[發(fā)明專利]一種基于三棱柱可展單元機(jī)構(gòu)的伸展臂

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810995657.4
• 申請(qǐng)日: 2018-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN109050980A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙永生;郭金偉;郭路瑤;許允斗;陳陽(yáng);張碩;姚建濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): B64G1/22
• 分類號(hào): B64G1/22
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 劉陽(yáng)

本發(fā)明屬于機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種基于三棱柱可展單元機(jī)構(gòu)的伸展臂。包括：三棱柱可展單元，所述三棱柱可展單元由一個(gè)基礎(chǔ)三角連接件、一個(gè)拓展三角連接件和三個(gè)支撐桿構(gòu)成，所述基礎(chǔ)三角連接件的端角通過支撐桿與拓展三角連接件的對(duì)應(yīng)端角連接；本發(fā)明所含構(gòu)件種類少，只有花盤和連桿兩種；各構(gòu)件之間連接方式單一，均通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接；完全展開狀態(tài)，三角形平面的設(shè)計(jì)提供了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；完全收攏狀態(tài)，所有構(gòu)件收攏到位，具有大折疊比；多個(gè)本發(fā)明中的三棱柱基本可展單元可形成任意長(zhǎng)度、任意口徑的大型伸展臂結(jié)構(gòu)，滿足不同的任務(wù)需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)構(gòu)學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種基于三棱柱可展單元機(jī)構(gòu)的伸展臂。

背景技術(shù)

隨著對(duì)宇宙奧秘的深入探索，超大型、高精度的衛(wèi)星、空間站的發(fā)展越來(lái)越得到各領(lǐng)域的重視。受到地面航天發(fā)射器有限空間容倉(cāng)的限制，各類空間可折展航天結(jié)構(gòu)的發(fā)展越發(fā)迫切?？臻g折展結(jié)構(gòu)是隨著航天技術(shù)革新而出現(xiàn)的新型結(jié)構(gòu)，具有高剛度，高收納率，高幾何穩(wěn)定性等特點(diǎn)。該結(jié)構(gòu)在地面及發(fā)射過程中以折疊姿態(tài)收藏于各航天器載荷倉(cāng)內(nèi)；當(dāng)航天器定位到工作軌道時(shí)，收到地面中心的展開指令，驅(qū)動(dòng)裝置使其展開成預(yù)定設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形狀，達(dá)到工作狀態(tài)。目前各類航天器都有應(yīng)用到這種結(jié)構(gòu)，如各類衛(wèi)星上的反射天線、各類太陽(yáng)能帆板、伸展臂等。

關(guān)于可展機(jī)構(gòu)的研究已成為當(dāng)今國(guó)際上的一個(gè)研究熱點(diǎn)。比較典型的機(jī)構(gòu)有AEC-Able工程公司為國(guó)際空間站開發(fā)的FAST伸展臂和ADAM伸展臂，TRW公司研制的太陽(yáng)花展開天線以及俄羅斯Energia-GPI-Space公司開發(fā)的一種EGS天線。中國(guó)在這方面起步較晚，浙江大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、天津大學(xué)和哈爾濱工業(yè)大學(xué)等在這方面進(jìn)行了研究，重點(diǎn)在空間站天線、伸展臂以及折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

目前，對(duì)于可展機(jī)構(gòu)的研究主要集中在機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)上，而對(duì)可展機(jī)構(gòu)單元本身的設(shè)計(jì)尤其是組成空間伸展臂機(jī)構(gòu)的單元設(shè)計(jì)不多。為了適應(yīng)復(fù)雜空間科學(xué)任務(wù)不斷增長(zhǎng)的需求，設(shè)計(jì)一種新型的空間可展基本單元對(duì)研制新型的可展開機(jī)構(gòu)具有重要的研究?jī)r(jià)值。

發(fā)明目的

本發(fā)明的目的在于提出一種折疊比大、展開后穩(wěn)定性高的三棱柱可展單元結(jié)構(gòu)，及其組成的空間伸展臂，

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體目的，提供一種三棱柱可展單元機(jī)構(gòu)，包括：三棱柱可展單元，

所述三棱柱可展單元由一個(gè)基礎(chǔ)三角連接件、一個(gè)拓展三角連接件和三個(gè)支撐桿構(gòu)成，所述基礎(chǔ)三角連接件的端角通過支撐桿與拓展三角連接件的對(duì)應(yīng)端角連接；

所述基礎(chǔ)三角連接件由三個(gè)同步桿和三個(gè)頂花盤構(gòu)成，所述三個(gè)同步桿通過三個(gè)頂花盤首尾連接構(gòu)成；

所述拓展三角連接件由三個(gè)同步桿和三個(gè)底花盤構(gòu)成，所述三個(gè)同步桿通過三個(gè)底花盤首尾連接構(gòu)成；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述同步桿由兩個(gè)等長(zhǎng)連桿和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副構(gòu)成，所述連桿的一端分別與轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述連桿與轉(zhuǎn)動(dòng)副的連接角度為小于等于90度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述轉(zhuǎn)動(dòng)副上設(shè)置有展開鎖緊裝置。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述同步桿與頂花盤的連接角度為小于等于90度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述同步桿與底花盤的連接角度為小于等于90度。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述頂花盤主體為六棱邊盤狀結(jié)構(gòu)，所述頂花盤的相鄰兩棱邊內(nèi)設(shè)置有連接凹槽，所述連接凹槽內(nèi)設(shè)置有連接座，所述頂花盤中部設(shè)置有連接環(huán)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述底花盤主體為六棱邊盤狀結(jié)構(gòu)，所述底花盤的相鄰三棱邊內(nèi)設(shè)置有連接凹槽，所述連接凹槽內(nèi)設(shè)置有連接座，所述底花盤中部設(shè)置有連接環(huán)。

一種伸展臂，包括所述三棱柱可展單元機(jī)構(gòu)，所述伸展臂由若干個(gè)三棱柱可展單元構(gòu)成。