CN1302191C

CN1302191C - 可展开结构

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Publication number: CN1302191C
Application number: CNB2003801070302A
Authority: CN
Inventors: 陈焱; 由衷
Original assignee: Oxford University Innovation Ltd
Current assignee: Oxford University Innovation Ltd
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2023-12-11
Also published as: US6941704B2; CN1729339A; AU2003292408A1; EP1573153A1; WO2004057134A1; GB0229599D0; US20040120758A1

Abstract

一种可展开结构，其包括一结构机构，该结构机构由多个刚性构件(1)组成，这些构件通过旋转连接件(2)连接在一起以形成贝内特连杆(20)阵列。所述贝内特连杆(20)互连，从而包括所有贝内特连杆(20)的所述结构机构具有单移动度。所述结构机构具有在运动期间曲率发生变化的轮廓，以使所述结构从其轮廓扁平的状态展开为其轮廓弯曲的状态。这允许在展开为所述弯曲状态之前，非常方便地以所述扁平状态装配、存储和/或运送所述结构。因此，所述结构具有多种应用，包括用于帐篷的框架。

Description

可展开结构

技术领域

本发明涉及可展开结构，其包括一结构机构(structuralmechanism)，该结构机构可运动以展开该结构。结构机构是一种这样的机构，其是可运动的而不会在其部件上引起任何应变。

背景技术

通常，结构机构可具有任何数量的移动度，即自由度。本发明涉及使用具有单移动度的结构机构。通常，这种单移动的系统的优点在于，其非常易于控制并因此更可靠。具有单移动度避免了展开所需要的复杂操作。这种具有单移动度的结构机构，尤其是过约束的结构机构通常具有相对较高的刚性，即使在不使用卡锁的情况下也是如此。易于展开为特定状态以及在所展开状态中具有相对较高刚性的这些优点，使得结构机构尤为有用。迄今为止，结构机构具体用作精密的航空结构。

另一方面，具有单个移动度是指任何特定的结构机构只可以一种方式展开。因此，展开时的配置受到结构机构自身设计的限制。因此，结构机构的利用通常受到对构造认识的限制，这些构造在它们的未展开和展开状态中具有特定配置。

基于使用二维机构作为装配在一起的基础元件，已知许多结构机构。为了设计这种结构机构，必须确定合适的二维机构，以及具有这样的构造技术，即在保持各基础元件的移动性的同时允许装配基础元件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新颖且有用形式的结构机构。

根据本发明，提供了一种可展开结构，其包括基于贝内特连杆(Bennett linkage)作为基础元件的结构机构。

贝内特连杆是三维、过约束连杆，其包括四个通过旋转连接件连接在一起而形成环形的刚性构件。每个连接件连接所述环形中的两个构件，并且使得所述相连的构件绕着旋转轴线转动。贝内特连杆本身是已知的。实际上它们在一个世纪之前就是公知的。它们的特征在于，仅包括四个构件并且借助于具有旋转轴线的连接件沿特定方向(既不平行也不重合)可运动。

当贝内特连杆运动时，构件以三维方式运动。具体地，如果将四个构件视为两对相对的相连构件，则贝内特连杆的运动导致所述两对相对的相连构件通过将所述两对相对的构件连接在一起的相对连接件而绕着一假想线相对转动。同时，所述相对的连接件朝向或远离彼此运动。可通过从与连接这两对相对的构件的两个相对连接件成直线的位置处观察所述贝内特连杆，从而使该相对转动可视化。

贝内特连杆吸引着运动学家并向他们提出了挑战。然而，到目前为止对贝内特连杆的研究主要集中在基于贝内特连杆的小连杆(例如，具有五个或六个构件的连杆)的设计上。

本发明提供一种结构机构，其由多个刚性构件组成，这些构件通过旋转连接件连接在一起以形成贝内特连杆阵列，这些贝内特连杆阵列互连从而使得整个结构机构(包括所有的贝内特连杆)具有单移动度。

可以多种方式实现所述互连，但是优选方式如下。相应的贝内特连杆对可这样互连，即，将每个贝内特连杆的两个可连接的构件通过相应旋转连接件而连接在一起，从而每个互连的贝内特连杆的两个相连的构件连接成环形，以形成中间贝内特连杆。互连的贝内特连杆和中间贝内特连杆保持可运动，只要满足一定条件，如下将更详细地描述。因此，两个互连的贝内特连杆具有单移动度，并因此整个结构机构通过将单个贝内特连杆互连而具有单移动度。

贝内特连杆互连，从而所述结构机构的轮廓曲率在所述机构运动期间变化。这可通过关于连接贝内特连杆的中间连杆的一定条件来实现，这将在下面更详细地描述。

下面将基于关于使两对相对的构件相对于彼此旋转的贝内特连杆运动的考虑，来说明沿着其中结构机构的轮廓出现弯曲的方向的互连。该互连导致各个贝内特连杆的相对转动作为随着一个连杆沿所述结构机构前进发生的附加成分。这又导致结构机构的轮廓弯曲。

可通过考虑将其中一个互连的贝内特连杆的一对构件与另一互连的贝内特连杆的一对构件之间互连而使得结构机构的轮廓弯曲可视化。单个贝内特连杆布置成，使得结构机构的运动导致各个单个贝内特连杆的两对相对的构件以相同的方式进行相对转动。同时，中间连杆或者导致互连贝内特连杆的所述构件对不进行相对转动，或者导致以相同的方式的附加转动(或者甚至以相反的方式但以不同的量)。因此，实际结果是结构机构的轮廓具有变化的曲率。

该结构机构可包括互连在一起的单级贝内特连杆。或者，垂直于轮廓弯曲的方向，结构机构可包括多行互连在一起的贝内特连杆。在这种情况下，贝内特连杆互连，从而所述行保持笔直。这是通过使用中间连杆来实现的，该中间连杆保持在任一单行中的各个贝内特连杆在三维中处于相同定向。

因此，本发明提供了一种包括结构机构的可展开结构，其可展开为其轮廓弯曲的状态。另外，在沿着弯曲轴线的方向上，结构机构的轮廓是笔直的。由于曲率在展开期间变化，因此在另一状态(其可称为未展开状态)中，结构机构可具有扁平轮廓。

这提供了非常方便的结构，该结构可在展开为弯曲状态之前以扁平状态被装配、存储和/或运送。具体地，根据本发明的可展开结构具有如下优点。由于结构机构仅包括刚性构件和旋转连接件，因此易于制造、装配和维护。所述构件可具有非常简单的构造，并且实际上常规机构可包括相同的构件。同样，可使用易于制造的简单连接件，因为连接件仅为构件提供相对转动。

由于结构机构可为塌陷的扁平状，因此容易在展开之前进行包装。同样，结构机构由于其简单特性而可容易地分段用于包装。在具有弯曲轮廓的其展开状态中，结构机构在弯曲内侧形成了开口的内部空间。在该内部空间周围，结构机构可形成为互连在一起的单层刚性构件。这允许处于其展开状态的结构在相对较大的内部空间周围提供框架。同时，该结构机构的开口特性使得重量相对较低。

另外，结构机构的过约束特性提供了高度的刚性和结构强度。具体地，结构机构可承受一个或多个构件和/或连接件的失效。

这些优点使得所述可展开结构对于不同规格的较大范围的工程应用场合非常有用。该可展开结构可为较小尺寸，这仅受在构件之间形成旋转连接件的需要的限制。相反，该结构机构可为非常大的尺寸，例如作为用于建筑物或航空设施中的结构。

本发明还提供一种可展开结构，其包括一结构机构，该结构机构由多个通过旋转连接件而连接在一起的刚性构件组成，每个连接件都连接两个构件并且允许相连的构件绕着相应旋转轴线相对于彼此转动，以形成贝内特连杆阵列，其中：每个贝内特连杆都包括通过旋转连接件连接成环形的四个构件，其中连接各个构件的连接件的旋转轴线绕着一假想线相对于彼此偏斜一偏斜角度，该假想线垂直于所述连接件的旋转轴线，其中，围绕所述贝内特连杆以相同的方式来测量每个物件的偏斜角度，相对构件的偏斜角度相等，将构件的长度限定为在连接该构件的连接件之间沿着所述假想线分解的长度，相对构件的所述长度相等，并且第一对相对构件的长度为a，第二对相对构件的长度为b，第一对相对构件的偏斜角为α，而第二对相对构件的偏斜角为β，则它们之间的关系用下式表示：

a/b＝sinα/sinβ，

对于各个贝内特连杆，所述第一对和第二对相对构件的长度比相同；贝内特连杆沿一共同方向布置成一系列行，贝内特连杆沿着这些行在平行方向上对齐；在各行中，所述贝内特连杆对于相应构件具有相等的偏斜角；在这些行中，各对贝内特连杆是这样互连的，即，通过将其中一个互连的贝内特连杆的两个相连的构件通过相应的旋转连接件与另一互连的贝内特连杆的两个相连构件中的相应一个相连，从而使各个互连的贝内特连杆的所述两个相连构件连接成环形，以形成中间贝内特连杆，各个相应的中间贝内特连杆为：

(a)布置在所述互连的贝内特连杆内部，并且其偏斜角等于所述互连的贝内特连杆的对应偏斜角，或者

(b)布置在所述互连的贝内特连杆外部，并且其偏斜角等于180°减去所述互连的贝内特连杆的对应偏斜角；并且

在相邻行中的相应贝内特连杆对是这样互连的，即，将其中一个互连的贝内特连杆的两个相连的构件通过相应的旋转连接件与另一互连的贝内特连杆的两个相连的构件中的相应一个相连，从而使各个互连的贝内特连杆的所述两个相连的构件连接成环形，以形成中间连杆，该中间连杆为：

(a)这样的连杆，其中所述连接件均具有平行的旋转轴线，并且将构件的长度限定为在连接该构件的连接件之间沿着一假想线分解的长度，该假想线垂直于连接所述构件的连接件的旋转轴线，相对构件的所述长度相等，或者

(b)贝内特连杆，其为：

(b1)布置在所述互连的贝内特连杆内部，并且其偏斜角不等于所述互连的贝内特连杆的相应偏斜角，或者

(b2)布置在所述互连的贝内特连杆外部，并且其偏斜角不等于180°减去所述互连的贝内特连杆的相应偏斜角。

本发明还提供一种可展开结构，其包括一结构机构，该结构机构由多个通过旋转连接件连在一起的刚性构件组成，每个连接件都连接两个构件并且允许相连的构件绕着相应的旋转轴线相对于彼此转动，以形成贝内特连杆阵列，其中：每个贝内特连杆都包括通过旋转连接件连接成环形的四个构件，其中连接各个构件的连接件的旋转轴线绕着一假想线相对于彼此偏斜一偏斜角度，该假想线垂直于所述连接件的旋转轴线，其中，围绕所述贝内特连杆以相同的方式测量对于各个构件的所述偏斜角度，对于相对构件的所述偏斜角度相等，将构件的长度限定为在连接该构件的连接件之间沿着所述假想线分解的长度，相对构件的所述长度相等，并且第一对相对构件的长度为a，第二对相对构件的长度为b，第一对相对构件的偏斜角为α，而第二对相对构件的偏斜角为β，则它们之间的关系用下式表示：

a/b＝sinα/sinβ，

对于各个贝内特连杆，所述第一对和第二对相对构件的长度比相同；贝内特连杆沿一共同方向连续布置；在所述连续布置中相邻的相应贝内特连杆对是这样互连的，即，将其中一个互连的贝内特连杆的两个相连的构件通过相应旋转连接件与另一互连的贝内特连杆的两个相连构件中的相应一个相连，从而各个互连的贝内特连杆的所述两个相连构件连接成环形，以形成中间连杆，该中间连杆为：

(b)贝内特连杆，其：

本发明还提供一种可展开结构，其包括一结构机构，该结构机构由多个通过旋转连接件而连接在一起的刚性构件组成，每个连接件都连接两个构件并且使得相连的构件绕着相应旋转轴线相对于彼此转动，以形成贝内特连杆阵列，其中：每个贝内特连杆都包括：通过旋转连接件连接成环形的四个构件，其中连接各个构件的连接件的旋转轴线绕着一假想线相对于彼此偏斜一偏斜角度，该假想线垂直于所述连接件的旋转轴线，其中，围绕所述贝内特连杆以相同的方式来测量对于各个构件的所述偏斜角度，对于相对构件的所述偏斜角度相等，将构件的长度限定为在连接该构件的连接件之间沿着所述假想线分解的长度，相对构件的所述长度相等，并且第一对相对构件的长度为a，另一对相对构件的长度为b，对于第一对相对构件的偏斜角为α，和对于第二对相对构件的偏斜角为β，则它们之间的关系用下式表示：

a/b＝sinα/sinβ，

对于各个贝内特连杆，所述第一对和第二对相对构件的长度比相同；所述贝内特连杆阵列包括一系列贝内特连杆，它们沿一共同方向连续布置，并且对于相应构件具有相等的偏斜角；在所述连续布置中相邻的相应贝内特连杆对通过一中间连杆互连，该中间连杆具有单移动度，并且与所述互连的贝内特连杆一起运动。

本发明的尤为有利的用途为用于帐篷的框架。在这种情况下，所述结构机构用于支撑柔性材料。在用作帐篷时，展开的容易和快速性是尤为有利的。

附图说明

下面将参照附图以非限制性示例的方式，来描述实现本发明的可展开结构。在附图中：

图1A和1B分别是连接两个构件的可替换连接件的剖视图；

图2是贝内特连杆的立体图；

图3是图2的处于扁平状态的贝内特连杆的俯视图；

图4是图2的处于扁平状态的贝内特连杆的侧视图；

图5是图2的贝内特连杆在运动成弯曲状态后的俯视图；

图6是图2的贝内特连杆在运动成弯曲状态后的侧视图；

图7是结构机构的一部分的示意图；

图8是图7的结构机构的两个沿主要方向M连接的贝内特连杆的示意图；

图9是图7的结构机构的两个沿次要方向N连接的贝内特连杆的示意图；

图10至图13是对应于图3至图6的视图，表示以第一种方式沿着主要方向M互连的两个互连的贝内特连杆；

图14至图17是对应于图3至图6的视图，表示以第二种方式沿着主要方向M互连的两个互连的贝内特连杆；

图18是结构机构的两个贝内特连杆的示意图，它们通过可替换的中间连杆沿着主要方向M相连；

图19是该结构机构的两个贝内特连杆的示意图，它们通过可替换的中间连杆沿着次要方向N相连；

图20是结构机构的两个贝内特连杆的示意图，它们通过另一可替换的连杆沿着次要方向N相连；

图21是可替换的结构机构的示意图；

图22是处于扁平状态的结构机构的立体图；

图23和24是处于连续弯曲状态的图22的结构机构的立体图；以及

图25是用作帐篷的图22的结构机构的视图。

具体实施方式

可展开机构包括一结构机构，该结构机构由多个刚性构件1组成，这些刚性构件通过旋转连接件2(例如，分别在图1A和图1B的剖视图中示出的可替换连接件2)连接在一起。

刚性构件1可具有任何结构形式。“刚性”是指构件足够坚硬以保持结构机构的单移动度。实际上，在任何特定应用中，构件1将不可避免地具有一定程度的柔性。构件1可以为图1中所示的简单圆柱形杆。但是，构件可具有任何截面。在下述的结构机构中，构件1是笔直的，但是原则上它们可以为同等弯曲的。

连接构件1的连接件2允许由该连接件2连接的两个构件1绕着旋转轴线6相对转动。在图1A和1B的示例中，连接件2由延伸穿过在每个所连接的构件1中的孔4的销3形成。因此，每个构件1限于绕着销3旋转。销3在两端处具有放大头部5，以将销3保持在适当的位置。例如，放大头部5可通过铆接形成。在图1A的连接件2中，构件1并排设置，即它们不同轴。在图1B的连接件2中，通过使其中一个构件1具有布置在另一构件1任一侧上的一对臂7而将构件1布置成同轴，从而臂7以及臂7从该处伸出的构件1的端部在另一构件1的端部周围延伸。在这种情况下，孔4形成在臂7中。

在图1A和1B的示例中，旋转轴线6与自身笔直的构件1垂直，但是通常这并不是必要的，下面将更详细地进行描述。

图1A和1B中所示的连接件2的特定形式仅是以示例的方式给出，在原则上可使用允许构件1相对转动的任何连接件。例如，连接件可具有比图1的连接件2更复杂的结构，或者可以与构件1一体形成。

结构机构包括多个由连接件2连接的刚性构件1，以形成相互连接的贝内特连杆阵列。为了有助于理解，将首先描述在图2的立体图中示意性显示的单个贝内特连杆10。贝内特连杆10包括四个通过连接件2连接成环形的构件1。为便于参考，将连接件2的位置标记为A、B、C、D。

每个连接件2连接两个构件1，并且为这两个构件1提供旋转轴线6相对转动。考虑到任何单个构件1，连接该构件1的连接件的旋转轴线6绕着与两个连接件2的旋转轴线6垂直的假想线相对于彼此偏斜。在图2的贝内特连杆10中，该假想线是沿着构件1的，这是因为每个构件1都垂直于连接特定构件1的两个连接件2的旋转轴线6延伸(尽管这不是必须的，如稍后所述)。连接到特定构件上的连接件2的偏斜可参考相对于该构件1的偏斜角度来限定。这里，环绕该贝内特连杆10以相同的方式前进来测量偏斜角。因此，在图2中分别用角α_AB、α_BC、α_CD和α_DA来表示四个构件1的偏斜角。

连接各个相应构件1的两个连接件2的旋转轴线6不平行也不相交。即，如果各个连接件2的旋转轴线6平行，则该连杆为具有单个自由度的平面平行四边形，或者平面交叉的等值线(plain-crossed isogram)。这种布置可被认为是贝内特连杆的特殊情况。

需要考虑的另一点是，由于旋转轴线6并不具有方向，则具有偏斜角θ的构件1的连接件2相对于具有偏斜角(180°-θ)的构件1具有相同的旋转轴线6。这里，偏斜角限定为在0和180°之间的角，从而该角的正弦值将总是为正值。

贝内特连杆10的移动条件如下。首先，相对构件1的长度必须相等，即：

AB＝ DC＝a (1)

BC＝ AD＝b (2)

其次，相对构件1的偏斜角也必须相等，即：

α_AB＝α_CD＝α (3)

α_BC＝α_DA＝α (4)

第三，构件1的长度和偏斜角满足如下公式，第一对相对构件1的长度为a，第二对相对构件1的长度为b，第一对相对构件1的偏斜角为α，而第二对相对构件1的偏斜角为β：

\frac{\sin α}{a} = \frac{\sin β}{b} - - - (5)

通常，第一对相对构件1的长度a可相对于第二对相对构件1的长度取任何值，只要满足该条件即可。

然而优选地，对于根据本发明的结构机构，各个贝内特连杆10的所有构件1的长度都相等。在这种情况下，对于两对相对构件1的偏斜角α和β之和为180°。顺便提及，这等价于两对相对杆的偏斜角α和β具有相同的大小，但是使用可替换的符号而具有相反的正负号，即偏斜角在-90°到90°之间。换言之，在这种情况下，每对相对连接件2(即，在位置A和C处的一对连接件2以及在位置B和D处的一对连接件2)的旋转轴线6总是位于同一平面上。

假设满足这些移动条件，则连杆可通过使所连接的构件1对同时相对于彼此旋转而运动。如果没有满足移动条件，则就限制了贝内特连杆10运动。

贝内特连杆以三维方式运动。将在连接件2处的展开角度，即在各个位置A、B、C、D处在连接的构件1之间的角度(或者，在一般情况下，在垂直于所述连接件2的旋转轴线9和相邻连接件2的旋转轴线6的假想线之间的角度)分别表示为θ_A、θ_B、θ_C和θ_D，用如下等式表示为：

θ_A＝θ_C＝γ (6)

θ_B＝θ_D＝ (7)

现在将参照图3至图6来描述运动。图3和图4是表示处于扁平状态的贝内特连杆10的视图，而图5和图6是表示运动成弯曲状态的贝内特连杆10的视图。图3和图5是沿着在位置A和C处的两个连接件2对齐的方向看贝内特连杆10的相似侧视图，而图4和图6是贝内特连杆10的俯视图。图3至图6显示出贝内特连杆10是等边的情况，但是如果两对相对构件1具有不同的长度，则基本上也可观察到相同的运动。

在图3和图4的扁平状态中，在位置A和C处的连接件2的展开角度γ接近0°。因此，在位置B和D处其它连接件2的展开角接近180°。在这种情况下，在位置A和C处的连接件2彼此靠近，并且在位置B处连接的一对构件1彼此邻近，与在位置D处连接的一对构件1一样。当贝内特连杆10运动时，四个连接件沿着图2中箭头X所示的方向运动。展开角增大，而展开角γ减小。同时，在位置A和C处的连接件2彼此移离，而在位置B和D处的连接件2朝向彼此运动。在位置B处相连的一对构件1相对于在位置D处相连的一对构件1绕着一条假想线转动，该假想线经过在位置A和C处的连接所述两对构件1的两个相对连接件2。可通过比较图3和图5清楚地看到该相对转动。该相对转动重要之处在于，其用于在整体上在结构机构中产生弯曲，这将在下面更详细地描述。

这里所述的所有结构机构的特征在于，各个构件1笔直并且与连接该构件1的连接件2的旋转轴线6垂直。因此，各个连接件2形成在各相应构件1中位于连接件2的旋转轴线6与一假想线相交的位置处，该假想线与该连接件2的旋转轴线6和相邻连接件2的旋转轴线6垂直。在这种情况下，构件1在连接件之间的长度是两个旋转轴线6之间的最短距离。然而，这不是必须的。本发明同样适用于这样的贝内特连杆，其中构件1并不与连接该构件1的连接件2的旋转轴线6垂直地延伸。

作为第一替换方案，连接件2可相对于垂直于旋转轴线6的假想线形成在各相应构件1中的同一位置处，而使得构件1在其间呈弯曲。

作为第二替换方案，在贝内特连杆10中，连接件2可偏离连接件2的旋转轴线6与假想线的相交点，所述假想线垂直于相应连接件2的旋转轴线6和相邻连接件2的旋转轴线6。在这种情况下，在与给定构件1相连的两个连接件2之间的实际距离大于在连接件2的两个旋转轴线6之间的最短距离。然而，可以看出贝内特连杆10仍保持运动，只要与连接任何构件1的两个连接件2的旋转轴线6垂直的假想线的长度保持相同即可。换言之，只要满足上述移动性条件，则贝内特连杆10就仍可运动，将构件的长度取为在连接该构件1的连接件2之间沿着假想线分解的长度。这种类型的贝内特连杆自身是已知的，并且具有这样的优点，即，其提供了更紧凑的构件1的包装。例如，2001年11月11-15日，美国纽约，2001机械工程国际会议美国协会(2001 American Society ofMechanical Engineers International Congress)，Chen和You的“基于贝内特连杆的可展开结构元件(Deployable Structural Element BasedOn Bennett Linkages)”中描述了这种的贝内特连杆。

现在将描述结构机构，其包括多个连接在一起以形成互连的贝内特连杆阵列的构件。下面描述的结构机构中的每个贝内特连杆是如上参照图2所述的贝内特连杆10。具体地，每个贝内特连杆都满足上述移动性条件。然而，在下面的描述中，为了便于识别，对不同的贝内特连杆赋予不同的附图标记。

下面描述中所参照的一些视图是示意性的。在示意图中，尽管结构机构可运动至这样的状态，其中其轮廓绕着弯曲轴线而弯曲，但是在平面图中显示出所述结构机构在平面展开。该视图最清楚地显示出在各种贝内特连杆之间的相互连接特性。此外在这些示意图中，构件1用实线表示而连接件2自身没有显示，连接件2实际上存在于构件1彼此相会或相交的位置处。

图7是第一结构机构的一部分的示意图，其包括互连的贝内特连杆20阵列。图7只显示出结构机构的一部分，其包括四个相互连接在一起的完整的贝内特连杆20。在这四个互连的贝内特连杆20周围，示出另外八个贝内特连杆20的一部分，以显示结构机构如何进一步展开。实际上，图7的结构机构可沿水平和垂直方向无限地重复，以生成任何期望尺寸的结构机构。

贝内特连杆20是图7中所示的较大矩形(或部分矩形)。贝内特连杆20重叠以形成较小矩形，这些较小矩形实际上是其它贝内特连杆或平面平行四边形连杆，稍后将进一步描述。在互连的贝内特连杆20彼此相交的情况下，连接件2与互连的贝内特连杆20的构件1相连。在任何互连的贝内特连杆20的任何构件1中形成的所有连接件2都具有与其同假想线垂直的旋转轴线6。

所有互连的贝内特连杆20沿共同的定向布置。

各种互连的贝内特连杆20通常可具有不同的尺寸。然而，对于各个互连的贝内特连杆20，在各个贝内特连杆20中相应位置的第一和第二对相对构件的长度比相同，并且对于在相应位置的构件，各个互连的贝内特连杆20的偏斜角相同。

互连的贝内特连杆20布置成一系列行22。沿着每一行，互连的贝内特连杆20沿着如点划线所示的同一方向对齐，对于各行22该方向是平行的。下面，将该方向称为主要方向，并将用箭头M表示。与该主要方向垂直的方向称为次要方向，并用箭头N表示。

沿着主要方向M，贝内特连杆20互连。在图8中显示出互连的特性，为便于清晰该图只显示出两个互连的贝内特连杆20。这两个互连的贝内特连杆20通过中间贝内特连杆23相连。其中一个互连的贝内特连杆20的两个相连的构件24均通过相应的旋转连接件25与另一个贝内特连杆20的两个相连的构件26中的相应一个相连。结果，每个互连的贝内特连杆20的两个相连构件24、26连接成环形，以形成中间贝内特连杆23。

中间贝内特连杆23与这两个互连的贝内特连杆20一起运动。为了实现这种互连，中间连杆23在满足对于上述贝内特连杆的总体移动性条件的同时，还满足中间贝内特连杆23的第一对和第二对相对构件的长度比与互连的贝内特连杆20的比率相同的条件。通常，为了保持与互连的贝内特连杆20的移动性，中间贝内特连杆23对于第一对和第二对相对构件可具有任何偏斜角α和β。然而，根据本发明，中间贝内特连杆23布置成保持两个互连的贝内特连杆20处于一直线。即，这两个互连的贝内特连杆20的构件在相应位置处保持彼此平行。这是通过使中间贝内特连杆23具有与互连的贝内特连杆20的相应构件的偏斜角相等的偏斜角来实现的。

使贝内特连杆20互连成行22的结果是，整个结构机构被限制为在结构机构的运动期间保持沿着主要方向M是笔直的。

在次要方向N上，多级行22的贝内特连杆20互连。在图9中显示出互连的特性，为便于清晰该图只显示出两个互连的贝内特连杆20。以与沿着主要方向21互连类似的方式，两个互连的贝内特连杆20通过中间构件27沿着次要方向N相连。其中一个互连的贝内特连杆20的两个相连构件28均通过相应旋转连接件29与另一个互连的贝内特连杆20的两个相连构件30中的相应一个连接。因此，这两个互连连杆20的两个相连构件28、30连接为环形，以形成中间连杆27。

中间连杆27与这两个互连的贝内特连杆20一起运动。为了实现这一点，对于中间连杆27有一条件，即，对于中间连杆27，第一对和第二对相对构件的长度比与互连的贝内特连杆20的相同。

沿着次要方向N连接贝内特连杆20的中间连杆27与沿着主要方向M连接贝内特连杆20的中间贝内特连杆23具有重要的区别。具体地，中间连杆27布置成使得结构机构的轮廓沿着次要方向N弯曲。这是通过如下来实现的。

上面描述了如何选择中间贝内特连杆23沿着主要方向M的偏斜角与互连的贝内特连杆20的偏斜角相等，以使得沿主要方向M相连的贝内特连杆20保持为一直线。如果沿着次要方向N的中间贝内特连杆27具有任何其它值的偏斜角，则这将使得结构机构的轮廓在运动期间沿着次要方向N具有变化的曲率。

具体地，中间连杆27的布置如下所述在结构机构的轮廓中产生弯曲。上面参照图3至图6描述了贝内特连杆的运动如何导致两对相对的相连构件通过一假想线而相对于彼此转动，该假想线通过连接这两对相对的构件的相对连接件。在图7的结构机构中，该假想线对应于主要方向M。因此，各行22的贝内特连杆20中的相对的构件对以相同的方式相对转动。中间连杆27布置成使得在各行22的贝内特连杆20中的相对转动随着一个连杆沿着次要方向N行进而附加产生。这导致结构机构的轮廓弯曲。

弯曲是结构机构的整体轮廓的特性。由于单个构件1是刚性的，因此它们自身不能弯曲。然而，它们互连的方式导致整体轮廓弯曲，并且导致该弯曲在构件1的运动期间变化。因此，如果认为中线沿着次要方向N相对于局部定位的构件1处于中间位置，从而单个构件向内向外倾斜以使得整个结构机构具有多面结构，则该中线是弯曲的。

通常，沿着次要方向N的中间贝内特连杆27可具有不等于互连的贝内特连杆20的相应偏斜角的任何偏斜角。下面将描述对于沿着次要方向N的中间连杆27的一些特殊偏斜角。

对于中间连杆27的偏斜角的第一种可能性为0°。即，中间连杆27的所有连接件都具有平行的旋转轴线，从而中间连杆27是平面平行四边形。在这种情况下，两个互连的贝内特连杆20的两个互连构件28和30均保持在同一平面中。因此，中间连杆27用于使贝内特连杆20互连，并且将它们限制为一起具有单个移动度，而沿着次要方向N不会引起任何弯曲。沿着次要方向N的曲率仅由在各个互连的贝内特连杆20的相对的相连构件对之间的相对转动引起。中间连杆27不引起任何附加的弯曲。

为了显示在结构机构的运动期间变化的弯曲，在图10至图13中显示出图9的结构机构的一部分的运动。图10至图13与图3至图6的视图相对应，除了显示出具有0°偏斜角的两个互连的贝内特连杆20和中间连杆27而没有显示单个贝内特连杆10之外。如图10和图11所示，在扁平状态中，互连的贝内特连杆基本上沿着一直线对齐，从而使得结构机构具有扁平轮廓。如图12和图13所示，当结构机构运动时，在两个互连的贝内特连杆20的相对的相连构件对之间以相同的方式发生相对转动。因此，中间连杆27使相对转动沿着方向N附加地组合，从而使得结构机构轮廓的弯曲增大。

对于中间连杆27的偏斜角的第二种可能性为180°减去互连的贝内特连杆20的相应偏斜角。在这种情况下，中间连杆27为贝内特连杆。因此，满足如上所述关于贝内特连杆的移动性条件。中间贝内特连杆27用于将贝内特连杆20互连，并且将它们限制为一起具有单个移动度。沿着次要方向N的弯曲是由在各个互连的贝内特连杆20的相对的相连构件对之间的相对转动引起的。沿着次要方向N的附加弯曲是由中间贝内特连杆27引起的。这是由中间贝内特连杆27的偏斜角引起的。当结构机构运动时，在中间贝内特连杆27中，该偏斜角导致一个贝内特连杆20的一对相连构件28相对于另一贝内特连杆20的一对相连构件30绕着主要方向M作相对转动。中间贝内特连杆27中的该相对转动与在各个互连贝的内特连杆20中相对的连接构件对的相对转动是以相同的方式的。

因此，该第二种可能性与具有0°偏斜角的中间连杆27的第一种可能性相比沿着次要方向N产生了附加的弯曲。

为了显示在具有第二种中间连杆27的结构机构的运动期间变化的弯曲，在图14至图17中显示出图9的结构机构的一部分运动。图14至图17与图3至图6的视图相对应，除了显示出两个互连的互连贝内特连杆20而没有显示单个贝内特连杆10之外。如图14和图15所示，在第一状态中，互连的贝内特连杆20基本上沿着一直线对齐，从而使得结构机构具有扁平轮廓。如图12和图13所示，当结构机构运动时，在两个互连的贝内特连杆20的相对相连构件对之间的相对转动以相同的方式弯曲。此外可以看出，中间连杆27的运动导致一个贝内特连杆20的一对相连构件28相对于另一贝内特连杆20的一对相连构件30作相对转动。因此，中间贝内特连杆27导致在互连的贝内特连杆20和中间贝内特连杆27中的相对转动沿着方向N附加地组合，从而使得结构机构的轮廓的弯曲增大。

因此，中间贝内特连杆27的第二种形式的优点在于，其增大了结构机构的轮廓沿着次要方向N的弯曲度。另一方面，如从图17中可以看出，其导致形成中间连杆27的贝内特连杆20的端部从其余互连的贝内特连杆20向外伸出。这种伸出会在一些应用中造成困难，例如当期望用柔性材料覆盖该结构机构时。因此，中间连杆27的第一种形式具有这样的优点，即，避免了形成中间连杆27的构件28和30有任何这种伸出。

与图7中所示结构机构(其中，多个贝内特连杆20在主要方向M上沿着各行22布置)相反，根据本发明的结构机构沿着主要方向M可只形成有单个贝内特连杆20。在这种情况下，结构机构沿着次要方向N包括一系列贝内特连杆。图9可认为是包括两个贝内特连杆的这种结构机构的示意图。通常，结构机构可具有沿着次要方向N互连的任何数量的贝内特连杆20。

在上述结构机构中，互连的贝内特连杆20通过中间连杆23和27而互连，中间连杆23和27通过使这些互连的贝内特连杆20重叠而形成在贝内特连杆20内侧。然而，这只是中间连杆23和27的一种可能形式。通常，中间连杆沿着次要方向N和主要方向M可以有许多其它形式。例如，互连的贝内特连杆20不必重叠。不同形式的中间连杆可以混合。

一种简单的替换方案是以与图8和9中所示中间连杆23和27相同的方式，通过相应的旋转连接件由两个互连的贝内特连杆20的两个相连构件而形成中间连杆，但是互连贝内特连杆20的构件并不因此延伸到互连贝内特连杆20的外部，而是中间连杆自身形成在互连的贝内特连杆20的外部。图18和19分别显示出在互连的贝内特连杆20外部分别沿着主要方向M和次要方向N的这种中间连杆31和32。在图18中，中间贝内特连杆用31标记，而在图19中，中间连杆用32标记。以上关于中间连杆23和27的描述同样适用于形成在互连的贝内特连杆30外部的中间连杆31和32，除了形成在互连的贝内特连杆20外部的中间连杆31和32的偏斜角分别为180°减去形成在互连的贝内特连杆20内部的中间贝内特连杆23和27的偏斜角之外。因此，在沿着主要方向M形成中间贝内特连杆31的情况下，偏斜角等于180°减去互连的贝内特连杆20的相应偏斜角。同样，沿着次要方向N的中间贝内特连杆32具有这样的偏斜角，其通常并不等于180°减去互连的贝内特连杆20的相应偏斜角。

对于沿着次要方向N的中间连杆的另一简单形式为其中一个互连贝内特连杆的两个相连构件也构成了另一互连的贝内特连杆的相连构件，从而对于这两个互连的贝内特连杆，与这些相连构件连接的连接件是共同的。图19是这样的一个示例，其中将中间贝内特连杆32认为是其中一个互连的贝内特连杆，从而图19包括三个互连的贝内特连杆20、32、20。

其它更复杂的中间连杆也是可以的。例如，图20显示出与贝内特连杆20互连的中间连杆33。具体地，两个互连贝内特连杆20和中间连杆33的整体布置与包括两行两个贝内特连杆20(它们以与图7中所示相同的方式连接在一起)的结构机构等同，但是从两个直接相对的贝内特连杆20上除去了构件，从而剩余的完整贝内特连杆20通过除去了构件的贝内特连杆的其余部分而相互连接。

还应注意，可以多于一种的方式来描述指定的结构机构。例如，图7中所示的结构机构描述为包括通过中间贝内特连杆23和27而相互连接的互连贝内特连杆20。根据沿着行34对齐的沿着次要方向N的中间贝内特连杆27和沿着行22对齐的中间贝内特连杆23，该非常相同的结构机构已经被同样描述为“互连的”贝内特连杆。在这种情况下，“中间”贝内特连杆由互连的贝内特连杆20形成。

在上述结构机构中，各个贝内特连杆20的偏斜角是相同的。然而，通常对于沿着次要方向N的不同行22的贝内特连杆20的偏斜角可以相同或不同，只要任何单行22中对于所有贝内特连杆20相同即可。因此，结构机构沿着次要方向N的轮廓弯曲不必是圆形的。该弯曲取决于各行22中的贝内特连杆20的构件1的偏斜角和长度的选择值。具体地，随着偏斜角的大小增大，相对构件1对的相对转动且因此由指定贝内特连杆在结构机构的轮廓中引起的弯曲也增大。因此，当一个连杆沿着次要方向N行进时弯曲度可变化。

应注意，上述结构机构是过约束的。因此，可在整体上保持整个结构机构的单移动度的同时，除去一个或多个用于连接件的构件。基于贝内特连杆但是在保持单移动度的同时除去构件或连接件的结构机构落在本发明的范围内。此外，该特征的优点在于，单个构件或连接件的失效不会导致整个结构失效。因此，根据本发明的结构机构尤为可靠。

另外，结构机构的过约束特性意味着不必使每一相邻对的贝内特连杆20互连。例如，图21显示出与图7中所示相似的结构机构，除了沿着主要方向M在贝内特连杆20的一些行22之间，并不是所有相邻贝内特连杆20对都沿着次要方向N相连。例如，在第二行和第三行22之间，只有第一和第四贝内特连杆沿着次要方向N连接。图21还显示出可如何改变单个贝内特连杆20相对于彼此的尺寸。

除了上述结构机构外，根据本发明的可展开结构可包括附加的构造元件。这些元件可与或不与结构机构一起运动，并且可以或不可以引入额外的自由度或移动度。例如，这种额外元件可以是通过旋转连接件与上述结构机构相连的额外构件，以形成与上述结构机构一起具有单移动度的额外机构。或者，额外的结构元件可以与结构机构无关。

尤其期望添加某一机构，用于限制结构机构的运动超出展开状态，以保持该机构处于展开状态。例如，这种限制装置可以由柔性单丝形成，所述单丝连接在相对的构件1对或连接件2对(它们在从未展开状态至展开状态的运动期间彼此移离)之间，从而所述柔性元件在展开状态中保持张紧，以防止进一步运动。或者，该结构机构可通过完全分开装置而保持为其展开状态，该装置在展开后连接到该结构机构上。

图22至图24显示出实际结构机构40的展开，其具有与图7中所示的结构机构相同的形式。具体地，在图22至图24的结构机构40中，各个互连的贝内特连杆20是等边的且具有相同的尺寸；沿着主要方向M的各个中间连杆23和沿着次要方向N的各个中间贝内特连杆27具有相同的尺寸；并且在结构机构40中的各个贝内特连杆的偏斜角相等且大致等于30°(或120°)。图22显示出处于扁平状态的结构机构40，其中其轮廓沿着主要方向M和次要方向N都是笔直的。当结构机构30运动时，沿着次要方向N的轮廓以增大的弯曲度弯曲，如图23和图24中所示。沿着主要方向M的轮廓保持笔直。如图23中所示，结构机构40可运动到这样的状态，其中其大体上形成柱形拱。如图24中所示，结构机构40可到达另一状态，其中结构机构40沿着次要方向N的边缘彼此会合，以使得机构40具有柱形形状。在这两种情况下，结构机构限定了内部空间，结构机构围绕该内部空间形成了开口框架，这通过比较图22与图23或图24可以看出。

图22中所示的处于其扁平状态的结构机构具有非常紧凑的形式。该特征使得结构机构作为可展开结构尤为有用。例如如图22中所示的结构机构的扁平状态可认为是未展开状态。任一种弯曲状态(例如，图23或图24中所示的状态)或处于之间的其它状态中可用作展开状态。该结构通过结构机构的运动而被展开。

该结构机构在大范围的工程应用中可用作可展开结构，并可具有任何尺寸。该结构机构可以非常小，这仅受生产旋转连接件的能力限制。同样，该结构机构可以非常大，例如在航空应用中。在所有这些应用中，本发明提供了上述优点。

尤为有用的应用是作为用于帐篷的框架，其中处于其展开状态的结构机构支撑柔性材料。图25显示出这种帐篷，其通过用柔性材料薄板41覆盖图23中所示的结构机构40而形成。

尽管可以简单地通过将柔性材料薄板覆盖在结构机构上来形成帐篷，但是优选地，柔性材料由多个连接在一起的板形成，以使该柔性材料与处于其展开状态的结构机构的形状相一致。可以使用用于已知帐篷的传统技术，例如通过沿着接缝将板缝合在一起而将柔性材料板连接在一起。

可使用任何类型的紧固件将柔性材料连接在框架上。例如，所述紧固件可简单地通过在适合位置处连接在柔性材料上的连接件形成，以在结构机构的构件周围结合。或者，所述紧固件可由夹子形成。当然，可以采用用于将柔性材料连接到已知帐篷的框架上的任何类型的常规紧固件。

柔性材料可为任何适当的形式。例如，其可以是由天然或人造材料制成的织物。或者，它可以为制造成片状的材料。通常，可采用在帐篷中所使用已知的任何类型的柔性材料。

柔性材料可形成为单件或多件。通常，柔性材料在结构机构展开后布置在结构机构之上。不期望的是，单层柔性材料薄板在展开之前安装在整个结构机构上，因为结构机构沿着次要方向N的尺寸在结构机构的展开过程中减少。因此，如果在扁平状态中在沿着次要方向N的两个分开的位置处连接所述材料，则这将导致在展开期间形成材料的悬垂物。为了避免这个问题，可仅在沿着主要方向M对齐的位置处将所述或者每件柔性材料连接在结构机构上。当使用多件的柔性材料时，那些件就会在结构机构的展开期间一起运动以在展开状态中覆盖结构机构。然后，可使用任何合适形式的紧固件将柔性材料的各个件安装在一起或者安装在结构机构上。

本发明可应用于任何尺寸的帐篷。这包括设计成容纳一个或者几个人的小帐篷，例如用于露营。另一方面，帐篷的尺寸可扩展至非常大的结构，其能够容纳大量人或设备，例如直升机或飞机。

当根据本发明的可展开结构用作用于帐篷的框架时，其大体上为本发明提供了上述所有优点。对于帐篷而言，容易且快速地展开所述结构的能力尤为有利。

Claims

1、一种可展开结构，其包括一结构机构，该结构机构由多个通过旋转连接件而连接在一起的刚性构件组成，每个连接件都连接两个构件并且允许相连的构件绕着相应旋转轴线相对于彼此转动，以形成贝内特连杆阵列，其中：

每个贝内特连杆都包括通过旋转连接件连接成环形的四个构件，其中

连接各个构件的连接件的旋转轴线绕着一假想线相对于彼此偏斜一偏斜角度，该假想线垂直于所述连接件的旋转轴线，其中，围绕所述贝内特连杆以相同的方式来测量每个物件的偏斜角度，相对构件的偏斜角度相等，

将构件的长度限定为在连接该构件的连接件之间沿着所述假想线分解的长度，相对构件的所述长度相等，并且

第一对相对构件的长度为a，第二对相对构件的长度为b，第一对相对构件的偏斜角为α，而第二对相对构件的偏斜角为β，则它们之间的关系用下式表示：

a/b＝sinα/sinβ，

对于各个贝内特连杆，所述第一对和第二对相对构件的长度比相同；

贝内特连杆沿一共同方向布置成一系列行，贝内特连杆沿着这些行在平行方向上对齐；

在各行中，所述贝内特连杆对于相应构件具有相等的偏斜角；

在这些行中，各对贝内特连杆是这样互连的，即，通过将其中一个互连的贝内特连杆的两个相连的构件通过相应的旋转连接件与另一互连的贝内特连杆的两个相连构件中的相应一个相连，从而使各个互连的贝内特连杆的所述两个相连构件连接成环形，以形成中间贝内特连杆，各个相应的中间贝内特连杆为：

(b)布置在所述互连的贝内特连杆外部，并且其偏斜角等于180减去所述互连的贝内特连杆的对应偏斜角；并且

(b)贝内特连杆，其为：

(b2)布置在所述互连的贝内特连杆外部，并且其偏斜角不等于180减去所述互连的贝内特连杆的相应偏斜角。

2、一种可展开结构，其包括一结构机构，该结构机构由多个通过旋转连接件连在一起的刚性构件组成，每个连接件都连接两个构件并且允许相连的构件绕着相应的旋转轴线相对于彼此转动，以形成贝内特连杆阵列，其中：

连接各个构件的连接件的旋转轴线绕着一假想线相对于彼此偏斜一偏斜角度，该假想线垂直于所述连接件的旋转轴线，其中，围绕所述贝内特连杆以相同的方式测量对于各个构件的所述偏斜角度，对于相对构件的所述偏斜角度相等，

a/b＝sinα/sinβ，

贝内特连杆沿一共同方向连续布置；

在所述连续布置中相邻的相应贝内特连杆对是这样互连的，即，将其中一个互连的贝内特连杆的两个相连的构件通过相应旋转连接件与另一互连的贝内特连杆的两个相连构件中的相应一个相连，从而各个互连的贝内特连杆的所述两个相连构件连接成环形，以形成中间连杆，该中间连杆为：

(b)贝内特连杆，其：

3、根据权利要求2所述的可展开结构，其特征在于，所述中间连杆包括贝内特连杆，其中每个均：

布置在所述互连的贝内特连杆内部，并且其偏斜角的正负号与所述互连的贝内特连杆的相应偏斜角的相反，或者

布置在所述互连的贝内特连杆外部，并且其偏斜角的正负号与所述互连的贝内特连杆的相应偏斜角的相同。

4、一种可展开结构，其包括一结构机构，该结构机构由多个通过旋转连接件而连接在一起的刚性构件组成，每个连接件都连接两个构件并且使得相连的构件绕着相应旋转轴线相对于彼此转动，以形成贝内特连杆阵列，其中：

每个贝内特连杆都包括：

通过旋转连接件连接成环形的四个构件，其中

连接各个构件的连接件的旋转轴线绕着一假想线相对于彼此偏斜一偏斜角度，该假想线垂直于所述连接件的旋转轴线，其中，围绕所述贝内特连杆以相同的方式来测量对于各个构件的所述偏斜角度，对于相对构件的所述偏斜角度相等，

第一对相对构件的长度为a，另一对相对构件的长度为b，对于第一对相对构件的偏斜角为α，和对于第二对相对构件的偏斜角为β，则它们之间的关系用下式表示：

a/b＝sinα/sinβ，

所述贝内特连杆阵列包括一系列贝内特连杆，它们沿一共同方向连续布置，并且对于相应构件具有相等的偏斜角；

在所述连续布置中相邻的相应贝内特连杆对通过一中间连杆互连，该中间连杆具有单移动度，并且与所述互连的贝内特连杆一起运动。

5、根据权利要求4所述的可展开结构，其特征在于，所述中间连杆是这样形成的，即，将其中一个互连的贝内特连杆的两个相连的构件通过相应旋转连接件与另一互连的贝内特连杆的两个相连构件中的相应一个相连，从而各个互连的贝内特连杆的所述两个相连的构件连接成环形。

6、根据权利要求5所述的可展开结构，其特征在于，所述中间连杆是这样的连杆，其中所述连接件均具有平行的旋转轴线，并且将构件的长度定义为在连接该构件的连接件之间沿着一假想线分解的长度，该假想线垂直于连接所述构件的连接件的旋转轴线，相对构件的长度相等。

7、根据权利要求5所述的可展开结构，其特征在于，所述中间连杆是贝内特连杆。

8、根据权利要求7所述的可展开结构，其特征在于，所述中间贝内特连杆布置在所述互连的贝内特连杆内部，并且其偏斜角不等于所述互连的贝内特连杆的相应偏斜角。

9、根据权利要求7所述的可展开结构，其特征在于，所述中间贝内特连杆布置在所述互连的贝内特连杆外部，并且其偏斜角不等于180减去所述互连的贝内特连杆的相应偏斜角。

10、根据权利要求4至9中任一项所述的可展开结构，其特征在于，所述贝内特连杆阵列包括一系列贝内特连杆行，所述连杆均沿一共同方向并且对于相应构件具有相等的偏斜角，在各行中的所述贝内特连杆沿着对于各行平行的方向对齐，在所述行中相邻的相应贝内特连杆对通过一中间连杆互连，该中间连杆具有单移动度并且与所述互连的贝内特连杆一起运动。

11、根据权利要求10所述的可展开结构，其特征在于，所述中间连杆是这样形成的，即，将其中一个互连的贝内特连杆的两个相连的构件通过相应旋转连接件与另一互连的贝内特连杆的两个相连构件中的相应一个相连，从而各个互连的贝内特连杆的所述两个相连构件连接成环形，以形成中间贝内特连杆。

12、根据权利要求11所述的可展开结构，其特征在于，所述中间贝内特连杆布置在所述互连的贝内特连杆内部，并且其偏斜角等于所述互连的贝内特连杆的相应偏斜角。

13、根据权利要求11所述的可展开结构，其特征在于，所述中间贝内特连杆布置在所述互连的贝内特连杆外部，并且其偏斜角等于180减去所述互连的贝内特连杆的相应偏斜角。

14、根据权利要求1-9中任一项所述的可展开结构，其特征在于，在所述贝内特连杆中，各个相应连接件形成在其连接的各相应构件中位于相应连接件的旋转轴线与一假想线相交的位置处，该假想线与所述相应连接件的旋转轴线和相邻连接件的旋转轴线垂直。

15、根据权利要求14所述的可展开结构，其特征在于，各个相应构件是笔直的，并且与连接相应构件的连接件的旋转轴线垂直。

16、一种可展开结构，其包括如权利要求1-9中任一项所述的结构机构，其在保持整个结构机构的单移动度的同时除去一个或多个构件或连接件。

17、一种帐篷，其包括根据权利要求1-9中任一项所述的可展开结构，该帐篷结合有柔性材料，所述柔性材料用于在结构机构处于展开状态时覆盖所述结构机构。