[发明专利]单自由度四面体可展胞元机构

权利要求书

1.一种单自由度四面体可展胞元机构，其特征在于，包括第一连杆(1)、第一转动副(2)、第二连杆(3)、第二转动副(4)、第三连杆(5)、第四转动副(6)、第四连杆(7)、第三转动副(8)、第九转动副(9)、第八连杆(10)、第十转动副(11)、第九连杆(12)、第十一转动副(13)、第七转动副(14)、第七连杆(15)、第六连杆(16)、第八转动副(17)、第六转动副(18)、第五连杆(19)和第五转动副(20)；

所述第一连杆(1)的一端通过所述第一转动副(2)与所述第二连杆(3)的一端连接，所述第二连杆(3)的另一端通过所述第二转动副(4)与所述第三连杆(5)的一端连接，所述第三连杆(5)的另一端通过所述第三转动副(8)与所述第四连杆(7)的一端连接，所述第四连杆(7)的另一端通过所述第四转动副(6)与所述第一连杆(1)的另一端连接；当所述单自由度四面体可展胞元机构完全展开时，所述第一转动副(2)、第二转动副(4)、第三转动副(8)和第四转动副(6)的轴线平行，且所述第一转动副(2)、第二转动副(4)和第三转动副(8)的轴线共面，所述第一连杆(1)与所述第四连杆(7)垂直，所述第二连杆(3)与所述第三连杆(5)共线，当所述单自由度四面体可展胞元机构完全折叠时，所述第二连杆(3)能够嵌入所述第三连杆(5)的凹槽中，所述第三连杆(5)能够嵌入所述第四连杆(7)的凹槽中，所述第一转动副(2)、第二转动副(4)、第三转动副(8)和第四转动副(6)的轴线平行且共面，所述第一连杆(1)、第二连杆(3)、第三连杆(5)和第四连杆(7)平行；

所述第五转动副(20)、第五连杆(19)、第六转动副(18)、第六连杆(16)、第八转动副(17)、第七连杆(15)和第七转动副(14)的结构及连接关系与所述第一转动副(2)、第二连杆(3)、第二转动副(4)、第三连杆(5)、第四转动副(6)、第四连杆(7)和第三转动副(8)的结构和连接关系相同，所述第五连杆(19)通过所述第五转动副(20)与所述第一连杆(1)连接，所述第七连杆(15)通过所述第八转动副(17)与所述第一连杆(1)连接，所述第五转动副(20)的轴线与所述第一转动副(2)的轴线垂直；

所述第四连杆(7)通过所述第九转动副(9)与所述第八连杆(10)连接，所述第八连杆(10)通过所述第十转动副(11)与所述第九连杆(12)连接，所述第九连杆(12)通过所述第十一转动副(13)与所述第七连杆(15)连接，所述第九转动副(9)的轴线与所述第三转动副(8)的轴线垂直，所述第十一转动副(13)的轴线与所述第七转动副(14)的轴线垂直；所述第十转动副(11)的轴线与所述第一连杆(1)的夹角为45°，当所述单自由度四面体可展胞元机构完全展开时，所述第八连杆(10)与所述第九连杆(12)共线，当所述单自由度四面体可展胞元机构完全折叠时，所述第八连杆(10)与所述第九连杆(12)贴合。

2.根据权利要求1所述的单自由度四面体可展胞元机构，其特征在于，所述述第一转动副(2)的轴线与所述第四转动副(6)的轴线的间距为a，所述第三转动副(8)的轴线与所述第四转动副(6)的轴线的间距为b，a≠b。

3.根据权利要求2所述的单自由度四面体可展胞元机构，其特征在于，ab，所述第一转动副(2)的轴线与所述第二转动副(4)的轴线的间距为c，

所述第二转动副(4)的轴线与所述第三转动副(8)的轴线的间距为d，

4.根据权利要求1所述的单自由度四面体可展胞元机构，其特征在于，所述第一连杆(1)的截面为正方形，所述第二连杆(3)和第五连杆(19)的截面为矩形，所述第三连杆(5)、第四连杆(7)、第六连杆(16)和第七连杆(15)的截面为凹字形，所述第八连杆(10)和第九连杆(12)的截面为等腰直角三角形。