[發(fā)明專利]三棱柱可折展單元及由該可折展單元組成的可折展支撐臂

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210464544.4
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN102923316A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧宗全;單明賀;劉榮強(qiáng);郭宏偉;王巖
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B64G1/22
• 分類號(hào): B64G1/22;B64G1/66;H01L31/042
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種可折展單元及由該可折展單元組成的支撐臂，具體涉及一種三棱柱可折展單元及由該可折展單元組成的可折展支撐臂，屬于航天領(lǐng)域中的一維空間可重復(fù)展開機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

在各類太空探索活動(dòng)中以及空間站的建設(shè)中都離不開空間可展開結(jié)構(gòu)，而空間伸展臂作為空間可展開結(jié)構(gòu)中形式最為豐富、研究最早、應(yīng)用最為廣泛的一維空間展開機(jī)構(gòu)扮演著重要的角色。空間伸展臂在各種太空探測活動(dòng)中主要是用來展開柔性太陽能帆板；支撐可展開天線、合成孔徑雷達(dá)、太空望遠(yuǎn)鏡等。隨著太空探索、對(duì)地觀測、海洋勘探和軍事偵察等空間活動(dòng)的迅猛發(fā)展以及未來復(fù)雜太空任務(wù)的需求，對(duì)大尺度、高精度、高剛度、超輕型結(jié)構(gòu)的空間伸展臂的需求越來越迫切。

可展開支撐臂發(fā)展至今，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，其主要可分為四大類：薄壁管式支撐臂、套筒式支撐臂、盤繞式支撐臂、鉸接式支撐臂。其中鉸接式伸展臂具有高剛度、高承載能力，較高可靠性的特點(diǎn)，但現(xiàn)有的鉸接式支撐臂存在折疊體積大和重復(fù)展開精度低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的鉸接式支撐臂存在折疊體積大和重復(fù)展開精度低的問題。進(jìn)而提供一種三棱柱可折展單元及由該可折展單元組成的可折展支撐臂。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：三棱柱可折展單元包括上三角框、下三角框、三根三棱柱折疊臂和三組三棱柱拉索總成，上三角框和下三角框由上至下平行設(shè)置，且上三角框的三個(gè)頂點(diǎn)位置與下三角框的三個(gè)頂點(diǎn)位置相對(duì)應(yīng)，上三角框和下三角框之間相對(duì)應(yīng)的每個(gè)頂角處分別通過一根三棱柱折疊臂支撐并可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，上三角框、下三角框和相鄰兩根三棱柱折疊臂之間所組成的矩形平面內(nèi)對(duì)角處設(shè)有一組三棱柱拉索總成，在三棱柱可折展單元收攏過程中，單元水平轉(zhuǎn)軸被抬起，帶動(dòng)單元錐銷抬出錐孔，單元上折臂和單元下折臂向內(nèi)折疊實(shí)現(xiàn)收攏。

本發(fā)明還提供了一種由三棱柱可折展單元組成的可折展支撐臂，它包括多個(gè)三棱柱可折展單元和多個(gè)過渡折展組件，每相鄰兩個(gè)三棱柱可折展單元之間通過一個(gè)過渡折展組件可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述過渡折展組件包括三根過渡折疊臂和多個(gè)過渡拉索組件，三根過渡折疊臂分別支撐并可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在上三角框和下三角框之間的頂角處，上三角框、下三角框和相鄰兩根三棱柱折疊臂之間所組成的矩形平面內(nèi)對(duì)角處交叉設(shè)有兩個(gè)過渡拉索組件。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果：

1.本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)對(duì)稱，單元數(shù)量可以為若干個(gè)。2.本發(fā)明收攏后體積小，重量輕，收納率高達(dá)28%，相對(duì)于國內(nèi)一款索桿鉸接式支撐臂提高了20%。3.本發(fā)明中加入了拉索組件，拉索組件克服了對(duì)角拉索纏繞及運(yùn)動(dòng)不規(guī)律的問題，同時(shí)加強(qiáng)了支撐臂的整體剛度和重復(fù)展開精度。4.本發(fā)明中折疊臂的鎖緊采用錐銷與錐孔配合鎖緊，增加了剛度和可靠性，并消除了間隙。

附圖說明

圖1是三棱柱可折展單元的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是折疊臂的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖2在B處的局部放大圖，圖4是拉索組件的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是圖4在C處的局部放大圖，圖6是可折展支撐臂的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1-圖5說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的一種三棱柱可折展單元，它包括上三角框1、下三角框2、三根三棱柱折疊臂3和三組三棱柱拉索總成4，上三角框1和下三角框2由上至下平行設(shè)置，且上三角框1的三個(gè)頂點(diǎn)位置與下三角框2的三個(gè)頂點(diǎn)位置相對(duì)應(yīng)，上三角框1和下三角框2之間相對(duì)應(yīng)的每個(gè)頂角處分別通過一根三棱柱折疊臂3支撐并可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，上三角框1、下三角框2和相鄰兩根三棱柱折疊臂3之間所組成的矩形平面內(nèi)對(duì)角處設(shè)有一組三棱柱拉索總成4。

本實(shí)施方式的三棱柱可折展單元通過三根三棱柱折疊臂3向內(nèi)折疊實(shí)現(xiàn)收攏。三組三棱柱拉索總成4起到提高桁架剛度的作用。

具體實(shí)施方式二：結(jié)合圖1-圖3說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的三棱柱折疊臂3包括單元上折臂5、單元下折臂6、單元限位塊7、單元彈簧8、單元鎖架9、單元鎖體10和單元錐銷11，單元上折臂5和單元下折臂6的相鄰端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接，單元限位塊7固裝在單元上折臂5的下部，單元鎖架9可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在單元上折臂5上并位于單元限位塊7的下端，單元彈簧8套裝在單元鎖架9上，單元錐銷11固裝在單元鎖架9的下端，單元鎖體10固裝在單元下折臂6的上端，單元鎖體10上開有與單元錐銷11尺寸相匹配的錐孔。如此設(shè)置，折疊臂的鎖緊采用錐銷與錐孔配合鎖緊，增加了剛度和可靠性，并消除了間隙。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一相同。