[发明专利]一种单自由度对称空间耦合可展单元及基于此的空间可展机构

说明书

本发明公开了一种单自由度对称空间耦合可展单元及基于此的空间可展机构，包括机架、支撑杆组件、连接件、耦合杆；机架与支撑杆组件铰接连接；支撑杆组件通过连接件与耦合杆连接。支撑杆进行驱动实现空间可展机构收拢和展开成为伞形形状以及成为一个平面，该机构整体具有较高的刚度，且在收拢和展开过程中，控制简便。

技术领域

本发明属于机构学应用技术领域，特别是涉及到一种单自由度对称空间耦合可展单元及基于此的空间可展机构。

背景技术

空间可展机构在开合屋顶、大型空间可展天线、空间可展支撑臂、太阳能电池列阵等领域具有非常广泛的应用。当前，大型空间可展机构存在整体刚度不足的缺点，这进一步限制了空间可展机构对载荷的支撑作用及其工作性能。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种单自由度对称空间耦合可展单元及基于此的空间可展机构，支撑杆进行驱动实现空间可展机构收拢和展开成为伞形形状以及成为一个平面，该机构整体具有较高的刚度，且在收拢和展开过程中，控制简便。

本发明采用的技术方案为一种单自由度对称空间耦合可展单元其特征是：包括机架、支撑杆组件、连接件、耦合杆；机架与支撑杆组件铰接连接；支撑杆组件通过连接件与耦合杆连接；

所述机架设置有三个机架分支杆，其中两个相邻的机架分支杆与所述支撑杆组件铰接连接；

所述支撑杆组件设置有两个；

所述连接件设置有四个，两两一组一端与所述支撑杆组件铰接连接，另一端与所述耦合杆铰接连接；

所述耦合杆设置有两个，两个耦合杆交叉布置；所述耦合杆的两端分别与所述连接件铰接连接；

所述支撑杆组件包括支撑杆I和支撑杆II；所述支撑杆I的一端与所述机架分支杆铰接连接，另一端与所述支撑杆II滑动连接，所述支撑杆I的杆身与所述两两一组中其中一个连接件铰接连接；所述支撑杆II的一端与所述支撑杆I滑动连接，另一端与所述两两一组中另一个连接件铰接；

所述两个支撑杆组件与所述两个相邻机架分支杆铰接连接转动副轴线的交点位于对称平面B上；

所述两个相邻机架分支杆关于过这两个机架分支杆轴线夹角角平分线的对称平面B镜像对称；所述两个支撑杆组件关于对称平面B镜像对称；所述四个连接件两两一组关于对称平面B对称；所述两个耦合杆关于对称平面B对称；

所述对称平面B与所述运动链共平面A为垂直关系；

所述支撑杆组件的轴线、连接件的轴线、耦合杆的轴线位于运动链共平面A上；

所述支撑杆组件与所述连接件铰接连接转动副的轴线位于运动链共平面A上；所述连接件与所述耦合杆铰接连接转动副的轴线与运动链共平面A为垂直关系；

在本发明一种单自由度对称空间耦合可展单元完全展开成为平面构形状态下，所述机架分支杆与所述支撑杆组件铰接连接转动副轴线位于运动链共平面A上；所述机架分支杆与所述支撑杆组件铰接连接转动副的两个轴线确定的平面与运动链共平面A重合。

本发明采用的另一种技术方案为一种基于单自由度对称空间耦合可展单元的空间可展机构其特征是：包括机架、支撑杆组件、连接件、耦合杆；机架与支撑杆组件铰接连接；支撑杆组件通过连接件与耦合杆连接；

所述机架设置有三个机架分支杆，所述机架分支杆与所述支撑杆组件铰接连接；

所述支撑杆组件设置有三个；

所述连接件设置有十二个，每四个一组一端与所述支撑杆组件铰接连接，另一端与所述耦合杆铰接连接；

所述耦合杆设置有六个，每两个一组交叉分布；所述耦合杆的两端分别与所述连接件铰接连接；