CN111276785B - 一种单自由度对称空间rurur可展单元及基于此的空间可展机构 - Google Patents

一种单自由度对称空间rurur可展单元及基于此的空间可展机构 Download PDF

Info

Publication number
CN111276785B
CN111276785B CN202010092623.1A CN202010092623A CN111276785B CN 111276785 B CN111276785 B CN 111276785B CN 202010092623 A CN202010092623 A CN 202010092623A CN 111276785 B CN111276785 B CN 111276785B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rod
plane
connecting rod
auxiliary
hinged
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010092623.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111276785A (zh
Inventor
孔凡臣
刘婧芳
丁华锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Technology
Original Assignee
Beijing University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Technology filed Critical Beijing University of Technology
Priority to CN202010092623.1A priority Critical patent/CN111276785B/zh
Publication of CN111276785A publication Critical patent/CN111276785A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111276785B publication Critical patent/CN111276785B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/08—Means for collapsing antennas or parts thereof
    • H01Q1/084—Pivotable antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
    • H02S30/00—Structural details of PV modules other than those related to light conversion
    • H02S30/20—Collapsible or foldable PV modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种单自由度对称空间RURUR可展单元及基于此的空间可展机构，包括机架、支撑杆、U副杆和平面连杆；所述机架与所述支撑杆铰接连接；所述支撑杆通过U副杆与所述平面连杆铰接连接；所述U副杆为十字形，包括R副I和R副II，R副I的轴线与R副II的轴线为垂直关系。支撑杆进行驱动实现伞形可展机构在收拢和展开的过程中可展单元构件始终保持位于同一平面的特性，且该机构在展开和收拢过程中，控制简便。

Description

一种单自由度对称空间RURUR可展单元及基于此的空间可展 机构
技术领域
本发明属于机构学应用技术领域，特别是涉及到一种单自由度对称空间RURUR可展单元及基于此的空间可展机构。
背景技术
空间可展机构在开合屋顶、大型空间可展天线、空间可展支撑臂、太阳能电池列阵等领域具有非常广泛的应用。当前，伞形可展机构在收拢和展开的过程中不能保持可展单元构件的共面性，因此进一步对可展机构所支撑设备的设计及其在可展机构可展平面上的安装增加了困难。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种单自由度对称空间RURUR可展单元及基于此的可展机构，支撑杆进行驱动实现伞形可展机构在收拢和展开的过程中可展单元构件始终保持位于同一平面的特性，且该机构在展开和收拢过程中，控制简便。
本发明采用的技术方案为一种单自由度对称空间RURUR可展单元，其特征是：包括机架、支撑杆、U副杆、平面连杆；所述机架与所述支撑杆铰接连接；所述支撑杆通过U副杆与所述平面连杆连接；所述U副杆为十字形，包括R副I和R副II，所述R副I与R副II的轴线为垂直关系；
所述机架设置有三个机架分支杆，其中两个相邻机架分支杆与所述支撑杆铰接连接；
所述支撑杆设置有两个；所述支撑杆的一端与所述机架分支杆铰接连接，另一端与所述R副I铰接连接；
所述U副杆设置有两个；
所述平面连杆包括平面连杆I和平面连杆II；平面连杆I的一端与所述R副II铰接连接，另一端与所述平面连杆II铰接连接；平面连杆II的一端与所述平面连杆I铰接连接，另一端与所述R副II铰接连接；
所述两个相邻机架分支杆关于过这两个机架分支杆轴线夹角角平分线的对称平面B镜像对称；所述两个支撑杆关于对称平面B镜像对称；所述两个U副杆关于对称平面B对称；所述平面连杆I和平面连杆II关于对称平面B对称；
所述对称平面B与运动链共平面A为垂直关系；
所述支撑杆的轴线、所述U副杆的R副I的轴线、所述平面连杆的轴线位于运动链共平面A上；所述U副杆的R副II的轴线与所述运动链共平面A为垂直关系；
在本发明一种单自由度对称空间RURUR可展单元完全展开成为平面构形状态下，所述机架分支杆与支撑杆铰接连接转动副轴线位于运动链共平面A上；所述机架分支杆与支撑杆铰接连接转动副的两个轴线确定的平面与运动链共平面A重合。
本发明采用的另一种技术方案一种基于单自由度对称空间RURUR可展单元的空间可展机构，其特征是：包括机架、支撑杆、U副杆、平面连杆；所述机架与所述支撑杆铰接连接；所述支撑杆通过U副杆与所述平面连杆连接；所述U副杆为十字形，包括R副I和R副II，所述R副I与R副II的轴线为垂直关系；
所述机架设置有三个机架分支杆；所述机架分支杆与所述支撑杆铰接连接；
所述支撑杆设置有三个；所述支撑杆的一端与所述机架分支杆铰接连接，另一端与所述两个R副I铰接连接；
所述U副杆设置有六个；
所述平面连杆设置有三个；所述平面连杆包括平面连杆I和平面连杆II；所述平面连杆I的一端与所述R副II铰接连接，另一端与所述平面连杆II铰接连接；所述平面连杆II的一端与平面连杆I铰接连接，另一端与所述R副II铰接连接；
所述机架分支杆的数量与所述支撑杆的数量相同；所述U副杆的数量是所述支撑杆数量的两倍；所述平面连杆的数量与所述支撑杆的数量相同。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：一种单自由度对称空间RURUR可展单元及基于此的空间可展机构，支撑杆进行驱动实现伞形可展机构在收拢和展开的过程中可展单元构件始终保持位于同一平面的特性，且该机构在展开和收拢过程中，控制简便。一种单自由度对称空间RURUR可展单元及基于此的空间可展机构，应用于空间可展天线、太阳能电池列阵等工作场合，可以实现可展机构所支撑设备及其所支撑覆盖物便于安装的要求，同时还具有良好的刚度。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明一种单自由度对称空间RURUR可展单元结构示意图。
图2为本发明一种单自由度对称空间RURUR可展单元完全展开成为平面状态示意图。
图3为本发明一种单自由度对称空间RURUR可展单元的U副杆结构示意图。
图4为本发明一种基于单自由度对称空间RURUR可展单元的空间可展机构结构示意图。
图5为本发明一种基于单自由度对称空间RURUR可展单元的空间可展机构完全展开成为平面状态示意图。
图中1-机架、2-支撑杆、3-U副杆、4-平面连杆、101-机架分支杆、301-R副I、302-R副II、401-平面连杆I、402-平面连杆II、A-运动链共平面、B-对称平面
具体实施方式
具体实施方式一：一种单自由度对称空间RURUR可展单元，如图1、图2及图3所示，包括机架1、支撑杆2、U副杆3和平面连杆4；所述机架1与所述支撑杆2铰接连接；所述支撑杆2通过U副杆3与所述平面连杆4连接；所述U副杆3为十字形，包括R副I301和R副II302，R副I301的轴线与R副II302的轴线为垂直关系；
所述机架1设置有三个机架分支杆101，其中两个相邻机架分支杆101与所述支撑杆2铰接连接；
所述支撑杆2设置有两个；所述支撑杆2的一端与所述机架分支杆101铰接连接，另一端与R副I301铰接连接；
所述U副杆3设置有两个；
所述平面连杆4包括平面连杆I401和平面连杆II402；平面连杆I401的一端与所述R副II302铰接连接，另一端与所述平面连杆II402铰接连接；平面连杆II402的一端与所述平面连杆I401铰接连接，另一端与所述R副II302铰接连接；
所述两个相邻机架分支杆101关于过这两个机架分支杆轴线夹角角平分线的对称平面B镜像对称；所述两个支撑杆2关于对称平面B镜像对称；所述两个U副杆3关于对称平面B对称；所述平面连杆I401和平面连杆II402关于对称平面B对称；
所述对称平面B与运动链共平面A为垂直关系；
所述支撑杆2的轴线、所述R副I301的轴线、所述平面连杆4的轴线位于运动链共平面A上；所述R副II302的轴线与所述运动链共平面A为垂直关系；
在本发明一种单自由度对称空间RURUR可展单元完全展开成为平面构形状态下，所述机架分支杆101与支撑杆2铰接连接转动副轴线位于运动链共平面A上；所述机架分支杆101与支撑杆2铰接连接转动副的两个轴线确定的平面与运动链共平面A重合。
具体实施方式二：一种基于单自由度对称空间RURUR可展单元的空间可展机构，如图3、图4及图5所示，包括机架1、支撑杆2、U副杆3、平面连杆4；所述机架1与所述支撑杆2铰接连接；所述支撑杆2通过U副杆3与所述平面连杆4连接；所述U副杆3为十字形，包括R副I301和R副II302，所述R副I301与R副II302的轴线为垂直关系；
所述机架1设置有三个机架分支杆101；所述机架分支杆101与所述支撑杆2铰接连接；
所述支撑杆2设置有三个；所述支撑杆2的一端与所述机架分支杆101铰接连接，另一端与所述两个R副I铰接连接；
所述U副杆3设置有六个；
所述平面连杆4设置有三个；所述平面连杆4包括平面连杆I401和平面连杆II402；所述平面连杆I401的一端与所述R副II302铰接连接，另一端与所述平面连杆II402铰接连接；所述平面连杆II402的一端与平面连杆I401铰接连接，另一端与所述R副II302铰接连接；
所述机架分支杆101的数量与所述支撑杆2的数量相同；所述U副杆3的数量是所述支撑杆2数量的两倍；所述平面连杆4的数量与所述支撑杆2的数量相同。
本发明的一种单自由度对称空间RURUR可展单元及基于此的空间可展机构，支撑杆进行驱动实现伞形可展机构在收拢和展开的过程中可展单元构件始终保持位于同一平面的特性，且该机构在展开和收拢过程中，控制方便。
该结构可用于大型空间可展天线、太阳能电池列阵、可变形屋顶等工作场合，可以实现可展机构所支撑设备及其所支撑覆盖物便于安装的要求，在建筑、航空航天、玩具、工艺品等领域具有广阔的应用前景。

Claims (3)

1.一种单自由度对称空间RURUR可展单元，其特征在于：包括机架（1）、支撑杆（2）、U副杆（3）和平面连杆（4）；机架（1）与支撑杆（2）铰接连接；支撑杆（2）通过U副杆（3）与平面连杆（4）连接；所述U副杆（3）为十字形，包括R副I（301）和R副II（302），R副I（301）的轴线与R副II（302）的轴线为垂直关系；
所述机架（1）设置有三个机架分支杆（101），其中两个相邻机架分支杆（101）与所述支撑杆（2）铰接连接；所述平面连杆（4）包括平面连杆I（401）和平面连杆II（402）；平面连杆I（401）的一端与所述R副II（302）铰接连接，另一端与所述平面连杆II（402）铰接连接；平面连杆II（402）的一端与所述平面连杆I（401）铰接连接，另一端与所述R副II（302）铰接连接；所述两个相邻机架分支杆（101）与两个机架分支杆轴线组成的平面相垂直的平面对称分布；两个所述支撑杆（2）关于对称平面B镜像对称；两个所述U副杆（3）关于对称平面B对称；所述平面连杆I（401）和平面连杆II（402）关于对称平面B对称；所述对称平面B与运动链共平面A为垂直关系；所述支撑杆（2）的轴线、所述R副I（301）的轴线、所述平面连杆（4）的轴线位于运动链共平面A上；所述R副II（302）的轴线与所述运动链共平面A为垂直关系；在单自由度对称空间RURUR可展单元完全展开成为平面构形状态下，所述机架分支杆（101）与支撑杆（2）铰接连接转动副轴线位于运动链共平面A上；所述机架分支杆（101）与支撑杆（2）铰接连接转动副的两个轴线确定的平面与运动链共平面A重合。
2.根据权利要求1所述的一种单自由度对称空间RURUR可展单元，其特征在于：所述支撑杆（2）设置有两个；所述支撑杆（2）的一端与所述机架分支杆（101）铰接连接，支撑杆（2）的另一端与所述R副I（301）铰接连接。
3.根据权利要求1所述的一种单自由度对称空间RURUR可展单元，其特征在于：所述U副杆（3）设置有两个。
CN202010092623.1A 2020-02-14 2020-02-14 一种单自由度对称空间rurur可展单元及基于此的空间可展机构 Active CN111276785B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010092623.1A CN111276785B (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一种单自由度对称空间rurur可展单元及基于此的空间可展机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010092623.1A CN111276785B (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一种单自由度对称空间rurur可展单元及基于此的空间可展机构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111276785A CN111276785A (zh) 2020-06-12
CN111276785B true CN111276785B (zh) 2022-07-19

Family

ID=71002591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010092623.1A Active CN111276785B (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一种单自由度对称空间rurur可展单元及基于此的空间可展机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111276785B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113482382B (zh) * 2021-07-22 2023-01-31 中建八局科技建设有限公司 便携式剪力桩基洞口防护装置
CN114566781B (zh) * 2022-02-28 2024-04-05 北京工业大学 一种含耦合杆的可展单元及其衍生的空间可展开机构
CN116292591B (zh) * 2023-03-20 2024-06-04 北京工业大学 一种单自由度平面正五边形-空间三十二面体转换机构
CN116181784B (zh) * 2023-03-20 2024-06-04 北京工业大学 一种可实现平面正八边形/空间球状转换的单自由度折展机构

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7963084B2 (en) * 2005-08-29 2011-06-21 Donald Merrifield Deployable triangular truss beam with orthogonally-hinged folding diagonals
WO2014127813A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-28 Esa European Space Agency Deployable support structure
CN105244629A (zh) * 2015-10-16 2016-01-13 燕山大学 3r-3rsr单自由度四面体可展单元
CN107275794A (zh) * 2017-05-05 2017-10-20 燕山大学 9rr‑12uru‑3uru对称型可展基本单元机构
CN107914897A (zh) * 2017-11-07 2018-04-17 广西大学 一种以双气压缸为可展单元的空间折展机构
CN108649313A (zh) * 2017-12-27 2018-10-12 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种基于刚柔混用剪叉机构的可展开曲面桁架机构
CN108984840A (zh) * 2018-06-15 2018-12-11 北京控制工程研究所 环型天线展开过程竖杆等效卫星姿态运动建模方法及系统
CN109110156A (zh) * 2018-07-20 2019-01-01 广西大学 一种基于三棱柱可展单元变换刚性铰链连接空间可展机构
CN208368710U (zh) * 2018-07-20 2019-01-11 广西大学 一种基于剪叉单元三构态变换空间可展机构
CN109279049A (zh) * 2018-10-18 2019-01-29 哈尔滨工业大学 一种弹性伸杆展开机构
CN109560362A (zh) * 2018-10-22 2019-04-02 中国科学院深圳先进技术研究院 基于空间5r机构的可展单元及单自由度环形桁架式可展机构
CN110589035A (zh) * 2019-10-25 2019-12-20 北京航空航天大学 单自由度四面体可展胞元机构
US10527359B1 (en) * 2009-03-23 2020-01-07 Hrl Laboratories, Llc Lightweight sandwich panel heat pipe

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7963084B2 (en) * 2005-08-29 2011-06-21 Donald Merrifield Deployable triangular truss beam with orthogonally-hinged folding diagonals
US10527359B1 (en) * 2009-03-23 2020-01-07 Hrl Laboratories, Llc Lightweight sandwich panel heat pipe
WO2014127813A1 (en) * 2013-02-20 2014-08-28 Esa European Space Agency Deployable support structure
CN105244629A (zh) * 2015-10-16 2016-01-13 燕山大学 3r-3rsr单自由度四面体可展单元
CN107275794A (zh) * 2017-05-05 2017-10-20 燕山大学 9rr‑12uru‑3uru对称型可展基本单元机构
CN107914897A (zh) * 2017-11-07 2018-04-17 广西大学 一种以双气压缸为可展单元的空间折展机构
CN108649313A (zh) * 2017-12-27 2018-10-12 哈尔滨工业大学深圳研究生院 一种基于刚柔混用剪叉机构的可展开曲面桁架机构
CN108984840A (zh) * 2018-06-15 2018-12-11 北京控制工程研究所 环型天线展开过程竖杆等效卫星姿态运动建模方法及系统
CN208368710U (zh) * 2018-07-20 2019-01-11 广西大学 一种基于剪叉单元三构态变换空间可展机构
CN109110156A (zh) * 2018-07-20 2019-01-01 广西大学 一种基于三棱柱可展单元变换刚性铰链连接空间可展机构
CN109279049A (zh) * 2018-10-18 2019-01-29 哈尔滨工业大学 一种弹性伸杆展开机构
CN109560362A (zh) * 2018-10-22 2019-04-02 中国科学院深圳先进技术研究院 基于空间5r机构的可展单元及单自由度环形桁架式可展机构
CN110589035A (zh) * 2019-10-25 2019-12-20 北京航空航天大学 单自由度四面体可展胞元机构

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
空间多闭环过约束机构受力机理分析;刘文兰;《中国博士学位论文全文数据库》;20190515(第5期);第2.4.2.3节，图2-22-图2-28 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111276785A (zh) 2020-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111276785B (zh) 一种单自由度对称空间rurur可展单元及基于此的空间可展机构
CN102167165B (zh) 一种七转动副可展单元及采用该可展单元的空间可展机构
CN107933959B (zh) 六杆机构及由其组成的可展模块、伸展臂、平面展开桁架
CN114566781B (zh) 一种含耦合杆的可展单元及其衍生的空间可展开机构
CN105799950A (zh) 单自由度过约束剪式可展单元及其组成的空间可展机构
CN104362423A (zh) 弹性铰链驱动的双层环形桁架天线机构
CN109659661B (zh) 一种索杆张拉式环形可展开天线机构
CN111509358B (zh) 单自由度平板天线折展单元及平板天线折展机构
CN109659701B (zh) 一种桁架式同步可展开天线
CN110707412A (zh) 一种基于直四棱柱单元的高折展比双层环形可展天线机构
CN109110156B (zh) 一种基于三棱柱可展单元变换刚性铰链连接空间可展机构
CN111293403B (zh) 一种单自由度对称空间耦合可展单元及基于此的空间可展机构
CN113675574B (zh) 一种双向平板折展单元及双向平板折展天线机构
CN109524791B (zh) 一种新型周边桁架式可展开抛物柱面天线
CN107902108B (zh) 一种曲柄滑块为折展单元刚性铰链连接的空间折展机构
CN111641020B (zh) 一种三棱柱单元模块化平面天线可展开机构
CN111287327B (zh) 一种单自由度对称空间七杆闭环机构及基于此的空间可展机构
US7107733B1 (en) Deployable structure with modular configuration consisting of at least one collapsible module
CN108945523B (zh) 四棱柱可展单元以及基于四棱柱可展单元的空间伸展机构
CN113488759B (zh) 一种直线桁架式可展开抛物柱面天线机构
CN113071711B (zh) 一种可束状折叠的等腰梯形截面直四棱柱机构
CN109968327B (zh) 一种含十六环的可展耦合机构
CN212179262U (zh) 一种可折叠式光伏电池板支架
CN112550762B (zh) 一种由三对称Bricard机构组成的新型单自由度平面可展开机构网络
CN110492220B (zh) 一种可拓展的空间大型伸缩桁架展开机构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant