅顺，稳定性更加强，由于所述内凸铰接点14设置于顶点处，所述一种可伸缩变化的多形环状剪式机构的伸缩范围更大，实用性更加强。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。