[发明专利]三棱柱可折展单元及由该可折展单元组成的可折展支撑臂

说明书

技术领域

本发明涉及一种可折展单元及由该可折展单元组成的支撑臂，具体涉及一种三棱柱可折展单元及由该可折展单元组成的可折展支撑臂，属于航天领域中的一维空间可重复展开机构。

背景技术

在各类太空探索活动中以及空间站的建设中都离不开空间可展开结构，而空间伸展臂作为空间可展开结构中形式最为丰富、研究最早、应用最为广泛的一维空间展开机构扮演着重要的角色。空间伸展臂在各种太空探测活动中主要是用来展开柔性太阳能帆板；支撑可展开天线、合成孔径雷达、太空望远镜等。随着太空探索、对地观测、海洋勘探和军事侦察等空间活动的迅猛发展以及未来复杂太空任务的需求，对大尺度、高精度、高刚度、超轻型结构的空间伸展臂的需求越来越迫切。

可展开支撑臂发展至今，其结构形式多种多样，其主要可分为四大类：薄壁管式支撑臂、套筒式支撑臂、盘绕式支撑臂、铰接式支撑臂。其中铰接式伸展臂具有高刚度、高承载能力，较高可靠性的特点，但现有的铰接式支撑臂存在折叠体积大和重复展开精度低的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的铰接式支撑臂存在折叠体积大和重复展开精度低的问题。进而提供一种三棱柱可折展单元及由该可折展单元组成的可折展支撑臂。

本发明的技术方案是：三棱柱可折展单元包括上三角框、下三角框、三根三棱柱折叠臂和三组三棱柱拉索总成，上三角框和下三角框由上至下平行设置，且上三角框的三个顶点位置与下三角框的三个顶点位置相对应，上三角框和下三角框之间相对应的每个顶角处分别通过一根三棱柱折叠臂支撑并可转动连接，上三角框、下三角框和相邻两根三棱柱折叠臂之间所组成的矩形平面内对角处设有一组三棱柱拉索总成，在三棱柱可折展单元收拢过程中，单元水平转轴被抬起，带动单元锥销抬出锥孔，单元上折臂和单元下折臂向内折叠实现收拢。

本发明还提供了一种由三棱柱可折展单元组成的可折展支撑臂，它包括多个三棱柱可折展单元和多个过渡折展组件，每相邻两个三棱柱可折展单元之间通过一个过渡折展组件可转动连接，所述过渡折展组件包括三根过渡折叠臂和多个过渡拉索组件，三根过渡折叠臂分别支撑并可转动设置在上三角框和下三角框之间的顶角处，上三角框、下三角框和相邻两根三棱柱折叠臂之间所组成的矩形平面内对角处交叉设有两个过渡拉索组件。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1.本发明的整体结构对称，单元数量可以为若干个。2.本发明收拢后体积小，重量轻，收纳率高达28%，相对于国内一款索杆铰接式支撑臂提高了20%。3.本发明中加入了拉索组件，拉索组件克服了对角拉索缠绕及运动不规律的问题，同时加强了支撑臂的整体刚度和重复展开精度。4.本发明中折叠臂的锁紧采用锥销与锥孔配合锁紧，增加了刚度和可靠性，并消除了间隙。

附图说明

图1是三棱柱可折展单元的结构示意图，图2是折叠臂的结构示意图，图3是图2在B处的局部放大图，图4是拉索组件的结构示意图，图5是图4在C处的局部放大图，图6是可折展支撑臂的整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的一种三棱柱可折展单元，它包括上三角框1、下三角框2、三根三棱柱折叠臂3和三组三棱柱拉索总成4，上三角框1和下三角框2由上至下平行设置，且上三角框1的三个顶点位置与下三角框2的三个顶点位置相对应，上三角框1和下三角框2之间相对应的每个顶角处分别通过一根三棱柱折叠臂3支撑并可转动连接，上三角框1、下三角框2和相邻两根三棱柱折叠臂3之间所组成的矩形平面内对角处设有一组三棱柱拉索总成4。

本实施方式的三棱柱可折展单元通过三根三棱柱折叠臂3向内折叠实现收拢。三组三棱柱拉索总成4起到提高桁架刚度的作用。

具体实施方式二：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式的三棱柱折叠臂3包括单元上折臂5、单元下折臂6、单元限位块7、单元弹簧8、单元锁架9、单元锁体10和单元锥销11，单元上折臂5和单元下折臂6的相邻端可转动连接，单元限位块7固装在单元上折臂5的下部，单元锁架9可转动设置在单元上折臂5上并位于单元限位块7的下端，单元弹簧8套装在单元锁架9上，单元锥销11固装在单元锁架9的下端，单元锁体10固装在单元下折臂6的上端，单元锁体10上开有与单元锥销11尺寸相匹配的锥孔。如此设置，折叠臂的锁紧采用锥销与锥孔配合锁紧，增加了刚度和可靠性，并消除了间隙。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。