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专利号: 2017104992743
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种剪叉式六棱柱可展单元及其组成的空间可展机构,其特征在于:剪叉式六棱柱可展单元为为单自由度过约束六棱柱基本可展单元,其包括十二个剪叉杆、二十四个连杆和十二个花盘;所述十二个剪叉杆结构完全相同,两个剪叉杆为一组,其两剪叉杆中间通过转动副连接,十二个剪叉杆共组成六组剪叉折叠杆,六组剪叉折叠杆对称分布在基本可展单元的六个侧面上,处于对侧位置的剪叉折叠杆折展方向相同;所述二十四个连杆结构完全相同,两个连杆为一组,其两个连杆的一端通过转动副连接,二十四个连杆共组成十二组折叠连杆,十二组折叠连杆对称分布在基本可展单元的上下两个面上,上下两个面均有六组折叠连杆,且处于对侧位置的折叠连杆折展方向相同;所述十二个花盘结构完全相同,每个花盘均有三个支叉,每个支叉上设有一个两侧对称的开口槽,开口槽用于插入剪叉折叠杆和连杆,每个开口槽均开有两个轴线平行的圆柱孔,内侧的圆柱孔用于和插入的剪叉折叠杆通过转动副连接,外侧的圆柱孔用于和插入的折叠连杆通过转动副连接,开口槽中心线间夹角为120°,十二个花盘对称分布在基本可展单元的十二个顶点上;每组剪叉折叠杆的四端分别插入与它处于同一平面顶点上的四个花盘的开口槽,通过四个转动副与四个花盘开口槽内侧的圆柱孔相连,四个转动副轴线与连接两个剪叉杆组成剪叉折叠杆的转动副轴线平行,每组剪叉折叠杆中共连接有五个转动副,五个转动副轴线分别和对侧剪叉折叠杆上位置相对的转动副轴线重合;每组折叠连杆的两端分别插入平行的两个花盘的开口槽,通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧的圆柱孔相连,两个转动副轴线与连接两个连杆组成折叠连杆的转动副轴线平行,每组折叠连杆共有三个转动副,三个转动副轴线分别和处于同一平面对侧折叠连杆上位置相对的转动副轴线重合,分布在基本可展单元的上下两个面上折展方向相同的折叠连杆上的各转动副轴线以及对应的两个侧面上具有相同折展方向的剪叉折叠杆上的转动副轴线均平行。

2.根据权利要求1所述的剪叉式六棱柱可展单元及其组成的空间可展机构,其特征在于:所述剪叉式六棱柱可展单元的第一剪叉杆和第二剪叉杆中间通过转动副连接组成第一剪叉折叠杆,第三剪叉杆和第四剪叉杆中间通过转动副连接组成第二剪叉折叠杆,第五剪叉杆和第六剪叉杆中间通过转动副连接组成第三剪叉折叠杆,第七剪叉杆和第八剪叉杆中间通过转动副连接组成第四剪叉折叠杆,第九剪叉杆和第十剪叉杆中间通过转动副连接组成第五剪叉折叠杆,第十一剪叉杆和第十二剪叉杆中间通过转动副连接组成第六剪叉折叠杆;第一剪叉折叠杆的四端分别插入第一花盘、第二花盘、第三花盘、第四花盘的开口槽中,并通过四个转动副与四个花盘开口槽内侧圆柱孔连接,第一剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第二剪叉折叠杆的四端分别插入第三花盘、第四花盘、第五花盘、第六花盘的开口槽中,并通过四个转动副与四个花盘开口槽内侧圆柱孔连接,第二剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第三剪叉折叠杆的四端分别插入第五花盘、第六花盘、第七花盘、第八花盘的开口槽中,并通过四个转动副与四个花盘开口槽内侧圆柱孔连接,第三剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第四剪叉折叠杆的四端分别插入第七花盘、第八花盘、第九花盘、第十花盘的开口槽中,并通过四个转动副与四个花盘开口槽内侧圆柱孔连接,第四剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第五剪叉折叠杆的四端分别插入第九花盘、第十花盘、第十一花盘、第十二花盘的开口槽中,并通过四个转动副与四个花盘开口槽内侧圆柱孔连接,第五剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第六剪叉折叠杆的四端分别插入第十一花盘、第十二花盘、第一花盘、第二花盘的开口槽中,并通过四个转动副与四个花盘开口槽内侧圆柱孔连接,第六剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第一剪叉折叠杆和第四剪叉折叠杆对应位置处的转动副轴线重合,第二剪叉折叠杆和第五剪叉折叠杆对应位置处的转动副轴线重合,第三剪叉折叠杆和第六剪叉折叠杆对应位置处的转动副轴线重合。

第一连杆和第二连杆的一端通过转动副连接组成第一折叠连杆,第三连杆和第四连杆的一端通过转动副连接组成第二折叠连杆,第五连杆和第六连杆的一端通过转动副连接组成第三折叠连杆,第七连杆和第八连杆的一端通过转动副连接组成第四折叠连杆,第九连杆和第十二连杆的一端通过转动副连接组成第五折叠连杆,第十连杆和第十一连杆的一端通过转动副连接组成第六折叠连杆,第十三连杆和第十五连杆的一端通过转动副连接组成第七折叠连杆,第十四连杆和第十六连杆的一端通过转动副连接组成第八折叠连杆,第十七连杆和第十八连杆的一端通过转动副连接组成第九折叠连杆,第十九连杆和第二十连杆的一端通过转动副连接组成第十折叠连杆,第二十一连杆和第二十四连杆的一端通过转动副连接组成第十一折叠连杆,第二十二连杆和第二十三连杆的一端通过转动副连接组成第十二折叠连杆;第一折叠连杆的两端分别插入平行的第一花盘和第三花盘的开口槽中,通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧圆柱孔连接,第一折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第二折叠连杆的两端分别插入平行的第二花盘和第四花盘的开口槽中,通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧圆柱孔连接,第二折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第三折叠连杆的两端分别插入平行的第三花盘和第五花盘的开口槽中,通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧圆柱孔连接,第三折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第四折叠连杆的两端分别插入平行的第四花盘和第六花盘的开口槽中,通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧圆柱孔连接,第四折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第五折叠连杆的两端分别插入平行的第五花盘和第八花盘的开口槽中,通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧圆柱孔连接,第五折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第六折叠连杆的两端分别插入平行的第六花盘和第七花盘的开口槽中,通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧圆柱孔连接,第六折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第七折叠连杆的两端分别插入平行的第七花盘和第九花盘的开口槽中,通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧圆柱孔连接,第七折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第八折叠连杆的两端分别插入平行的第八花盘和第十花盘的开口槽中,通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧圆柱孔连接,第八折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第九折叠连杆的两端分别插入平行的第九花盘和第十一花盘的开口槽中,通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧圆柱孔连接,第九折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第十折叠连杆的两端分别插入平行的第十花盘和第十二花盘的开口槽中,通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧圆柱孔连接,第十折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第十一折叠连杆的两端分别插入平行的第二花盘和第十一花盘的开口槽中,通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧圆柱孔连接,第十一折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第十二折叠连杆的两端分别插入平行的第一花盘和第十二花盘的开口槽中,通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧圆柱孔连接,第十二折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第一折叠连杆和第八折叠连杆上对应的转动副轴线重合,第二折叠连杆和第七折叠连杆上对应的转动副轴线重合,第三折叠连杆和第十折叠连杆上对应的转动副轴线重合,第四折叠连杆和第九折叠连杆上对应的转动副轴线重合,第五折叠连杆和第十二折叠连杆上对应的转动副轴线重合,第六折叠连杆和第十一折叠连杆上对应的转动副轴线重合。

3.根据权利要求1或2所述的剪叉式六棱柱可展单元及其组成的空间可展机构,其特征在于:所述六组剪叉折叠杆对称分布在基本可展单元的六个侧面上,处于对侧位置的剪叉折叠杆折展方向相同,每组剪叉折叠杆中共有五个转动副,连接花盘的四个转动副与连接两个剪叉杆组成此剪叉折叠杆的转动副轴线平行,五个转动副轴线分别和对侧剪叉折叠杆上位置相对的转动副轴线重合。

4.根据权利要求1或2所述的剪叉式六棱柱可展单元及其组成的空间可展机构,其特征在于:所述十二组折叠连杆对称分布在基本可展单元的上下两个面上,上下两个面均有六组折叠连杆,且处于对侧位置的折叠连杆折展方向相同,每组折叠连杆共连接有三个转动副,连接花盘的两个转动副轴线与连接两个连杆组成此折叠连杆的转动副轴线平行,三个转动副轴线分别和处于同一平面对侧折叠连杆上位置相对的转动副轴线重合。

5.根据权利要求1或2所述的剪叉式六棱柱可展单元及其组成的空间可展机构,其特征在于:分布在基本可展单元上下两个面上折展方向相同的折叠连杆上的各转动副轴线以及两个侧面上具有相同折展方向的剪叉折叠杆上的转动副轴线均平行。

6.根据权利要求1或2所述的剪叉式六棱柱可展单元及其组成的空间可展机构,其特征在于:由剪叉式六棱柱可展单元组成的空间可展机构,它包括多个基本可展单元,多个基本可展单元紧密排列,相邻的基本可展单元共用四各花盘、一组剪叉折叠杆和两组折叠连杆,其中,共用的一组剪叉折叠杆的四端分别插入上述四个花盘的开口槽中并与开口槽内侧圆柱孔通过转动副相连,共用的两组折叠连杆的端部分别插入上述四个花盘的开口槽中并与开口槽外次圆柱孔通过转动副相连;通过改变基本可展单元的数量,改变空间可展机构的大小。