[发明专利]八面体桁架单元变几何桁架的模块化单元

摘要

本发明公开了一种八面体桁架单元变几何桁架的模块化单元，包括一套主动机构、两套被动机构和十二根用于连接主动机构和被动机构的并联被动杆。特别地，主动机构中的三个主动器使用了一种互相穿插的串联连接方式，能够在不增加单元尺寸的情况下大幅提升主动杆的伸长率，提升机构的机动性能。本发明的八面体桁架单元变几何桁架的模块化单元具有小尺寸、大运动范围、高精度、高刚度、可折叠收纳、可向外扩展等特性可用于航天空间可展机构、操控机构、跟踪机构、工业控制机构等。

主权项

1.一种八面体桁架单元变几何桁架的模块化单元，其特征在于，包括一套主动机构、两套被动机构和十二根用于连接所述主动机构和所述被动机构的并联被动杆，两套所述被动机构分别设置于所述主动机构的两侧，每套所述被动机构与所述主动机构之间通过六根并联被动杆可活动地连接，使得所述模块化单元能够展开或折叠，所述主动机构包括三套主动器，三套所述主动器以互相穿插的方式串联连接，每套主动器与相应的伺服电机连接，使得在运动过程中，伺服电机驱动丝杠，由丝杠上的滚珠螺母带动另一套主动器在丝杠上往复运动；所述主动器包括中心滚珠螺母支座、滚珠螺母、主节点半轴、电机支架、U型座、平底扩展螺母、十字轴、U型被动杆连接件、第一滚珠轴承、第一滑动轴承、第二滚珠轴承、第二滑动轴承、第三滚珠轴承；其中，所述中心滚珠螺母支座为核心位置零件；所述滚珠螺母固定于所述中心滚珠螺母支座上，并与另一套主动器对应的伺服电机中的丝杠相连接，形成可控运动副；所述主节点半轴通过所述第一滚珠轴承与所述中心滚珠螺母支座形成旋转副；所述电机支架包括上连接板、下连接板和电机连接板，所述上连接板和所述下连接板分别通过所述第二滚珠轴承与所述主节点半轴连接，形成旋转运动副，并与所述中心滚珠螺母支座之间通过所述第一滑动轴承润滑，所述电机连接板与所述上连接板和所述下连接板固定连接；所述U型座通过所述第三滚珠轴承与所述主节点半轴连接，形成旋转运动副，并与所述电机支架的上连接板通过所述第二滑动轴承润滑；所述平底扩展螺母固定于所述主节点半轴的末端，起到限位作用，防止所述U型座、所述电机支架产生沿旋转副轴向的运动；所述十字轴与所述U型座和所述U型被动杆连接件一同形成万向节运动副；所述U型被动杆连接件通过所述十字轴与所述U型座连接，并提供所述主动器的对外机接口，以固定所述并联被动杆。