[发明专利]一种基于菱形单元仿蜘蛛网空间可展机构

说明书

一种基于菱形单元仿蜘蛛网空间可展机构，该机构的机座通过销轴与连架杆一端连接，连架杆另一端通过转动副与铰链连接，铰链上的销轴座通过销轴与菱形单元连接，两个相邻连架杆之间连接有两个菱形单元。本发明的菱形单元之间通过连架杆和铰链作为共用件彼此连接并环形阵列组成单自由度空间折可展机构，机构的连架杆上仅嵌套一个铰链，使机构在折叠与展开过程简单，本发明具有结构简单、轻量化、制造成本低、展开和折叠易于控制、空间折叠比大、型面精度高的特点，且机构单元具有可拓展性。

技术领域

本发明涉及空间可展机构领域，特别是一种基于菱形单元仿蜘蛛网空间可展机构。

背景技术

蜘蛛网通常有对称性和非对称性，是一种极其规则的网。在等同的体积下网的柔韧性和强度比钢丝大，由于具有很大的柔韧性，故可以延伸更长。蜘蛛网可以根据不同环境的形成不同的形状，全网结构稳定牢固，可以使每一种对称性网受到的撞击力均匀的分布在全网上。

随着航天事业的蓬勃发展，对外太空的探索也逐渐深入，更需要一些大型航天器在轨结构和可展开机构，比如星载天线、大口径空间天线、通讯卫星平台等，以满足不同的航天需求；但由于火箭运输空间有限，这就要求机构要以折叠或者收拢的状态固定在运输载荷仓内，等到进入预定轨迹后再展开机构，所以机构可展开成为很多航天器或者大口径天线的一个显著特征，目前许多空间折展机构均可通过可展单元的阵列或者拓展构成。

中国专利201510253962.2公开了一种正六边形平面展开机构，该机构为平面展开和折展机构、折叠比小、机构展开不稳定；中国专利201210397908.1公布了一种正四面体对称型可展机构单元，该机构虽然展开和折叠方便，但是机构单元不具有拓展性，不易控制。

目前未见有一种具有结构简单、轻量化、制造成本低、展开和折叠易于控制、空间折叠比大、型面精度高的特点，且机构单元具有可拓展性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于菱形单元仿蜘蛛网空间可展机构，它具有结构简单、轻量化、制造成本低、展开和折叠易于控制、空间折叠比大、型面精度高的特点，且机构单元具有可拓展性。

本发明的技术方案是：一种基于菱形单元仿蜘蛛网空间可展机构，包括机座、连架杆、铰链和菱形单元，具体结构和连接关系如下：

所述机座通过销轴与连架杆一端连接，连架杆另一端通过通过转动副与铰链连接，所述连架杆包括第一连架杆、第二连架杆、第三连架杆、第四连架杆和第五连架杆，所述铰链包括第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链和第五铰链，所述菱形单元由第一菱形单元和第二菱形单元组成，所述第一菱形单元包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，第一连杆一端通过销轴与第一铰链连接，第一连杆的另一端通过销轴与第四连杆第一销轴座连接，第二连杆的一端通过销轴与第一铰链连接，第二连杆的另一端通过销轴与第三连杆第一销轴座连接，所述第二菱形单元包括第五连杆、第六连杆、第三连杆和第四连杆，第五连杆一端通过销轴与第二铰链连接，第五连杆的另一端通过销轴与第四连杆第三销轴座连接，第六连杆的一端通过销轴与第二铰链连接，第六连杆的另一端通过销轴与第三连杆第三销轴座连接，第三连杆第二销轴座通过销轴与第四连杆第二销轴座连接。

所述机座为五边形机座，机座的每一边均有一个销轴座。

所述铰链嵌套在连架杆上，通过转动副与连架杆连接，且每个连架杆上仅嵌套一个铰链。

所述第一菱形单元和第二菱形单元共用第三连杆、第四连杆，且第三连杆和第四连杆的结构完全相同，均包括三个销轴座。

所述菱形单元之间通过连架杆和铰链作为共用件彼此连接并环形阵列在同一个机座上组成空间可展机构。

本发明的突出优点在于：

1.机构的连架杆上仅嵌套一个铰链，使机构在折叠与展开过程简单、折叠比大、收拢体积小。