[發明專利]一種單自由度變形輪

有效

• 申請號: 201910984647.5
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110605936B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 劉超;吳墉;王子謙;胡少衡
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: B60B19/02
• 分類號: B60B19/02
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

1.一種單自由度變形輪，其特征在于：基于閉鏈機構，由下底面（1）、第一輪面（2）、第一折疊面（3）、第二折疊面（4）、第二輪面（5）、第三折疊面（6）、第四折疊面（7）、第三輪面（8）、第五折疊面（9）、第六折疊面（10）、第四輪面（11）、第七折疊面（12）、第八折疊面（13）、第五輪面（14）、第九折疊面（15）、第十折疊面（16）、第六輪面（17）、第十一折疊面（18）、第十二折疊面（19）、第一支撐桿（20）、第二支撐桿（21）、第三支撐桿（22）和上頂面（23）組成；

所述的下底面（1）為正六邊形，在其一面的每條邊處設有與合頁相配合的凹槽與孔位，分別為第一合頁安裝處（1-a），第二合頁安裝處（1-b），第三合頁安裝處（1-c），第四合頁安裝處（1-d），第五合頁安裝處（1-e），第六合頁安裝處（1-f）,六處合頁的轉軸分別平行于六邊形的六條邊，在下底面（1）的中心處設有第一通孔（1-g）；第一輪面（2）上設有三處合頁安裝處：第一合頁安裝處（2-a）, 第二合頁安裝處（2-b），第三合頁安裝處（2-c），其中第一合頁安裝處（2-a）與第二合頁安裝處（2-b）的轉軸相互平行并垂直于第三合頁安裝處（2-c）的轉軸；第一輪面（2）上設有兩個共軸通孔：第一通孔（2-d）與第二通孔（2-e），其軸線與第三合頁安裝處（2-c）的轉軸軸線相平行；第二輪面（5）、第三輪面（8）、第四輪面（11）、第五輪面（14）、第六輪面（17）、與第一輪面（2）的形狀大小完全相同；第一輪面（2）的外側為弧面，在變形輪收束時可與第二輪面（5）、第三輪面（8）、第四輪面（11）、第五輪面（14）、第六輪面（17）的外側組成圓柱面；第一折疊面（3）的兩相對表面分別設有兩處合頁安裝處：第一合頁安裝處（3-a）與第二合頁安裝處（3-b）, 第一合頁安裝處（3-a）與第二合頁安裝處（3-b）的轉軸夾角為30°；第二折疊面（4）與第一折疊面（3）呈鏡像對稱關系，其上設有兩處合頁安裝處：第一合頁安裝處（4-a）與第二合頁安裝處（4-b）；第三折疊面（6）、第五折疊面（9）、第七折疊面（12）、第九折疊面（15）、第十一折疊面（18）與第一折疊面（3）的形狀大小完全相同；第四折疊面（7）、第六折疊面（10）、第八折疊面（13）、第十折疊面（16）、第十二折疊面（19）與第二折疊面（4）的形狀大小完全相同；第一支撐桿（20）的兩端設有軸線相互平行的兩個通孔：第一通孔（20-a）與第二通孔（20-b）, 第二支撐桿（21）、第三支撐桿（22）與第一支撐桿（20）的形狀大小完全相同；上頂面（23）邊緣處設有六個通孔：第一通孔（23-a）,第二通孔（23-b）,第三通孔（23-c）,第四通孔（23-d），第五通孔（23-e）,第六通孔（23-f）,其中第一通孔（23-a）與第二通孔（23-b）共軸線，第三通孔（23-c）與第四通孔（23-d）共軸線，第五通孔（23-e）與第六通孔（23-f）共軸線，且三根軸線間的夾角皆為60°，上頂面（23）中心處設有第七通孔（23-g）,其軸線在變形輪收束與展開的過程中與下底面（1）的第一通孔（1-g）的軸線保持共線；

將第一輪面（2）的第一合頁安裝處（2-a）與第一折疊面（3）第一合頁安裝處（3-a）用合頁固定， 第一輪面（2）的第二合頁安裝處（2-b）與第十二折疊面（19）的第一合頁安裝處（19-a）用合頁固定；將第二輪面（5）的第一合頁安裝處（5-a）與第二折疊面（4）第一合頁安裝處（4-a）用合頁固定， 第二輪面（5）的第二合頁安裝處（5-b）與第三折疊面（6）的第一合頁安裝處（6-a）用合頁固定；將第三輪面（8）的第一合頁安裝處（8-a）與第四折疊面（7）第一合頁安裝處（7-a）用合頁固定， 第三輪面（8）的第二合頁安裝處（8-b）與第五折疊面（9）的第一合頁安裝處（9-a）用合頁固定；將第四輪面（11）的第一合頁安裝處（11-a）與第六折疊面（10）第一合頁安裝處（10-a）用合頁固定， 第四輪面（11）的第二合頁安裝處（11-b）與第七折疊面（12）的第一合頁安裝處（12-a）用合頁固定；將第五輪面（14）的第一合頁安裝處（14-a）與第八折疊面（13）第一合頁安裝處（13-a）用合頁固定， 第五輪面（14）的第二合頁安裝處（14-b）與第十二折疊面（19）的第一合頁安裝處（19-a）用合頁固定；將第六輪面（17）的第一合頁安裝處（17-a）與第十折疊面（16）第一合頁安裝處（16-a）用合頁固定， 第六輪面（17）的第二合頁安裝處（17-b）與第十一折疊面（18）的第一合頁安裝處（18-a）用合頁固定；

將第一輪面（2）的第三合頁安裝處（2-c）與下底面（1）的第一合頁安裝處（1-a）用合頁固定，將第二輪面（5）的第三合頁安裝處（5-c）與下底面（1）的第二合頁安裝處（1-b）用合頁固定，將第三輪面（8）的第三合頁安裝處（8-c）與下底面（1）的第三合頁安裝處（1-c）用合頁固定,將第四輪面（11）的第三合頁安裝處（11-c）與下底面（1）的第四合頁安裝處（1-d）用合頁固定，將第五輪面（14）的第三合頁安裝處（14-c）與下底面（1）的第五合頁安裝處（1-e）用合頁固定,將第六輪面（17）的第三合頁安裝處（17-c）與下底面（1）的第六合頁安裝處（1-f）用合頁固定；

將第一折疊面（3）的第二合頁安裝處（3-b）與第二折疊面（4）的第二合頁安裝處（4-b）用合頁固定，將第三折疊面（6）的第二合頁安裝處（6-b）與第四折疊面（7）的第二合頁安裝處（7-b）用合頁固定，將第五折疊面（9）的第二合頁安裝處（9-b）與第六折疊面（10）的第二合頁安裝處（10-b）用合頁固定，將第七折疊面（12）的第二合頁安裝處（12-b）與第八折疊面（13）的第二合頁安裝處（13-b）用合頁固定，將第九折疊面（15）的第二合頁安裝處（15-b）與第十折疊面（16）的第二合頁安裝處（16-b）用合頁固定，將第十一折疊面（18）的第二合頁安裝處（18-b）與第十二折疊面（19）的第二合頁安裝處（19-b）用合頁固定；

用螺釘按順序穿過第一輪面（2）的第一通孔（2-d），第一支撐桿（20）的第一通孔（20-a），第一輪面（2）的第二通孔（2-e）并通過螺母進行軸向固定；用螺釘按順序穿過第三輪面（8）的第一通孔（8-d），第二支撐桿（21）的第一通孔（21-a），第三輪面（8）的第二通孔（8-e）并通過螺母進行軸向固定；用螺釘按順序穿過第五輪面（14）的第一通孔（14-d），第三支撐桿（22）的第一通孔（22-a），第五輪面（14）的第二通孔（14-e）并通過螺母進行軸向固定；

用螺釘按順序穿過上頂面（23）的第一通孔（23-a），第一支撐桿（20）的第二通孔（20-b），上頂面（23）的第二通孔（23-b）并通過螺母進行軸向固定； 用螺釘按順序穿過上頂面（23）的第三通孔（23-c），第二支撐桿（21）的第二通孔（21-b），上頂面（23）的第四通孔（23-d）并通過螺母進行軸向固定； 用螺釘按順序穿過上頂面（23）的第五通孔（23-e），第三支撐桿（22）的第二通孔（22-b），上頂面（23）的第六通孔（23-f）并通過螺母進行軸向固定。