【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種可展機(jī)構(gòu),特別是一種空間可展機(jī)構(gòu)。
技術(shù)介紹
可展機(jī)構(gòu)起源于二十世紀(jì)六十年代,近年來,隨著航天事業(yè)的快速發(fā)展,各種航天器的功能也日益復(fù)雜,由于航天器能源的需求,各種航天器上的太陽能電池陣的面積不斷增長(zhǎng),同時(shí)在星載天線領(lǐng)域,為滿足電子偵察、數(shù)據(jù)中繼、對(duì)地導(dǎo)航等航天關(guān)鍵技術(shù)對(duì)星載天線的高增益要求,星載天線反射器口徑也不斷增大,但是由于受到航天運(yùn)載工具的空間限制,宇航空間機(jī)構(gòu)在發(fā)射階段必須折疊起來并收攏于整流罩內(nèi),待航天器進(jìn)入軌道后,再依靠自帶的動(dòng)力源將其展開至工作狀態(tài),因此,可展機(jī)構(gòu)伴隨著各種航天任務(wù)的增加而得到了快速發(fā)展和應(yīng)用。如空間站基礎(chǔ)骨架、可展開/收攏的空間機(jī)械臂、大口徑可展開天線、大型柔性太陽帆板支架等。根據(jù)可展機(jī)構(gòu)的空間幾何形狀,可以分為線狀可展機(jī)構(gòu)、面狀可展機(jī)構(gòu)和體狀可展機(jī)構(gòu),其中應(yīng)用最多的是面狀可展機(jī)構(gòu),此類機(jī)構(gòu)可以展開成平面,被大量應(yīng)用于空間伸展臂、太陽能電池陣、衛(wèi)星天線支撐架等領(lǐng)域。根據(jù)可展機(jī)構(gòu)展開與收攏方式,可展機(jī)構(gòu)又可以分為鉸接桁架式可展機(jī)構(gòu)、變形材料可展機(jī)構(gòu)以及充氣展開式可展機(jī)構(gòu),鉸接桁架式可展機(jī)構(gòu)主要由連桿和運(yùn)動(dòng)副組成,此類機(jī)構(gòu)具有收攏折疊比較大、精度高、可重復(fù)收攏展開性好和壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn),目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于空間站基礎(chǔ)骨架、空間伸展臂以及大口徑折展天線等領(lǐng)域。目前,國(guó)外已經(jīng)成功研制了多種類型的鉸接桁架式可展機(jī)構(gòu),如俄羅斯“聯(lián)盟號(hào)”飛船上的四面體構(gòu)架天線、國(guó)際空間站主太陽翼支撐龍骨、日本菊8號(hào)衛(wèi)星上的六面體可展單元桁架式拋物面天線、美國(guó)Thuraya衛(wèi)星上口徑為12.25m的Astro Mesh環(huán)形桁架折展天線等。 ...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種剪叉式六棱柱可展單元及其組成的空間可展機(jī)構(gòu),其特征在于:剪叉式六棱柱可展單元為為單自由度過約束六棱柱基本可展單元,其包括十二個(gè)剪叉桿、二十四個(gè)連桿和十二個(gè)花盤;所述十二個(gè)剪叉桿結(jié)構(gòu)完全相同,兩個(gè)剪叉桿為一組,其兩剪叉桿中間通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接,十二個(gè)剪叉桿共組成六組剪叉折疊桿,六組剪叉折疊桿對(duì)稱分布在基本可展單元的六個(gè)側(cè)面上,處于對(duì)側(cè)位置的剪叉折疊桿折展方向相同;所述二十四個(gè)連桿結(jié)構(gòu)完全相同,兩個(gè)連桿為一組,其兩個(gè)連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接,二十四個(gè)連桿共組成十二組折疊連桿,十二組折疊連桿對(duì)稱分布在基本可展單元的上下兩個(gè)面上,上下兩個(gè)面均有六組折疊連桿,且處于對(duì)側(cè)位置的折疊連桿折展方向相同;所述十二個(gè)花盤結(jié)構(gòu)完全相同,每個(gè)花盤均有三個(gè)支叉,每個(gè)支叉上設(shè)有一個(gè)兩側(cè)對(duì)稱的開口槽,開口槽用于插入剪叉折疊桿和連桿,每個(gè)開口槽均開有兩個(gè)軸線平行的圓柱孔,內(nèi)側(cè)的圓柱孔用于和插入的剪叉折疊桿通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接,外側(cè)的圓柱孔用于和插入的折疊連桿通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接,開口槽中心線間夾角為120°,十二個(gè)花盤對(duì)稱分布在基本可展單元的十二個(gè)頂點(diǎn)上;每組剪叉折疊桿的四端分別插入與它處于同一平面頂點(diǎn)上的四個(gè)花盤的開口槽,通過 ...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種剪叉式六棱柱可展單元及其組成的空間可展機(jī)構(gòu),其特征在于:剪叉式六棱柱可展單元為為單自由度過約束六棱柱基本可展單元,其包括十二個(gè)剪叉桿、二十四個(gè)連桿和十二個(gè)花盤;所述十二個(gè)剪叉桿結(jié)構(gòu)完全相同,兩個(gè)剪叉桿為一組,其兩剪叉桿中間通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接,十二個(gè)剪叉桿共組成六組剪叉折疊桿,六組剪叉折疊桿對(duì)稱分布在基本可展單元的六個(gè)側(cè)面上,處于對(duì)側(cè)位置的剪叉折疊桿折展方向相同;所述二十四個(gè)連桿結(jié)構(gòu)完全相同,兩個(gè)連桿為一組,其兩個(gè)連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接,二十四個(gè)連桿共組成十二組折疊連桿,十二組折疊連桿對(duì)稱分布在基本可展單元的上下兩個(gè)面上,上下兩個(gè)面均有六組折疊連桿,且處于對(duì)側(cè)位置的折疊連桿折展方向相同;所述十二個(gè)花盤結(jié)構(gòu)完全相同,每個(gè)花盤均有三個(gè)支叉,每個(gè)支叉上設(shè)有一個(gè)兩側(cè)對(duì)稱的開口槽,開口槽用于插入剪叉折疊桿和連桿,每個(gè)開口槽均開有兩個(gè)軸線平行的圓柱孔,內(nèi)側(cè)的圓柱孔用于和插入的剪叉折疊桿通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接,外側(cè)的圓柱孔用于和插入的折疊連桿通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接,開口槽中心線間夾角為120°,十二個(gè)花盤對(duì)稱分布在基本可展單元的十二個(gè)頂點(diǎn)上;每組剪叉折疊桿的四端分別插入與它處于同一平面頂點(diǎn)上的四個(gè)花盤的開口槽,通過四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與四個(gè)花盤開口槽內(nèi)側(cè)的圓柱孔相連,四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線與連接兩個(gè)剪叉桿組成剪叉折疊桿的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行,每組剪叉折疊桿中共連接有五個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副,五個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線分別和對(duì)側(cè)剪叉折疊桿上位置相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合;每組折疊連桿的兩端分別插入平行的兩個(gè)花盤的開口槽,通過兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與兩個(gè)花盤開口槽外側(cè)的圓柱孔相連,兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線與連接兩個(gè)連桿組成折疊連桿的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線平行,每組折疊連桿共有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副,三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線分別和處于同一平面對(duì)側(cè)折疊連桿上位置相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合,分布在基本可展單元的上下兩個(gè)面上折展方向相同的折疊連桿上的各轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線以及對(duì)應(yīng)的兩個(gè)側(cè)面上具有相同折展方向的剪叉折疊桿上的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均平行。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪叉式六棱柱可展單元及其組成的空間可展機(jī)構(gòu),其特征在于:所述剪叉式六棱柱可展單元的第一剪叉桿和第二剪叉桿中間通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第一剪叉折疊桿,第三剪叉桿和第四剪叉桿中間通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第二剪叉折疊桿,第五剪叉桿和第六剪叉桿中間通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第三剪叉折疊桿,第七剪叉桿和第八剪叉桿中間通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第四剪叉折疊桿,第九剪叉桿和第十剪叉桿中間通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第五剪叉折疊桿,第十一剪叉桿和第十二剪叉桿中間通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第六剪叉折疊桿;第一剪叉折疊桿的四端分別插入第一花盤、第二花盤、第三花盤、第四花盤的開口槽中,并通過四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與四個(gè)花盤開口槽內(nèi)側(cè)圓柱孔連接,第一剪叉折疊桿上的五個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均平行;第二剪叉折疊桿的四端分別插入第三花盤、第四花盤、第五花盤、第六花盤的開口槽中,并通過四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與四個(gè)花盤開口槽內(nèi)側(cè)圓柱孔連接,第二剪叉折疊桿上的五個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均平行;第三剪叉折疊桿的四端分別插入第五花盤、第六花盤、第七花盤、第八花盤的開口槽中,并通過四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與四個(gè)花盤開口槽內(nèi)側(cè)圓柱孔連接,第三剪叉折疊桿上的五個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均平行;第四剪叉折疊桿的四端分別插入第七花盤、第八花盤、第九花盤、第十花盤的開口槽中,并通過四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與四個(gè)花盤開口槽內(nèi)側(cè)圓柱孔連接,第四剪叉折疊桿上的五個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均平行;第五剪叉折疊桿的四端分別插入第九花盤、第十花盤、第十一花盤、第十二花盤的開口槽中,并通過四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與四個(gè)花盤開口槽內(nèi)側(cè)圓柱孔連接,第五剪叉折疊桿上的五個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均平行;第六剪叉折疊桿的四端分別插入第十一花盤、第十二花盤、第一花盤、第二花盤的開口槽中,并通過四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副與四個(gè)花盤開口槽內(nèi)側(cè)圓柱孔連接,第六剪叉折疊桿上的五個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線均平行;第一剪叉折疊桿和第四剪叉折疊桿對(duì)應(yīng)位置處的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合,第二剪叉折疊桿和第五剪叉折疊桿對(duì)應(yīng)位置處的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合,第三剪叉折疊桿和第六剪叉折疊桿對(duì)應(yīng)位置處的轉(zhuǎn)動(dòng)副軸線重合。第一連桿和第二連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第一折疊連桿,第三連桿和第四連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第二折疊連桿,第五連桿和第六連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第三折疊連桿,第七連桿和第八連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第四折疊連桿,第九連桿和第十二連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第五折疊連桿,第十連桿和第十一連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第六折疊連桿,第十三連桿和第十五連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第七折疊連桿,第十四連桿和第十六連桿的一端通過轉(zhuǎn)動(dòng)副連接組成第八折疊連桿,第十七連桿和...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員:趙永生,韓博,許允斗,姚建濤,劉文蘭,陳亮亮,
申請(qǐng)(專利權(quán))人:燕山大學(xué),
類型:發(fā)明
國(guó)別省市:河北;13
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