[發明專利]一種基于剛性剪叉機構的可展開曲面桁架機構

有效

• 申請號: 201810410918.1
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108674694B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 李兵;黃海林;張鐵山;賈廣魯;梁國楨
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22;H01Q1/28;H01Q1/10
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 朱本利

1.一種基于剛性剪叉機構的可展開曲面桁架機構，其特征在于，包括一個Ⅰ級六棱臺單元，六個Ⅱ級六棱臺單元，六個所述Ⅱ級六棱臺單元環繞于所述Ⅰ級六棱臺單元設置；

所述六棱臺單元包括：中心花盤，所述中心花盤的圓周方向設有六個雙4R機構，所述雙4R機構為封閉式平面對稱結構；

所述雙4R機構包括：兩根相同的第一縱桿、兩根相同的第一剪叉桿、兩根相同的第一連桿；兩根所述第一剪叉桿通過轉動副R1互相連接，形成剪叉機構；兩根所述第一剪叉桿的始端分別通過轉動副R2連接于兩根所述第一縱桿的下端；兩根所述第一連桿的始端分別通過轉動副R3連接于兩根所述第一縱桿的上端，兩根所述第一連桿的末端分別通過轉動副R4連接于兩根所述第一剪叉桿的末端；

所述六棱臺單元中，相鄰的兩個所述雙4R機構通過同步約束機構進行連接，所述同步約束機構包括：

兩個相同的第一轉動件，兩個所述第一轉動件之間鉸接；

兩個相同的第二轉動件，兩個所述第二轉動件一端分別通過轉動副Ra1連接兩個所述第一轉動件，另一端分別通過轉動副Ra2連接所述第一剪叉桿；

所述六棱臺單元還設有六個隨動分支機構，六個所述雙4R機構中，相鄰的所述第一縱桿之間通過所述隨動分支機構進行連接，兩個所述雙4R機構、一個所述隨動分支機構首尾互相連接，形成封閉的三棱臺結構；

所述隨動分支機構為雙5R機構，所述雙5R機構為封閉的平面對稱結構，其包括：

兩根相同的第二縱桿；

兩根相同的第二剪叉桿，兩根所述第二剪叉桿通過轉動副R5互相連接；兩根所述第二剪叉桿的始端分別通過轉動副R6連接于兩根所述第二縱桿的下端；

兩根相同的第二連桿，兩根所述第二連桿的始端分別通過轉動副R7連接于兩根所述第二縱桿的上端；

兩根相同的第三連桿，兩根所述第三連桿的始端分別通過轉動副R8連接于兩根所述第二連桿的末端；兩根所述第三連桿的末端分別通過轉動副R9連接于兩根所述第二剪叉桿的末端；

所述Ⅰ級六棱臺單元中的所述雙4R機構具有相同的尺寸；所述Ⅱ級六棱臺單元中的所述雙4R機構具有至少兩種不同的尺寸。

2.如權利要求1所述的可展開曲面桁架機構，其特征在于，所述雙4R機構中，兩根所述第一縱桿分別為固定縱桿、活動縱桿，所述固定縱桿設有楔塊，所述中心花盤設有連接槽，所述楔塊與所述連接槽配合連接。

3.如權利要求2所述的可展開曲面桁架機構，其特征在于，相鄰的兩根所述活動縱桿通過轉動關節連接于所述第二縱桿。

4.如權利要求3所述的可展開曲面桁架機構，其特征在于，所述轉動關節為圓柱副或轉動副或復合鉸鏈。

5.如權利要求1所述的可展開曲面桁架機構，其特征在于，所述第一縱桿、所述第一連桿的長度之和，等于所述第一剪叉桿的長度；所述第二縱桿、所述第三連桿、所述第二連桿的長度之和，大于所述第二剪叉桿的長度。

6.如權利要求1所述的可展開曲面桁架機構，其特征在于，轉動副R4為偏置轉動副；所述雙4R機構處于展開狀態時，轉動副R4的軸線不穿過轉動副R1、轉動副R3的軸線所在平面。

7.如權利要求1所述的可展開曲面桁架機構，其特征在于，所述雙4R機構完全展開狀態為等腰梯形。