[發(fā)明專利]一種含耦合支鏈的閉環(huán)連桿單元及基于此的傘狀可展機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710114228.7
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN106836505B
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹文熬;楊棟皓;王玉丹
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號(hào): E04B1/344
• 分類號(hào): E04B1/344;B64G4/00;H01Q1/08
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 曹雄

本發(fā)明涉及一種含耦合支鏈的閉環(huán)連桿單元及基于此的傘狀可展機(jī)構(gòu)，該閉環(huán)連桿單元的結(jié)構(gòu)呈鏡面對稱布置，每對呈鏡面對稱的轉(zhuǎn)動(dòng)副的軸線在對稱面上相交。多個(gè)閉環(huán)連桿單元環(huán)形陣列在同一基座上，且每相鄰兩個(gè)閉環(huán)連桿單元之間共用一個(gè)連接基座的轉(zhuǎn)動(dòng)副，一個(gè)連桿和一個(gè)中間平臺(tái)，這樣便構(gòu)成了一個(gè)多環(huán)耦合狀的空間可展機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的閉環(huán)連桿可展單元比現(xiàn)有的單環(huán)連桿可展單元具有更高的剛度和承載能力，進(jìn)而構(gòu)建的可展機(jī)構(gòu)具有高剛度，高承載能力的特點(diǎn)。本發(fā)明的可展機(jī)構(gòu)在衛(wèi)星天線、太陽能電池板支撐結(jié)構(gòu)以及建筑工程等多個(gè)領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種含耦合支鏈的閉環(huán)連桿單元及基于此的傘狀可展機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

可展機(jī)構(gòu)作為空間站的基礎(chǔ)骨架，空間機(jī)械臂的主體框架，大口徑可展開天線支撐機(jī)構(gòu)，大型太陽能帆板支架，可移動(dòng)建筑的桁架結(jié)構(gòu)等在通航空航天、可再生能源、空間探索、大型建筑，國防軍事等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。近幾十年，可展機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和研究是航天領(lǐng)域的熱門主題。美國航空航天局(NASA)，歐空局(ESA)，俄羅斯宇航局，日本宇宙科學(xué)研究所(ISAS)和日本宇宙事業(yè)開發(fā)團(tuán)(NASDA)和我國的航天科技集團(tuán)一直在不斷地開展航天可展機(jī)構(gòu)的研究。目前國外一些大學(xué)如英國劍橋大學(xué)，西班牙塞維利亞建筑技術(shù)研究院，美國麻省理工學(xué)院，以色列特拉維夫大學(xué)，日本東京大學(xué)等和我國的哈爾濱工業(yè)大學(xué)，天津大學(xué)，北京理工大學(xué)，同濟(jì)大學(xué)，浙江大學(xué)，北京航空航天大學(xué)等的許多學(xué)者都在進(jìn)行可展機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究。

早期的可展機(jī)構(gòu)主要基于剪式鉸單元來構(gòu)建。近年來，基于單自由度單閉環(huán)空間連桿的可展單元引起了許多學(xué)者的關(guān)注，常見的有Bennett 4R機(jī)構(gòu)，Myard 5R機(jī)構(gòu)，Bricard 6R機(jī)構(gòu)等。中國專利CN200380107030.2呈現(xiàn)了一種基于Bennett 4R連桿單元構(gòu)建的大可展機(jī)構(gòu)。中國專利CN102167165A公開了一種七轉(zhuǎn)動(dòng)副單環(huán)連桿可展單元及采用該單元的空間可展機(jī)構(gòu)，這種單元比Myard5R連桿單元的可展性更好。

本發(fā)明涉及的含耦合支鏈的閉環(huán)連桿可展單元在結(jié)構(gòu)上不同于現(xiàn)有的單環(huán)連桿可展單元，這種閉環(huán)連桿可展單元在桿數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)目更多，運(yùn)動(dòng)副軸線之間的布置更加復(fù)雜，支鏈之間的耦合度更高。本發(fā)明涉及的含耦合支鏈的閉環(huán)連桿可展單元比單環(huán)連桿可展單元的剛度和承載能力更高，非常適合構(gòu)建大型的可展機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及具有高剛度和高承載能力的含耦合支鏈閉環(huán)連桿單元及以此為基礎(chǔ)構(gòu)建的傘狀可展機(jī)構(gòu)。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：