[发明专利]单自由度过约束剪式可展单元及其组成的空间可展机构

摘要

一种单自由度过约束剪式可展单元及其组成的空间可展机构，其单自由度过约束剪式可展单元包括含有八个花盘、四组剪叉折叠杆和八组折叠连杆，其中一组折叠连杆依靠连杆长度限制基本可展单元的展开程度，剩余七组折叠连杆均为过约束折叠连杆，过约束折叠连杆可有效提高基本可展单元的刚度，本发明的多个基本可展单元顺序依次排列，且相邻可展单元通过共用四个花盘和一组剪叉折叠杆可组成第一空间可展机构和第二空间可展机构，通过改变基本可展单元的数量，可以改变第一空间可展机构的长度和第二空间可展机构的大小。本发明结构简单，具有高度的结构对称性，适合于构造空间伸展臂、太阳能电池阵支架和卫星平面反射天线。

主权项

一种单自由度过约束剪式可展单元，其特征在于：单自由度过约束剪式可展单元为单自由度多闭环六面体基本可展单元，其包括八个剪叉杆、十六个连杆和八个花盘；所述八个剪叉杆结构完全相同，两个剪叉杆为一组，其两剪叉杆中间通过转动副连接，组成四组剪叉折叠杆，四组剪叉折叠杆对称分布在基本可展单元的四个侧面上，处于对侧位置的剪叉折叠杆折展方向相同；所述十六个连杆结构完全相同，两个连杆为一组，其两个连杆的一端通过转动副连接，组成八组折叠连杆，八组折叠连杆对称分布在基本可展单元的上下两个面上，上下两个面均有四组折叠连杆，且处于对侧位置的折叠连杆折展方向相同；所述八个花盘结构完全相同，均为正方形花盘，花盘的每条边上均开有三个槽口，中间槽口用于插入剪叉折叠杆通过转动副连接，两侧槽口用于插入折叠连杆通过转动副连接，三个槽口处的转动副轴线重合，八个花盘对称分布在基本可展单元的八个顶点上；每组剪叉折叠杆的四端分别插入与它处于同一平面顶点上的四个花盘的中间槽口，通过四个转动副与四个花盘连接，四个转动副轴线与连接两个剪叉杆组成的剪叉折叠杆的转动副轴线平行，每组剪叉折叠杆中共连接有五个转动副，五个转动副轴线分别和对侧剪叉折叠杆上位置相对的转动副轴线重合；每组折叠连杆的两端分别插入平行的两个花盘的侧槽口，通过两个转动副与两个花盘连接，两个转动副轴线与连接两个连杆组成的折叠连杆的转动副轴线平行，每组折叠连杆共连接有三个转动副，三个转动副轴线分别和处于同一平面对侧折叠连杆上位置相对的转动副轴线重合，分布在基本可展单元的上下两个面上折展方向相同的折叠杆上的各转动副轴线以及两个侧面上具有相同折展方向的剪叉折叠杆上的转动副轴线均平行。