[发明专利]一种以六杆机构为可展单元的空间折展机构

说明书

一种以六杆机构为可展单元的空间折展机构，包括六杆机构、三自由度铰链和垫片，所述六杆机构包括八边形支座、斜边杆、滑块弹簧限位伸缩杆和滑块弹簧组合约束伸缩杆，所述垫片包括第一垫片和第二垫片，所述八边形支座通过三自由度铰链与斜边杆一端连接，斜边杆另一端通过转动副与第一垫片和滑块弹簧限位伸缩杆一端连接，滑块弹簧限位伸缩杆另一端通过转动副与第二垫片和滑块弹簧组合约束伸缩杆一端连接；滑块弹簧组合约束伸缩杆另一端通过另一个三自由度铰链与八边形支座连接。本发明经过两次折叠实现机构的空间折叠，具有折叠比大、稳定性好、可靠性高的特点。

技术领域

本发明涉及一种折展机构，特别是一种以六杆机构为可展单元的空间折展机构。

背景技术

随着航天事业的发展，为满足不同航天任务的需求，越来越多的空间可展机构应用于空间站、移动通信、对地观测和星球探测等航天任务。然而，由于运载火箭容积的限制，要求可展机构在运载发射过程中，需要有轻量化、大折叠比和高稳定性等性能，可展机构进入空间轨道后，能够展开成预定的结构形式。

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201610511971.1公布了一种剪叉式六棱柱可展单元及其组成的空间可展机构，该专利结构复杂，当可展机构进入空间轨道时，机构展开成预定的结构形式较困难。现在急需一种大折叠比、高强度、高温定型、高可靠性，且结构简单、折叠过程简单的空间折展机构。

目前，尚未见到一种同时兼具轻量化、大折叠比、高精度、高强度、高稳定性、可靠性高等特点，且空间折叠过程简单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以六杆机构为可展单元的空间折展机构，它具有轻量化、大折叠比、高精度、高强度、高稳定性、可靠性高的特点，且空间折叠过程简单。

本发明的技术方案是：一种以六杆机构为可展单元的空间折展机构，包括六杆机构、三自由度铰链和垫片，具体结构和连接方式如下：

所述六杆机构包括八边形支座、三自由度铰链、斜边杆、滑块弹簧限位伸缩杆和滑块弹簧组合约束伸缩杆，所述八边形支座有八条边，且每条边均与两个三自由度铰链固定连接，所述斜边杆一端通过转动副与第一铰链连接，另一端通过转动副与第一垫片和滑块弹簧限位伸缩杆连接，所述滑块弹簧限位伸缩杆一端通过转动副与第一垫片和斜边杆连接，另一端通过转动副与第二垫片和滑块弹簧组合约束伸缩杆连接，所述滑块弹簧组合约束伸缩杆一端通过转动副与第二垫片和滑块弹簧限位伸缩杆连接，另一端通过转动副与另一个三自由度铰链的第一铰链连接；所述三自由度铰链包括第一铰链、第二铰链和第三铰链，所述第一铰链一端通过转动副与斜边杆连接，另一端通过转动副与第二铰链连接，所述第二铰链一端通过转动副与第一铰链连接，另一端通过转动副与第三铰链连接，所述第三铰链一端通过转动副与第二铰链连接，另一端与八边形支座固定连接；所述垫片包括第一垫片和第二垫片。

所述八边形支座仅为其中一种形状，支座还能够为四边形支座、六边形支座或其他偶数边形支座。

所述滑块弹簧限位伸缩杆包括第一伸缩杆、滑块弹簧限位移动副和第一伸缩缸，所述第一伸缩杆嵌套在第一伸缩缸内，第一伸缩杆通过移动副与第一伸缩缸连接，所述滑块弹簧限位移动副包括第一弹簧和三角滑块，滑块弹簧限位移动副镶嵌在第一伸缩缸内。

所述滑块弹簧组合约束伸缩杆包括第二伸缩杆、第二弹簧和第二伸缩缸，所述第二伸缩杆嵌套在第二伸缩缸内，第二弹簧设置于第二伸缩缸内，位于第二伸缩杆和第二伸缩缸之间。

所述六杆机构的六杆分别为八边形支座、斜边杆、滑块弹簧限位伸缩杆和滑块弹簧组合约束伸缩杆，其中滑块弹簧限位伸缩杆包括第一伸缩杆和第一伸缩缸，滑块弹簧组合约束伸缩杆包括第二伸缩杆和第二伸缩缸。