[發明專利]一種單自由度截角四面體/四面體形狀轉換機構

有效

• 申請號: 201911144427.8
• 申請日: 2019-11-20
• 公開（公告）號: CN110842895B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 孔凡臣;劉婧芳;丁華鋒
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

1.一種單自由度截角四面體/四面體形狀轉換機構，其特征在于：包括三分支運動鏈(1)、平面剪叉運動鏈(2)和三軸線轉動副連接件(3)；平面剪叉運動鏈(2)通過三軸線轉動副連接件(3)與三分支運動鏈(1)連接；所述三軸線轉動副連接件(3)設置有一個中間轉動副軸I(301)和兩個外側轉動副軸II(302)，兩個外側轉動副軸II(302)關于過中間轉動副軸I(301)的橫向截面的鏡像對稱面A對稱，且外側轉動副軸II(302)的軸線與鏡像對稱面A的夾角為[arccos(1/3)]/2度；

所述三分支運動鏈(1)設置有四個，四個三分支運動鏈(1)相間于四個平面剪叉運動鏈(2)分布；三分支運動鏈(1)包括一個中心桿(101)以及三個分支桿(102)；每個分支桿(102)的一端分別與中心桿(101)鉸接連接，另一端分別與三軸線轉動副連接件(3)的中間轉動副軸I(301)鉸接連接；

所述三軸線轉動副連接件(3)設置有十二個；

所述平面剪叉運動鏈(2)設置有四個；在單自由度截角四面體/四面體形狀轉換機構處于截角四面體構形狀態下，所述三分支運動鏈(1)所在平面與其中一個所述平面剪叉運動鏈(2)所在平面平行，同時與另外三個所述平面剪叉運動鏈(2)所在平面之間的夾角為[180-arccos(1/3)]度；所述四個平面剪叉運動鏈(2)兩兩之間所在平面的夾角為arccos(1/3)度；

平面剪叉運動鏈(2)包括中心剪叉單元(201)以及剪叉分支運動鏈(202)；平面剪叉運動鏈(2)的外端與所述三軸線轉動副連接件(3)的外側轉動副軸II(302)鉸接連接；

所述中心剪叉單元(201)包括兩個剪叉桿I(203)；所述剪叉桿I(203)設置有三個分支桿I(206)和三個分支桿II(207)；所述分支桿I(206)和所述分支桿II(207)交替分布；所述分支桿I(206)兩兩之間的夾角為120度；所述分支桿II(207)兩兩之間的夾角為120度；所述中心剪叉單元(201)由兩個剪叉桿I(203)在中心位置鉸接連接組成；所述中心剪叉單元(201)的其中一個剪叉桿I(203)的分支桿I(206)和另一個剪叉桿I(203)的分支桿I(206)的外端與剪叉分支運動鏈(202)的四個剪叉桿II(204)的一端鉸接連接；所述中心剪叉單元(201)的其中一個剪叉桿I(203)的分支桿II(207)和另一個剪叉桿I(203)的分支桿II(207)的外端與剪叉分支運動鏈(202)的四個剪叉桿II(204)的一端鉸接連接；

所述剪叉分支運動鏈(202)設置有六個，剪叉分支運動鏈(202)包括四個剪叉桿II(204)以及兩個剪叉桿III(205)；四個剪叉桿II(204)分成兩組在桿件的中心位置鉸接連接之后，兩組剪叉桿II(204)在外端鉸接連接；兩個剪叉桿III(205)的一端鉸接連接，同時與三軸線轉動副連接件(3)的一個外側轉動副軸II(302)鉸接連接，另一端與四個剪叉桿II(204)的外端鉸接連接；四個剪叉桿II(204)的一端與中心剪叉單元(201)的外端鉸接連接，另一端與兩個剪叉桿III(205)鉸接連接。

2.根據權利要求1所述的一種單自由度截角四面體/四面體形狀轉換機構，其特征在于：平面剪叉運動鏈的中心剪叉單元進行驅動實現截角四面體形狀和四面體形狀之間的轉換，且該機構在形狀轉換過程中，控制方便。