CN112599185B - 一种双模式缩放机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双模式缩放机构，包括第一至第三缩放支链。第一缩放支链与第二缩放支链进行转动连接，第二缩放支链与第三缩放支链进行转动连接，第三缩放支链与第一缩放支链进行转动连接；完成上述连接机构呈现环状外形，该机构具有柱状缩放与无限翻转双重运动模式，可收缩为一束或展开为一个平面。

Description

一种双模式缩放机构

技术领域

本发明涉及空间折展、航空、航天领域，具有涉及一种双模式缩放机构。

背景技术

双模式缩放机构相较于其他类型缩放机构，具有双重缩放模式，可以收缩为一束或展开为一个平面，变形丰富，缩放比大，且在单一模式下，机构可实现单自由度缩放，可靠性更高。

中国专利CN 111152194A公布了“一种单自由度无限翻转机构”，该机构由三个反平行四边形单元组成，可实现单自由度无限翻转，并可折叠成一个平面，但该机构缩放模式单一，缩放比较小。

中国专利CN 111089148A公布了“一种多模式无限翻转机构”，该机构由四个反平行四边形单元组成，可实现面对称、球面、平面运动三种运动模式，但该机构自由度数目较多，导致整体刚度减弱，机构运动可靠性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种双模式缩放机构，保持柱状结构大缩放比折叠优势的同时，通过机构设计实现单自由度无限翻转模式，增强机构的缩放变形能力。

本发明的技术方案：该双模式缩放机构包括第一至第三缩放支链；第一缩放支链的第一、第二右连接杆分别与第二缩放支链的第三、第四左连接杆形成转动连接；第二缩放支链的第三、第四右连接杆分别与第三缩放支链的第五、第六左连接杆形成转动连接；第三缩放支链的第五、第六右连接杆与第一缩放支链的第一、第二左连接杆形成转动连接。

第一缩放支链由第一至第四折弯杆、第一左连接杆、第二左连接杆、第一右连接杆、第二右连接杆、第一垫片组成。

第一折弯杆为钝角形杆件，两端分别设有第一左通孔与第一右通孔，中间设有第一中间通孔，第二至第四折弯杆与第一折弯杆的结构尺寸完全相同。

第一左连接杆设有第一右连接孔、第一左连接孔，第二左连接杆与第一左连接杆的结构尺寸完全相同。

第一右连接杆设有第一左圆孔、第一右圆孔，第二右连接杆与第一右连接杆的结构尺寸完全相同。

第一垫片为圆柱形垫片，中心开有第一通孔。

第一折弯杆的第一中间通孔与第二折弯杆的第二中间通孔通过转轴连接，第二折弯杆的第二左通孔与第三折弯杆的第三右通孔通过转轴连接，第三折弯杆的第三中间通孔、第一垫片的第一通孔与第四折弯杆的第四中间通孔通过转轴连接，第四折弯杆的第四左通孔与第一折弯杆的第一右通孔通过转轴连接，第一折弯杆的第一左通孔与第一左连接杆的第一右连接孔通过转轴连接，第二折弯杆的第二右通孔与第二左连接杆的第二右连接孔通过转轴连接，第三折弯杆的第三左通孔与第二右连接杆的第二左圆孔通过转轴连接，第四折弯杆的第四右通孔与第一右连接杆的第一左圆孔通过转轴连接。

第二、第三缩放支链的结构、尺寸以及装配方式与第一缩放支链完全相同；通过上述连接，完成第一至第三缩放支链的组装。

本发明的有益效果：本发明所述的双模式缩放机构具有柱状缩放与无限翻转双重运动模式，在任一模式下机构通过单自由度实现缩放运动，可收缩为一束或展开为一个平面。该机构具有高刚度、大变形的特点，同时结构简单，易于加工制造，可用于折展机构、航空航天等领域。

附图说明

图1双模式缩放机构整体三维图；

图2双模式缩放机构第一缩放支链三维图；

图3双模式缩放机构第一折弯杆三维图；

图4双模式缩放机构第一左连接杆三维图；

图5双模式缩放机构第一右连接杆三维图；

图6双模式缩放机构第一垫片三维图；

图7双模式缩放机构柱状缩放模式运动示意图；

图8双模式缩放机构无限翻转模式运动示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

一种双模式缩放机构，如图1所述，包括第一至第三缩放支链1、2、3；第一缩放支链1的第一、第二右连接杆1-7、1-8分别与第二缩放支链2的第三、第四左连接杆2-5、2-6形成转动连接；第二缩放支链2的第三、第四右连接杆2-7、2-8分别与第三缩放支链3的第五、第六左连接杆3-5、3-6形成转动连接；第三缩放支链3的第五、第六右连接杆3-7、3-8与第一缩放支链1的第一、第二左连接杆1-5、1-6 形成转动连接。

第一缩放支链1由第一至第四折弯杆1-1、1-2、1-3、1-4、第一左连接杆1-5、第二左连接杆1-6、第一右连接杆1-7、第二右连接杆1-8、第一垫片1-9组成，如图2所示。

第一折弯杆1-1为钝角形杆件，两端分别设有第一左通孔1-1-1与第一右通孔1-1-3，中间设有第一中间通孔1-1-2，第二至第四折弯杆1-2、1-3、1-4与第一折弯杆1-1的结构尺寸完全相同，如图3所示。

第一左连接杆1-5设有第一右连接孔1-5-1、第一左连接孔1-5-2，如图4所示，第二左连接杆1-6 与第一左连接杆1-5的结构尺寸完全相同。

第一右连接杆1-7设有第一左圆孔1-7-1、第一右圆孔1-7-2，如图5所示，第二右连接杆1-8与第一右连接杆1-7的结构尺寸完全相同。

第一垫片1-9为圆柱形垫片，中心开有第一通孔1-9-1，如图6所示。

如图2所示，第一折弯杆1-1的第一中间通孔1-1-2与第二折弯杆1-2的第二中间通孔1-2-2通过转轴连接，第二折弯杆1-2的第二左通孔1-2-1与第三折弯杆1-3的第三右通孔1-3-3通过转轴连接，第三折弯杆1-3的第三中间通孔1-3-2、第一垫片1-9的第一通孔1-9-1与第四折弯杆1-4的第四中间通孔1-4-2 通过转轴连接，第四折弯杆1-4的第四左通孔1-4-1与第一折弯杆1-1的第一右通孔1-1-3通过转轴连接，第一折弯杆1-1的第一左通孔1-1-1与第一左连接杆1-5的第一右连接孔1-5-1通过转轴连接，第二折弯杆1-2的第二右通孔1-2-3与第二左连接杆1-6的第二右连接孔通过转轴连接，第三折弯杆1-3的第三左通孔1-3-1与第二右连接杆1-8的第二左圆孔通过转轴连接，第四折弯杆1-4的第四右通孔 1-4-3与第一右连接杆1-7的第一左圆孔1-7-1通过转轴连接。

第二、第三缩放支链2、3的结构、尺寸以及装配方式与第一缩放支链1完全相同；通过上述连接，完成第一至第三缩放支链的组装。

该机构可实现三棱柱缩放与无限翻转的双模式运动，如图7、8所示，可以收缩为一束或展开为一个平面。

Claims (1)

1.一种双模式缩放机构，其特征在于：该双模式缩放机构包括第一至第三缩放支链(1、2、3)；第一缩放支链(1)的第一、第二右连接杆(1-7、1-8)分别与第二缩放支链(2)的第三、第四左连接杆(2-5、2-6)形成转动连接；第二缩放支链(2)的第三、第四右连接杆(2-7、2-8)分别与第三缩放支链(3)的第五、第六左连接杆(3-5、3-6)形成转动连接；第三缩放支链(3)的第五、第六右连接杆(3-7、3-8)与第一缩放支链(1)的第一、第二左连接杆(1-5、1-6)形成转动连接；

所述的第一缩放支链(1)由第一至第四折弯杆(1-1、1-2、1-3、1-4)、第一左连接杆(1-5)、第二左连接杆(1-6)、第一右连接杆(1-7)、第二右连接杆(1-8)、第一垫片(1-9)组成；

所述的第一折弯杆(1-1)为钝角形杆件，两端分别设有第一左通孔(1-1-1)与第一右通孔(1-1-3)，中间设有第一中间通孔(1-1-2)，第二至第四折弯杆(1-2、1-3、1-4)与第一折弯杆(1-1)的结构尺寸完全相同；

所述的第一左连接杆(1-5)设有第一右连接孔(1-5-1)、第一左连接孔(1-5-2)，第二左连接杆(1-6)与第一左连接杆(1-5)的结构尺寸完全相同；

所述的第一右连接杆(1-7)设有第一左圆孔(1-7-1)、第一右圆孔(1-7-2)，第二右连接杆(1-8)与第一右连接杆(1-7)的结构尺寸完全相同；

所述的第一垫片(1-9)为圆柱形垫片，中心开有第一通孔(1-9-1)；

所述的第一折弯杆(1-1)的第一中间通孔(1-1-2)与第二折弯杆(1-2)的第二中间通孔(1-2-2)通过转轴连接，第二折弯杆(1-2)的第二左通孔(1-2-1)与第三折弯杆(1-3)的第三右通孔(1-3-3)通过转轴连接，第三折弯杆(1-3)的第三中间通孔(1-3-2)、第一垫片(1-9)的第一通孔(1-9-1)与第四折弯杆(1-4)的第四中间通孔(1-4-2)通过转轴连接，第四折弯杆(1-4)的第四左通孔(1-4-1)与第一折弯杆(1-1)的第一右通孔(1-1-3)通过转轴连接，第一折弯杆(1-1)的第一左通孔(1-1-1)与第一左连接杆(1-5)的第一右连接孔(1-5-1)通过转轴连接，第二折弯杆(1-2)的第二右通孔(1-2-3)与第二左连接杆(1-6)的第二右连接孔通过转轴连接，第三折弯杆(1-3)的第三左通孔(1-3-1)与第二右连接杆(1-8)的第二左圆孔通过转轴连接，第四折弯杆(1-4)的第四右通孔(1-4-3)与第一右连接杆(1-7)的第一左圆孔(1-7-1)通过转轴连接；

所述的第二、第三缩放支链(2、3)的结构、尺寸以及装配方式与第一缩放支链(1)完全相同；通过上述连接，完成第一至第三缩放支链的组装；

该机构可实现柱状缩放与无限翻转的双模式运动，可以收缩为一束或展开为一个平面。

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