[發明專利]一種可控彎曲的疊鏈結構

在審

• 申請號: 202211159672.8
• 申請日: 2022-09-22
• 公開（公告）號: CN115574058A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 王云江;金浩然;朱永堅;楊克己
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F16H21/16
• 分類號: F16H21/16;H02G11/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種可控彎曲的疊鏈結構，其特征在于，由任意數量的連桿單元串接組成，每個連桿單元包括壓桿、起桿、壓桿連桿和起桿連桿；

所述壓桿、起桿具有兩端通孔和中部通孔，三孔軸心互相平行；所述壓桿連桿、起桿連桿具有兩端通孔，兩孔軸心互相平行；

本單元起桿通過兩端通孔分別與本單元壓桿一端通孔以及下一單元壓桿一端通孔鉸接，三桿折成Z字型；通過一個壓桿一個起桿交錯排布并疊縮，形成鋸齒狀排布的疊鏈結構；

本單元起桿連桿通過兩端通孔分別與本單元起桿中部通孔和下一單元起桿中部通孔鉸接約束；本單元壓桿連桿通過兩端通孔分別與本單元壓桿中部通孔和下一單元壓桿中部通孔鉸接約束。

2.根據權利要求1所述的一種可彎曲疊鏈結構，其特征在于，本單元的壓桿、起桿、壓桿連桿與下一單元的壓桿構成反四連桿結構，使得本單元的壓桿連桿與起桿交叉，呈現出8字型結構；本單元的起桿、起桿連桿與下一單元的壓桿、起桿構成反四連桿結構，使得本單元的起桿連桿與下一單元的壓桿交叉，呈現出8字型結構；

兩個8字形結構均具備本單元的起桿以及下一單元的壓桿，從而互相共用一個夾角，使得兩個反四連桿結構成對耦合，形成對偶反四連桿結構。

3.根據權利要求2所述的一種可彎曲疊鏈結構，其特征在于，本單元的所述壓桿與所述起桿采用同樣的設計參數，所述壓桿連桿與所述起桿連桿采用同樣的設計參數，則兩個8字形結構互為鏡像，共用的夾角對應的兩結構各自獨有的內錯角相等，形成共軛反四連桿結構。

4.根據權利要求2所述的一種可彎曲疊鏈結構，其特征在于，本單元的起桿和壓桿的夾角θ_k與本單元的起桿和下一單元的壓桿的夾角之間滿足反四連桿結構內錯角之間的函數關系；通過成對布置的反四連桿結構，使得本單元的起桿和下一單元的壓桿的夾角與下一單元的壓桿和起桿的夾角夾角θ_k+1滿足反四連桿結構內錯角之間的另一函數關系；

設壓桿兩端通孔中心距為m，壓桿由中部通孔分成兩段，與本單元起桿連接段長度為m₁，與上一單元起桿連接段長度為m₂，m₁+m₂＝m；起桿兩端通孔中心距為n，起桿由中部通孔分成兩段，與本單元壓桿連接段長度為n₁，與下一單元壓桿連接段長度為n₂，n₁+n₂＝n；壓桿連桿長度為d₁，起桿連桿長度為d₂；

當n₁＝m₁，n₂＝m₂，d₁＝d₂時，有θ_k+1＝θ_k且此時疊鏈結構運動形式表現為圓弧彎曲，稱為滿足等曲率彎曲條件。

5.根據權利要求4所述的一種可彎曲疊鏈結構，其特征在于，如果改變m₁與m₂的比值，疊鏈結構仍然滿足等曲率彎曲，但兩側彎曲的行程不同；

當d₁≠d₂或者m≠n，則等曲率彎曲條件被破壞，彎曲曲率的趨勢將按照線性傳遞產生正反饋調節效果，彎曲曲率越來越大或者越來越小，從而產生變曲率彎曲。

6.根據權利要求2所述的一種可彎曲疊鏈結構，其特征在于，所述對偶反四連桿結構中，將壓桿的中部通孔拆分為兩個，本單元壓桿連桿與下一單元壓桿連桿分別占用其中一個；和/或將起桿的中部通孔拆分為兩個，本單元起桿連桿與下一單元起桿連桿分別占用其中一個。

7.根據權利要求6所述的一種可彎曲疊鏈結構，其特征在于，壓桿/起桿拆分的兩個中部通孔均設計在壓桿/起桿兩端通孔的連線上，或者拆分的兩個中部通孔分布在壓桿/起桿兩端通孔連線的兩側。