一种单自由度平面正五边形-空间三十二面体转换机构制造技术

本发明专利技术公开了一种单自由度平面正五边形

【技术实现步骤摘要】
一种单自由度平面正五边形
‑
空间三十二面体转换机构


[0001]本专利技术属于机构学应用
，特别涉及到一种单自由度平面正五边形
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空间三十二面体转换机构。

技术介绍

[0002]空间可折展机构具有从收拢状态折展成预定构态的性质，具有高刚度、高可靠性、高稳定性等优点，随着航空航天事业的发展，其应用越来越广泛。当前的可展机构的转换模式尚未被完全挖掘，如伞状可展机构只能实现一维束状构型和二维平面构型间的转换、桁架式可展机构只能实现在一维束状构型和二维平面构型间的转换、多面体可展机构只能实现三维多面体构型的缩放。然而鲜有能在二维平面构型和三维多面体构型之间转换的机构，限制了可展机构在工程中的应用。因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种单自由度平面正五边形
‑
空间三十二面体转换机构，通过连架杆进行驱动，实现转换机构在完全展开的平面正五边形构型和完全闭合的空间三十二面体构型之间连续转换，且该机构在构型转换过程中，控制简便。
[0004]本专利技术采用的技术方案为一种可实现平面正五边形/空间三十二面体转换的单自由度折展机构其特征是：包括机架，连架杆、第一连杆、I型第二连杆、II型第二连杆、连接杆、第三连杆、I型偏置连杆、II型偏置连杆、I型橡胶软垫、II型橡胶软垫；
[0005]所述机架设置有五个分支杆，相邻两分支杆之间的夹角为72度，其中每个分支杆都与连架杆铰接连接，转动副的几何中心分布在圆上；
[0006]所述连架杆设置有五个，其一端与机架的分支杆铰接连接，另外一端有两个平行的转动副，分别与第一连杆铰接连接，转动副的几何中心分布在圆上，且这两个转动副的轴线都与连杆另外一端的转动副轴线垂直；
[0007]所述第一连杆设置有十个，连杆两端的转动副的轴线相互垂直，其一端与连架杆铰接连接，另外一端与I型第二连杆或II型第二连杆铰接连接，转动副的几何中心分布在圆上；
[0008]所述I型第二连杆设置有五个，连杆两端的转动副的轴线相互垂直，其一端与第一连杆铰接连接，另外一端与II型第二连杆铰接连接，转动副的几何中心分布在圆上，且与连接杆键连接；
[0009]所述II型第二连杆设置有五个，连杆两端的转动副的轴线相互垂直，其一端与第一连杆铰接连接，另外一端与I型第二连杆铰接连接,且与I型第二连杆间隔分布；
[0010]所述连接杆设置有五个，其一端与I型第二连杆键连接，另外一端有两个相互平行的转动副，分别与第三连杆铰接连接，转动副的几何中心分布在圆上；
[0011]所述第三连杆设置有十个，连杆两端的转动副的轴线相互垂直，其一端与连接杆
铰接连接，另外一端与I型偏置连杆或II型偏置连杆铰接连接，转动副的几何中心分布在圆上；
[0012]所述I型偏置连杆设置有五个，连杆两端的转动副的轴线相互垂直，其一端与第三连杆铰接连接，另外一端的偏置转动副与II型偏置连杆的偏置转动副铰接连接，转动副的几何中心分布在圆上，且与I型橡胶软垫固定连接；
[0013]所述II型偏置连杆设置有五个，连杆两端的转动副的轴线相互垂直，其一端与第三连杆铰接连接，另外一端的偏置转动副与I型偏置连杆的偏置转动副铰接连接，且与II型橡胶软垫固定连接；
[0014]所述I型橡胶软垫设置有十个，其与I型偏置连杆固定连接；
[0015]所述II型橡胶软垫设置有五个，其与II型偏置连杆固定连接；
[0016]通过上述设计方案，本专利技术可以带来如下有益效果：一种单自由度平面正五边形
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空间三十二面体转换机构，通过任意一个连架杆进行驱动，实现转换机构在完全展开的平面正五边形构型和完全闭合的空间三十二面体构型之间连续转换，该机构整体具有较高的刚度，且在转换的过程控制方便，运动平稳。
[0017]一种单自由度平面正五边形
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空间三十二面体转换机构，该转换机构在向完全闭合的空间构型转换的过程中展现出良好的包络性，可用于特殊环境下对物体的包络抓取，并且末端的橡胶软垫可以有效缓冲冲击；该转换机构在向完全展开的平面构型转换的过程中具有较大的展开面积及规则的几何形状，可用于折展天线、可展屋顶，在太空/深海探索、大型建筑、末端抓手领域具有广阔的应用前景。
附图说明
[0018]以下结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明：
[0019]图1为本专利技术一种单自由度平面正五边形
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空间三十二面体转换机构整体结构示意图。
[0020]图2为本专利技术一种单自由度平面正五边形
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空间三十二面体转换机构的连接杆示意图
[0021]图3为本专利技术一种单自由度平面正五边形
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空间三十二面体转换机构的I型偏置连杆与II型偏置连杆结构及其连接示意图。
[0022]图4为本专利技术一种单自由度平面正五边形
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空间三十二面体转换机构完全展开成为平面正五边形构型示意图。
[0023]图5为本专利技术一种单自由度平面正五边形
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空间三十二面体转换机构完全闭合成为空间三十二面体构型示意图。
[0024]图中1
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机架，2
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连架杆、3
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第一连杆、4
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I型第二连杆、5
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II型第二连杆、6
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连接杆、7
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第三连杆、8
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I型偏置连杆、9
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II型偏置连杆、10
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I型橡胶软垫、11
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II型橡胶软垫和101支架分支杆。
具体实施方式
[0025]一种单自由度平面正五边形
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空间三十二面体转换机构，如图1、图2、图3、图4、图5，包括机架1，连架杆2、第一连杆3、I型第二连杆4、II型第二连杆5、连接杆6、第三连杆7、I
型偏置连杆8、II型偏置连杆9、I型橡胶软垫10和II型橡胶软垫11；
[0026]所述机架1设置有五个分支杆，相邻两分支杆101之间的夹角为72度，其中每个分支杆101都与连架杆2铰接连接，转动副的几何中心分布在圆C1上；
[0027]所述连架杆2有五个，其一端与机架1的分支杆101铰接连接，另外一端有两个平行的转动副，分别与第一连杆3铰接连接，转动副的几何中心分布在圆C2上，且这两个转动副的轴线都与连杆另外一端的轴线垂直；
[0028]所述第一连杆3设置有十个，连杆两端的转动副的轴线相互垂直，其一端与连架杆2铰接连接，另外一端与I型第二连杆4或II型第二连杆5铰接连接，转动副的几何中心分布在圆C3上；
[0029]所述I型第二连杆4设置有五个，连杆两端的转动副的轴线相互垂直，其一端与第一连杆3铰接连接，另外一端与II型第二连杆5铰接连接，转动副本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单自由度平面正五边形
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空间三十二面体转换机构，其特征在于，包括机架(1)、连架杆(2)、第一连杆(3)、I型第二连杆(4)、II型第二连杆(5)、连接杆(6)、第三连杆(7)、I型偏置连杆(8)、II型偏置连杆(9)、I型橡胶软垫(10)和II型橡胶软垫(11)；所述机架(1)设置五个分支杆，相邻两分支杆之间的夹角为72度，其中每个分支杆都与连架杆(2)铰接连接，转动副的几何中心分布在圆C1上；所述连架杆(2)设置有五个，其一端与机架的分支杆铰接连接，另外一端有两个平行的转动副，分别与第一连杆(3)铰接连接，转动副的几何中心分布在圆C2上，且这两个转动副的轴线都与连杆另外一端的轴线垂直；所述第一连杆(3)设置有十个，连杆两端的转动副的轴线相互垂直，其一端与连架杆(2)铰接连接，另外一端与I型第二连杆(4)或II型第二连杆(5)铰接连接，转动副的几何中心分布在圆C3上；所述I型第二连杆(4)设置有五个，连杆两端的转动副的轴线相互垂直，其一端与第一连杆(3)铰接连接，另外一端与II型第二连杆(5)铰接连接，转动副的几何中心分布在圆C4上，且与连接杆(6)键连接；所述II型第二连杆(5)设置有五个，连杆两...

【专利技术属性】
技术研发人员：左浩然，刘婧芳，刘宇飞，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：