[发明专利]含3R耦合支链的连杆单元及基于此的高刚度可展机构

摘要

本发明涉及一种含3R耦合支链的连杆单元及基于此的高刚度可展机构，该连杆单元的结构呈镜面对称布置，每对呈镜面对称的转动副的轴线在对称面上相交。多个连杆单元环形阵列在同一基座上，两个相邻的前后单元之间，前一单元的第二中间平台与后一单元的第一中间平台通过一个五转动副链连接，这样便构成了一个多环耦合状的空间可展机构。本发明的连杆单元比现有的单环连杆单元具有更高的刚度和承载能力，进而构建的可展机构具有高刚度，高承载能力的特点。本发明的可展机构在卫星天线、太阳能电池板支撑结构以及建筑工程等多个领域有较好的应用前景。

主权项

一种含3R耦合支链的连杆单元，其特征在于：它包括基座(FB)、第一转动副(R1)、第一连杆(L1)、第二转动副(R2)、第二连杆(L2)、第三转动副(R3)、第一中间平台(MP1)、第四转动副(R4)、第三连杆(L3)、第五转动副(R5)、末端连杆(EP)、第六转动副(R6)、第四连杆(L4)、第七转动副(R7)、第二中间平台(MP2)、第八转动副(R8)、第五连杆(L5)、第九转动副(R9)、第六连杆(L6)、第十转动副(R10)、耦合支链转动副一(R11)、耦合支链连杆一(L7)、耦合支链转动副二(R12)、耦合支链连杆二(L8)、耦合支链转动副三(R13)；上述基座，连杆，副和平台有如下连接关系：第一连杆(L1)通过第一转动副(R1)安装在基座(FB)上，第二连杆(L2)通过第二转动副(R2)与第一连杆(L1)相连，第二转动副(R2)的轴线沿第二连杆(L2)的中心线，第一中间平台(MP1)通过第三转动副(R3)与第二连杆(L2)相连，第三连杆(L3)通过第四转动副(R4)与第一中间平台(MP1)连接，末端连杆(EP)通过第五转动副(R5)与第三连杆(L3)连接，第四连杆(L4)通过第六转动副(R6)与末端连杆(EP)连接，第二中间平台(MP2)通过第七转动副(R7)与第四连杆(L4)连接，第五连杆(L5)通过第八转动副(R8)与第二中间平台(MP2)连接，第六连杆(L6)一端通过第九转动副(R9)与第五连杆(L5)相连，另一端通过第十转动副(R10)安装在基座(FB)上，第九转动副(R9)的轴线沿第五连杆(L5)的中心线，耦合支链连杆一(L7)通过耦合支链转动副一(R11)与第一中间平台(MP1)连接，耦合支链连杆二(L8)一端通过耦合支链转动副二(R12)与耦合支链连杆一(L7)连接，另一端通过耦合支链转动副三(R13)与第二中间平台(MP2)连接；第一转动副(R1)的轴线和第十转动副(R10)的轴线在基座平面内相交，第三转动副(R3)的轴线和第八转动副(R8)的轴线相交，第四转动副(R4)的轴线与第三转动副(R3)的轴线相互平行，第七转动副(R7)的轴线与第八转动副(R8)的轴线相互平行，第四转动副(R4)的轴线和第七转动副(R7)的轴线相交，第五转动副(R5)的轴线与第四转动副(R4)的轴线异面，第六转动副(R6)的轴线与第七转动副(R7)的轴线异面，第五转动副(R5)的轴线与第六转动副(R6)的轴线相交，耦合支链转动副一(R11)的轴线与第三转动副(R3)的轴线相互平行，耦合支链转动副三(R13)的轴线与第八转动副(R8)的轴线相互平行，耦合支链转动副一(R11)的轴线与耦合支链转动副三(R13)的轴线相交。