CN112550493A - 内部张紧的可膨胀结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可膨胀结构。该可膨胀结构包括顶端盖、底端盖、囊状物、多根系链和调节机构。囊状物附接到顶端盖和底端盖，并被构造成在它们之间保持加压空气。所述多根系链设置在囊状物内。所述多根系链中的每根系链具有联接到顶端盖的第一端和联接到底端盖的第二端。当囊状物膨胀时，所述多根系链限制可膨胀结构的自由度的数量和自由度的类型。调节机构可操作以移动所述多根系链中的至少一根系链的第二端，以调节自由度的数量和自由度的类型中的至少一者。

Description

内部张紧的可膨胀结构

引言

在本节中提供的信息是为了一般地呈现本发明所涉及的背景的目的。当前署名的发明人的工作，就其在本节中描述的范围内，以及在申请时以其他方式可能不符合现有技术的描述的方面，既不明示也不暗示地承认其构成针对本公开的现有技术。

技术领域

本公开涉及内部张紧的可膨胀结构。

背景技术

一些内部张紧的可膨胀结构包括保持加压空气的囊状物和附接到囊状物的相对内表面的线。这些线通常使用滴缝法（drop stitching）附接到囊状物的内表面。当囊状物膨胀时，囊状物内的压力导致囊状物向外扩张，并且由此向线施加张力，这进而限制囊状物的扩张。除了限制囊状物的扩张之外，线增加了囊状物在囊状物由于压缩载荷而变形之前可承受的压缩载荷的量。因此，内部张紧的可膨胀结构被用于要求高抗压强度与重量比的装置（诸如飞机机翼）中。

发明内容

根据本公开的可膨胀结构包括顶端盖、底端盖、囊状物、多根系链和调节机构。囊状物附接到顶端盖和底端盖，并被构造成在顶端盖和底端盖之间保持加压空气。所述多根系链设置在囊状物内。所述多根系链中的每根系链具有联接到顶端盖的第一端和联接到底端盖的第二端。当囊状物膨胀时，所述多根系链限制可膨胀结构的自由度的数量和自由度的类型。调节机构可操作以移动所述多根系链中的至少一根系链的第二端，以调节自由度的数量和自由度的类型中的至少一者。

在一个示例中，调节机构可操作以移动所述多根系链中的至少一根系链的第二端，以调节自由度的数量。

在一个示例中，调节机构可操作以移动所述多根系链中的至少一根系链的第二端，以调节自由度的类型。

在一个示例中，调节机构可操作以移动所述多根系链中的至少一根系链的第二端，以在轴向运动、弯曲运动、扭转运动和剪切运动中的至少两者之间调节自由度的类型。

在一个示例中，所述多根系链中的每根系链的第一端固定到顶端盖，调节机构联接到底端盖，调节机构的至少一部分设置在囊状物内，并且所述多根系链中的每根系链的第二端固定到调节机构的设置在囊状物内的部分。

在一个示例中，调节机构包括延伸穿过底端盖的轴、设置在囊状物内并附接到轴的太阳齿轮、以及设置在囊状物内并与太阳齿轮接合的至少一个行星齿轮。所述多根系链中的至少一根系链的第二端固定到所述至少一个行星齿轮，使得旋转所述轴导致所述至少一根系链的第二端围绕所述至少一个行星齿轮的旋转轴线旋转。

在一个示例中，所述多根系链包括第一系链、第二系链和第三系链，所述至少一个行星齿轮包括第一行星齿轮、第二行星齿轮和第三行星齿轮。第一、第二和第三系链的第二端分别固定到第一、第二和第三行星齿轮，使得旋转所述轴导致第一、第二和第三系链的第二端围绕第一、第二和第三行星齿轮的旋转轴线旋转，并且由此在剪切运动和弯曲运动之间调节自由度的类型。

在一个示例中，旋转所述轴在第一位置和第二位置之间调节第一、第二和第三系链中的每一者，在第一位置中，第一、第二和第三系链垂直于顶端盖和底端盖，在第二位置中，第一、第二和第三系链形成三脚架形状。

在一个示例中，调节机构包括延伸穿过底端盖的第一销钉，所述多根系链中的至少一根系链的第二端固定到第一销钉的设置在囊状物内的端部，并且第一销钉可在垂直于底端盖的方向上平移，以调节所述至少一个系链的张力，并由此调节自由度的数量和自由度的类型中的至少一者。

在一个示例中，第一销钉可在垂直于底端盖的方向上平移，以在零张力和大于零的张力水平之间调节所述至少一根系链的张力。

在一个示例中，调节机构还包括延伸穿过底端盖的第二销钉，并且所述多根系链包括第一对系链和第二对系链。第一对系链中的每根系链的第二端固定到设置第一销钉的在囊状物内的端部。第二对系链中的每根系链的第二端固定到第二销钉的设置在囊状物内的端部。第一和第二销钉可在垂直于底端盖的方向上平移，以调节第一和第二对系链的张力，并由此调节自由度的数量和自由度的类型。

在一个示例中，控制旋钮包括可膨胀结构，并且调节机构可操作以移动所述多根系链中的每根系链的第二端，以在剪切运动和扭转运动之间调节自由度。

根据本公开的可膨胀结构包括顶端盖、底端盖、囊状物、多根系链和弹簧。囊状物附接到顶端盖和底端盖，并被构造成在顶端盖和底端盖之间保持加压空气。所述多根系链设置在囊状物内，所述多根系链中的每根系链具有联接到顶端盖的第一端和连接到底端盖的第二端。弹簧设置在囊状物内，并附接到顶端盖和底端盖。弹簧被构造成当可膨胀结构从展开位置调节到收起位置时，使顶端盖和底端盖相对于彼此对准。

在一个示例中，弹簧还被构造成使囊状物围绕可膨胀结构的纵向轴线扭曲，并由此在可膨胀结构从展开位置调节到收起位置时径向向内拉动囊状物。

在一个示例中，弹簧是螺旋弹簧。

在一个示例中，弹簧是波形弹簧。

在一个示例中，所述多根系链在垂直于顶端盖和底端盖的方向上延伸第一距离，并且囊状物具有大于第一距离的长度，使得当囊状物膨胀时，所述多根系链处于张紧状态，并且囊状物松弛。

根据本公开的另一种可膨胀结构包括顶端盖、底端盖、囊状物、系链和卷轴。囊状物附接到顶端盖和底端盖，并被构造成在顶端盖和底端盖之间保持加压空气。系链设置在囊状物内。系链具有第一端和与第一端相对的第二端。系链的第一和第二端联接到顶端盖和底端盖中的一者。卷轴设置在囊状物内，并联接到顶端盖和底端盖中的另一者。系链围绕卷轴延伸。系链包括在卷轴和系链的第一端之间延伸的第一段以及在卷轴和系链的第二端之间延伸的第二段。卷轴可操作以调节第一段的第一长度和第二段的第二长度，并由此调节可膨胀结构的形状。

在一个示例中，可膨胀系统包括可膨胀结构和可操作以旋转卷轴并由此调节可膨胀结构的形状的电动马达。

在一个示例中，车辆的扰流板包括可膨胀结构。

本发明提出了以下技术方案：

1. 一种可膨胀结构，包括：

顶端盖；

底端盖；

囊状物，其附接到所述顶端盖和底端盖，并被构造成在所述顶端盖和底端盖之间保持加压空气；

设置在所述囊状物内的多根系链，所述多根系链中的每根系链具有联接到所述顶端盖的第一端和联接到所述底端盖的第二端，其中，当所述囊状物膨胀时，所述多根系链限制所述可膨胀结构的自由度的数量和自由度的类型；和

调节机构，其可操作以移动所述多根系链中的至少一根系链的第二端，以调节自由度的数量和自由度的类型中的至少一者。

2. 根据技术方案1所述的可膨胀结构，其中，所述调节机构可操作以移动所述多根系链中的至少一根系链的第二端，以调节自由度的数量。

3. 根据技术方案1所述的可膨胀结构，其中，所述调节机构可操作以移动所述多根系链中的至少一根系链的第二端，以调节自由度的类型。

4. 根据技术方案1所述的可膨胀结构，其中，所述调节机构可操作以移动所述多根系链中的至少一根系链的第二端，以在轴向运动、弯曲运动、扭转运动和剪切运动中的至少两者之间调节自由度的类型。

5. 根据技术方案1所述的可膨胀结构，其中：

所述多根系链中的每根系链的第一端固定到所述顶端盖；

所述调节机构联接到所述底端盖；

所述调节机构的至少一部分设置在所述囊状物内；并且

所述多根系链中的每根系链的第二端固定到所述调节机构的设置在所述囊状物内的部分。

6. 根据技术方案1所述的可膨胀结构，其中：

所述调节机构包括延伸穿过所述底端盖的轴、设置在所述囊状物内并附接到所述轴的太阳齿轮、以及设置在所述囊状物内并与所述太阳齿轮接合的至少一个行星齿轮；和

所述多根系链中的至少一根系链的第二端固定到所述至少一个行星齿轮，使得旋转所述轴导致所述至少一根系链的第二端围绕所述至少一个行星齿轮的旋转轴线旋转。

7. 根据技术方案6所述的可膨胀结构，其中：

所述多根系链包括第一系链、第二系链和第三系链；

所述至少一个行星齿轮包括第一行星齿轮、第二行星齿轮和第三行星齿轮；并且

所述第一、第二和第三系链的第二端分别固定到所述第一、第二和第三行星齿轮，使得旋转所述轴导致所述第一、第二和第三系链的第二端围绕所述第一、第二和第三行星齿轮的旋转轴线旋转，并由此在剪切运动和弯曲运动之间调节自由度的类型。

8. 根据技术方案7所述的可膨胀结构，其中，旋转所述轴在第一位置和第二位置之间调节所述第一、第二和第三系链中的每一者，在所述第一位置中，所述第一、第二和第三系链垂直于所述顶端盖和底端盖，在所述第二位置中，所述第一、第二和第三系链形成三脚架形状。

9. 根据技术方案1所述的可膨胀结构，其中：

所述调节机构包括延伸穿过所述底端盖的第一销钉；

所述多根系链中的至少一根系链的第二端固定到所述第一销钉的设置在所述囊状物内的端部；和

所述第一销钉可在垂直于所述底端盖的方向上平移，以调节所述至少一根系链的张力，并由此调节自由度的数量和自由度的类型中的至少一者。

10. 根据技术方案9所述的可膨胀结构，其中，所述第一销钉可在垂直于所述底端盖的方向上平移，以在零张力和大于零的张力水平之间调节所述至少一根系链的张力。

11. 根据技术方案9所述的可膨胀结构，其中：

所述调节机构还包括延伸穿过所述底端盖的第二销钉；

所述多根系链包括第一对系链和第二对系链；

所述第一对系链中的每根系链的第二端固定到所述第一销钉的设置在所述囊状物内的端部；

所述第二对系链中的每根系链的第二端固定到所述第二销钉的设置在所述囊状物内的端部；并且

所述第一和第二销钉可在垂直于所述底端盖的方向上平移，以调节所述第一和第二对系链的张力，并由此调节自由度的数量和自由度的类型。

12. 一种包括技术方案1的可膨胀结构的控制旋钮，其中，所述调节机构可操作以移动所述多根系链中的每根系链的第二端，以在剪切运动和扭转运动之间调节自由度。

13. 一种可膨胀结构，包括：

顶端盖；

底端盖；

囊状物，其附接到所述顶端盖和底端盖，并被构造成在所述顶端盖和底端盖之间保持加压空气；

设置在所述囊状物内的多根系链，所述多根系链中的每根系链具有联接到所述顶端盖的第一端和联接到所述底端盖的第二端；和

弹簧，其设置在所述囊状物内并附接到所述顶端盖和底端盖，其中，所述弹簧被构造成当所述可膨胀结构从展开位置调节到收起位置时，所述顶端盖和底端盖相对于彼此对准。

14. 根据技术方案13所述的可膨胀结构，其中，所述弹簧还被构造成使所述囊状物围绕所述可膨胀结构的纵向轴线扭曲，并由此在所述可膨胀结构从展开位置被调节到收起位置时，径向向内拉动所述囊状物。

15. 根据技术方案13所述的可膨胀结构，其中，所述弹簧是螺旋弹簧。

16. 根据技术方案13所述的可膨胀结构，其中，所述弹簧是波形弹簧。

17. 根据技术方案13所述的可膨胀结构，其中，所述多根系链在垂直于所述顶端盖和底端盖的方向上延伸第一距离，并且所述囊状物具有大于所述第一距离的长度，使得当所述囊状物膨胀时，所述多根系链处于张紧状态，并且所述囊状物具有松弛。

18. 一种可膨胀结构，包括：

顶端盖；

底端盖；

囊状物，其附接到所述顶端盖和底端盖，并被构造成在所述顶端盖和底端盖之间保持加压空气；

设置在所述囊状物内的系链，所述系链具有第一端和与所述第一端相对的第二端，其中，所述系链的第一端和第二端联接到所述顶端盖和底端盖中的一者；和

设置在所述囊状物内并联接到所述顶端盖和底端盖中的另一者的卷轴，所述系链围绕所述卷轴延伸，所述系链包括在所述卷轴和所述系链的第一端之间延伸的第一段和在所述卷轴和所述系链的第二端之间延伸的第二段，其中，所述卷轴可操作以调节所述第一段的第一长度和所述第二段的第二长度，并由此调节所述可膨胀结构的形状。

19. 一种膨胀系统，包括：

根据技术方案18所述的可膨胀结构；和

电动马达，其可操作以旋转所述卷轴，并由此调节所述可膨胀结构的形状。

20. 一种车辆的扰流板，包括技术方案18的可膨胀结构。

从详细描述、权利要求和附图中，本公开的其他应用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅旨在说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。

附图说明

从详细描述和所附附图中，将会更全面地理解本公开，其中：

图1A是根据本公开的可膨胀结构的透视图，该可膨胀结构包括顶端盖、底端盖和在顶端盖和底端盖之间延伸的多根系链；

图1B是图1A的顶端盖和图1A的系链中的一根之间的固定附接件的透视图；

图1C是图1A的顶端盖和图1A的系链中的一根之间的滑动或穿线附接件的透视图；

图1D是图1A的底端盖和图1A的系链中的一根之间的混合附接件的截面图；

图2是在顶端盖已经相对于底端盖在剪切方向上移动之后图1A的可膨胀结构的透视图；

图3是图1A的可膨胀结构在该可膨胀结构未膨胀时的截面图；

图4是图1A的可膨胀结构在该可膨胀结构正在膨胀时的截面图；

图5是图1A的可膨胀结构在该可膨胀结构完全膨胀时的截面图；

图6是在顶端盖已经相对于底端盖在剪切方向上移动之后图1A的可膨胀结构的截面图；

图7是根据本公开的另一可膨胀结构的截面图；

图8是在顶端盖已经相对于底端盖在弯曲方向上移动之后图7的可膨胀结构的截面图。；

图9是根据本公开的另一可膨胀结构的截面图；

图10是根据本公开的另一可膨胀结构的截面图；

图11是根据本公开的另一可膨胀结构的截面图；

图12A是根据本公开的另一可膨胀结构的透视图；

图12B-12E是图示图12A的可膨胀结构的自由度的透视图；

图13A是当使用图1B的固定附接件将系链附接到顶端盖时图1A的可膨胀结构的透视图；

图13B-13E是图示图13A的可膨胀结构的自由度的透视图；

图14A是当使用图1C的穿线附接件将系链附接到顶端盖时图1A的可膨胀结构的透视图；

图14B-14F是图示图14A的可膨胀结构的自由度的透视图；

图15A是根据本公开的另一可膨胀结构的透视图；

图15B-15E是图示图15A的可膨胀结构的自由度的透视图；

图16A是根据本公开的另一可膨胀结构的透视图；

图16B-16E是图示图16A的可膨胀结构的自由度的透视图；

图17是根据本公开的另一可膨胀结构的透视图，该可膨胀结构包括可操作以改变系链下端的位置的旋转调节机构；

图18是图17的可膨胀结构的透视图，其中系链下端的位置相对于它们在图17中的位置改变；

图19是根据本公开的另一可膨胀结构的透视图，该可膨胀结构包括线性调节机构，该线性调节机构可操作以改变系链下端的位置；

图20是图19的可膨胀结构的透视图，其中系链下端的位置相对于它们在图19中的位置改变，

图21是可被包括在根据本公开的可膨胀结构中的螺旋弹簧的透视图，其中螺旋弹簧被示为处于松弛状态；

图22是图21的螺旋弹簧的透视图，其中螺旋弹簧被示为处于张紧状态；

图23是可被包括在根据本公开的可膨胀结构中的多匝波形弹簧的透视图，其中波形弹簧被示为处于松弛状态；

图24是图23的波形弹簧的透视图，其中波形弹簧被示为处于张紧状态；

图25是包括根据本公开的后扰流板的车辆后端的截面图，其中后扰流板被示为处于收起位置；

图26A是图25的车辆后端的截面图，其中后扰流板被示为处于展开位置；

图26B是图25的后扰流板的放大截面图，其中后扰流板被示为处于展开位置；

图27是图25的车辆后端的截面图，其中扰流板被示为处于展开位置，并且扰流板的形状相对于其在图26中的形状进行了调节；

图28是包括根据本公开的气坝的车辆前端的截面图，其中气坝被示为处于收起位置；

图29是图28的车辆前端的截面图，其中气坝被示为处于展开位置；

图30是图28的车辆前端的截面图，其中气坝的形状由于与物体接触而改变；

图31是包括根据本公开的另一可膨胀结构的控制旋钮的透视图，其中可膨胀结构被示为处于未膨胀状态；

图32是图31的控制旋钮的透视图，其示出了处于膨胀状态的可膨胀结构和位于可膨胀结构内的系链的端部，该系链被定位成能够实现可膨胀结构的剪切运动；

图33是图31的可膨胀结构的透视图，其示出了系链的端部相对于它们在图32中的位置被重新定位；以及

图34是图31的控制旋钮的透视图，其示出了定位成使得能够实现可膨胀结构的扭转运动的系链的端部。

在附图中，附图标记可重复使用来标识相似和/或相同的元件。

具体实施方式

某些装置（诸如，飞机机翼）被设计成在操作期间改变形状。这种装置通常包括复杂的刚性机构，该刚性机构使得装置能够在装置操作期间改变。这些刚性机构增加了装置的成本和质量。

根据本公开的内部张紧的可膨胀结构可结合到装置中，以使得装置的形状能够在装置的操作期间改变，而不会显著增加装置的成本和质量。在一个示例中，可膨胀结构包括顶端盖、底端盖、联接到顶端盖和底端盖的多根系链、以及附接到顶端盖和底端盖并被构造成保持加压流体的囊状物。当载荷施加到顶端盖时，顶端盖可以在一个或多个方向上相对于底端盖自由移动。顶端盖相对于底端盖在其上自由移动的方向以及方向的数量取决于系链的布置以及系链联接到顶端盖和底端盖的方式。

在某些应用中，可能希望改变装置响应于外部载荷而在其上自由移动或变形的方向，和/或装置响应于外部载荷而在其上自由移动或变形的方向的数量。改变装置响应外部载荷而在其上自由移动或变形的方向可被称为改变装置的自由度。改变常规装置的自由度和/或常规装置的自由度的数量通常需要使用复杂的刚性机构，这增加了装置的成本和质量。

相比而言，根据本公开的内部张紧的可膨胀结构可被包括在装置中，以使得装置的自由度能够在操作期间改变，而不显著增加装置的成本和质量。在一个示例中，系链联接到顶端盖和/或底端盖的位置可调节，以改变顶端盖可以相对于底端盖在其上自由移动的方向的类型和/或数量。顶端盖可以相对于底端盖在其上自由移动的方向类型可包括轴向、弯曲、扭转、剪切中的一种或多种。

现在参考图1A，可膨胀结构10包括顶端盖12、底端盖14、囊状物16、喷嘴18和多根系链20。顶端盖12和底端盖14中的每一者都是具有周边边缘22的刚性盘。囊状物16附接到顶端盖12和底端盖14的周边边缘22，并且被构造成在顶端盖12和底端盖14之间保持加压流体。喷嘴18可操作以允许流体进入和离开囊状物16。系链20联接到顶端盖12和底端盖14。当囊状物16膨胀时，系链20约束顶端盖12相对于底端盖14的运动，并由此限制可膨胀结构10的自由度的数量和类型。

在本文描述的可膨胀结构中，假设底端盖是静止的或固定在空间中，并且顶端盖的移动仅受到将顶端盖和底端盖彼此连接的系链的约束。然而，在各种实施方式中，顶端盖可以是静止的或固定在空间中，并且底端盖的移动可仅受到将顶端盖和底端盖彼此连接的系链的约束。在其他实施方式中，顶端盖或底端盖可以都不是静止的或固定在空间中的，并且顶端盖和底端盖的移动可仅受到将顶端盖和底端盖彼此连接的系链的约束。

顶端盖12和底端盖14为系链20提供硬附接点。顶端盖12和底端盖14的材料和几何形状被选择成确保顶端盖12和底端盖14在载荷或压力施加到顶端盖12和底端盖14中的任一者时不会弯曲。顶端盖12和底端盖14由刚性材料制成，诸如丙烯腈丁二烯苯乙烯、Delrin®或乙缩醛。顶端盖12和底端盖14被密封到囊状物16。因此，仅允许流体通过喷嘴18进入或离开囊状物16。

囊状物16被构造成在顶端盖12和底端盖14之间容纳加压流体，诸如气体（例如，空气、氦气）或液体。囊状物16可由柔软的不可伸展的表皮制成。例如，囊状物16可由硅树脂、热塑性聚氨酯（TPU）和/或TPU涂覆的织物制成。囊状物16的几何形状和/或材料被选择成确保囊状物16不影响可膨胀结构10的运动。理想地，囊状物16在可膨胀结构10的轴向方向24上是柔性的，并且在可膨胀结构10的包括径向方向26的所有径向方向上是刚性的。

喷嘴18延伸穿过底端盖14，可在打开位置和关闭位置之间进行调节。当喷嘴18处于打开位置时，喷嘴18允许流体进入或离开囊状物16。当喷嘴18处于关闭位置时，喷嘴18防止流体进入或离开囊状物16。喷嘴18可以是机械控制阀（例如，Schrader阀或Presta阀）或电子控制阀。

每根系链20具有联接到顶端盖12的上端28和联接到底端盖14的下端30。系链20由不可伸展的细长结构制成，诸如纱线、线、钓鱼线、Kevlar®、线缆、细绳和/或Spectra®纤维。系链20的材料强度足以承受施加到可膨胀结构10的预定载荷。向可膨胀结构10施加大于预定载荷的载荷可导致系链20屈曲。

囊状物16的长度（即，囊状物16在轴向方向24上的尺寸）可大于系链20的长度，以确保当囊状物16膨胀时系链20被置于张紧状态，囊状物16松弛。在所示的示例中，囊状物16包括折叠部分32，该折叠部分32在底端盖14的周边边缘22下方在轴向方向24上延伸，并折叠到自身上。

在图1A中，系链20在轴向方向24上延伸，该轴向方向垂直于顶端盖12和底端盖14。如果当囊状物16膨胀时系链20要在不同于轴向方向24的方向上延伸，则囊状物16的长度可大于系链20的有效长度。系链20的有效长度是系链20在顶端盖12和底端盖14之间在轴向方向24上延伸的距离。

现在参考图1B，一根或多根（例如，所有）系链20的上端28可如所示出的那样固定到顶端盖12。在图1B所示的固定附接件中，每根系链20的上端28布置在环34中，环34缠绕在线材杆36周围并形成结38（例如，滑结）。线材杆36延伸穿过支架42的凸出部40，凸出部40从支架42的基板44突出。支架42的基板44可固定到顶端盖12的下侧表面46。替代地，支架42可设置和/或固定在顶端盖12内。

现在参考图1C，一根或多根（例如，所有）系链20的上端28可使用如所示出的滑动或穿线附接件联接到顶端盖12。在穿线附接件中，系链20以允许系链20相对于线材杆36滑动的方式缠绕在线材杆36的一部分周围。每根系链20的上端28可使用不同于图1C所示的穿线附接件联接到顶端盖12。例如，带有从其延伸的螺纹轴的孔眼或环（未示出）可被螺纹连接到顶端盖12的下侧表面46中，并且每根系链20的上端可延伸穿过该环。

如果系链20使用穿线附接件（诸如图1C所示的穿线附接件）联接到顶端盖12，则每根系链20可实际上只是系链的一段。例如，再次参考图1A，可膨胀结构10可以仅包括两根系链，其中所述系链中的第一系链包括段20-1和段20-2，并且所述系链中的第二系链包括段20-3和段20-4。另外，第一系链包括在段20-1和20-2之间延伸的靠近顶端盖12的段，并且第二系链包括在段20-3和20-4之间延伸的靠近顶端盖12的段。因此，每根系链形成倒置的U形。图14A中示出了具有这种系链布置的可膨胀结构10的示例。

现在参考图1D，一根或多根（例如，所有）系链20的下端30可如图所示那样固定到底端盖14。在图1C所示的固定附接件中，排气螺钉48通过螺纹连接穿过底端盖14，系链20延伸穿过排气螺钉48中的孔，并且压合部（crimp）50附接到系链20的下端30。每根系链20的下端30可使用不同于图1D所示的固定附接件联接到底端盖14。例如，每根系链20的下端30可使用固定附接件（诸如图1B所示的固定附接件）联接到底端盖14。

当可膨胀结构10膨胀时，顶端盖12能够相对于底端盖14在扭转方向52和剪切方向54上自由移动。因此，当可膨胀结构10膨胀时，可膨胀结构10具有两个自由度——扭转运动和剪切运动。扭转方向52围绕轴向方向24延伸。剪切方向54在平行于顶端盖12和底端盖14的主表面的平面内延伸。

取决于系链20如何联接到顶端盖12，可膨胀结构10可具有另一个自由度。如果系链20使用穿线附接件（诸如图1C所示的穿线附接件）联接到顶端盖12，并且系链20如图14A所示的那样布置，则顶端盖12能够在弯曲方向56上相对于底端盖14在自由移动。因此，当可膨胀结构10膨胀时，可膨胀结构10具有三个自由度——扭转运动、剪切运动和弯曲运动。

现在参考图1A和2-6，可膨胀结构10被示为处于各种状态和位置。在图3中，可膨胀结构10处于未膨胀状态（即，囊状物16不容纳加压流体）。在图4中，可膨胀结构10正在膨胀（即，加压流体正流入到囊状物16中）。囊状物16内的流体向顶端盖12和底端盖14施加压力58，这推动顶端盖12和底端盖14彼此远离，并由此保持系链20处于张紧状态。在图1A和图5中，可膨胀结构10完全膨胀，但是在可膨胀结构10的一个自由度或可允许运动的方向上没有外部载荷已经施加到可膨胀结构10。在图2和图6中，在剪切方向54上向顶端盖12施加载荷，以将顶端盖12移动远离其在图1A和图5所示的位置。

现在参考图7和8，可膨胀结构60包括系链20中的两根，其约束顶端盖12相对于底端盖14的运动，并由此限制可膨胀结构60的自由度的数量和类型。右侧的系链20使用固定附接件62（诸如图1B所示的固定附接件）联接到顶端盖12和底端盖14两者。左侧的系链20相对两端中的每一者使用固定附接件62联接到顶端盖12，并使用穿线附接件64（诸如图1C所示的穿线附接件）联接到底端盖14。

如图8所示，当外部载荷66施加到顶端盖12时，顶端盖12在弯曲方向68上移动。因此，可膨胀结构60在弯曲方向68上具有自由度。随着顶端盖12在弯曲方向68上移动，右侧的系链20围绕位于右侧的系链20和底端盖14之间的固定附接件62在方向70上旋转或摆动。另外，左侧的系链20在方向72上滑动穿过穿线附接件64。因此，左侧的系链20的段74变得更短，而右侧的系链20的段76变得更长。

当外部载荷66被释放（即，不再施加到顶端盖12）时，顶端盖12移动到或者至少朝向其在图7中的原始位置移动。当外部载荷66被释放时，顶端盖12移动到的位置取决于囊状物16的形状和系链20的长度。当载荷66被释放时，顶端盖12移动到的位置可被称为顶端盖12的平衡位置。

现在参考图9-11，示出了具有不同数量的自由度的各种可膨胀结构。图9示出了可膨胀结构80，其包括三根系链20，所述三根系链约束顶端盖12相对于底端盖14的运动，并由此限制可膨胀结构80的自由度的数量和类型。所有系链20都使用固定附接件82（诸如图1B所示的固定附接件）联接到顶端盖12和底端盖14。右侧的系链20在共同的位置处联接到顶端盖12。然而，左侧的系链20独立于右侧的系链20和顶端盖12之间的联接而联接到顶端盖12。因此，顶端盖12不具有瞬心。这从延伸穿过系链20的线84中显而易见，因为在所有三条线84之间没有单个交叉点。由于顶端盖12不具有瞬心，所以可膨胀结构80具有零自由度。换句话说，顶端盖12相对于底端盖14的运动在所有方向上都受到约束（例如，轴向、弯曲、扭转、剪切）。

图10示出了可膨胀结构90，其包括约束顶端盖12相对于底端盖14的运动并由此限制可膨胀结构90的自由度的数量和类型的两根系链20。两根系链20都使用固定附接件92（诸如图1B所示的固定附接件）联接到顶端盖12和底端盖14。另外，延伸穿过系链20的线94在位置96处彼此相交，这指示顶端盖12在位置96处具有瞬心。因此，顶端盖12相对于底端盖14在围绕位置96设置的弯曲方向98上自由移动。因此，可膨胀结构90具有一个自由度或可允许运动的方向——弯曲运动。

图11示出了可膨胀结构100，其仅包括约束顶端盖12相对于底端盖14的运动并由此限制可膨胀结构100的自由度的数量和类型的一根系链20。系链20使用固定附接件102（诸如图1B所示的固定附接件）联接到顶端盖12和底端盖14两者。系链20在延伸穿过系链20的线104上具有无限数量的瞬心。因此，顶端盖12可以围绕线104上的任何点自由旋转。线104可被称为瞬心的轨迹。另外，顶端盖12在垂直于线104的方向106上具有无限远的瞬心。因此，顶端盖12可在方向106上平移。因此，顶端盖12具有两个自由度——轴向运动和弯曲运动。

在图9-11中，每根系链20使用固定附接件联接到顶端盖12和底端盖14。因此，每根系链20充当刚性连杆。如果通过使用穿线附接件（诸如图1C所示的穿线附接件）将任何系链20联接到顶端盖12和/或底端盖14来修改可膨胀结构，则可膨胀结构的自由度的数量和/或类型将会不同。

另外，图9-11是可膨胀结构的二维表示，其中所有系链20都设置在公共平面中。应当理解，可膨胀结构可包括设置在平行于设置所示系链20的平面的平面内的一组相同的系链20。因此，例如，图9所示的可膨胀结构90可以代表四连杆机构。

现在参考图12A-12E，示出了可膨胀结构110，其中系链20以约束顶端盖12相对于底端盖14在所有方向上的运动的方式布置。因此，可膨胀结构110被完全约束，并且可膨胀结构110具有零自由度。图12A示出了可膨胀结构110包括八根系链20。系链20中的三根在一个位置处联接到底端盖14，系链20中的另三根在另一位置处联接到底端盖14，并且系链20中的两根在其它位置处联接到底端盖14。所有系链20都使用固定附接件（诸如图1B所示的固定附接件）联接到顶端盖12和底端盖14。

图12B示出了系链20约束顶端盖12在轴向方向112上的运动。在附图中，一种阴影样式用于指示在该方向上运动受到约束的方向箭头，而另一种阴影样式用于指示在该方向上允许运动的方向箭头。图12C示出了系链20约束顶端盖12在弯曲方向114上的运动。图12D示出了系链20约束顶端盖12在扭转方向116上的运动。图12E示出了系链20约束顶端盖12在剪切方向118上的运动。

现在参考图13A-13E，示出了可膨胀结构120，其中系链20以允许顶端盖12相对于底端盖14在两个方向上自由移动的方式布置。因此，可膨胀结构120具有两个自由度。图13A示出了可膨胀结构120包括系链20中的四根。所有系链20都在轴向方向24上延伸（图1A）。另外，所有系链20在不同位置处联接到顶端盖12，并且所有系链20在不同位置处联接到底端盖14。此外，所有系链20都使用固定附接件（诸如图1B所示的固定附接件）联接到顶端盖12和底端盖14。

图13B示出了系链20约束顶端盖12在轴向方向122上的运动。图13C示出系链20约束顶端盖12在弯曲方向124上的运动。图13D示出了系链20允许顶端盖12在扭转方向126上自由移动。图13E示出了系链20允许顶端盖12在剪切方向128上自由移动。

现在参考图14A-14F，示出了可膨胀结构130，其中系链20以允许顶端盖12在三个方向上相对于底端盖14自由移动的方式布置。因此，可膨胀结构130具有三个自由度。可膨胀结构130包括系链20中的两根。虽然图14A示出了系链20在前部的整个部分，但是系链20在后部的一部分被隐藏。然而，后部的系链20被布置成与前部的系链20相同。因此，系链20形成双环（或两个倒置的U形）。每根系链20使用一对穿线附接件132（诸如图1C所示的穿线附接件）联接到顶端盖12，并且每根系链20使用固定附接件134（诸如图1B所示的固定附接件）联接到底端盖14。

图14B示出了系链20约束顶端盖12在轴向方向136上的运动。图14C示出了系链20约束顶端盖12在弯曲方向138上的运动。图14D示出，如果系链20使用固定附接件134而不是穿线附接件132联接到顶端盖12，则系链20将约束顶端盖12在弯曲方向138上的运动。因此，可膨胀结构130将具有两个自由度。图14E示出了系链20允许顶端盖12在扭转方向140上自由移动。图14F示出了系链20允许顶端盖12在剪切方向142上自由移动。

现在参考图15A-15E，示出了可膨胀结构150，其中系链20以允许顶端盖12相对于底端盖14在两个方向上自由移动的方式布置。因此，可膨胀结构120具有两个自由度。图15A示出了可膨胀结构120包括系链20中的三根。所有系链20在不同位置处联接到顶端盖12，并且所有系链20在同一位置处联接到底端盖14。因此，系链20形成倒置的三脚架形状。另外，所有系链20都使用固定附接件（诸如图1B所示的固定附接件）联接到顶端盖12和底端盖14。

图15B示出了系链20约束顶端盖12在轴向方向152上的运动。图15C示出了系链20允许顶端盖12在弯曲方向154上自由移动。图15D示出了系链20允许顶端盖12在扭转方向156上自由移动。图15E示出了系链20约束顶端盖12在剪切方向158上的运动。

现在参考图16A-16E，可膨胀结构160被示为具有单根系链20，该系链20以允许顶端盖12相对于底端盖14在三个方向上自由移动的方式布置。因此，可膨胀结构160具有三个自由度。图16A示出了系链20在轴向方向24上延伸（图1A）。系链20使用固定附接件（诸如图1B所示的固定附接件）固定到顶端盖12和底端盖14。

图16B示出了系链20约束顶端盖12在轴向方向162上的运动。图16C示出了系链20允许顶端盖12在弯曲方向164上自由移动。图16D示出了系链20允许顶端盖12在扭转方向166上自由移动。图16E示出了系链20约束顶端盖12在剪切方向168上的运动。

现在参考图17和18，可膨胀结构170包括顶端盖12、底端盖14、囊状物16、系链20中的三根和旋转调节机构172。系链20的上端28使用固定附接件（诸如图1B所示的固定附接件）在不同位置处联接到顶端盖12。系链20的下端30在不同位置处联接到底端盖14。

在图17中，所有系链20在轴向方向24上延伸（图1A），并且系链20的下端30邻近于底端盖14的周边边缘22定位。因此，顶端盖12可在剪切方向174上移动。在图18中，系链20在从顶端盖12到底端盖14的方向上朝向彼此会聚，以形成倒置的三脚架形状，并且系链20的下端30靠近底端盖14的中心定位。因此，顶端盖12可在弯曲方向176上移动。

旋转调节机构172可操作以将系链20的下端30从它们在图17所示的位置移动到它们在图18所示的位置，并由此将可膨胀结构170的自由度从剪切运动调节到弯曲运动。旋转调节机构172包括驱动轴178、太阳齿轮180和三个行星齿轮182。驱动轴178延伸穿过底端盖14。太阳齿轮180设置在囊状物16内，并附接到驱动轴178，使得太阳齿轮180与驱动轴178一起旋转。行星齿轮182设置在囊状物16内，并以允许行星齿轮182旋转的方式联接到底端盖14。

行星齿轮182的齿与太阳齿轮180的齿接合，使得太阳齿轮180在逆时针方向184上的旋转导致行星齿轮182在顺时针方向186上旋转。系链20的下端30使用例如紧固件和/或粘合剂在行星齿轮182的外部参数（parameter）附近固定到行星齿轮182。因此，在顺时针方向186上旋转行星齿轮182使系链20的下端30围绕行星齿轮182的旋转轴线旋转，并由此将下端30从它们在图17所示的位置移动到它们在图18所示的位置。

为了将系链20的下端30从它们在图18所示的位置移动到它们在图17所示的位置，驱动轴178和太阳齿轮180可在如图18所示的顺时针方向186上旋转。太阳齿轮180在顺时针方向186上的旋转导致行星齿轮182在逆时针方向184上旋转。在顺时针方向186上旋转行星齿轮182使系链20的下端30围绕行星齿轮182的旋转轴线旋转，并由此将下端30从它们在图18所示的位置移动到它们在图17所示的位置。

旋转调节机构172可手动或自动操作。在手动操作的示例中，用手转动驱动轴178以移动系链20的下端30，并由此将可膨胀结构170的自由度从剪切运动调整到弯曲运动。在自动操作的示例中，电动马达（未示出）连接到驱动轴178，并且电动马达控制模块（未示出）响应于用户输入控制电动马达旋转驱动轴178。例如，用户可与按钮、开关或触摸屏接合（interface），以命令旋转调节机构172调节可膨胀结构170的自由度。

现在参考图19和20，可膨胀结构190包括顶端盖12、底端盖14、囊状物16、系链20中的八根和线性调节机构192。系链20中的四根在轴向方向24上延伸（图1A），并使用固定附接件（诸如图1B所示的固定附接件）联接到顶端盖12和底端盖14。其他四根系链20使用固定附接件（诸如图1B所示的固定附接件）联接到顶端盖12，并从顶端盖12对角地延伸到底端盖14。这四根系链20的下端30使用固定附接件（诸如图1B所示的固定附接件）联接到线性调节机构192。

在图19中，所有系链20都处于张紧状态（即，所有系链20的张力水平都大于零）。系链20中的张力和布置（例如，数量、附接位置等）约束顶端盖12相对于底端盖14在所有方向上的运动。因此，可膨胀结构190被完全约束，并且可膨胀结构190具有零自由度。

在图20中，线性调节机构192已经在向上方向198上提升了四根系链20的下端30，以释放系链20中的张力（即，将这四根系链20中的张力减小到零）。进而，可膨胀结构190能够在剪切方向200上自由移动。因此，可膨胀结构190具有一个自由度。以这种方式，线性调节机构192可操作以改变可膨胀结构190的自由度的数量。通过在向下方向201上移动线性调节机构192，附接到线性调节机构192的四根系链20的下端30可以返回到它们在图19所示的位置。

线性调节机构192包括一对销钉202。每个销钉202包括具有第一直径的圆柱形轴204，以及具有大于第一直径的第二直径的相对圆柱形端部206。一个圆柱形端部206设置在囊状物16内，并且另一个圆柱形端部206设置在囊状物16的外部。圆柱形轴204的第一直径可被选择成在圆柱形轴204和底端盖14中的孔之间产生线对线（line-to-line）配合或微小间隙配合，圆柱形轴204平移穿过所述孔。圆柱形端部204的第二直径可被选择成确保设置在囊状物16内的圆柱形端部204不能在向下方向201上被拉动穿过底端盖14。

系链20中的两根的下端30使用固定附接件（诸如图1B所示的固定附接件）联接到圆柱形端部206中的设置在囊状物16内的一个。系链20中的另两根的下端30使用固定附接件（诸如图1B所示的固定附接件）联接到设置在囊状物16内的另一个圆柱形端206。因此，在向上方向198上移动销钉202使附接到销钉202的系链20的下端30在向上方向198上移动，并由此释放那些系链20中的张力。相反地，在向下方向201上移动销钉202使附接到销钉202的系链20的下端30在向下方向201上移动，并由此将那些系链20置于张紧状态。销钉202可被锁定到位，以使用摩擦、棘爪、开口销、锁紧螺母、可扩张塞、可移除卡环和/或扭锁来保持系链处于张紧状态。将系链20置于张紧状态可被称为接合系链20，并且释放张力和系链20可被称为脱离系链20。

线性调节机构192可手动或自动操作。在手动操作的示例中，用手平移销钉202以移动系链20的下端30，并由此调节可膨胀结构190的自由度的数量。在自动操作的示例中，液压、气动或机电线性致动器（未示出）联接到销钉202，并且致动器控制模块（未示出）响应于用户输入控制线性致动器平移销钉202。例如，用户可与按钮、开关或触摸屏接合，以命令线性致动器调节可膨胀结构190的自由度。

现在参考图21和22，螺旋弹簧210可被包括在本文公开的任何可膨胀结构中，以在可膨胀结构被收起或缩小时将顶端盖12和底端盖14相对于彼此对准。螺旋弹簧210具有第一端212和与第一端212相对的第二端214。如果螺旋弹簧210被包括在可膨胀结构中，则螺旋弹簧210被设置在囊状物16内，并且螺旋弹簧210的第一端212和第二端214分别被固定到顶端盖12和底端盖14。

当该可膨胀结构缩小时，螺旋弹簧210处于松弛状态，如图21所示。当该可膨胀结构膨胀时，螺旋弹簧210的第一端212和第二端214被彼此拉开，这将螺旋弹簧210置于张紧状态，如图22所示。当可膨胀结构再次缩小时，螺旋弹簧210的径向刚度确保顶端盖12在可膨胀结构的所有径向方向上保持与底端盖14对准。螺旋弹簧210还可在顶端盖12上赋予围绕轴向方向24的旋转力，这使囊状物16扭曲，并由此在可膨胀结构收起时径向向内拉动囊状物16。这确保了囊状物16被整齐地收起，并且当囊状物16被收起时保护囊状物16免受损坏。

现在参考图23和24，多匝波形弹簧220可被包括在本文公开的任何可膨胀结构中，以在可膨胀结构被收起或缩小时将顶端盖12和底端盖14相对于彼此对准。波形弹簧220具有第一端222和与第一端222相对的第二端224。波形弹簧220包括设置在第一端222和第二端224中的每一者处的三个凸出部226。如果波形弹簧220被包括在可膨胀结构中，则波形弹簧220被置于囊状物16内，并且波形弹簧220的第一端222和第二端224处的凸出部226分别被固定到顶端盖12和底端盖14。

当该可膨胀结构缩小时，波形弹簧220处于松弛状态，如图23所示。当该可膨胀结构膨胀时，波形弹簧220的第一端222和第二端224被彼此拉开，这将波形弹簧220置于张紧状态，如图24所示。当可膨胀结构再次缩小时，波形弹簧220的径向刚度确保顶端盖12在可膨胀结构的所有径向方向上保持与底端盖14对准。波形弹簧220还可以在顶端盖12上赋予围绕轴向方向24的旋转力，这使囊状物16扭曲，并由此在可膨胀结构被收起时径向向内拉动囊状物16。这确保了囊状物16被整齐地收起，并且当囊状物16被收起时保护囊状物16免受损坏。

现在参考图25、26A、26B和27，类似于本文公开的任何可膨胀结构的可膨胀结构230可被包括在车辆234的后扰流板232中。后扰流板232包括外部面板236和基板238。外部面板236用作可膨胀结构230的顶端盖12，并且基板238用作可膨胀结构230的底端盖14。囊状物16附接到外部面板236和基板238，并且被构造成在外部面板236和基板238之间保持加压流体。系链20设置在囊状物16内。系链20具有第一端240和与第一端240相对的第二端242。

可膨胀结构230还包括设置在囊状物16内的卷轴244。卷轴244可以以允许卷轴244围绕其中心轴线旋转的方式安装到基板238。系链20围绕卷轴244延伸，并且系链20的第一端240和第二端242使用固定附接件（诸如图1B所示的固定附接件）联接到外部面板236。系链20包括在卷轴244和系链20的第一端240之间延伸的第一段246，以及在卷轴244和系链20的第二端242之间延伸的第二段248。卷轴244可操作以调节第一段246的第一长度和第二段248的第二长度，并由此调节可膨胀结构230和后扰流板232的形状。

在图25中，可膨胀结构230未膨胀，并且因此后扰流板232处于收起状态。在图26A中，可膨胀结构230已经膨胀，并且因此后扰流板232处于展开状态。在图26B中，卷轴244在逆时针方向250上旋转，这导致系链20在方向252上平移。进而，第一段246的第一长度变得更短，并且第二段248的第二长度变得更长。结果，外部面板236在方向254上从其在图26A所示的位置旋转到其在图27所示的位置，这改变了可膨胀结构230和后扰流板232的形状。将后扰流板232的形状从图26A所示的形状改变为图27所示的形状，将空气流过车辆234的路径从第一流动路径256改变为第二流动路径258，这可改进车辆234的空气动力学。

车辆234可以进一步包括电动马达260和马达控制模块262。电动马达260联接到卷轴244，并且可操作以在逆时针方向250上或在与逆时针方向250相反的顺时针方向上旋转卷轴244。马达控制模块262控制电动马达260旋转卷轴244，并由此改变可膨胀结构230和后扰流板232的形状。马达控制模块262可基于用户输入控制电动马达260旋转卷轴244。附加地或替代地，马达控制模块262可基于车辆操作参数来控制马达260旋转卷轴244。例如，当车辆234的速度大于预定速度时，马达控制模块262可控制马达260旋转卷轴244，以将后扰流板232的形状从图26A所示的形状改变为图27所示的形状。

现在参考图28-30，类似于本文公开的任何可膨胀结构的可膨胀结构270可被包括在车辆274的气坝272中。气坝272包括外部面板276，其用作可膨胀结构270的顶端盖12。可膨胀结构270的底端盖14被车辆274的车身面板隐藏。囊状物16附接到外部面板276和底端盖14，并被构造成在它们之间保持加压流体。系链20设置在囊状物16内，并使用固定连接（例如图1B所示的连接）联接到外部面板276和底端盖14。

在图28中，可膨胀结构270缩小，并且因此气坝272处于收起状态。在图29中，可膨胀结构270膨胀，并且因此气坝272处于展开状态。当车辆274正在移动时，风将载荷278施加到气坝272的外部面板276上。然而，系链20的强度和布置使得可膨胀结构270能够承受载荷278而不变形。

在图30中，气坝272的外部面板276接触物体280，物体280向外部面板276施加载荷282。载荷282显著大于载荷278，并且足以导致可膨胀结构270变形或塌缩。由于可膨胀结构270在载荷278下变形或塌缩，所以物体280和外部面板276之间的接触可不损坏气坝272或气坝272所附接的车辆274的部件。

现在参考图31-34，可膨胀结构290可被包括在控制旋钮292中，该可膨胀结构290类似于本文描述的任何可膨胀结构。可膨胀结构290包括顶端盖12、底端盖14、囊状物16和系链20中的六根。囊状物16形成控制旋钮292的外表面。系链20的上端28联接到顶端盖12，并且系链20的下端30联接到底端盖14。系链20的上端28和下端30以允许上端28和下端30相对于顶端盖12和底端盖14径向向内和径向向外移动的方式联接到顶端盖12和底端盖14。

在图31中，可膨胀结构290未膨胀，并且因此控制旋钮292处于收起状态。在图32中，可膨胀结构290膨胀，并且因此控制旋钮292处于展开状态。如图32所示，当可膨胀结构290膨胀并且系链20的上端28和下端30邻近于顶端盖12和底端盖14的其他周边定位时，系链20在轴向方向24上延伸（图1A）。进而，上端盖12和控制旋钮292可在剪切方向294上移动。

在图33中，调节机构296调节系链20的上端28和下端30的位置，并由此改变可膨胀结构290的自由度。调节机构296将系链20的上端28和下端30的位置从它们在图32所示的位置调节到它们在图34所示的位置。当系链20的上端28和下端30的位置如图34所示定位时，系链20形成一对相对的三脚架。进而，顶端盖12和控制旋钮292可在扭转方向299上移动。

调节机构296包括第一系链系统298和第二系链系统300。第一系链系统298和第二系链系统300中的每一者都包括卷绕机构302和缠绕在卷绕机构302周围的一个或多个段304。第一系链系统298的系链段304连接到系链20中的三根的上端28。第二系链系统300中的三个或四根的系链段连接到其他三根系链20的下端30。

卷绕机构302可操作以将系链段304卷进或卷出。卷绕机构302可以是带有卷绕弹簧和锁定机构的电动卷轴或滑轮。为了将系链20的上端28和下端30从图32所示的位置调节到图34所示的位置，卷绕机构302卷进系链段304。系链段304按路线穿过类似于存在于拉绳开口中的圆形通道306，使得卷进系链段304使系链20的上端28和下端30径向向内移动。圆形通道306可在径向向外的方向上被弹簧加载，使得卷出系链段304允许圆形通道306扩张，并由此使系链20的上端28和下端30径向向外移动。

前面的描述本质上仅仅是说明性的，并且决不是意图限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实施。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应该如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求之后，其他修改将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法内的一个或多个步骤可以以不同的顺序（或同时）执行。此外，尽管每个实施例在上面被描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可以在任何其他实施例中实施和/或与任何其他实施例的特征组合，即使该组合没有被明确描述。换句话说，所描述的实施例不是互斥的，并且一个或多个实施例彼此的置换仍在本公开的范围内。

元件之间（例如，模块、电路元件、半导体层等之间）的空间和功能关系使用各种术语来描述，包括“连接”、“接合”、“联接”、“邻近”、“紧挨着”、“在顶部”、“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”、“侧”和“设置”。除了图中所描绘的取向之外，空间相关的术语还可旨在涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果图中的装置被倒置，则被描述为“在其他元件或特征下方”或“在其他元件或特征之下”的元件将被定向为“在其他元件或特征上方”。因此，示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方的取向。该装置可以以其他方式定向（旋转90度或以其他取向），并且本文使用的空间相对描述符被相应地解释。另外，除非明确描述为“直接的”，否则当在上述公开中描述第一和第二元件之间的关系时，该关系可以是在第一和第二元件之间不存在其他介入元件的直接关系，但是也可以是其中在第一和第二元件之间存在一个或多个介入元件（空间上抑或功能上）的间接关系。如本文所使用，短语“A、B和C中的至少一者”应理解为使用非排他性逻辑“或”的逻辑（A或B或C），并且不应理解为“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。

虽然术语第一、第二、第三等在本文中可用于描述各种元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应受这些术语的限制。这些术语可仅用于将一个元件、部件、区域、层或区段与另一个区域、层或区段区分开。术语诸如“第一”、“第二”和其它数字术语在本文中使用时并不意味着顺序或次序，除非上下文清楚地指示。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或区段可以被称为第二元件、部件、区域、层或区段。

在图中，如箭头所指示的箭头方向通常表示图示感兴趣的信息流（诸如数据或指令）。例如，当元件A和元件B交换各种信息，但是从元件A传输到元件B的信息与图示相关时，箭头可以从元件A指向元件B。该单向箭头并不意味着没有其他信息从元件B传输到元件A。此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可向元件A发送对信息的请求或接收确认。

在本申请中，包括以下定义，术语“模块”或术语“控制器”可用术语“电路”代替。术语“模块”可以指、是其一部分或包括：专用集成电路（ASIC）；数字、模拟或混合模拟/数字分立电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列（FPGA）；执行代码的处理器电路（共享的、专用的或成组的）；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路（共享的、专用的或成组的）；提供所述功能的其他合适的硬件部件；或上述部分或全部的组合，诸如在片上系统中。

模块可包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可包括连接到局域网（LAN）、互联网、广域网（WAN）或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可允许负载平衡。在另外的示例中，服务器（也称为远程或云）模块可代表客户端模块完成一些功能。

如上面使用的术语代码可包括软件、固件和/或微码，并且可指程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路涵盖执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语组处理器电路涵盖处理器电路，其与附加处理器电路相结合，执行来自一个或多个模块的一些或所有代码。对多个处理器电路的引用涵盖分立管芯上的多个处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核、单个处理器电路的多个线程或以上的组合。术语共享存储器电路涵盖存储来自多个模块的部分或全部代码的单个存储器电路。术语“组存储器电路”涵盖与附加存储器结合存储来自一个或多个模块的一些或全部代码的存储器电路。

术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文使用的术语“计算机可读介质”不涵盖通过介质（例如在载波上）传播的瞬时电信号或电磁信号；因此，术语计算机可读介质可被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路（诸如，闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或屏蔽只读存储器电路）、易失性存储器电路（诸如，静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路）、磁存储介质（诸如，模拟或数字磁带或硬盘驱动器）和光存储介质（诸如，CD、DVD或蓝光盘）。

本申请中描述的设备和方法可部分或全部由专用计算机实施，该专用计算机通过构造通用计算机来执行计算机程序中包含的一个或多个特定功能而创建。上面描述的功能块、流程图部件和其他元件充当软件规范，其可以由熟练的技术人员或程序员的日常工作翻译成计算机程序。

计算机程序包括存储在至少一个非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序也可以包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统（BIOS）、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。

计算机程序可包括：（I）待解析的描述性文本，诸如HTML（超文本标记语言）、XML（可扩展标记语言）、或JSON （JavaScript对象符号）（ii）汇编代码，（iii）由编译器从源代码生成的目标代码，（iv）由解释器执行的源代码，（v）由即时编译器编译和执行的源代码，等。仅作为示例，源代码可使用包括C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、Java®、Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、Javascript®、HTML5（超文本标记语言第五版）、Ada、ASP（活动服务器页面）、PHP （PHP：超文本预处理器）、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、Flash®、Visual Basic®、Lua、MATLAB、SIMULINK和Python®在内的语言的语法编写。

Claims (10)

1.一种可膨胀结构，包括：

顶端盖；

底端盖；

囊状物，其附接到所述顶端盖和底端盖，并被构造成在所述顶端盖和底端盖之间保持加压空气；

设置在所述囊状物内的多根系链，所述多根系链中的每根系链具有联接到所述顶端盖的第一端和联接到所述底端盖的第二端，其中，当所述囊状物膨胀时，所述多根系链限制所述可膨胀结构的自由度的数量和自由度的类型；和

调节机构，其可操作以移动所述多根系链中的至少一根系链的第二端，以调节自由度的数量和自由度的类型中的至少一者。

2.根据权利要求1所述的可膨胀结构，其中，所述调节机构可操作以移动所述多根系链中的至少一根系链的第二端，以调节自由度的数量。

3.根据权利要求1所述的可膨胀结构，其中，所述调节机构可操作以移动所述多根系链中的至少一根系链的第二端，以调节自由度的类型。

4.根据权利要求1所述的可膨胀结构，其中，所述调节机构可操作以移动所述多根系链中的至少一根系链的第二端，以在轴向运动、弯曲运动、扭转运动和剪切运动中的至少两者之间调节自由度的类型。

5.根据权利要求1所述的可膨胀结构，其中：

所述多根系链中的每根系链的第一端固定到所述顶端盖；

所述调节机构联接到所述底端盖；

所述调节机构的至少一部分设置在所述囊状物内；并且

所述多根系链中的每根系链的第二端固定到所述调节机构的设置在所述囊状物内的部分。

6.根据权利要求1所述的可膨胀结构，其中：

所述调节机构包括延伸穿过所述底端盖的轴、设置在所述囊状物内并附接到所述轴的太阳齿轮、以及设置在所述囊状物内并与所述太阳齿轮接合的至少一个行星齿轮；和

所述多根系链中的至少一根系链的第二端固定到所述至少一个行星齿轮，使得旋转所述轴导致所述至少一根系链的第二端围绕所述至少一个行星齿轮的旋转轴线旋转。

7.根据权利要求6所述的可膨胀结构，其中：

所述多根系链包括第一系链、第二系链和第三系链；

所述至少一个行星齿轮包括第一行星齿轮、第二行星齿轮和第三行星齿轮；并且

所述第一、第二和第三系链的第二端分别固定到所述第一、第二和第三行星齿轮，使得旋转所述轴导致所述第一、第二和第三系链的第二端围绕所述第一、第二和第三行星齿轮的旋转轴线旋转，并由此在剪切运动和弯曲运动之间调节自由度的类型。

8.根据权利要求7所述的可膨胀结构，其中，旋转所述轴在第一位置和第二位置之间调节所述第一、第二和第三系链中的每一者，在所述第一位置中，所述第一、第二和第三系链垂直于所述顶端盖和底端盖，在所述第二位置中，所述第一、第二和第三系链形成三脚架形状。

9.根据权利要求1所述的可膨胀结构，其中：

所述调节机构包括延伸穿过所述底端盖的第一销钉；

所述多根系链中的至少一根系链的第二端固定到所述第一销钉的设置在所述囊状物内的端部；和

所述第一销钉可在垂直于所述底端盖的方向上平移，以调节所述至少一根系链的张力，并由此调节自由度的数量和自由度的类型中的至少一者。

10.根据权利要求9所述的可膨胀结构，其中，所述第一销钉可在垂直于所述底端盖的方向上平移，以在零张力和大于零的张力水平之间调节所述至少一根系链的张力。

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