CN112407335A - 一种基于张拉整体结构的可展机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于张拉整体结构的可展机构，具有六个可展单元，构成底座呈正六边形结构，通过展开组件和张拉弹簧组件围设连接于底座六条边上，限定出可调空间大小的运输承载空间。改变了传统可展机构质量沉、柔度差、展开速度慢等不足，本发明提供的基于张拉整体结构的可展机构兼具快速性、稳定性，结构制造简单方便，且张拉整体结构与可展单元相结合，能够实现可展机构的快速展开，可以确保可展机构同时具有可展机构特性和张拉整体结构特性，本发明提供的基于张拉整体结构的可展机构结构简单，机构的运动过程结合张拉整体结构的自平衡自稳定特性，符合可展机构的结构特性，有望大力发展，在多领域实现其实际应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及空间(航天)技术领域，更具体的说是涉及一种基于张拉整体结构的可展机构。
背景技术
张拉整体结构是一些离散的受压构件包含于一组连续的受拉构件中形成的稳定自平衡结构，故由张拉整体结构构成的可展机构可以快速展开并且在展开后具有一定的稳定性。
随着航空航天技术的高速发展，在对太空探索的过程中，需要运输各式各样的天线、支撑架等航天结构，但由于运输空间有限，这就要求被运输的机构需要在具备展开收拢功能的前提下，同时具有快速展开和展开后保持稳定的结构特性。
而现有的可展机构仅仅能实现简单的收拢展开功能，缺少对展开时间效率方面的研究以及机构稳定性的研究。虽然可展机构在航空航天方面得到了极大的关注，取得了一定的进展，但仍存在质量沉、柔度差、展开速度慢等缺点。
因此，如何提供一种兼具灵活性、稳定性和能够快速展开的可展机构是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为此，本发明的目的在于提出一种基于张拉整体结构的可展机构，解决现有可展机构质量沉、柔度差、展开速度慢的问题。
本发明提供了一种基于张拉整体结构的可展机构，具有六个可展单元，构成底座呈正六边形结构，通过展开组件和张拉弹簧组件围设连接于底座六条边上，限定出可调空间大小的运输承载空间K。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于张拉整体结构的可展机构，通过正六边形底座，展开组件和张拉弹簧组件围设连接于底座六条边上，且限定出可调空间大小的运输承载空间，改变了传统可展机构质量沉、柔度差、展开速度慢等不足，本发明提供的基于张拉整体结构的可展机构兼具快速性、稳定性，结构制造简单方便，且张拉整体结构与可展单元相结合，能够实现可展机构的快速展开，可以确保可展机构同时具有可展机构特性和张拉整体结构特性，本发明提供的基于张拉整体结构的可展机构结构简单，同时，机构的运动过程结合张拉整体结构的自平衡自稳定特性，符合可展机构的结构特性，有望大力发展，在多领域实现其实际应用价值。
进一步地，底座包括边框、支撑杆及中心盘；边框为正六边形框，其内部每一个顶点至中心盘之间均通过一个支撑杆连接固定。
进一步地，边框相邻两边之间的外部顶点上均具有内凹的、用于连接一组张拉弹簧组件的第一凹槽，每一条边中部均具有第一连接杆，每一个第一连接杆上均转动连接有一组展开组件。
进一步地，每一组展开组件均包括转动套、第一转轴、第二转轴、第一齿轮、第二齿轮、第一转动杆及第二转动杆；转动套转动连接于第一连接杆上，其外部并列固定有与其长度方向垂直的第一转轴和第二转轴；第一转轴和第一转轴结构相同，第一转轴和第一转轴上分别对应转动有、相互啮合的第一齿轮和第二齿轮；且第一齿轮和第二齿轮对应固定有呈V字形布置的第一转动杆及第二转动杆；第一转动杆及第二转动杆底部分别与第一转轴和第二转轴转动连接。
进一步地，相邻的展开组件对应的第一转动杆和对应的第二转动杆顶部通过固定件固定。
进一步地，张拉弹簧组件包括：杆间弹簧和伸展弹簧；第一转动杆和第二转动杆顶部通过杆间弹簧连接固定；第一凹槽内固定有第二连接杆，伸展弹簧竖直连接于固定件和第二连接杆之间。
本发明中，第一转动杆、第二转动杆、一个杆间弹簧、两个伸展弹簧构成了平面两杆张拉结构，一个平面两杆张拉结构和底座结构的1/6构成一个可展单元，相邻的可展单元之间共用伸展弹簧和底座上的支撑杆，通过多个平面两杆张拉结构配合正六边形底座实现可展、快速、稳定、结构简单的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的一种基于张拉整体结构的可展机构收拢状态的立体示意图；
图2附图为本发明提供的一种基于张拉整体结构的可展机构的俯视图；
图3附图示出了平面两杆张拉结构与底座的的连接示意图；
图4附图为本发明提供的一种基于张拉整体结构的可展机构的展开状态的立体示意图；
图中：100-底座，101-边框，1011-第一凹槽，1012-第一连接杆，1013-第二连接杆，102-支撑杆，103-中心盘，200-展开组件，201-转动套，202-第一转轴，203-第二转轴，204-第一齿轮，205-第二齿轮，206-第一转动杆，207-第二转动杆，300-张拉弹簧组件，400-固定件，K-运输承载空间。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
参见附图1-4，本发明实施例公开了一种基于张拉整体结构的可展机构，具有六个可展单元，构成底座100呈正六边形结构，通过展开组件200和张拉弹簧组件300围设连接于底座100六条边上，限定出可调空间大小的运输承载空间K。
本发明公开提供了一种基于张拉整体结构的可展机构，通过正六边形底座，展开组件和张拉弹簧组件围设连接于底座六条边上，且限定出可调空间大小的运输承载空间，改变了传统可展机构质量沉、柔度差、展开速度慢等不足，本发明提供的基于张拉整体结构的可展机构兼具快速性、稳定性，结构制造简单方便，且张拉整体结构与可展单元相结合，能够实现可展机构的快速展开，可以确保可展机构同时具有可展机构特性和张拉整体结构特性，本发明提供的基于张拉整体结构的可展机构结构简单，同时，机构的运动过程结合张拉整体结构的自平衡自稳定特性，符合可展机构的结构特性，有望大力发展，在多领域实现其实际应用价值。
有利的是，底座100包括边框101、支撑杆102及中心盘103；边框101为正六边形框，其内部每一个顶点至中心盘103之间均通过一个支撑杆102连接固定。由此增加底座的稳定性。
更有利的是，边框101相邻两边之间的外部顶点上均具有内凹的、用于连接一组张拉弹簧组件300的第一凹槽1011，每一条边中部均具有第一连接杆1012，每一个第一连接杆1012上均转动连接有一组展开组件200。
上述实施例中，每一组展开组件200均包括转动套201、第一转轴202、第二转轴203、第一齿轮204、第二齿轮205、第一转动杆206及第二转动杆207；转动套201转动连接于第一连接杆1012上，其外部并列固定有与其长度方向垂直的第一转轴202和第二转轴203；第一转轴202和第一转轴203结构相同，第一转轴202和第一转轴203上分别对应转动有、相互啮合的第一齿轮204和第二齿轮205；且第一齿轮204和第二齿轮205对应固定有呈V字形布置的第一转动杆206及第二转动杆207；第一转动杆206及第二转动杆207底部分别与第一转轴202和第二转轴203转动连接。
其中，相邻的展开组件200对应的第一转动杆206和对应的第二转动杆207顶部通过固定件400固定。固定件可以为弯管。
有利的是，张拉弹簧组件300包括：杆间弹簧301和伸展弹簧302；第一转动杆206和第二转动杆207顶部通过杆间弹簧301连接固定；第一凹槽1011内固定有第二连接杆1013，伸展弹簧302竖直连接于固定件400和第二连接杆1013之间。
第一转动杆、第二转动杆、一个杆间弹簧、两个伸展弹簧构成了平面两杆张拉结构，通过多个平面两杆张拉结构配合正六边形底座实现快速展开、快速收拢、结构稳定性好、且降低了可展结构的重量，结构简单可靠。通过对弹簧组件的伸缩控制驱动，可使可展机构快速展开成一个平面，且在收拢时，可以节约大量储存空间。
由此，本发明改变了传统可展机构质量重、柔度差、展开速度慢等不足，本发明提供的基于张拉整体结构的可展机构兼具快速性、稳定性，结构制造简单方便，且张拉整体结构与可展单元相结合，能够实现可展机构的快速展开，可以确保可展机构同时具有可展机构特性和张拉整体结构特性，符合可展机构的结构特性，有望大力发展，在多领域实现其实际应用价值。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种基于张拉整体结构的可展机构，其特征在于，具有六个可展单元，构成底座(100)呈正六边形结构，通过展开组件(200)和张拉弹簧组件(300)围设连接于所述底座(100)六条边上，限定出可调空间大小的运输承载空间(K)。
2.根据权利要求1所述的一种基于张拉整体结构的可展机构，其特征在于，所述底座(100)包括边框(101)、支撑杆(102)及中心盘(103)；所述边框(101)为正六边形框，其内部每一个顶点至所述中心盘(103)之间均通过一个所述支撑杆(102)连接固定。
3.根据权利要求2所述的一种基于张拉整体结构的可展机构，其特征在于，所述边框(101)相邻两边之间的外部顶点上均具有内凹的、用于连接一组所述张拉弹簧组件(300)的第一凹槽(1011)，每一条边中部均具有第一连接杆(1012)，每一个所述第一连接杆(1012)上均转动连接有一组所述展开组件(200)。
4.根据权利要求3所述的一种基于张拉整体结构的可展机构，其特征在于，每一组所述展开组件(200)均包括转动套(201)、第一转轴(202)、第二转轴(203)、第一齿轮(204)、第二齿轮(205)、第一转动杆(206)及第二转动杆(207)；所述转动套(201)转动连接于所述第一连接杆(1012)上，其外部并列固定有与其长度方向垂直的所述第一转轴(202)和所述第二转轴(203)；所述第一转轴(202)和所述第一转轴(203)结构相同，所述第一转轴(202)和所述第一转轴(203)上分别对应转动有、相互啮合的所述第一齿轮(204)和所述第二齿轮(205)；且所述第一齿轮(204)和所述第二齿轮(205)对应固定有呈V字形布置的第一转动杆(206)及第二转动杆(207)；所述第一转动杆(206)及所述第二转动杆(207)底部分别与所述第一转轴(202)和所述第二转轴(203)转动连接。
5.根据权利要求3所述的一种基于张拉整体结构的可展机构，其特征在于，相邻的所述展开组件(200)对应的第一转动杆(206)和对应的所述第二转动杆(207)顶部通过固定件(400)固定。
6.根据权利要求5所述的一种基于张拉整体结构的可展机构，其特征在于，所述张拉弹簧组件(300)包括：杆间弹簧(301)和伸展弹簧(302)；所述第一转动杆(206)和所述第二转动杆(207)顶部通过所述杆间弹簧(301)连接固定；所述第一凹槽(1011)内固定有第二连接杆(1013)，所述伸展弹簧(302)竖直连接于所述固定件(400)和所述第二连接杆(1013)之间。
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