一种基于分形原理的多级折展机构制造技术

本发明专利技术公开一种基于分形原理的多级折展机构，包括：驱动级杆组(1)，第一级杆组第一单元(2

【技术实现步骤摘要】
一种基于分形原理的多级折展机构


[0001]本专利技术涉及一种基于分形原理的多级折展机构，具体涉及一种采用剪叉单元的多级折展机构。

技术介绍

[0002]作为一种典型的空间折展机构，多级剪叉机构在太阳能帆板、折展天线等空间设备中广泛应用，随着航天设备以及微操作机构的飞速发展，新的需求不断涌现，对空间折展机构的设计和构造也提出了新的挑战。在可折展机构的构型综合方面，李海龙针对空间资源有限的情况设计了一种剪叉式伸缩支架；廖启征和李端玲采用剪叉机构作为基本单元，构造出单层及多层平面放缩机构，并给出由多个平行四边形组合构造平面图形放缩机构的方法。当前已有多种折展机构的构造思路和设计方法，大部分是先设计单元机构，然后将单元机构进行复制式的平面或者空间阵列排布，构造方式单一。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题：参考分形原理中分形维数的概念提供一种新的多级折展机构；提供驱动级杆组、第一级杆组、第二级杆组、第三级杆组以及挡板杆的设计方案；挡板杆在齿轮处将杆组连接，驱动级杆组与多级杆组通过有规律的连接方式，组合成多级剪叉机构；机构的级数可根据需要设计，包括但不限于三级折展机构，可以弥补复制式的平面或者空间阵列排布等设计方式的不足，逐渐减小的尺寸以及增加的级数可以为微操作机构等提供新的设计思路。
[0004]本专利技术的技术方案：一种多级折展机构，该机构包括驱动级杆组，第一级杆组第一单元，第二级杆组第一单元，第二级杆组第二单元，第三级杆组第一单元，第三级杆组第二单元，第三级杆组第三单元，第三级杆组第四单元，第一级挡板杆，第二级挡板杆，第三级挡板杆；所述的驱动级杆组与第一级杆组第一单元连接；第二级杆组第一单元与第一级杆组第一单元连接，第二级杆组第一单元和第二级杆组第二单元关于第一级杆组第一单元的对称轴呈左右对称安装；第一级杆组第一单元的上端由第一级挡板杆连接；第三级杆组第一单元与第二级杆组第一单元连接，第三级杆组第一单元和第三级杆组第二单元关于第二级杆组第一单元的对称轴呈左右对称安装，第三级杆组第三单元和第三级杆组第四单元关于第一级杆组第一单元的对称轴与第三级杆组第二单元和第三级杆组第一单元呈左右对称布置；第二级杆组第一单元的上端由第二级挡板杆连接；两个第二级挡板杆关于第一级杆组第一单元的对称轴呈左右对称布置；第三级杆组第一单元的上端由第三级挡板杆连接；第三级杆组第二单元，第三级杆组第三单元和第三级杆组第四单元上的第三级挡板杆安装方式与第三级杆组第一单元相同。
[0005]所述的驱动级杆组包括单层驱动杆件和双层驱动杆件，其中单层驱动杆件和双层驱动杆件长度相同，在各自杆件中点处转动连接。
[0006]所述的第一级杆组第一单元由第一级杆组左侧单层杆件，第一级杆组左侧双层杆
件，第一级杆组右侧单层杆件和第一级杆组右侧双层杆件组成，同侧的单层杆件与双层杆件在各自杆件中点处转动连接，第一级杆组第一单元关于其对称轴呈左右对称布置，第一级杆组内挡板杆在下端分别进行转动连接。
[0007]所述的第二级杆组第一单元由第二级杆组左侧单层杆件，第二级杆组左侧双层杆件，第二级杆组右侧单层杆件和第二级杆组右侧双层杆件组成，同侧的单层杆件与双层杆件在各自杆件中点处转动连接，第二级杆组第一单元关于其对称轴呈左右对称布置，第二级杆组内挡板杆在下端分别进行转动连接，第二级杆组第二单元与第二级杆组第一单元结构相同。
[0008]所述的第三级杆组第一单元由第三级杆组左侧单层杆件，第三级杆组左侧双层杆件，第三级杆组右侧单层杆件和第三级杆组右侧双层杆件组成，同侧的单层杆件与双层杆件在各自杆件中点处转动连接，第三级杆组第一单元关于其对称轴呈左右对称布置，第三级杆组内挡板杆在下端分别进行转动连接，第三级杆组第二单元，第三级杆组第三单元和第三级杆组第四单元与第三级杆组第一单元结构相同。
[0009]本申请的有益效果主要表现在：驱动级杆组与不同级杆组和挡板杆组合能构成所需的任意级数的多级剪叉机构，提供了一种基于分形原理的多级折展机构，可根据设计需要调整机构级数，结构明了，具有多变性，可进行批量生产。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的明显变形方式。
[0011]图1一种基于分形原理的多级折展机构的整体结构图。
[0012]图2一种基于分形原理的多级折展机构的驱动级杆组示意图。
[0013]图3一种基于分形原理的多级折展机构的第一级杆组示意图。
[0014]图4一种基于分形原理的多级折展机构的第二级杆组示意图。
[0015]图5一种基于分形原理的多级折展机构的第三级杆组示意图。
[0016]图6一种基于分形原理的多级折展机构的各级挡板杆示意图。
[0017]图7一种基于分形原理的多级折展机构的折叠与展开过程示意图。
[0018]图8一种基于分形原理的多级折展机构的n级杆组原理示意图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0020]如图1所示，基于分形原理的多级折展机构包括：驱动级杆组(1)，第一级杆组第一单元(2
‑
1)，第二级杆组第一单元(3
‑
1)，第二级杆组第二单元(3
‑
2)，第三级杆组第一单元(4
‑
1)，第三级杆组第二单元(4
‑
2)，第三级杆组第三单元(4
‑
3)，第三级杆组第四单元(4
‑
4)，第一级挡板杆(5)，第二级挡板杆(6)，第三级挡板杆(7)。
[0021]如图1所示，折展机构从驱动级杆组(1)开始自下而上连接第一级杆组第一单元(2
‑
1)，第二级杆组第一单元(3
‑
1)，第二级杆组第二单元(3
‑
2)，第三级杆组第一单元(4
‑
1)，第三级杆组第二单元(4
‑
2)，第三级杆组第三单元(4
‑
3)和第三级杆组第四单元(4
‑
4)，其中用第一级挡板杆(5)，第二级挡板杆(6)，第三级挡板杆(7)进行固定。
[0022]如图2所示，驱动级杆组(1)包括单层驱动杆件(1
‑
S)和双层驱动杆件(1
‑
D)，其中单层驱动杆件(1
‑
S)和双层驱动杆件(1
‑
D)长度相同，在各自杆件中点处转动连接。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分形原理的多级折展机构，包括：驱动级杆组(1)，第一级杆组第一单元(2
‑
1)，第二级杆组第一单元(3
‑
1)，第二级杆组第二单元(3
‑
2)，第三级杆组第一单元(4
‑
1)，第三级杆组第二单元(4
‑
2)，第三级杆组第三单元(4
‑
3)，第三级杆组第四单元(4
‑
4)，第一级挡板杆(5)，第二级挡板杆(6)，第三级挡板杆(7)；所述的驱动级杆组(1)的A端与第一级杆组第一单元(2
‑
1)的E端转动连接，驱动级杆组(1)的B端与第一级杆组第一单元(2
‑
1)的F端转动连接；第二级杆组第一单元(3
‑
1)的E端与第一级杆组第一单元(2
‑
1)的A端转动连接，第二级杆组第一单元(3
‑
1)的F端与第一级杆组第一单元(2
‑
1)的B端转动连接，第二级杆组第一单元(3
‑
1)和第二级杆组第二单元(3
‑
2)关于第一级杆组第一单元(2
‑
1)的第一对称轴(2
‑
mid)轴对称安装；第一级挡板杆(5)分别将第一级杆组第一单元(2
‑
1)的B端和第二级杆组第一单元(3
‑
1)的F端转动连接，将第一级杆组(2
‑
1)的C端和第二级杆组第二单元(3
‑
2)的E端连接，第一级挡板杆(5)共1个；第三级杆组第一单元(4
‑
1)的E端与第二级杆组第一单元(3
‑
1)的A端转动连接，第三级杆组第一单元(4
‑
1)的F端与第二级杆组第一单元(3
‑
1)的B端转动连接，第三级杆组第一单元(4
‑
1)和第三级杆组第二单元(4
‑
2)关于第二级杆组第一单元(3
‑
1)的第二对称轴(3
‑1‑
mid)轴对称安装，第三级杆组第四单元(4
‑
4)和第三级杆组第三单元(4
‑
3)关于第一级杆组第一单元(2
‑
1)的第一对称轴(2
‑
mid)与第三级杆组第一单元(4
‑
1)和第三级杆组第二单元(4
‑
2)轴对称布置；第二级挡板杆(6)分别将第二级杆组第一单元(3
‑
1)的B端与第三级杆组第一单元(4
‑
1)的F端转动连接，将第二级杆组第一单元(3
‑
1)的C端和第三级杆组第二单元(4
‑
2)的E端转动连接；两个第二级挡板杆(6)关于第一级杆组第一单元(2
‑
1)的第一对称轴(2
‑
mid)轴对称安装，第二级挡板杆(6)共2个；第三级挡板杆(7)分别与第三级杆组第一单元(4
‑
1)的B端转动连接，与第三级杆组第一单元(4
‑
1)的C端转动连接，第三级杆组第二单元(4
‑
2)，第三级杆组第三单元(4
‑
3)和第三级杆组第四单元(4
‑
4)上的第三级挡板杆(7)安装方式与第三级杆组第一单元(4
‑
1)相同，第三级挡板杆(7)共4个。2.根据权利要求1所述的一种多级折展机构，其特征在于：所述的驱动级杆组(1)包括单层驱动杆件(1
‑
S)和双层驱动杆件(1
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D)，其中单层驱动杆件(1
‑
S)和双层驱动杆件(1
‑
D)长度相同，在各自杆件中点处转动连接；所述的第一级杆组第一单元(2
‑
1)由第一级杆组左侧单层杆件(2
‑
L...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锐明，时逢君，张硕，张宪宏，李晔卓，姚燕安，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：