[发明专利]含3R耦合支链的连杆单元及基于此的高刚度可展机构

权利要求书

1.一种含3R耦合支链的连杆单元，其特征在于：它包括基座(FB)、第一转动副(R1)、第一连杆(L1)、第二转动副(R2)、第二连杆(L2)、第三转动副(R3)、第一中间平台(MP1)、第四转动副(R4)、第三连杆(L3)、第五转动副(R5)、末端连杆(EP)、第六转动副(R6)、第四连杆(L4)、第七转动副(R7)、第二中间平台(MP2)、第八转动副(R8)、第五连杆(L5)、第九转动副(R9)、第六连杆(L6)、第十转动副(R10)、耦合支链转动副一(R11)、耦合支链连杆一(L7)、耦合支链转动副二(R12)、耦合支链连杆二(L8)、耦合支链转动副三(R13)；上述基座，连杆，副和平台有如下连接关系：第一连杆(L1)通过第一转动副(R1)安装在基座(FB)上，第二连杆(L2)通过第二转动副(R2)与第一连杆(L1)相连，第二转动副(R2)的轴线沿第二连杆(L2)的中心线，第一中间平台(MP1)通过第三转动副(R3)与第二连杆(L2)相连，第三连杆(L3)通过第四转动副(R4)与第一中间平台(MP1)连接，末端连杆(EP)通过第五转动副(R5)与第三连杆(L3)连接，第四连杆(L4)通过第六转动副(R6)与末端连杆(EP)连接，第二中间平台(MP2)通过第七转动副(R7)与第四连杆(L4)连接，第五连杆(L5)通过第八转动副(R8)与第二中间平台(MP2)连接，第六连杆(L6)一端通过第九转动副(R9)与第五连杆(L5)相连，另一端通过第十转动副(R10)安装在基座(FB)上，第九转动副(R9)的轴线沿第五连杆(L5)的中心线，耦合支链连杆一(L7)通过耦合支链转动副一(R11)与第一中间平台(MP1)连接，耦合支链连杆二(L8)一端通过耦合支链转动副二(R12)与耦合支链连杆一(L7)连接，另一端通过耦合支链转动副三(R13)与第二中间平台(MP2)连接；第一转动副(R1)的轴线和第十转动副(R10)的轴线在基座平面内相交，第三转动副(R3)的轴线和第八转动副(R8)的轴线相交，第四转动副(R4)的轴线与第三转动副(R3)的轴线相互平行，第七转动副(R7)的轴线与第八转动副(R8)的轴线相互平行，第四转动副(R4)的轴线和第七转动副(R7)的轴线相交，第五转动副(R5)的轴线与第四转动副(R4)的轴线异面，第六转动副(R6)的轴线与第七转动副(R7)的轴线异面，第五转动副(R5)的轴线与第六转动副(R6)的轴线相交，耦合支链转动副一(R11)的轴线与第三转动副(R3)的轴线相互平行，耦合支链转动副三(R13)的轴线与第八转动副(R8)的轴线相互平行，耦合支链转动副一(R11)的轴线与耦合支链转动副三(R13)的轴线相交。

2.基于权利要求1所述的连杆单元，按照如下方法构建可展机构：多个连杆单元环形阵列在同一基座(FB)上，两个相邻的前后单元之间，前一单元的第二中间平台(MP2)与后一单元的第一中间平台(MP1)通过一个五转动副链连接，该五转动副链包括第一中间转动副(R14)、第一中间连杆(L9)、第二中间转动副(R15)、第二中间连杆(L10)、第三中间转动副(R16)、第三中间连杆(L11)、第四中间转动副(R17)、第四中间连杆(L12)、第五中间转动副(R18)；五转动副链的第一中间连杆(L9)通过第一中间转动副(R14)与前一连杆单元的第二中间平台(MP2)连接，第二中间连杆(L10)通过第二中间转动副(R15)与第一中间连杆(L9)连接，第二中间转动副(R15)的轴线沿第一中间连杆(L9)的中心线，第三中间连杆(L11)通过第三中间转动副(R16)与第二中间连杆(L10)连接，第四中间连杆(L12)一端通过第四中间转动副(R17)与第三中间连杆(L11)连接，另一端通过第五中间转动副(R18)与后一连杆单元的第一中间平台(MP1)连接，第四中间转动副(R17)的轴线沿第四中间连杆(L12)的中心线；上述可展机构的基座(FB)为底面是正偶数多边形的正棱柱，且可展机构中连杆单元的数量是基座(FB)的底面边数的一半。