本发明涉及可展开机构领域，特别是涉及一种基本可展组合结构。
背景技术：
可展开机构已在宇航、建筑结构和军事工程等领域得到了广泛应用。可展开机构在宇航领域是为解决航天器多功能、大尺寸需求与运载工具有限容积之间的矛盾而发展起来的，主要应用于大口径星载可展开天线和可展开太阳能电池翼等方面。在建筑工程领域，装配式建筑的应用日益广泛，其中开合屋盖是在建筑理念中引入可展结构的结果，是现代建筑的一个主要发展趋势。传统可展开结构以其方便施工等优点，在建筑领域广泛应用，而大部分局限于一维线展开和二维面展开，展开过程不能释放三维空间，从而应用受限。
可展机构具有两种稳定状态：折叠状态和完全展开状态。折叠状态一般为运输状态，结构收拢为其最小体积；完全展开状态为工作状态，在驱动力的作用下，机构按照自身的运动特性由折叠状态逐步展开至工作状态，然后锁定为稳定状态。
目前，已有不少学者提出不同的可展单元机构，例如，Bennett机构，5R和7R可展单元，四棱锥可展单元机构，等等，但是真正投入到应用中的为数不多，因此，提出一种新型基本可展组合结构为丰富可展结构的多样性和工程应用均具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基本可展组合结构，以解决上述现有技术存在的问题，使收纳比大、展开可靠性高、展开后稳定性好。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种基本可展组合结构，包括结构相同且依次连接的三个三棱锥单元、三条关联支链和三条随动支链；所述三棱锥单元包括呈三角形分布的三个底花盘和一个顶花盘，相邻两个所述底花盘之间采用折叠同步杆连接；所述顶花盘位于三个所述底花盘的中心确定平面的法线上，且分别通过腹杆与三个所述底花盘连接。
可选的，所述底花盘包括两个周边底花盘和一个中心底花盘，三个所述三棱锥单元共用同一个所述中心底花盘，且三个所述三棱单元的周边底花盘之间通过所述关联支链连接。
可选的，三个所述三棱锥单元的顶花盘之间通过三条所述随动支链连接，且三条所述随动支链的转动副轴线位于与所述中心底花盘的平面平行的同一平面内。
可选的，所述折叠同步杆包括两根等长的连杆和三个转动副，且所述折叠同步杆中间的转动副处设有连杆完全展开锁紧装置。
可选的，所述折叠同步杆所含三个转动副轴线相互平行，且所含三个转动副轴线与三个所述底花盘的中心所确定的平面平行。
可选的，所述折叠同步杆所含三个转动副处分别设置有弹性元件。
可选的，位于所述同步折叠杆中间的转动副由同步运动装置连接的两个结构相同的转动副组成。
可选的，所述腹杆长度相同。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明可以拓扑组合成大尺寸平面或曲面可展结构、运动副形式简单(仅含R副和S副)、展开过程可靠性高、同步性好、收拢比大、刚度大，且展开锁紧装置简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1是本发明的基本可展组合结构结构示意简图；
附图2是本发明的基本可展组合结构中单个三棱锥单元的结构示意简图；
附图3是本发明的基本可展组合结构中同步折叠杆(关联支链)及其两端连接花盘的结构示意简图；
附图4a是本发明的基本可展组合结构半收拢状态示意简图；
附图4b是本发明的基本可展组合结构收拢状态示意简图；
附图5是按照本发明的具体实施例由两个基本可展组合结构构成的组件的结构示意图；
附图6是按照本发明的具体实施例由多个基本可展组合结构构成的曲面组件的结构示意简图；
附图7是按照本发明的具体实施例由多个基本可展组合结构构成的曲面组件的另一视角结构示意简图；
附图8是按照本发明的具体实施例由多个基本可展组合结构构成的平面组件的结构示意简图；
附图9是按照本发明的具体实施例由多个基本可展组合结构构成的平面组件的结构的另一视角示意简图；
其中，1-1为第一三棱锥单元、1-2为第二三棱锥单元、1-3为第三三棱锥单元、2-1为第一关联支链、2-2为第二关联支链、2-3为第三关联支链、3-1为第一随动支链、3-2为第二随动支链、3-3为第三随动支链、1-1-1为中心底花盘、1-1-2为第一周边底花盘、1-1-3为第二周边底花盘、1-1-4为第一折叠同步杆、1-1-5为第二折叠同步杆、1-1-6为第三折叠同步杆、1-1-7为第一腹杆、1-1-8为第二腹杆、1-1-9为第三腹杆、1-1-10为顶花盘、1-1-6-1为第三转动副、1-1-6-2为同步运动装置、1-1-6-3为第四转动副、1-1-6-4为弹性元件、1-1-6-5为第一转动副、1-1-6-6为第二转动副、1-1-6-7为第一连杆、1-1-6-8为第二连杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基本可展组合结构，以解决上述现有技术存在的问题，使收纳比大、展开可靠性高、展开后稳定性好。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
结合图1和图4，本发明的基本可展组合结构机构包括三个3RR-3RRR三棱锥单元，分别为第一三棱锥单元1-1、第二三棱锥单元1-2和第三三棱锥单元1-3、三条RRR关联支链，分别为第一关联支链2-1、第二关联支链2-2和第三关联支链2-3，以及三条SRS随动支链，分别为第一随动支链3-1、第二随动支链3-2和第三随动支链3-3。三个三棱锥单元共用一个中心底花盘1-1-1，第一三棱锥单元1-1和第二三棱锥单元1-2之间通过第三关联支链2-3连接，第二三棱锥单元1-2和第三三棱锥单元1-3之间通过第二关联支链2-2连接，第三三棱锥单元1-3和第一三棱锥单元1-1之间通过第一关联支链2-1连接，第一三棱锥单元1-1和第二三棱锥单元1-2的顶花盘之间通过第二随动支链3-2连接，第二三棱锥单元1-2和第三三棱锥单元1-3的顶花盘之间通过第一随动支链3-1连接，第三三棱锥单元1-3和第一三棱锥单元1-1的顶花盘之间通过第三随动支链3-3连接，随动支链的转动副处设有同步运动装置和完全展开锁紧装置。
实施例二
结合图2，本实施例的的三棱锥单元分别包括三个底花盘，即中心底花盘1-1-1、第一周边底花盘1-1-2和第二周边底花盘1-1-3；一个顶花盘1-1-10、三根RRR折叠同步杆，即第一折叠同步杆1-1-4、第二折叠同步杆1-1-5和第三折叠同步杆1-1-6以及三根RR腹杆，即第一腹杆1-1-7、第二腹杆1-1-8和第三腹杆1-1-9。中心底花盘1-1-1和第一周边底花盘1-1-2之间通过第三折叠同步杆1-1-6相连，第一周边底花盘底花盘1-1-2和第二周边底花盘1-1-3之间通过第一折叠同步杆1-1-4相连，第二周边底花盘1-1-3和中心底花盘1-1-1之间通过第二折叠同步杆1-1-5相连，顶花盘1-1-10通过第一腹杆1-1-7与中心底花盘1-1-1连接，通过第二腹杆1-1-8与第一周边底花盘1-1-2连接，通过第三腹杆1-1-9与第二周边底花盘1-1-3连接，折叠同步杆中间的转动副处设有连杆完全展开锁紧装置；顶花盘1-1-10位于由三个底花盘中心所确定平面的法线上，且顶花盘1-1-10所在平面与三个底花盘中心所在平面平行；三根RR腹杆等长且其长度决定了三棱锥单元收拢后的高度。
实施例三
结合图3，本发明的同步折叠杆理论上由两根等长的连杆通过一个转动副连接而成，实际中为了保证单元收拢时同步折叠杆的两根连杆不发生干涉，将同步折叠杆中间的转动副设计为由同步运动装置连接的两个转动副，因此，本实施例的同步折叠杆由两根等长的连杆，即第一连杆1-1-6-7和第二连杆1-1-6-8、两个相连的转动副，即第一转动副1-1-6-5和第二转动副1-1-6-6，以及一个同步运动装置1-1-6-2组成，第一连杆1-1-6-7通过第三转动副1-1-6-1和中心底花盘1-1-1相连，第二连杆1-1-6-8通过第四转动副1-1-6-3和第一周边底花盘1-1-2相连，在四个转动副处均添加弹性元件1-1-6-4提供驱动力，当同步折叠杆完全展开后，第一转动副1-1-6-5和第二转动副1-1-6-6到达锁定位置，同步杆转动范围到达极限位置，此时整个机构完全展开，处于稳定工作状态。每根同步折叠杆上的转动副轴线相互平行且垂直于其两根连杆轴线确定的平面；底花盘与腹杆连接的转动副轴线沿三个底花盘中心所在圆在该花盘中心处的切线方向，且每根腹杆上的两个转动副轴线相互平行。
实施例四
结合图4，图4a所示为本发明的基本可展组合结构的半收拢状态，收拢过程中，所有底花盘向中心底花盘1-1-1运动，所有同步折叠杆和关联支链向上收拢，随动支链向下收拢，收拢过程中弹性元件被压缩存储能量；图4b所示为本发明的基本可展组合结构的收拢末态，此时组合单元外包络为圆柱体。
实施例五
结合图5，多个基本可展组合结构按照平面或曲面可向外拓展成大尺寸可展机构。在进行拓展时，相邻两个基本可展单元之间会产生两个三角形，需要在其中一个三角形上方添加三根腹杆和一个顶花盘构成一个三棱锥单元，并在添加的顶花盘和其他基本可展组合结构的顶花盘之间添加随动支链，添加原则应该满足，取两个基本单元共用的底花盘作为新的基本可展组合结构的中心底花盘，与距离其最近的六个周边底花盘可以组建新的可展组合单元。
实施例六
结合图6和图7，当多个基本可展组合结构拓展为曲面时，需要对曲面进行三角形网格化划分，此时所有基本可展组合结构的底花盘中心在三角划分的顶点上，按照曲面划分的结果确定同步折叠杆、关联支链和随动支链的杆件长度，顶花盘的位置和姿态由腹杆的长度和三个底花盘中心所在的平面决定，顶花盘之间通过随动支链SRS相连。
实施例七
结合图8和图9，当多个基本可展组合结构拓展为平面时，所有基本可展组合结构的底花盘共面、顶花盘共面且两平面相互平行，同步折叠杆、关联支链和随动支链的所有转动副轴线平行于上述平面，此时随动支链SRS的球副可由转动副代替，该转动副轴线与随动支链SRS中间的转动副轴线平行。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。