一种立方体可展单元及其构成的空间可展机构制造技术

一种立方体可展单元及其构成的空间可展机构，它涉及机构学技术领域。本发明专利技术解决了现有的空间可展机构存在驱动复杂，不易控制，质量重，稳定性低，空间折展比小，制造困难并且成本高的问题。本发明专利技术的立方体可展单元完全展开时，驱动机构位于空间正方体的一条对角线上，驱动机构所在平面的空间正方体的四个顶点上分别设有第二连接块、第四连接块、第五连接块和第三连接块，其余四个顶点上分别设有四个第一连接块；驱动机构两端分别与第二连接块和第五连接块铰接；空间正方体中平行布置的四条棱上分别设有与对应连接块铰接的四个第一连杆机构，其余八条棱上分别设有与对应的连接块铰接的八个第二连杆机构。本发明专利技术用于提高空间可展机构的折展比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机构学，具体涉及一种立方体可展单元及其构成的空间可展机构。

技术介绍

1、可展与折叠结构是一类可以自由地大尺度改变几何构形的结构。它们可以从体积较小的闭合或者收缩状态变换到开启或者展开状态。相对于传统结构而言，可展与折叠结构具有建造速度快、施工方便等优点，而且便于运输和存储可反复使用。可展机构在20世纪60年代被提出，在航天、土木、建筑等领域被广泛应用。在建筑工程领域，装配式建筑的应用日益广泛，其中开合屋盖是在建筑理念中引入可展结构的结果，是现代建筑的一个主要发展趋势，利用可展结构设计的开合屋盖可极大改善场馆的使用环境，采用日光照明和自然通风，缩短室内照明时间和空调使用时间，减少气候条件的影响，提高建筑利用率，节能环保。经过国内外学者多年的发展研究，可展结构方面的研究工作已有长足进步，然而目前针对新型可展与折叠结构的可开合屋盖结构的研究多集中于几何方面，且几何方面也主要注重几何构型，对力学性能研究涉及较少。

2、目前缺少一项驱动少，易控制，轻量化，稳定性高，空间折叠比大，制造简单并且成本较低的空间可展机构设计，针对上述设计中存在的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种立方体可展单元，其特征在于：所述立方体可展单元包括第二连接块(7)、第三连接块(8)、第四连接块(9)、第五连接块(10)、驱动机构、四个第一连接块(6)、四个第一连杆机构和八个第二连杆机构；所述立方体可展单元完全展开状态为空间正方体，所述立方体可展单元半折展状态为正方形平面；所述立方体可展单元完全折展状态为一字型结构；当立方体可展单元完全展开时，驱动机构位于空间正方体的一条对角线上，驱动机构所在平面的空间正方体的四个顶点上以驱动机构顶端为起点沿顺时针方向依次设有第二连接块(7)、第四连接块(9)、第五连接块(10)和第三连接块(8)，空间正方体的其余四个顶点上分别设有四个第一连...

【技术特征摘要】

1.一种立方体可展单元，其特征在于：所述立方体可展单元包括第二连接块(7)、第三连接块(8)、第四连接块(9)、第五连接块(10)、驱动机构、四个第一连接块(6)、四个第一连杆机构和八个第二连杆机构；所述立方体可展单元完全展开状态为空间正方体，所述立方体可展单元半折展状态为正方形平面；所述立方体可展单元完全折展状态为一字型结构；当立方体可展单元完全展开时，驱动机构位于空间正方体的一条对角线上，驱动机构所在平面的空间正方体的四个顶点上以驱动机构顶端为起点沿顺时针方向依次设有第二连接块(7)、第四连接块(9)、第五连接块(10)和第三连接块(8)，空间正方体的其余四个顶点上分别设有四个第一连接块(6)；驱动机构上端与第二连接块(7)铰接，驱动机构下端与第五连接块(10)铰接；空间正方体中平行布置的四条棱上分别设有四个第一连杆机构，每个第一连杆机构两端分别与对应的第一连接块(6)、第二连接块(7)、第三连接块(8)、第四连接块(9)或第五连接块(10)铰接；空间正方体中其余八条棱上分别设有八个第二连杆机构，每个第二连杆机构两端分别与对应的第一连接块(6)、第二连接块(7)、第三连接块(8)、第四连接块(9)和/或第五连接块(10)铰接。

2.根据权利要求1所述的立方体可展单元，其特征在于：每个第一连杆机构包括第三连接杆(3)和两个第四连接杆(4)，第三连接杆(3)两端分别与两个第四连接杆(4)一端铰接；每个第二连杆机构包括第一连接杆(1)和第二连接杆(2)，第一连接杆(1)一端与第二连接杆(2)一端铰接，第一连接杆(1)另一端与对应的第一连接块(6)、第二连接块(7)、第三连接块(8)、第四连接块(9)和/或第五连接块(10)铰接；第二连接杆(2)另一端与对应的第一连接块(6)、第二连接块(7)、第三连接块(8)、第四连接块(9)和/或第五连接块(10)铰接。

3.根据权利要求2所述的立方体可展单元，其特征在于：驱动机构包括驱动杆(5)、第一万向节(11-1)和第二万向节(11-2)，驱动杆(5)顶部的伸出端通过第一万向节(11-1)与第二连接块(7)铰接，驱动杆(5)底部通过第二万向节(11-2)与第五连接块(10)铰接。

4.一种空间可展机构，其特征在于：所述空间可展机构由若干个权利要求1-3任意一项权利要求所述的立方体可展单元构成，所述若干个立方体可展单元分别沿横向和纵向阵列排布形成空间网架，每相邻两个立方体可展单元之间对应的四组连接块均采用刚性连接；所述空间可展机构完全展开状态为空间长方体；所述空间可展机构半折展状态为长方体平面；所述空间可展机构完全折展状态为一字型结构。

5.一种立方体可展单元，其特征在于：立方体可展单元包括第二连接块(7)、第三连接块(8)、第四连接块(9)、第五连接块(10)、第五连接杆(1-2)、第六连接杆(2-2)、驱动机构、两个第七连接杆(3-2)、第五连杆机构、两个第三连杆机构、两个第四连杆机构、四个第六连接块(6-2)和七个第六连杆机构，所述立方体可展单元完全展开状态为空间正方体；所述立方体可展单元半折展状态为空间正三棱柱；所述立方体可展单元完全折展状态为三角形平面；当立方体可展单元完全展开时，驱动机构位于空间正方体的一条对角线上，驱动机构所在平面的空间正方体的四个顶点上以驱动机构顶端为起点沿顺时针方向依次设有第二连接块(7)、第四连接块(9)、第五连接块(10)和第三连接块(8)，空间正方体的其余四个顶点上分别设有四个第六连接块(6-2)；驱动机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旸，祗天悦，郭海博，张睿南，于洪健，董宇，李雪顺，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：