[實用新型]一種變截面剪叉式伸展臂

有效

• 申請號: 201520305040.7
• 申請日: 2015-05-12
• 公開（公告）號: CN204750599U
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 撖亞頔;胡明;馬善紅;陳文華;錢萍;田芳菲
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: B64G1/66
• 分類號: B64G1/66
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于機械技術領域，涉及伸展臂，具體涉及一種變截面剪叉式伸展臂。

背景技術

空間伸展臂作為一維空間折展機構，形式豐富，應用廣泛，主要用來展開定位空間有效載荷，并為其提供支撐。隨著人類太空活動的日益頻繁，對空間伸展臂的需求將日益迫切。

然而，目前已有空間伸展臂的各位置橫截面形狀及面積恒定不變，較大程度上限制了其展開支撐定位有效載荷的布置位置；同時現有伸展臂為了實現其重復折展鎖解功能，導致與其匹配的到位鎖定機構頗為復雜，致使整個伸展臂系統結構復雜，可靠性相應降低。

發明內容

本實用新型針對現有技術的不足，提供一種變截面剪叉式伸展臂，該伸展臂的橫截面面積沿展開方向線性遞減，當有效載荷作用力沿伸展臂傳遞時與豎直方向成一夾角，從而有效避免根部應力集中。

本實用新型包括伸展臂底座、驅動滑塊、驅動連桿、主驅動塊、直線驅動機構和m級變截面折展單元；m≥2，且為整數。

所述的伸展臂底座開設有槽道；n個驅動滑塊處于同一圓周上，均與槽道構成滑動副，且底部分別與一根驅動連桿的頂部形成球副；n≥3，且為整數；所有驅動連桿沿同一圓錐面均布，且底部均與主驅動塊鉸接；所述的主驅動塊與驅動連接塊固連，驅動連接塊通過直線驅動機構驅動；所述的變截面折展單元包括n個剪叉單元、2n個折展滑塊和n個角塊；所述角塊的一個臂上設有銷軸，另一個臂開設有銷孔，頂部設有剪桿連接塊；每個角塊的銷軸嵌入相鄰角塊的銷孔內，構成滑動副；每個角塊的兩個臂底部分別與一個折展滑塊構成滑動副；n個剪叉單元形成正棱臺形，每個剪叉單元的頂部與同一滑動方向上的兩個折展滑塊形成球副。第一級變截面折展單元中，每個剪叉單元的兩根剪叉桿底部與相鄰兩個驅動滑塊的頂部鉸接；其余變截面折展單元的每個剪叉單元與前一級變截面折展單元對應的兩個角塊的剪桿連接塊鉸接；驅動滑塊、折展滑塊和剪桿連接塊的鉸接孔軸線與伸展臂底座頂面的夾角均為θ，θ∈（0o，60o］。

所述的第m級變截面折展單元也可不包含角塊，而是通過2n個折展滑塊均與支撐平臺構成滑動副。

所述的剪叉單元均包括相互鉸接的兩根剪叉桿。

所述的直線驅動機構包括絲杠螺母、滾珠絲杠和滑軌；所述的驅動連接塊與絲杠螺母固連，并與滑軌構成滑動副；所述的滾珠絲杠通過軸承支承在機架上，滑軌與機架固連。

本實用新型的有益效果：本實用新型實現了伸展臂的變截面設計，伸展臂軸截面積沿展開方向線性遞減，對有效載荷的展開支撐定位更加靈活。當有效載荷作用力沿伸展臂傳遞時與豎直方向成一夾角，從而有效避免了根部應力集中。本實用新型可重復鎖解，且鎖解過程簡單、可靠。

附圖說明

圖1為本實用新型展開狀態的整體結構立體圖；

圖2為本實用新型中伸展臂底座的結構立體圖；

圖3為本實用新型中角塊的結構立體圖；

圖4為本實用新型中一級滑塊的結構立體圖；

圖5為本實用新型中驅動滑塊的結構立體圖；

圖6為本實用新型中直線驅動機構的結構立體圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1、2、3、4和5所示，一種變截面剪叉式伸展臂，包括伸展臂底座1、驅動滑塊2、驅動連桿3、主驅動塊4、直線驅動機構、變截面折展單元、二級剪叉單元、二級滑塊和支撐平臺9。

伸展臂底座1開設有交叉設置的兩個槽道1-1，每個槽道1-1與兩個驅動滑塊2構成滑動副；四個驅動滑塊2處于同一圓周上，底部分別與一根驅動連桿3的頂部形成球副；四根驅動連桿3沿同一圓錐面均布，且底部均與主驅動塊4鉸接；主驅動塊4與驅動連接塊5固連，驅動連接塊5通過直線驅動機構驅動；變截面折展單元包括一級剪叉單元、一級滑塊7和角塊8；角塊8的一個臂上設有銷軸8-1，另一個臂開設有銷孔8-2，頂部設有剪桿連接塊8-3；四個角塊8形成矩形；每個角塊8的銷軸8-1嵌入相鄰角塊8的銷孔8-2內，構成滑動副；每個角塊8的兩個臂底部分別與一個一級滑塊7構成滑動副；四個一級剪叉單元形成四棱臺形，每個一級剪叉單元的第一剪叉桿6-1和第二剪叉桿6-2底部與相鄰兩個驅動滑塊2的頂部鉸接，頂部與同一滑動方向上的兩個一級滑塊7形成球副；四個二級剪叉單元形成四棱臺形；每個二級剪叉單元的第一剪叉桿6-1和第二剪叉桿6-2底部與相鄰兩個角塊8的剪桿連接塊8-3鉸接，頂部分別與一個二級滑塊形成球副；所有二級滑塊均與支撐平臺9構成滑動副。