[發(fā)明專利]一種面向管道環(huán)境操作的可重構(gòu)折展機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110768113.6
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113374981B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂勝男;徐天燁;丁希侖
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: F16L55/28
• 分類號: F16L55/28;F16L55/40;F16C11/04;A61B1/005;A61B1/008;A61B10/04;F16L101/10;F16L101/30
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 周長琪

1.一種面向管道環(huán)境操作的可重構(gòu)折展機構(gòu)，其特征在于：具有前后一對變胞剪叉機構(gòu)與左右兩側(cè)各兩對輔助剪叉機構(gòu)；前后變胞剪叉機構(gòu)與兩側(cè)的兩對輔助剪叉機構(gòu)間通過連接件鉸接；其中，變胞剪叉機構(gòu)為由連桿桿件構(gòu)成的具有兩個縱向布置的交叉結(jié)構(gòu)；輔助剪叉機構(gòu)為由連桿桿件構(gòu)成的一個交叉結(jié)構(gòu)；

令變胞剪叉機構(gòu)中上方與下方交叉結(jié)構(gòu)鉸接處的轉(zhuǎn)動副為側(cè)方轉(zhuǎn)動副；則相鄰變胞剪叉機構(gòu)與兩個輔助剪叉機構(gòu)間，通過縱向的四個連接件相連；由上至下四個連接件一端分別與兩個輔助剪叉機構(gòu)中各連桿同側(cè)端部端鉸接；另一端分別與變胞剪叉機構(gòu)同側(cè)的四個連接位置鉸接，分別為頂端端部連接位、側(cè)方轉(zhuǎn)動副處兩個連桿桿件上靠近側(cè)方轉(zhuǎn)動副設(shè)計的中間連接位，以及底端端部連接位；

上述一個側(cè)方轉(zhuǎn)動副處的兩連桿桿件鉸接一端端部分別設(shè)計有可接觸配合的機械限位；且在兩個側(cè)方轉(zhuǎn)動副處設(shè)計有相互配合的凸臺與卡槽。

2.如權(quán)利要求1所述一種面向管道環(huán)境操作的可重構(gòu)折展機構(gòu)，其特征在于：變胞剪叉機構(gòu)與輔助剪叉機構(gòu)中連桿桿件均采用圓弧形外輪廓的弧形桿。

3.如權(quán)利要求1所述一種面向管道環(huán)境操作的可重構(gòu)折展機構(gòu)，其特征在于：具有兩種運動模式，具體為：

初始狀態(tài)為徑向直徑最大狀態(tài)，運動輸入為設(shè)計有卡槽的轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)角θ，θ順時針轉(zhuǎn)動，進(jìn)而可重構(gòu)折展機構(gòu)做單自由度的折展運動，徑向尺寸逐漸減小，整體收攏，直至到達(dá)分岔位形處時，可重構(gòu)折展機構(gòu)發(fā)生奇異，此時瞬時自由度為2，具有兩種運動傾向；且此時變胞剪叉機構(gòu)中的卡槽與凸臺插入配合限制了可重構(gòu)折展機構(gòu)繼續(xù)收攏，可重構(gòu)折展機構(gòu)過渡到彎曲運動模式；

當(dāng)需要從彎曲運動模式過渡到折展運動模式時，此時θ逆時針轉(zhuǎn)動，可重構(gòu)折展機構(gòu)將從彎曲運動模式逆時針轉(zhuǎn)動到分岔運動模式，由于變胞剪叉機構(gòu)上的機械限位接觸配合，整體可重構(gòu)折展機構(gòu)上下部分之間無法繼續(xù)轉(zhuǎn)動，此時θ繼續(xù)逆時針轉(zhuǎn)動，在機械限位作用力下使得變胞剪叉機構(gòu)中凸臺和卡槽脫離，可重構(gòu)折展機構(gòu)過渡到折展運動模式，此后徑向尺寸逐漸增大。