一种单自由度四边形阵列机构

本发明属于空间折展、航空、航天等，具体涉及一种单自由度四边形阵列机构。

背景技术：

1、航空航天领域飞速发展，空间折展机构在航空航天中起到重要的作用，具有单自由度、大折展比的折展机构在卫星发射、空间天线展开等方面具有很大的需求。如公开号为cn202011257173.3的中国专利公开了一类单自由度双模式无限翻转机构，该机构具有柱状缩放与无限翻转双重运动模式，可以收缩为一束或展开为一个多边形环路，但是该机构的奇异位置过多，加工制造相对复杂，且不能展开为一个平面。公开号为cn202010042950.6的中国专利公开了一种单自由度无限翻转机构，该机构具有单自由度以及无限翻转特点，但是其不能折叠为一束，只能折叠为一个三棱柱。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种单自由度四边形阵列机构，在保持折展优势的同时，通过机构的设计可以具有单自由度的特性，还具有展开为一个类六边形的平面、折叠为一束、具有往复折展运动上下翻涌运动等特点。

2、本发明解决上述问题的技术方案是：一种单自由度四边形阵列机构，其特殊之处在于：

3、包括三个四边形单元：第一四边形单元、第二四边形单元和第三四边形单元；

4、每个四边形单元包括四个杆件：第一杆件、第二杆件、第三杆件和第四杆件，每个杆件的端部设有径向的通孔，四个杆件依次首位连接，相连接处为相邻杆件端部的通孔插入销轴，第二杆件、第三杆件的端部之间设置支撑环，支撑环上设有通孔，第二杆件、第三杆件连接的销轴穿过第二杆件、支撑环和第三杆件的通孔，并且，每个四边形单元分为四层，第一层为第三杆件，第二层为第四杆件，第三层为第一杆件，第四层为第二杆件，支撑环位于第二层和第三层；

5、在第一杆件和第四杆件的中部设有连接关节，第一四边形单元通过自身的两个连接关节分别与第二四边形单元和第三四边形单元的一个连接关节相连并实现转动连接，第二四边形单元的另一个连接关节和第三四边形单元的另一个连接关节相连并实现转动连接。

6、进一步地，上述每个四边形单元包括四个杆件长度相同，厚度相同。

7、进一步地，上述支撑环的厚度为第一杆件、第四杆件的厚度之和。

8、进一步地，上述每个杆件两端的孔的轴线平行。

9、进一步地，上述第一四边形单元的两个连接关节分别为：第一连接关节、第二连接关节，第一连接关节、第二连接关节分别设置在第一杆件、第四杆件的中部。

10、进一步地，上述第一杆件和第四杆件的连接关节均为圆管，圆管内的孔的轴线与其所在杆的长度方向平行。

11、进一步地，上述第一连接关节的上底面分别到第一杆件两端的孔的距离相等。

12、进一步地，上述第二连接关节的下底面分别到第四杆件两端的孔的距离相等。

13、进一步地，上述第一杆件中第一连接关节的高度与第四杆件中第二连接关节的高度差为杆件的厚度。

14、本发明的优点：

15、本发明提出一种单自由度四边形阵列机构，通过机构的构型设计能够使机构只存在转动副，不仅具有单自由度的特性、还具有展开为一个平面、折叠为一束、具有上下翻涌运动且结构简单等特点；本发明提出一种单自由度四边形阵列机构之间的连接关节都在同一平面上，并且结构简单，相对易于加工和制造；本发明提出一种单自由度四边形阵列机构可通过组网设计拓展应用到大型空间折展机构或者航天航空领域等。

技术特征：

1.一种单自由度四边形阵列机构，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种单自由度四边形阵列机构，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种单自由度四边形阵列机构，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种单自由度四边形阵列机构，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的一种单自由度四边形阵列机构，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的一种单自由度四边形阵列机构，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种单自由度四边形阵列机构，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的一种单自由度四边形阵列机构，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的一种单自由度四边形阵列机构，其特征在于：

技术总结
本发明涉及一种单自由度四边形阵列机构，包括三个四边形单元；每个四边形单元包括四个杆件，每个杆件的端部设有径向的通孔，四个杆件依次首位连接，相连接处为相邻杆件端部的通孔插入销轴，第二杆件、第三杆件的端部之间设置支撑环，并且，每个四边形单元分为四层，第一层为第三杆件，第二层为第四杆件，第三层为第一杆件，第四层为第二杆件，支撑环位于第二层和第三层；三个四边形单元通过自身的两个连接关节两两连接。本发明提出一种单自由度四边形阵列机构，在保持折展优势的同时，通过机构的设计可以具有单自由度的特性，还具有展开为一个类六边形的平面、折叠为一束、具有上下翻涌运动等特点。

技术研发人员：孙学敏,于治国,于彪,武传艳,李娥,郑庆和,倪磊,崔玉书,张善江
受保护的技术使用者：山东管理学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13