CN107891995A - 一种仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构 - Google Patents
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Abstract
一种仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构，包括机座、可展单元和刚性铰链，所述机座为正八边形机座，每一边均通过转动副与支架杆连接，可展单元包括支架杆和四杆机构，支架杆一端通过转动副与机座连接，两侧通过转动副与四杆机构连接，四杆机构由驱动杆、传动杆和连架杆组成，驱动杆和连架杆均通过转动副与支架杆连接，驱动杆和连架杆之间通过转动副与传动杆连接，刚性铰链连接两个可展模块，可绕中间转动副转动。本发明质量轻、稳定性能好、折叠比大、结构刚度大、可靠性能好、精度高的特点，可应用于通讯卫星平台、对地观测等航天任务。
Description
技术领域
本发明涉及一种空间折展机构，特别是一种仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构。
背景技术
含羞草是一种喜欢生长在温暖湿润地区的豆科多年生草本或亚灌木，如果用手轻轻碰触它的叶片，叶片就会立即合在一起，人们也叫它感应草。含羞草细胞是由细小如网状的蛋白质“肌动蛋白”所支撑，产生闭合运动时，肌动蛋白的磷酸会脱落，当肌动蛋白散开时，细胞被破坏，结果水分跑出来，以致产生闭合运动。
随着航天事业的发展，越来越多的航天工程中会应用到一些大型空间折展机构，如空间站、通讯卫星平台、太空望远镜、星球探测器等。为满足多功能的需求，空间折展机构一边面积较大，但由于受到航天运载器的空间限制，则需要在发射阶段时可以收缩为体积很小，而在运行阶段时又可以展开成大面积或体积的高折叠比的折展机构。
中国专利201410055564.5公布了一种空间可展机构，该专利的可展单元为10杆10副机构，机构冗余自由度较大，稳定性能较差；中国专利201210310876.7公布了一种正三角形平面阵列可展机构，该专利仅可在平面折叠，折叠比小；中国专利201110108913.1公布了一种由五转动副单元衍生的空间折展机构，该专利刚性差，稳定性能差，可靠性能低。因此迫切需要一种质量轻、稳定性能好、折叠比大、结构刚度大、可靠性能好、精度高的空间折展机构。
目前，尚未见到一种同时兼具质量轻、稳定性能好、折叠比大、结构刚度大、可靠性能好、精度高的空间折展机构发明设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构，它具有质量轻、稳定性能好、折叠比大、结构刚度大、可靠性能好、精度高等特点。
本发明的技术方案是：一种仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构，包括机座、可展单元和刚性铰链，具体结构和连接关系如下：
所述机座为仿含羞草主杆部分，机座为八边形机座，每一边均通过转动副与支架杆连接；所述可展单元包括支架杆和四杆机构，所述支架杆为仿含羞草枝干部分，支架杆一端通过转动副与机座连接，两侧通过转动副与四杆机构连接，所述四杆机构为仿含羞草叶片部分，四杆机构由驱动杆、传动杆和连架杆组成，所述驱动杆一端通过转动副与支架杆连接，另一端通过转动副与传动杆连接，所述传动杆一端通过转动副与驱动杆连接，另一端通过转动副与连架杆连接，所述连架杆一端通过转动副与传动杆连接，另一端通过转动副与支架杆连接；所述刚性铰链连接两个可展模块，两个可展模块能够绕刚性铰链的中间转动副转动。
所述可展模块为多个，彼此之间通过刚性铰链连接。
所述可展模块包括机座和可展单元，一个可展模块包括一个机座和八个可展单元，八个可展单元以机座为中心呈对称分布。
所述机座为正八边形机座，正八边形仅是其中一种形状，机座还能够为正四边形机座、正六边形机座或其他偶数边形机座。
所述支架杆是四杆机构的机架，支架杆两侧通过转动副与驱动杆和连架杆连接，驱动杆和连架杆之间连接传动杆。
所述四杆机构为多组，分别排列在支架杆两侧，不同组四杆机构的同类构件由定比例缩放得到。
所述四杆机构的折叠形如含羞草叶片的闭合；所述支架杆的折叠形如含羞草枝干的弯曲。
本发明的突出优点在于：
1、构件均由连杆构成，质量轻，结构简单，加工制作方便，成本低，且四杆机构展开后形成的桁架结构，具有结构刚度大，定位精度高的特点。
2、所有运动副均为转动副，连接方式简单，可用电机驱动，通过控制电机的速度，控制杆件运动的速度，达到增加稳定性和可靠性的效果。
3、经过二次折叠，实现空间折叠，折叠比大，收拢体积小，具有较高的刚度和强度，能够承受发射过程中的振动载荷。
4、支持架和四杆机构均为对称分布，具有高度的结构对称性，便于同步驱动，增加折展机构的稳定性和可靠性。
5、可展模块之间采用刚性铰链，结构简单、加工制造方面，便于安装。
附图说明
图1为本发明所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构的结构示意图。
图2为本发明所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构的可展模块完全展开状态的结构示意图。
图3为本发明所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构的可展模块半展开状态的结构示意图。
图4为本发明所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构的可展模块完全折叠状态的结构示意图。
图5为本发明所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构的机座的俯视图。
图6为本发明所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构的机座的结构示意图。
图7为本发明所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构的可展单元的展开状态结构示意图。
图8为本发明所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构的可展单元的折叠状态的结构示意图。
图9为本发明所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构的刚性铰链的结构示意图。
图中标记为：1.机座；2.支架杆；3.驱动杆；4.传动杆；5.连架杆；6.刚性铰链。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
如图1至图9所示，本发明所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构，包括机座1、可展单元和刚性铰链6，具体结构和连接关系如下：
所述机座1为仿含羞草主杆部分，机座1为八边形机座，每一边均通过转动副与支架杆2连接；所述可展单元包括支架杆2和四杆机构，所述支架杆2为仿含羞草枝干部分，支架杆2一端通过转动副与机座1连接，两侧通过转动副与四杆机构连接，所述四杆机构为仿含羞草叶片部分，四杆机构由驱动杆3、传动杆4和连架杆5组成，所述驱动杆3一端通过转动副与支架杆2连接，另一端通过转动副与传动杆4连接，所述传动杆4一端通过转动副与驱动杆3连接，另一端通过转动副与连架杆5连接，所述连架杆5一端通过转动副与传动杆4连接，另一端通过转动副与支架杆2连接；所述刚性铰链6连接两个可展模块，两个可展模块能够绕刚性铰链6的中间转动副转动。
所述可展模块为多个，彼此之间通过刚性铰链6连接。
所述可展模块包括机座1和可展单元，一个可展模块包括一个机座1和八个可展单元，八个可展单元以机座为中心呈对称分布。
所述机座1为正八边形机座，正八边形仅是其中一种形状，机座1还能够为正四边形机座、正六边形机座或其他偶数边形机座。
所述支架杆2是四杆机构的机架，支架杆2两侧通过转动副与驱动杆3和连架杆5连接，驱动杆3和连架杆5之间连接传动杆4。
所述四杆机构可为多组，分别排列在支架杆2两侧，不同组四杆机构的同类构件由定比例缩放得到。
所述四杆机构的折叠形如含羞草叶片的闭合，所述支架杆2的折叠形如含羞草枝干的弯曲。
工作原理及过程：
如图2和图3所示，折展机构由完全展开状态到半展开状态，电机驱动四杆机构的驱动杆3向支架杆2方向靠拢，带动传动杆4，进而带动连架杆5，使四杆机构实现收缩。
如图3和图4所示，折展机构由半展开状态到完全折叠状态，电机驱动支架杆2向机座1运动，支持架折叠90°时即可实现完全折叠。
Claims (7)
1.一种仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构，包括机座、可展单元和刚性铰链，其特征在于，具体结构和连接关系如下，
所述机座为仿含羞草主杆部分，机座为八边形机座，每一边均通过转动副与支架杆连接；所述可展单元包括支架杆和四杆机构，所述支架杆为仿含羞草枝干部分，支架杆一端通过转动副与机座连接，两侧通过转动副与四杆机构连接，所述四杆机构为仿含羞草叶片部分，四杆机构由驱动杆、传动杆和连架杆组成，所述驱动杆一端通过转动副与支架杆连接，另一端通过转动副与传动杆连接，所述传动杆一端通过转动副与驱动杆连接，另一端通过转动副与连架杆连接，所述连架杆一端通过转动副与传动杆连接，另一端通过转动副与支架杆连接；所述刚性铰链连接两个可展模块，两个可展模块能够绕刚性铰链的中间转动副转动。
2.根据权利要求1所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构，其特征在于，所述可展模块为多个，彼此之间通过刚性铰链连接。
3.根据权利要求1所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构，其特征在于，所述可展模块包括机座和可展单元，一个可展模块包括一个机座和八个可展单元，八个可展单元以机座为中心呈对称分布。
4.根据权利要求1所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构，其特征在于，所述机座为正八边形机座，正八边形仅是其中一种形状，机座还能够为正四边形机座、正六边形机座或其他偶数边形机座。
5.根据权利要求1所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构，其特征在于，所述支架杆是四杆机构的机架，支架杆两侧通过转动副与驱动杆和连架杆连接，驱动杆和连架杆之间连接传动杆。
6.根据权利要求1所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构，其特征在于，所述四杆机构为多组，分别排列在支架杆两侧，不同组四杆机构的同类构件由定比例缩放得到。
7.根据权利要求1所述的仿含羞草刚性铰链连接的空间折展机构，其特征在于，所述四杆机构的折叠形如含羞草叶片的闭合；所述支架杆的折叠形如含羞草枝干的弯曲。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111293403A (zh) * | 2020-02-14 | 2020-06-16 | 北京工业大学 | 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 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4155524A (en) * | 1976-11-17 | 1979-05-22 | Societe Nationale Industrielle Aerospatiale | Device for the synchronized unfolding of articulated elements carrying solar cells in a panel formed by a series of articulated elements |
| CN201598098U (zh) * | 2010-01-08 | 2010-10-06 | 铁姆肯公司 | 一种折叠式吊具 |
| CN102167165A (zh) * | 2011-04-11 | 2011-08-31 | 哈尔滨工业大学 | 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 |
| CN105564669A (zh) * | 2014-10-24 | 2016-05-11 | 塔莱斯公司 | 太空中卫星的操纵 |
| CN107146939A (zh) * | 2017-04-07 | 2017-09-08 | 中国地质大学（武汉） | 含4r耦合支链的可展连杆单元及基于此的空间可展机构 |
| 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 |
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2017
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4155524A (en) * | 1976-11-17 | 1979-05-22 | Societe Nationale Industrielle Aerospatiale | Device for the synchronized unfolding of articulated elements carrying solar cells in a panel formed by a series of articulated elements |
| CN201598098U (zh) * | 2010-01-08 | 2010-10-06 | 铁姆肯公司 | 一种折叠式吊具 |
| CN102167165A (zh) * | 2011-04-11 | 2011-08-31 | 哈尔滨工业大学 | 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 |
| CN105564669A (zh) * | 2014-10-24 | 2016-05-11 | 塔莱斯公司 | 太空中卫星的操纵 |
| CN107146939A (zh) * | 2017-04-07 | 2017-09-08 | 中国地质大学（武汉） | 含4r耦合支链的可展连杆单元及基于此的空间可展机构 |
| 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 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111293403A (zh) * | 2020-02-14 | 2020-06-16 | 北京工业大学 | 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 |
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