[發明專利]無鉸鏈大動程負剛度結構

有效

• 申請號: 201480083905.8
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN107002814B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 克里斯多福·B·邱吉爾;大衛·W·謝漢;吉歐佛瑞·P·麥奈特;吉耶爾莫·A·赫雷拉
• 申請（專利權）人: HRL實驗室有限責任公司
• 主分類號: F16F15/10
• 分類號: F16F15/10;F16F15/121
• 代理公司: 北京泰吉知識產權代理有限公司 11355
• 代理人: 張雅軍;謝瓊慧

1.一種負剛度結構，其包括：

至少一個撓性拉伸部件，其具有第一末端和第二末端，所述第一末端耦合到第一結構；以及

第一彎曲壓縮部件，其具有第一末端和第二末端，所述第一末端耦合到第二結構，所述第二末端耦合到所述至少一個撓性拉伸部件的所述第二末端，其中

所述至少一個撓性拉伸部件中每一個撓性拉伸部件的長度大于所述第一彎曲壓縮部件的長度，且

所述負剛度結構的頂端經配置以展現對施加于所述頂端的負載的負剛度機械響應，所述負剛度機械響應在正交于所述至少一個撓性拉伸部件的所述長度的方向上起作用。

2.根據權利要求1所述的負剛度結構，其進一步包括第二彎曲壓縮部件，所述第二彎曲壓縮部件具有耦合到所述第二結構的第一末端以及耦合到所述至少一個撓性拉伸部件的所述第二末端的第二末端。

3.根據權利要求2所述的負剛度結構，其中所述第一彎曲壓縮部件在第一方向上屈曲，且其中所述第二彎曲壓縮部件在與所述第一方向相反的第二方向上屈曲。

4.根據權利要求2或3中任一權利要求所述的負剛度結構，其中所述第一和第二彎曲壓縮部件是余弦形的。

5.根據權利要求2或3中任一權利要求所述的負剛度結構，其進一步包括位于所述第一彎曲壓縮部件與所述第二彎曲壓縮部件之間的第一和第二楔形嵌件，所述第一楔形嵌件接近于所述第一和第二彎曲壓縮部件的所述第一末端，且所述第二楔形嵌件接近于所述第一和第二彎曲壓縮部件的所述第二末端。

6.根據權利要求2或3中任一權利要求所述的負剛度結構，其中所述第一結構包括界定錐形凹部的一對彎曲壁，且其中所述至少一個撓性拉伸部件的所述第一末端接納于所述錐形凹部中。

7.根據權利要求2或3中任一權利要求所述的負剛度結構，其進一步包括耦合到所述至少一個撓性拉伸部件的所述第一末端的致動器，所述致動器經配置以調整施加于所述至少一個撓性拉伸部件的拉伸或調整所述至少一個撓性拉伸部件的有效長度以改變所述頂端的所述機械響應。

8.根據權利要求2或3中任一權利要求所述的負剛度結構，其進一步包括耦合到所述至少一個撓性拉伸部件的所述第一末端的夾持致動器，所述夾持致動器經配置以在沿著所述至少一個撓性拉伸部件的長度的多個位置處夾持所述至少一個撓性拉伸部件。

9.根據權利要求2或3中任一權利要求所述的負剛度結構，其中所述第二結構包括離合機構，所述離合機構包括：

第一離合部件，其具有凸表面；以及

第二離合部件，其具有與所述第一離合部件的所述凸表面配合的凹表面，其中所述第二離合部件經配置以沿著所述第一離合部件的所述凸表面在第一角位置與第二角位置之間滑動。

10.根據權利要求2或3中任一權利要求所述的負剛度結構，其中所述第一彎曲壓縮部件具有大體上均勻的厚度。

11.根據權利要求2或3中任一權利要求所述的負剛度結構，其中所述第一彎曲壓縮部件具有非均勻厚度。

12.根據權利要求2或3中任一權利要求所述的負剛度結構，其中所述第一彎曲壓縮部件包括多個彎曲壓縮部件的堆疊。

13.根據權利要求2或3中任一權利要求所述的負剛度結構，其中所述至少一個撓性拉伸部件包括多個拉伸部件。

14.根據權利要求2或3中任一權利要求所述的負剛度結構，其中所述第一彎曲壓縮部件是矩形橫梁。

15.根據權利要求2或3中任一權利要求所述的負剛度結構，其中所述至少一個撓性拉伸部件選自由以下各項組成的群組：橫梁、繩索、纜線、桿、鏈或帶。