[发明专利]一种单自由度双重对称的可折展盒子结构

摘要

本发明公开了一种单自由度双重对称的可折展盒子结构，包括十个面，依次为第一面、第二面、第三面、第四面、第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面；所述第一面和第二面相连作为可折展盒子结构的底并放置于中部，所述第三面、第四面、第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面置于所述第一面和第二面上方且首尾依次相连并与所述第一面和第二面组成的底面的四条边相连；本发明结构是过约束机构的组合，拥有较好的刚度，且可以完全折叠和展开，折叠时体积较小便于运输，按要求打开为工作状态时，工作空间较大；整个结构只具有一个自由度，运动控制简单；具有生产加工简单，运动控制方便，可靠性高等优点。

主权项

1.一种单自由度双重对称的可折展盒子结构，其特征在于，包括十个面，依次为第一面、第二面、第三面、第四面、第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面；所述第一面和第二面相连作为可折展盒子结构的底并放置于中部，所述第三面、第四面、第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面置于所述第一面和第二面上方且首尾依次相连并与所述第一面和第二面组成的底面的四条边相连；所述第一面第一边与第二面第一边相邻并通过第一转动副相互连接，第一面能沿所述第一转动副轴线向盒子外方向转动直至与第二面重叠；所述第二面第三边与第三面第三边相邻并通过第二转动副相互连接，第二面能沿所述第二转动副轴线向盒子内方向转动直至与第三面重叠；所述第一面第二边与第五面第二边相邻并通过第三转动副相互连接，第一面能沿所述第三转动副轴线向盒子内方向转动直至与第五面重叠；所述第一面第三边与第八面第三边相邻并通过第四转动副相互连接，第一面能沿所述第四转动副轴线向盒子内方向转动直至与第八面重叠；所述第二面第二边与第九面第二边相邻并通过第五转动副相互连接，第二面能沿所述第五转动副轴线向盒子内方向转动直至与第九面重叠；所述第三面第一边与第四面第一边相邻并通过第六转动副相互连接，第三面能沿所述第六转动副轴线向盒子外方向转动直至与第四面垂直，之后利用分叉，两面可重叠亦可共面；所述第三面第二边与第五面第三边相邻并通过第七转动副相互连接，第三面能沿所述第七转动副轴线向盒子内方向转动直至与第五面重叠；所述第五面第一边与第六面第一边相邻并通过第八转动副相互连接，第五面能沿所述第八转动副轴线向盒子外方向转动直至与第六面垂直，之后利用分叉，两面可重叠亦可共面；所述第六面第二边与第七面第二边相邻并通过第九转动副相互连接，第六面能沿所述第九转动副轴线向盒子内方向转动直至与第七面重叠；所述第七面第一边与第八面第一边相邻并通过第十转动副相互连接，第七面能沿所述第十转动副轴线向盒子外方向转动直至与第八面垂直，之后利用分叉，两面可重叠亦可共面；所述第八面第三边与第九面第三边相邻并通过第十一转动副相互连接，第八面能沿所述第十一转动副轴线向盒子内方向转动直至与第九面重叠；所述第九面第一边与第十面第一边相邻并通过第十二转动副相互连接，第九面能沿所述第十二转动副轴线向盒子外方向转动直至与第十面垂直，之后利用分叉，两面可重叠亦可共面；所述第十面第二边与第四面第三边相邻并通过第十三转动副相互连接，第十面能沿所述第十三转动副轴线向盒子内方向转动直至与第四面重叠；所述第二面、第九面、第十面、第四面、第三面首尾依次由所述第五转动副、第十二转动副、第十三转动副、第六转动副、第二转动副相连构成第一球面五连杆机构，所述第一面、第二面、第三面、第五面首尾依次由所述第一转动副、第二转动副、第七转动副、第三转动副相连构成第一球面四连杆机构，所述第一面、第五面、第六面、第七面、第八面首尾依次由所述第三转动副、第八转动副、第九转动副、第十转动副、第四转动副相连构成第二球面五连杆机构，所述第二面、第一面、第八面和第九面首尾依次由所述第一转动副、第四转动副、第十一转动副、第五转动副相连构成第二球面四连杆机构；所述第一球面五连杆机构与第一球面四连杆机构共用所述的第二转动副，所述第一球面四连杆机构与第二球面五连杆机构共用所述的第三转动副，所述第二球面五连杆机构与第二球面四连杆机构共用所述的第四转动副，所述第二球面四连杆机构与第一球面五连杆机构共用所述的第五转动副，所述第一球面四连杆机构与第二球面四连杆机构共用所述的第一转动副；所述双重对称可折展盒子结构整体的折叠与展开围绕着垂直于盒子底面并与第一转动副重合的第一基准面和垂直于盒子底面与第一基准面的第二基准面进行；折叠时，所述第三面与第四面、第五面与第六面、第七面与第八面、第九面与第十面均沿其共用的转动副向盒子外方向转动，并且所述第一面与第二面、第三面与第五面、第四面与第六面、第八面与第九面、第七面与第十面的运动基于第一基准面呈面对称关系，所述第五面与第八面、第六面与第七面、第三面与第九面、第四面与第十面的运动基于第二基准面呈面对称关系，整体结构以双重对称的方式完成折叠与展开。