[发明专利]剪叉式六棱柱可展单元及其组成的空间可展机构

摘要

一种剪叉式六棱柱可展单元及其组成的空间可展机构，其剪叉式六棱柱可展单元为单自由度过约束六棱柱基本可展单元，包括十二个花盘、六组剪叉折叠杆和十二组折叠连杆，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，剩余十一组折叠连杆均为过约束折叠连杆，可有效的提高基本可展单元的刚度，多个基本可展单元紧密排列，且相邻基本可展单元之间通过共用四个花盘、一组剪叉折叠杆和两组折叠连杆可组成空间可展机构，通过改变基本可展单元的数量，可以改变空间可展机构的大小。本发明具有高度的结构对称性，通过对多个可展单元的组装，可以形成不同的大尺度的空间可展机构，适用于构造空间太阳能电池阵支架和卫星平面反射天线。

主权项

1.一种剪叉式六棱柱可展单元及其组成的空间可展机构，其特征在于：剪叉式六棱柱可展单元为为单自由度过约束六棱柱基本可展单元，其包括十二个剪叉杆、二十四个连杆和十二个花盘；所述十二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，十二个剪叉杆共组成六组剪叉折叠杆，六组剪叉折叠杆对称分布在基本可展单元的六个侧面上，处于对侧位置的剪叉折叠杆折展方向相同；所述二十四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，二十四个连杆共组成十二组折叠连杆，十二组折叠连杆对称分布在基本可展单元的上下两个面上，上下两个面均有六组折叠连杆，且处于对侧位置的折叠连杆折展方向相同；所述十二个花盘结构完全相同，每个花盘均有三个支叉，每个支叉上设有一个两侧对称的开口槽，开口槽用于插入剪叉折叠杆和连杆，每个开口槽均开有两个轴线平行的圆柱孔，内侧的圆柱孔用于和插入的剪叉折叠杆通过转动副连接，外侧的圆柱孔用于和插入的折叠连杆通过转动副连接，开口槽中心线间夹角为120°，十二个花盘对称分布在基本可展单元的十二个顶点上；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开口槽，通过四个转动副与四个花盘开口槽内侧的圆柱孔相连，四个转动副轴线与连接两个剪叉杆组成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开口槽，通过两个转动副与两个花盘开口槽外侧的圆柱孔相连，两个转动副轴线与连接两个连杆组成折叠连杆的转动副轴线平行，每组折叠连杆共有三个转动副，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连杆上的各转动副轴线以及对应的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。