一种基于双作动器对称分布式驱动的筒形可收展机构及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于双作动器对称分布式驱动的筒形可收展机构，包括大外壳、小外壳、若干杆组单元和中心筒传动装置，中心筒传动装置中安装有呈对称分布的两组直线驱动单元，分别控制大外壳和小外壳的展开和收缩。筒形机构展开时，中心筒传动装置带动杆组单元展开，大外壳片与小外壳片交替分布，共同围绕形成第一筒形外壁；筒形机构收缩时，中心筒传动装置带动杆组单元收缩，大外壳片共同围绕形成第二筒形外壁，小外壳片被收入放置于第二筒形外壁内。本发明专利技术中的筒形可收展机构结构紧凑、变形率大、易于控制、可自锁，能实现流畅、快速的往复收展动作，扩大了筒形涨缩机构的应用范围。扩大了筒形涨缩机构的应用范围。扩大了筒形涨缩机构的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双作动器对称分布式驱动的筒形可收展机构及控制方法


[0001]本专利技术涉及三维编织可收展芯模领域，具体涉及一种基于双作动器对称分布式驱动的筒形可收展机构及控制方法。

技术介绍

[0002]先进复合材料由于其高比强度、高比模量、耐烧蚀、抗疲劳以及可设计性好等优势，广泛应用于航空航天、轨道交通、汽车船舶等领域。三维编织复合材料的预制体为空间网状结构，相较于传统的二维层合板复合材料具有更好层间性能，能够适应更加苛刻、复杂的应用场景，是目前复材行业关注的重点。
[0003]编织芯模在三维编织过程中用于支撑和定位预制体，以保障三维编织织物的高精度仿形。对于回转截面预制体的编织，芯模通常采用筒形涨缩机构实现与预制体的分离。传统筒形涨缩机构变形率较低，且收展缓慢，无法保证变形精度，筒形外壳整体性较差，难以满足编织过程对芯模的需求。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对现有技术变形率较低、收展缓慢、无法保证变形精度、筒形外壳整体性较差的缺点，本专利技术提供一种基于双作动器对称分布式驱动的筒形可收展机构及控制方法。
[0005]技术方案：为解决上述问题，本专利技术采用一种基于双作动器对称分布式驱动的筒形可收展机构，包括大外壳、小外壳、若干杆组单元和中心筒传动装置；所述大外壳包括若干大外壳片，所述小外壳包括若干小外壳片；所述中心筒传动装置上设有呈圆周分布的铰接口；所述杆组单元一端与大外壳片或小外壳片铰接，另一端与中心筒传动装置铰接；所述中心筒传动装置设有两组呈对称分布的直线驱动单元，其中一组控制大外壳展开与收缩，另一组控制小外壳展开与收缩；
[0006]筒形机构展开时，中心筒传动装置带动杆组单元展开，大外壳片与小外壳片交替分布，共同围绕形成第一筒形外壁；筒形机构收缩时，中心筒传动装置带动杆组单元收缩，大外壳片共同围绕形成第二筒形外壁，小外壳片被收入放置于第二筒形外壁内。
[0007]进一步的，所述大外壳片内表面安装有大外壳底座，所述大外壳底座上设有若干铰接口，杆组单元通过铰接口与大外壳底座连接。
[0008]进一步的，所述小外壳片内表面安装有小外壳底座，所述小外壳底座上设有若干铰接口，杆组单元通过铰接口与小外壳底座连接。
[0009]进一步的，所述中心筒传动装置包括内筒和置于内筒中的直线驱动器；所述内筒包括中部内筒和位于中部内筒两侧的端部内筒，所述中部内筒和端部内筒为中空的筒形且内部连通，所述中部内筒上设有两组呈圆周分布的中部内筒铰接支座，两组中部内筒铰接支座位置交错；所述端部内筒上设有两组端部内筒铰接支座，两组端部内筒铰接支座位置
交错；所述直线驱动器包括两组呈对称分布的直线驱动单元，所述直线驱动单元包括驱动轴及驱动环，所述驱动轴安装于内筒中轴线，所述驱动环套设于驱动轴上，驱动环上设有呈圆周分布的驱动环铰接支座，两驱动环上的驱动环铰接支座呈交错分布，使大外壳与小外壳能顺利伸展与收缩。
[0010]进一步的，所述杆组单元包括若干连接杆件、驱动杆件和长杆件；所述连接杆件一端与大外壳底座或小外壳底座连接，另一端与设于内筒上的铰接支座铰接，所述驱动杆件一端与大外壳底或小外壳底座连接，另一端与设于直线驱动单元上的铰接支座铰接，所述长杆件连接若干连接杆件与驱动杆件，长杆件平行于杆组单元所连接的大外壳底座或小外壳底座。
[0011]进一步的，所述连接杆件为Y字型杆件。
[0012]进一步的，所述中部内筒表面开有若干开槽，驱动环铰接支座穿过开槽伸出中部内筒。
[0013]进一步的，所述中部内筒与端部内筒通过法兰盘连接。
[0014]进一步的，所述直线驱动单元端部与驱动设备连接，驱动筒形可收展机构的收缩和展开。
[0015]本专利技术还提供一种上述筒形可收展机构的控制方法，包括以下步骤：
[0016]S1、控制大外壳的直线驱动单元动作，驱动大外壳伸展；
[0017]S2、控制小外壳的直线驱动单元动作，驱动小外壳伸展；
[0018]S3、筒形伸展机构伸展完成并实现自锁；
[0019]S4、编织完成，解除锁定；
[0020]S5、控制小外壳的直线驱动单元动作，驱动小外壳收缩；
[0021]S6、控制大外壳的直线驱动单元动作，驱动大外壳收缩；
[0022]S7、筒形伸展机构收缩完成并实现自锁。
[0023]有益效果：本专利技术相对于现有技术，其显著优点是本专利技术筒形可收展机构结构紧凑、变形率大、承载力强、运动时序控制精准，可以实现高效的收展运动，同时其自锁性能好，保证机构的安全性及稳定性，解决了传统芯模适应性差、重复利用率低、不可拆卸以及脱模难问题。
附图说明
[0024]图1为本专利技术中筒形可收展机构整体示意图；
[0025]图2为本专利技术中筒形可收展机构收缩伸展示意图；
[0026]图3为本专利技术中筒形可收展机构中外壳结构示意图；
[0027]图4为本专利技术中筒形可收展机构中杆组单元结构示意图；
[0028]图5为本专利技术中筒形可收展机构中心传动装置结构示意图；
[0029]图6为本专利技术中筒形可收展机构中内筒结构示意图；
[0030]图7为本专利技术中筒形可收展机构中直线驱动单元示意图；
[0031]图8为本专利技术中筒形可收展机构控制方法流程图。
具体实施方式
[0032]如图1所示，本实施例中的一种基于双作动器对称分布式驱动的筒形可收展机构，包括大外壳1、小外壳2、十六个杆组单元3和中心筒传动装置4。大外壳1包括八个大外壳片11，如图3所示，大外壳片11内表面安装有大外壳底座12，大外壳底座12上设有三个铰接口；小外壳2包括八个小外壳片11，小外壳片21内表面安装有小外壳底座22，小外壳底座22上设有三个铰接口。
[0033]如图5和图6所示，中心筒传动装置4包括内筒和置于内筒中的直线驱动器，内筒包括中部内筒42和位于中部内筒42两侧的端部内筒41、43，中部内筒42和端部内筒41、43为中空的圆筒形且内部连通，中部内筒42与端部内筒41、43通过法兰盘413、421、425、431连接，端部内筒41、43未与中部内筒42连接的两侧也设有法兰盘411、433。中部内筒42中段设有两组呈圆周分布的中部内筒铰接支座423，每组包括八个中部内筒铰接支座423，两组中部内筒铰接支座423位置交错。端部内筒41、43上各设有两组端部内筒铰接支座412、432，每组包括八个端部内筒铰接支座412、432，两组端部内筒铰接支座412、432位置交错。如图5和图7所示，直线驱动器包括两组呈对称分布的直线驱动单元44、46，直线驱动单元44、46采用丝杆螺母机构，直线驱动单元包括驱动轴48、49及驱动环45、47，所述驱动轴48、49安装于内筒中轴线，所述驱动环45、47套设于驱动轴48、49上，驱动环45、47上设有呈圆周分布的驱动环铰接支座451、471，两驱动环45、47上的驱动环铰接支座451、471呈交错分布，中部内筒42上设有同样交错分布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双作动器对称分布式驱动的筒形可收展机构，其特征在于，包括大外壳、小外壳、若干杆组单元和中心筒传动装置；所述大外壳包括若干大外壳片，所述小外壳包括若干小外壳片；所述中心筒传动装置上设有呈圆周分布的铰接口；所述杆组单元一端与大外壳片或小外壳片铰接，另一端与中心筒传动装置铰接；所述中心筒传动装置设有两组呈对称分布的直线驱动单元，其中一组控制大外壳展开与收缩，另一组控制小外壳展开与收缩；筒形机构展开时，中心筒传动装置带动杆组单元展开，大外壳片与小外壳片交替分布，共同围绕形成第一筒形外壁；筒形机构收缩时，中心筒传动装置带动杆组单元收缩，大外壳片共同围绕形成第二筒形外壁，小外壳片被收入放置于第二筒形外壁内。2.根据权利要求1所述的筒形可收展机构，其特征在于，所述大外壳片内表面安装有大外壳底座，所述大外壳底座上设有若干铰接口，杆组单元通过铰接口与大外壳底座连接。3.根据权利要求2所述的筒形可收展机构，其特征在于，所述小外壳片内表面安装有小外壳底座，所述小外壳底座上设有若干铰接口，杆组单元通过铰接口与小外壳底座连接。4.根据权利要求3所述的筒形可收展机构，其特征在于，所述中心筒传动装置包括内筒和置于内筒中的直线驱动器；所述内筒包括中部内筒和位于中部内筒两侧的端部内筒，所述中部内筒和端部内筒为中空的筒形且内部连通，所述中部内筒上设有两组呈圆周分布的中部内筒铰接支座，两组中部内筒铰接支座位置交错；所述端部内筒上设有两组端部内筒铰接支座，两组端部内筒铰接支座位置交错；所述直线驱动器包括两组呈对称分布的直线驱动单元，所述直线驱动单元包括驱动轴及驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：单忠德，张俊，孙正，周征西，王尧尧，杨天政，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：