[發明專利]八面體桁架單元變幾何桁架被動桿

有效

• 申請號: 201310151390.8
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN103233956A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 陳務軍;張大旭;胡士強;頓向明
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F16B7/18
• 分類號: F16B7/18
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 丁惠敏;鄭立

技術領域

本發明涉及結構機構工程技術領域的變幾何桁架被動桿，尤其涉及一種八面體桁架單元變幾何桁架被動桿。

背景技術

八面體桁架單元由12根桿、6個節點構成空間恰定體系，既無超靜定也無內部機構，因此，八面體桁架單元是構造大型復雜結構體系、空間伸展機構、操控機構的有效基本桁架單元。當八面體桁架單元各面邊棱長相等時稱為正八面體桁架單元。八面體桁架單元六個側棱設置為主動桿，此為著名的Stewart平臺，主動桿可大幅伸縮或具有快速響應的微小伸縮，用于跟蹤機構、減振隔振機構。八面體桁架單元頂或底面三棱設置為主動桿，此為變幾何桁架單元（Variable?Geometry?Truss,VGT），變幾何桁架單元串聯可構成伸展臂或操控機構，可在中部各層或間隔一層設置主動器成為主動桿、側棱全定長為被動桿、頂和底為定長桿，以較少主動器實現機構靈活、運動空間大、收納率大、結構機構重量輕、剛度大等優點。

陳務軍、關富玲、陳向陽等著的“正八面體單元伸展臂研究”（宇航學報，1999，20（2）：41-47）研究了正八面體桁架單元機構幾何分析方法與特征。

陳務軍、董石麟、付功義等著的“一高剛性同步展開空間伸展臂設計研究”（2000年中國博士后學術大會論文集，北京：科學出版社）研究了三棱桁架構成高剛性同步伸展的伸展臂。

陳務軍、付功義、何艷麗等著的“八面體桁架單元及其派生系所構成的空間伸展臂”（上海交通大學學報（自然科學版），2001，35（4）：509-513）研究了正八面體桁架單元特征、八面桁架單元衍生單元及構成伸展臂，以及基本結構特性分析。

陳務軍、張淑杰著的“空間可展結構體系與分析導論”（中國宇航出版社，2006.3）研究介紹了包含八面體桁架單元的展開結構體系與分析理論。

目前國內僅有概念、理論、分析研究，并無針對八面體變幾何桁架機構的具體被動桿技術研究。

CHEN?Wu-jun、LUO?Yao-zhi、FU?Gong-y等著的“A?study?on?space?masts?based?on?octahedral?truss?family”（International?Journal?of?Space?Structures,2001,16(1)：19-26）研究了八面體桁架單元系的幾何、結構特征。

CHEN?Wu-jun、LUO?Yao-zhi、FU?Gong-yi著的“Design?conception?and?deployment?simualation?for?a?highly?synchronized?extendable/retractable?space?mast”（International?Journal?of?Space?Structures,2001,16(4)：261-269）研究了同步伸展臂結構機構、節點實現、展開動力學分析方法。

Stephen?Oliver?Oikawa著的“Design?and?Construction?of?a?four-Bay?Variable-Geometry-Truss?Manipulator”（University?of?Toronto,1995）研制了以串聯轉動副構成節點系的八面體單元變幾何桁架，并進行了運動學、運動力學分析理論研究。

Luis?M.Macareno、Josu?Agirrebeitia、Carlos?Angulo等著的“FEM?subsystem?replacement?techniques?for?strength?problems?in?variable?geometry?trusses”（Finite?Elements?in?Analysis?and?Design,2008,44:346-357）研制了八面體桁架單元樣機、提出了緊湊型組合節點、進行了非線性分析與試驗研究。

這些設計與研究表明了八面體桁架單元變幾何桁架被動桿存在定長不便于安裝和精確定位等缺點，因此，本領域的技術人員致力于開發一種新型八面體桁架單元變幾何桁架被動桿。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種八面體單元變幾何桁架被動桿，以克服現有八面體單元存在的上述不足。