[实用新型]一种多自由度拼装桁架结构体系

说明书

本实用新型属于拼装结构技术领域，具体为一种多自由度拼装桁架结构体系。本实用新型拼装桁架结构体系共有5个组件：阳接头、阴接头、连接杆、转换填充块和5°转换填充块；各组件的基本组合与连接关系为：阳接头，阴接头，连接杆可通过“米”字形凹槽、“米”字形凸起、“一”字形凸起自由组合形成特定结构，转换填充块、5°转换填充块可将凹槽填充为凸起。本实用新型结构体系组件结构简单而变化形式丰富，既能满足直接的拼装又能实现多样复杂的构型变化。

技术领域

本实用新型属于拼装结构技术领域，具体涉及一种多自由度拼装桁架结构体系。

背景技术

桁架拼装结构因其具有质轻、拆装灵活、承载力和稳定性好等优点在现代工业和生活中广泛存在。力学性能优异的拼装结构能够实现多功能等优势，例如建筑行业中的榫卯结构不但能承受较大的载荷，还能产生一定程度的变形从而实现吸能抗震的效果；机械行业中存在多种多样的拼装结构，可实现传动和紧固等控制效果；航模、教具、玩具行业中，可通过拼装结构设计出美观而多变的构型。

一种优良的拼装结构体系，不仅提供一种拼装方式，更能带来整体结构的革新、设计思路的改变和前所未有的功能，能够给多个行业带来启发。现有的拼装结构分工分明，但通用性不够强，例如常见的螺纹连接，稳定性好却无法灵活变动方向；万向节虽然可以灵活改变方向，却在需要固定时缺乏足够的稳定性。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型的目的在于提出一种兼顾稳定性与灵活性的多自由度拼装桁架结构体系，该结构体系组件结构简单而变化形式丰富，既能满足直接的拼装又能实现多样复杂的构型变化。

本实用新型设计的多自由度拼装桁架结构体系，共有5个组件，分别为：阳接头1，阴接头2，连接杆3，转换填充块4，5°转换填充块5；

所述阳接头1，是等腰直角三角形的三角柱体，其两个垂直方面中央有“米”字形凹槽， 两个三角面有半个“米”字形凹槽，其斜方面有“米”字形凸起，即阳接头，为减小拼装阻碍，将三角柱各个尖角切成圆角。如图2所示。

一般地，三角形等腰两边长10mm,柱高10mm，“米”字形凸起高度以及凹槽深度为1.5mm，每支分支宽1.2mm，长6mm。

所述阴接头2，是等腰直角三角形的三角柱体，其两个垂直方面中央有“米”字形凹槽， 两个三角面有半个“米”字形凹槽，其斜方面有“米”字形凹槽，即阴接头，为减小拼装阻碍，将三角柱各个尖角切成圆角。如图3所示。

一般地，三角形等腰两边长10mm,柱高10mm，“米”字形凹槽高1.5mm，每支分支宽1.2mm，长6mm。

所述连接杆3，为一圆形杆，圆形杆的两个端面分别设有“一”字形凸起。如图4所示。

一般地，圆形杆的长度为30mm，直径为8mm；

所述转换填充块4，是一个“米”字形凸起块（相当于一个八齿轮柱体，八个齿为形状相同的长方体，相邻两齿面的夹角为45 度），其尺寸与阳接头1、阴接头2中的“米”字形凹槽和“米”字形凸起相同。如图5所示。

一般地, 转换填充块4的高3mm，每支分支（即单个齿体）宽1.2mm，长6mm。

所述5°转换填充块5，即两个“米”字形凸起块（即两个高度一半的转换填充块4）中心同轴并错开5°连接而成，其尺寸与阳接头1、阴接头2中的“米”字形凹槽凸起相同。如图6所示。

一般地, 两个“米”字形均高1.5mm，每支分支宽1.2mm，长6mm。

本实用新型中，所述连接杆3两端的“一”字形凸起与其余部件中的“米”字形凹槽中凹槽尺寸匹配，即“一”字形凸起正好嵌入凹槽中，形成紧密配合搭接。