[發(fā)明專利]一種單自由度可折展方艙結(jié)構(gòu)

在審

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• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113374084A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳焱;顧元慶
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: E04B1/343
• 分類號: E04B1/343;E04H1/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉子文

1.一種單自由度可折展方艙結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括十六個(gè)板結(jié)構(gòu)，分別為板一、板二、板三、板四、板五、板六、板七、板八、板九、板十、板十一、板十二、板十三、板十四、板十五、板十六；其中所述板一、板二、板四、板五、板七、板八、板十一、板十二的結(jié)構(gòu)相同；所述板三和板六的結(jié)構(gòu)相同；其中所述板九與板十為對稱結(jié)構(gòu)，板十三與板十四為對稱結(jié)構(gòu)，板九和板十三的結(jié)構(gòu)相同，板十和板十四的結(jié)構(gòu)相同；所述板十五和板十六的結(jié)構(gòu)相同；

所述板一、板二、板三、板四、板五、板六具有相同厚度并共同構(gòu)成該方艙結(jié)構(gòu)的可折展上頂板結(jié)構(gòu)，其中板一和板二相鄰并通過第一轉(zhuǎn)動副相互連接，板二和板三相鄰并通過第二轉(zhuǎn)動副相互連接，板三和板四相鄰并通過第三轉(zhuǎn)動副相互連接，板四和板五相鄰并通過第四轉(zhuǎn)動副相互連接，板五和板六相鄰并通過第五轉(zhuǎn)動副相互連接，板六和板一相鄰并通過第六轉(zhuǎn)動副相互連接，以此形成的可折展上頂板結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)單自由度空間六連桿機(jī)構(gòu)；

所述板七、板八、板九、板十具有相同厚度并共同構(gòu)成該方艙結(jié)構(gòu)的可折展前側(cè)板結(jié)構(gòu)，板九與板十上分別相對稱地設(shè)有凸臺，且凸臺的厚度與板七、板八、板九、板十的厚度相同，在前側(cè)板結(jié)構(gòu)完全折疊時(shí)由兩個(gè)凸臺所形成的空間能夠容納板七和板八；板七和板八相鄰并通過第七轉(zhuǎn)動副相互連接，板八和板九相鄰并通過第八轉(zhuǎn)動副相互連接，板九和板十相鄰并通過凸臺處第九轉(zhuǎn)動副相互連接，板十和板七相鄰并通過第十轉(zhuǎn)動副相互連接，以此形成的可折展前側(cè)板結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)單自由度空間四連桿機(jī)構(gòu)；

所述板十一、板十二、板十三、板十四具有相同厚度并共同構(gòu)成該方艙結(jié)構(gòu)的可折展后側(cè)板結(jié)構(gòu)，板十三與板十四上分別相對稱地設(shè)有凸臺，且凸臺的厚度與板十一、板十二、板十三、板十四的厚度相同，在后側(cè)板結(jié)構(gòu)完全折疊時(shí)由兩個(gè)凸臺所形成的空間能夠容納板十一和板十二；板十一和板十二相鄰并通過第十一轉(zhuǎn)動副相互連接，板十二和板十三相鄰并通過第十二轉(zhuǎn)動副相互連接，板十三和板十四相鄰并通過凸臺處第十三轉(zhuǎn)動副相互連接，板十四和板十一相鄰并通過第十四轉(zhuǎn)動副相互連接，以此形成的可折展后側(cè)板結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)單自由度空間四連桿機(jī)構(gòu)，并且該可折展后側(cè)板結(jié)構(gòu)與上述可折展前側(cè)板結(jié)構(gòu)相同；

所述板十五構(gòu)成方艙左側(cè)板結(jié)構(gòu)，板十五與板十相鄰并通過第十五轉(zhuǎn)動副相互連接；板十五與板六相鄰并通過第十六轉(zhuǎn)動副相互連接；板十五與板十三相鄰并通過第十七轉(zhuǎn)動副相互連接；

所述板十六構(gòu)成方艙右側(cè)板結(jié)構(gòu)，板十六與板九相鄰并通過第十八轉(zhuǎn)動副相互連接；板十六與板三相鄰并通過第十九轉(zhuǎn)動副相互連接；板十六與板十四相鄰并通過第二十轉(zhuǎn)動副相互連接；

所述單自由度可折展方艙結(jié)構(gòu)整體的折疊與展開過程中，所述第一轉(zhuǎn)動副、第四轉(zhuǎn)動副、第七轉(zhuǎn)動副、第九轉(zhuǎn)動副、第十一轉(zhuǎn)動副、第十三轉(zhuǎn)動副始終處于同一平面A，且整體結(jié)構(gòu)圍繞著平面A形成的基準(zhǔn)面進(jìn)行折疊與展開；折展時(shí)，所述板一和板二、板三和板六、板四和板五、板七和板八、板九和板十、板十一和板十二、板十三和板十四、板十五和板十六的運(yùn)動關(guān)于平面A形成的基準(zhǔn)面呈面對稱關(guān)系；且折展時(shí)，第二轉(zhuǎn)動副與第六轉(zhuǎn)動副、第三轉(zhuǎn)動副與第五轉(zhuǎn)動副、第八轉(zhuǎn)動副與第十轉(zhuǎn)動副、第十二轉(zhuǎn)動副與第十四轉(zhuǎn)動副、第十五轉(zhuǎn)動副與第十八轉(zhuǎn)動副、第十六轉(zhuǎn)動副與第十九轉(zhuǎn)動副、第十七轉(zhuǎn)動副與第二十轉(zhuǎn)動副關(guān)于平面A形成的基準(zhǔn)面呈面對稱關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單自由度可折展方艙結(jié)構(gòu)，其特征在于，板一、板二、板四、板五、板七、板八、板十一、板十二均為相同的等腰直角三角形板結(jié)構(gòu)，板三和板六均為相同的等腰梯形板結(jié)構(gòu)，板九、板十、板十三、板十四均為直角梯形板結(jié)構(gòu)，板十五和板十六為相同的矩形板結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單自由度可折展方艙結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述板十五和板十六可拆卸的構(gòu)成所述可折展方艙結(jié)構(gòu)，拆卸了板十五和板十六的所述可折展方艙結(jié)構(gòu)通過中間單元相互連通實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單自由度可折展方艙結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述中間單元是中空的通道式結(jié)構(gòu)；可折展方艙結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展組合時(shí)，其中一個(gè)方艙結(jié)構(gòu)在拆掉自身的板十六后，通過第十八轉(zhuǎn)動副、第十九轉(zhuǎn)動副、第二十轉(zhuǎn)動副與中間單元的一端連接，另一個(gè)方艙結(jié)構(gòu)在拆掉自身的板十五后，通過第十五轉(zhuǎn)動副、第十六轉(zhuǎn)動副、第十七轉(zhuǎn)動副與中間單元的另一端連接。