[发明专利]一种基于三棱柱可展单元机构的伸展臂

说明书

本发明属于机构学领域，特别涉及一种基于三棱柱可展单元机构的伸展臂。包括：三棱柱可展单元，所述三棱柱可展单元由一个基础三角连接件、一个拓展三角连接件和三个支撑杆构成，所述基础三角连接件的端角通过支撑杆与拓展三角连接件的对应端角连接；本发明所含构件种类少，只有花盘和连杆两种；各构件之间连接方式单一，均通过转动副连接；完全展开状态，三角形平面的设计提供了整体结构的稳定性；完全收拢状态，所有构件收拢到位，具有大折叠比；多个本发明中的三棱柱基本可展单元可形成任意长度、任意口径的大型伸展臂结构，满足不同的任务需求。

技术领域

本发明属于机构学领域，特别涉及一种基于三棱柱可展单元机构的伸展臂。

背景技术

随着对宇宙奥秘的深入探索，超大型、高精度的卫星、空间站的发展越来越得到各领域的重视。受到地面航天发射器有限空间容仓的限制，各类空间可折展航天结构的发展越发迫切。空间折展结构是随着航天技术革新而出现的新型结构，具有高刚度，高收纳率，高几何稳定性等特点。该结构在地面及发射过程中以折叠姿态收藏于各航天器载荷仓内；当航天器定位到工作轨道时，收到地面中心的展开指令，驱动装置使其展开成预定设计的结构形状，达到工作状态。目前各类航天器都有应用到这种结构，如各类卫星上的反射天线、各类太阳能帆板、伸展臂等。

关于可展机构的研究已成为当今国际上的一个研究热点。比较典型的机构有AEC-Able工程公司为国际空间站开发的FAST伸展臂和ADAM伸展臂，TRW公司研制的太阳花展开天线以及俄罗斯Energia-GPI-Space公司开发的一种EGS天线。中国在这方面起步较晚，浙江大学、同济大学、天津大学和哈尔滨工业大学等在这方面进行了研究，重点在空间站天线、伸展臂以及折叠网架结构设计。

目前，对于可展机构的研究主要集中在机构的运动学、动力学上，而对可展机构单元本身的设计尤其是组成空间伸展臂机构的单元设计不多。为了适应复杂空间科学任务不断增长的需求，设计一种新型的空间可展基本单元对研制新型的可展开机构具有重要的研究价值。

发明目的

本发明的目的在于提出一种折叠比大、展开后稳定性高的三棱柱可展单元结构，及其组成的空间伸展臂，

为实现本发明的具体目的，提供一种三棱柱可展单元机构，包括：三棱柱可展单元，

所述三棱柱可展单元由一个基础三角连接件、一个拓展三角连接件和三个支撑杆构成，所述基础三角连接件的端角通过支撑杆与拓展三角连接件的对应端角连接；

所述基础三角连接件由三个同步杆和三个顶花盘构成，所述三个同步杆通过三个顶花盘首尾连接构成；

所述拓展三角连接件由三个同步杆和三个底花盘构成，所述三个同步杆通过三个底花盘首尾连接构成；

作为本发明的进一步改进：所述同步杆由两个等长连杆和一个转动副构成，所述连杆的一端分别与转动副连接。

作为本发明的进一步改进：所述连杆与转动副的连接角度为小于等于90度。

作为本发明的进一步改进：所述转动副上设置有展开锁紧装置。

作为本发明的进一步改进：所述同步杆与顶花盘的连接角度为小于等于90度。

作为本发明的进一步改进：所述同步杆与底花盘的连接角度为小于等于90度。

作为本发明的进一步改进：所述顶花盘主体为六棱边盘状结构，所述顶花盘的相邻两棱边内设置有连接凹槽，所述连接凹槽内设置有连接座，所述顶花盘中部设置有连接环。

作为本发明的进一步改进：所述底花盘主体为六棱边盘状结构，所述底花盘的相邻三棱边内设置有连接凹槽，所述连接凹槽内设置有连接座，所述底花盘中部设置有连接环。

一种伸展臂，包括所述三棱柱可展单元机构，所述伸展臂由若干个三棱柱可展单元构成。