【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种可展机构,特别是一种空间可展机构。
技术介绍
随着航天事业的发展,航天工程中需要的空间机构尺寸越来越大,以满足不同航天任务的需求,但由于受到航天运载工具的空间限制,要求宇航空间机构在发射阶段必须折叠起来并收拢于整流罩内,待航天器进入轨道后,再依靠自带的动力源将其展开至工作状态。在空间站、通信卫星平台、太空望远镜、对地观测、星球探测等航天任务中,各种类型的空间折展机构得到了快速发展和应用,如折展太阳能电池板、空间站基础骨架、空间机械臂、空间伸展臂、大口径折展天线、大型柔性太阳帆板支撑架等。可展机构一般有两种稳定状态:完全收拢状态和完全展开状态(工作状态),依据不同的机构展开收拢原理,国内外航天科研院所提出了多种可展机构。根据可展机构的空间几何形状,可以分为线状可展机构、面状可展机构和体状可展机构,其中应用最多的是面状可展机构,此类机构可以展开成平面,被大量应用于空间伸展臂、太阳能电池阵、卫星天线支撑架等领域。根据可展机构展开与收拢方式,可展机构又可以分为铰接桁架式可展机构、变形材料可展机构以及充气展开式可展机构,铰接桁架式可展机构主要由连杆和运动副组成,此类机构具有收拢折叠比较大、精度高、可重复收拢展开性好和寿命长的优点,目前已经被广泛应用于空间站基础骨架、空间伸展臂以及大口径折展天线等领域,同时此类机构也存在着铰接点多、自由度较多、构造工艺复杂、控制复杂等缺点。变性材料可展机构采用具有大弹性变形的材料作为可展机构的主体材料,在折叠收拢状态下材料发生变形而储存弹性变形能,释放后依靠弹性变性能驱动机构转化为展开状态,构造工艺相对简单,但是可重复 ...
【技术保护点】
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 ...
【技术特征摘要】
1.一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。2.权利要求1所述的单自由度过约束剪式可展单元及其组成的空间可展机构,其特征在于:所述单自由度过约束剪式可展单元的第一剪叉杆和第二剪叉杆中间通过转动副连接组成第一剪叉折叠杆,第三剪叉杆和第四剪叉杆中间通过转动副连接组成第二剪叉折叠杆,第五剪叉杆和第六剪叉杆中间通过转动副连接组成第三剪叉折叠杆,第七剪叉杆和第八剪叉杆中间通过转动副连接组成第四剪叉折叠杆,第一剪叉折叠杆的四端分别插入第一花盘、第二花盘、第三花盘、第四花盘的中间槽口,并通过四个转动副与四个花盘连接,第一剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第二剪叉折叠杆的四端分别插入第二花盘、第四花盘、第五花盘、第七花盘的中间槽口,并通过四个转动副与四个花盘连接,第二剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第三剪叉折叠杆的四端分别插入第五花盘、第六花盘、第七花盘、第八花盘的中间槽口,并通过四个转动副与四个花盘连接,第三剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第四剪叉折叠杆的四端分别插入第一花盘、第三花盘、第六花盘、第八花盘的中间槽口,并通过四个转动副与四个花盘连接,第四剪叉折叠杆上的五个转动副轴线均平行;第一剪叉折叠杆和第三剪叉折叠杆对应位置处的转动副轴线重合,第二剪叉折叠杆和第四剪叉折
\t叠杆对应位置处的转动副轴线重合;第三连杆和第四连杆的一端通过转动副连接组成第一折叠连杆,第五连杆和第八连杆的一端通过转动副连接组成第二折叠连杆,第九连杆和第十连杆的一端通过转动副连接组成第三折叠连杆,第六连杆和第七连杆的一端通过转动副连接组成第四折叠连杆,第一连杆和第二连杆的一端通过转动副连接组成第五折叠连杆,第十六连杆和第十三连杆的一端通过转动副连接组成第六折叠连杆,第十一连杆和第十二连杆的一端通过转动副连接组成第七折叠连杆,第十四连杆和第十五连杆的一端通过转动副连接组成第八折叠连杆;第一折叠连杆的两端分别插入平行的第三花盘和第四花盘的侧槽口,并通过两个转动副与两个花盘连接,第一折叠连杆上的三个转动副轴线均平行;第二折叠连杆的两端分别...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵永生,韩博,许允斗,姚建涛,刘文兰,张东胜,陈亮亮,
申请(专利权)人:燕山大学,
类型:新型
国别省市:河北;13
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