[发明专利]一种以五连杆机构为可展单元的空间折展机构

说明书

一种以五连杆机构为可展单元的空间折展机构，包括八边形支座、三自由度铰链、销轴、斜边杆、L形杆、短杆和直边杆，所述八边形支座与三自由度铰链固定连接，所述斜边杆通过转动副与三自由度铰链连接，所述斜边杆、L形杆、短杆和直边杆之间通过销轴连接，所述直边杆通过转动副与另一个三自由度铰链连接。本发明杆件均由二副杆构成，且运动副均为转动副，则结构简单、可通过电机驱动，且电机驱动可对展开速度进行控制，各可展单元稳定性好，同步性高，本发明具有质量小、折叠比大、定位精度高、结构强度大、稳定性高、可靠性高、结构简单、制造成本低的特点，且空间折叠过程简单。

技术领域

本发明涉及空间折展机构，特别是一种以五连杆机构为可展单元的空间折展机构。

背景技术

随着航天事业的发展，空间折展机构在空间站、通讯卫星平台、太空望远镜、对地观测、星球探测等航天任务中，扮演这举足轻重的角色。然后由于受到航天运载工具的空间限制，这就要求空间折展机构在发射阶段必须折叠起来并收拢于整流罩内，待航天器进入轨道后，在依靠自带动力源将其展开至工作状态。

中国专利201410055564.5公布了一种空间可展机构，该专利的可展单元为10杆10副机构，机构冗余自由度较大，稳定性能较差；中国专利201210072572.1公布了一种剪刀基四边形单元平面阵列可展机构，该机构空间折叠过程复杂，当可展机构进入空间轨道时，机构展开成预定的结构形式较困难；中国专利201210397908.1公布了一种正四面体对称型可展机构单元，该机构虽然结构简单、构件质量轻，但是可展单元阵列困难，无法实现大折叠比。现在迫切需要一种结构简单、结构强度大、稳定性能好、可靠性能高、折叠比大的空间折展机构。

目前，尚未见到一种同时兼具质量小、折叠比大、定位精度高、结构强度大、稳定性高、可靠性高、结构简单等特点，且空间折叠过程简单的空间折展机构发明设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种以五连杆机构为可展单元的空间折展机构，它具有质量小、折叠比大、定位精度高、结构强度大、稳定性高、可靠性高、结构简单、制造成本低的特点，且空间折叠过程简单。

本发明的技术方案是：一种以五连杆机构为可展单元的空间折展机构，包括八边形支座、三自由度铰链、销轴、斜边杆、L形杆、短杆和直边杆，具体结构和连接方式如下：

所述八边形支座有八条边，每一条边均与两个三自由度铰链固定连接；所述三自由度铰链包括第一铰链，第二铰链和第三铰链，所述第一铰链一端通过转动副与斜边杆连接，另一端通过转动副与第二铰链连接，所述第二铰链一端通过转动副与第一铰链连接，另一端通过转动副与第三铰链连接，所述第三铰链一端通过转动副与第二铰链连接，另一端与八边形支座固定连接；所述销轴包括第一销轴、第二销轴和第三销轴；所述斜边杆一端通过转动副与第一铰链连接，另一端通过第一销轴与L形杆连接；所述L形杆一端通过第一销轴与斜边杆连接，另一端通过第二销轴与短杆连接；所述短杆一端通过第二销轴与L形杆连接，另一端通过第三销轴与直边杆连接；所述直边杆一端通过第三销轴与短杆连接，另一端通过转动副与另一个三自由度铰链的第一铰链连接。

所述八边形支座仅为其中一种形状，其支座还可为四边形支座、六边形支座等多边形支座。

所述五连杆机构包括八边形支座、斜边杆、L形杆、短杆和直边杆，所述八边形支座通过三自由度铰链与斜边杆连接，所述斜边杆、L形杆、短杆和直边杆之间通过销轴连接，所述直边杆通过另一个三自由度铰链与八边形支座连接。

可展单元完全展开状态时，所述的斜边杆所在直线，L形杆和短杆所在直线和直边杆所在直线的交点，构成一个等腰直角三角形。

可展单元半展开状态和完全折叠状态时，所述的斜边杆的杆长等于L形杆的杆长加上直边杆的杆长减去短杆的杆长。

本发明的突出优点在于：

1、折展机构均由二副杆构成，结构简单、重量轻、制造成本低、性价比高。