[發(fā)明專利]一種單自由度拋物面型可折展陣列

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010596330.7
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111924136B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李君蘭;張朝;王成;張大衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B64G1/22
• 分類號: B64G1/22
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 韓新城

1.一種單自由度拋物面型可折展陣列，其特征在于，以厚板剪紙折疊方式構(gòu)建形成，是20塊剛性厚板由安裝在關(guān)節(jié)處構(gòu)成旋轉(zhuǎn)運動副的彈簧驅(qū)動鉸鏈連接后形成五個基本折展單元交替排布構(gòu)成；基本折展單元Ⅰ和基本折展單元Ⅱ?qū)ΨQ布置排列，基本折展單元Ⅳ和基本折展單元Ⅴ分別在基本折展單元Ⅰ和基本折展單元Ⅱ的上方對稱布置排列，基本折展單元Ⅲ形成在基本折展單元Ⅰ，基本折展單元Ⅱ，基本折展單元Ⅳ，基本折展單元Ⅴ之間，由基本折展單元Ⅰ，基本折展單元Ⅱ，基本折展單元Ⅳ，基本折展單元Ⅴ的共用剛性厚板組成；采用材料增添和切除的方式對剛性厚板進行表面形貌和側(cè)面進行處理，使剛性厚板具有特殊型面，以滿足自鎖和型面要求；所述基本折展單元Ⅰ和基本折展單元Ⅱ軸呈對稱布置，基本折展單元Ⅳ和基本折展單元呈軸對稱布置，且均是以所述基本折展單元Ⅲ的中心軸線對稱布置；

所述基本折展單元Ⅰ由直角梯形狀的單元Ⅰ左1板(2-1)，分別呈等腰梯形狀的單元Ⅰ中1板(2-2)、單元Ⅰ右1板(2-3)、單元Ⅰ左2板(2-4)、單元Ⅰ中2板(2-5)、單元Ⅰ右2板(2-6)構(gòu)成；

基本折展單元Ⅱ由對應(yīng)的單元Ⅰ右1板(2-3)，單元Ⅰ右2板(2-6)、單元Ⅱ中1板(2-7)、單元Ⅱ右1板(2-8)、單元Ⅱ中2板(2-9)、單元Ⅱ右2板(2-10)構(gòu)成；

基本折展單元Ⅳ由直角梯形狀的單元Ⅳ左1板(2-11)，分別呈等腰梯形狀的單元Ⅳ中1板(2-12)、單元Ⅳ右1板(2-13)、單元Ⅳ左2板(2-14)、單元Ⅳ中2板(2-15)、單元Ⅳ右2板(2-16)構(gòu)成；

基本折展單元Ⅴ由對應(yīng)的單元Ⅳ右1板(2-13)，單元Ⅳ右2板(2-16)、單元Ⅴ中1板(2-17)、單元Ⅴ右1板(2-18)、單元Ⅴ中2板(2-19)、單元Ⅴ右2板(2-20)構(gòu)成；

基本折展單元Ⅲ由單元Ⅰ中2板(2-5)、單元Ⅰ右2板(2-6)、單元Ⅱ中2板(2-9)、單元Ⅳ中1板(2-12)、單元Ⅳ右1板(2-13)、單元Ⅴ中1板(2-17)構(gòu)成；

所述的單元Ⅰ右2板(2-6)的短底邊與單元Ⅳ右1板(2-13)的短底邊相對，單元Ⅳ右1板(2-13)的長底邊與單元Ⅳ右2板(2-16)的長底邊相對，單元Ⅰ右2板(2-6)的短底邊與單元Ⅰ右1板(2-3)的長底邊相對；

所述單元Ⅳ右2板(2-16)的兩個腰邊分別與單元Ⅴ中2板(2-19)、單元Ⅳ中2板(2-15)的對應(yīng)的腰通過彈簧驅(qū)動鉸鏈連接，單元Ⅴ中2板(2-19)、單元Ⅳ中2板(2-15)的另一個腰分別對應(yīng)的與單元Ⅴ右2板(2-20)、單元Ⅳ左2板(2-14)的對應(yīng)腰通過彈簧驅(qū)動鉸鏈連接；

所述單元Ⅳ右1板(2-13)的兩個腰邊分別與單元Ⅳ中1板(2-12)、單元Ⅴ中1板(2-17)的對應(yīng)的腰通過彈簧驅(qū)動鉸鏈連接；單元Ⅳ中1板(2-12)、單元Ⅴ中1板(2-17)的另一個腰分別與單元Ⅳ左1板(2-11)、單元Ⅴ右1板(2-18)的斜腰通過彈簧驅(qū)動鉸鏈連接；

所述的單元Ⅰ右2板(2-6)的兩個腰邊分別與單元Ⅰ中2板(2-5)、單元Ⅱ中2板(2-9)的一個腰對應(yīng)的通過彈簧驅(qū)動鉸鏈連接，單元Ⅰ中2板(2-5)、單元Ⅱ中2板(2-9)的另一個腰分別與單元Ⅰ左2板(2-4)、單元Ⅱ右2板(2-10)的斜腰通過彈簧驅(qū)動鉸鏈連接；

所述的單元Ⅰ右1板(2-3)的兩個腰分別與單元Ⅰ中1板(2-2)、單元Ⅱ中1板(2-7)的一個腰對應(yīng)的通過彈簧驅(qū)動鉸鏈連接；單元Ⅰ中1板(2-2)、單元Ⅱ中1板(2-7)另一腰分別與單元Ⅰ左1板(2-1)、單元Ⅱ右1板(2-8)的斜腰通過彈簧驅(qū)動鉸鏈連接；

所述單元Ⅰ中1板(2-2)的短邊與單元Ⅰ中2板(2-5)的短邊相對，所述單元Ⅰ中2板(2-5)的長邊與單元Ⅳ中1板(2-12)的長邊相對，所述單元Ⅳ中1板(2-12)的短邊與單元Ⅳ中2板(2-15)的短邊相對；

所述的單元Ⅱ中1板(2-7)的短邊與單元Ⅱ中2板(2-9)的短邊相對，所述單元Ⅱ中2板(2-9)的長邊與單元Ⅴ中1板(2-17)的長邊相對，所述單元Ⅴ中1板(2-17)的短邊與單元Ⅴ中2板(2-19)的短邊相對；

每個剛性厚板的每個邊均與相鄰的剛性厚板的相鄰邊對應(yīng)可折疊布置并在相鄰邊之間形成關(guān)節(jié)；

每個基本折展單元滿足厚板剪紙的約束條件，每個基本折展單元是兩單點四折痕共用一條折痕構(gòu)成，包括有六個厚板單元，分別為厚度a₁的第一厚板單元、厚度a₂的第二厚板單元、厚度為a₃的第三厚板單元、厚度為a₄的第四厚板單元、厚度為a₅的第五厚板單元以及厚度為a₆的第六厚板單元，第二厚板單元與第五厚板單元的上底邊相對布置，第一厚板單元與第三厚板單元布置在第二厚板單元的相對兩側(cè)且各自的斜腰面與第二厚板單元的斜腰相對，第四厚板單元與第六厚板單元布置在第五厚度的相對兩側(cè)各自的斜腰面與第五厚板單元的斜腰相對，在第一厚板單元和第二厚板單元之間、第二厚板單元和第三厚板單元之間、第四厚板單元和第五厚板單元之間以及第五厚板單元和第六厚板單元之間各自設(shè)置一個所述基本折展單元的峰折痕；在第一厚板單元和第四厚板單元之間以及第三厚板單元和第六厚板單元之間各設(shè)置一個所述基本折展單元的谷折痕；呈等腰梯形狀的第二厚板單元、第五厚板單元的相對一側(cè)的上底與各自的斜腰之間形成兩個鈍角，第二厚板單元的兩個鈍角分別為α₂，α₅，第五厚板單元的兩個鈍角分別為α₃，α₈，呈直角梯形狀的第一厚板單元、第三厚板單元、第四厚板單元以及第六厚板單元的銳角分別是α₁，α₆，α₄，α₇，

角度關(guān)系滿足：α₁+α₃＝α₂+α₄＝α₅+α₇＝α₆+α₈＝π；角度和厚度關(guān)系滿足：a₁＝a₃＝a₅＝A₁，a₂＝a₄＝a₆＝A₂，