[實(shí)用新型]一種平面復(fù)合結(jié)構(gòu)空間大行程的柔順鉸鏈

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920240606.0
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN209755206U
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張憲民;張洪川;朱本亮
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10
• 代理公司: 44245 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 馮炳輝

1.一種平面復(fù)合結(jié)構(gòu)空間大行程的柔順鉸鏈，其特征在于：包括相連的矩形平面單元和叉形平面單元，所述矩形平面單元用于實(shí)現(xiàn)平面外扭轉(zhuǎn)功能，該矩形平面單元是由兩條柔性的長直梁和兩條柔性的短直梁圍成的矩形結(jié)構(gòu)，其中一條長直梁的中心處為固定段，其兩端分別為第一扭轉(zhuǎn)段，另一條長直梁的中心處為第二扭轉(zhuǎn)段，其兩端分別為第三扭轉(zhuǎn)段；所述叉形平面單元用于實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)功能，該叉形平面單元是由兩條柔性并相交叉的直梁薄板構(gòu)成的叉狀結(jié)構(gòu)，所述叉狀結(jié)構(gòu)的外側(cè)與第二扭轉(zhuǎn)段通過外聯(lián)式連接構(gòu)成剛度高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，用于連接叉狀結(jié)構(gòu)與矩形結(jié)構(gòu)并傳遞力矩。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平面復(fù)合結(jié)構(gòu)空間大行程的柔順鉸鏈，其特征在于：所述矩形平面單元為窄矩形結(jié)構(gòu)，即所述長直梁和短直梁的長寬比大，從而長直梁的扭轉(zhuǎn)剛度降低，能夠?qū)崿F(xiàn)矩形平面單元平面外大范圍的彎曲變形，且長直梁的寬度與整個柔順鉸鏈的厚度之比不超過0.35；所述兩條直梁薄板構(gòu)成的叉狀結(jié)構(gòu)朝向長直梁的夾角為30-90度，且直梁薄板的寬度與長直梁的寬度相近，并與整個柔順鉸鏈的厚度之比不超過0.31，從而使矩形平面單元的扭轉(zhuǎn)柔度與叉形平面單元的轉(zhuǎn)動柔度相當(dāng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種平面復(fù)合結(jié)構(gòu)空間大行程的柔順鉸鏈，其特征在于：所述第一扭轉(zhuǎn)段的長度大于短直梁的長度，所述第一扭轉(zhuǎn)段的寬度小于短直梁的寬度，第一扭轉(zhuǎn)段的寬度與整個柔順鉸鏈的厚度之比為0.1～0.35，所述直梁薄板的長度分別與固定段的長度和第二扭轉(zhuǎn)段的長度相等，其變形長度不超過固定段長度的1.414倍，所述直梁薄板的寬度與整個柔順鉸鏈的厚度之比為0.1～0.25。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平面復(fù)合結(jié)構(gòu)空間大行程的柔順鉸鏈，其特征在于：所述矩形平面單元的扭轉(zhuǎn)柔度與叉形平面單元的彎曲柔度之比為0.2～1。

5.一種平面復(fù)合結(jié)構(gòu)空間大行程的柔順鉸鏈，其特征在于：包括相連的矩形平面單元和帶有連接梁的叉形平面單元，所述矩形平面單元用于實(shí)現(xiàn)平面外扭轉(zhuǎn)功能，該矩形平面單元是由兩條柔性的長直梁和兩條柔性的短直梁圍成的矩形結(jié)構(gòu)，其中一條長直梁的中心處為固定段，其兩端分別為第一扭轉(zhuǎn)段，另一條長直梁的中心處為第二扭轉(zhuǎn)段，其兩端分別為第三扭轉(zhuǎn)段；帶有連接梁的叉形平面單元用于實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)功能，該叉形平面單元是由兩條柔性并相交叉的直梁薄板構(gòu)成的叉狀結(jié)構(gòu)，所述連接梁將叉狀結(jié)構(gòu)靠近矩形結(jié)構(gòu)一側(cè)的兩個端部相連接，該連接梁的中心處為第四扭轉(zhuǎn)段，其兩側(cè)為第五扭轉(zhuǎn)段，所述叉狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，即第四扭轉(zhuǎn)段與第二扭轉(zhuǎn)段通過內(nèi)嵌式連接構(gòu)成三角形結(jié)構(gòu)，且叉狀結(jié)構(gòu)的外側(cè)不與任何結(jié)構(gòu)連接，該三角形結(jié)構(gòu)用于連接叉狀結(jié)構(gòu)與矩形結(jié)構(gòu)并傳遞力矩，且該三角形結(jié)構(gòu)位于直梁薄板上的部分能夠?qū)崿F(xiàn)平面內(nèi)的彎曲變形，其與矩形結(jié)構(gòu)連接的部分實(shí)現(xiàn)平面外的扭轉(zhuǎn)變形。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種平面復(fù)合結(jié)構(gòu)空間大行程的柔順鉸鏈，其特征在于：所述矩形平面單元為窄矩形結(jié)構(gòu)，即所述長直梁和短直梁的長寬比大，從而長直梁的扭轉(zhuǎn)剛度降低，能夠?qū)崿F(xiàn)矩形平面單元平面外大范圍的彎曲變形，且長直梁的寬度與整個柔順鉸鏈的厚度之比不超過0.35；所述兩條直梁薄板構(gòu)成的叉狀結(jié)構(gòu)朝向長直梁的夾角為30-90度，且直梁薄板的寬度與長直梁的寬度相近，并與整個柔順鉸鏈的厚度之比不超過0.31，從而使矩形平面單元的扭轉(zhuǎn)柔度與叉形平面單元的轉(zhuǎn)動柔度相當(dāng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種平面復(fù)合結(jié)構(gòu)空間大行程的柔順鉸鏈，其特征在于：所述第一扭轉(zhuǎn)段的長度大于短直梁的長度，所述第一扭轉(zhuǎn)段的寬度小于短直梁的寬度，第一扭轉(zhuǎn)段的寬度與整個柔順鉸鏈的厚度之比為0.1～0.35，所述直梁薄板的長度分別與固定段的長度和第二扭轉(zhuǎn)段的長度相等，其變形長度不超過固定段長度的1.414倍，所述直梁薄板的寬度與整個柔順鉸鏈的厚度之比為0.1～0.25。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種平面復(fù)合結(jié)構(gòu)空間大行程的柔順鉸鏈，其特征在于：所述矩形平面單元的扭轉(zhuǎn)柔度與叉形平面單元的彎曲柔度之比為0.2～1。