[发明专利]一种基于双稳态三角圆柱形折纸结构的恒扭矩输出装置

权利要求书

1.一种基于双稳态三角圆柱形折纸结构的恒扭矩输出装置，其特征在于，包括：外壳体(1)、正刚度机构(2)、双稳态三角圆柱形折纸机构(3)和驱动机构(4)；

所述外壳体(1)包括底座(11)、侧壁(12)和上圈座(13)；所述侧壁(12)底端与所述底座(11)固定连接，所述侧壁(12)顶端与所述上圈座(13)转动连接；所述底座(11)的上表面固定有多根导杆(14)，多根所述导杆(14)围绕所述底座(11)的中心环绕布置；多根所述导杆(14)上滑动连接有下端盖(15)；

所述正刚度机构(2)包括上端盖(21)和正刚度柔顺梁(22)；所述上端盖(21)对应布置在所述下端盖(15)上方；所述正刚度柔顺梁(22)的数量为多个，且均匀布置在所述上端盖(21)的四周；所述正刚度柔顺梁(22)一端与所述上端盖(21)的边沿固定，另一端与所述上圈座(13)的内侧壁固定；

所述双稳态三角圆柱形折纸机构(3)的两端分别与所述下端盖(15)和上端盖(21)连接；所述双稳态三角圆柱形折纸机构(3)包括三层圆柱型折纸筒(31)和两个六边形环(32)；每两个相邻的所述圆柱型折纸筒(31)通过所述六边形环(32)连接；每层所述圆柱型折纸筒(31)包括六组铰链单元(311)；每组所述铰链单元(311)包括两个三角形板(3111)；两块所述三角形板(3111)通过第一软弹性铰链(3112)连接形成平行四边形；两个所述三角形板(3111)分别具有第二软弹性铰链(3113)，所述第二软弹性铰链(3113)用于将三层所述圆柱型折纸筒(31)连接成型，并与所述上端盖(21)和下端盖(15)连接；

所述驱动机构(4)用于带动所述下端盖(15)沿着所述导杆(14)上下运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于双稳态三角圆柱形折纸结构的恒扭矩输出装置，其特征在于，所述三角形板(3111)的材质为ABS塑料或PLA塑料或建筑用纸。

3.根据权利要求1所述的一种基于双稳态三角圆柱形折纸结构的恒扭矩输出装置，其特征在于，所述第一软弹性铰链(3112)和第二软弹性铰链(3113)均为“Z”型结构。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种基于双稳态三角圆柱形折纸结构的恒扭矩输出装置，其特征在于，所述上端盖(21)的下表面具有与所述第二软弹性铰链(3113)连接的上六边形安装架(23)；所述下端盖(15)的上表面具有与所述第二软弹性铰链(3113)连接的下六边形安装架(16)。

5.根据权利要求1所述的一种基于双稳态三角圆柱形折纸结构的恒扭矩输出装置，其特征在于，所述驱动机构(4)包括齿条(41)、电机(42)和齿轮(43)；所述齿条(41)底端固定在所述底座(11)的中心，且向上穿过所述下端盖(15)和双稳态三角圆柱形折纸机构(3)的空心腔体，所述齿条(41)顶端穿过所述上端盖(21)；所述电机(42)固定在所述下端盖(15)的下表面上；所述齿轮(43)与所述电机(42)的动力输出轴连接，且与所述齿条(41)啮合。

6.根据权利要求5所述的一种基于双稳态三角圆柱形折纸结构的恒扭矩输出装置，其特征在于，所述下端盖(15)的中心开设有用于所述齿条(41)穿过的齿条通过孔(151)，所述下端盖(15)开设有用于与所述导杆(14)滑动连接的导杆滑动孔(152)。

7.根据权利要求5所述的一种基于双稳态三角圆柱形折纸结构的恒扭矩输出装置，其特征在于，所述上端盖(21)的中心开设有用于所述齿条(41)穿过的齿条避让孔(211)。

8.根据权利要求1所述的一种基于双稳态三角圆柱形折纸结构的恒扭矩输出装置，其特征在于，所述正刚度柔顺梁(22)为直梁或者曲梁。

9.根据权利要求1所述的一种基于双稳态三角圆柱形折纸结构的恒扭矩输出装置，其特征在于，所述侧壁(12)为镂空结构。