[发明专利]剪叉式空间伸展臂机构

摘要

本发明公开了一种剪叉式空间伸展臂机构。本发明包括结构相同的第一、二剪叉单元部件、驱动部件、顶部支撑部件、结构均相同的四个第一纵向支撑部件和四个第二纵向支撑部件；顶部支撑部件依次经第二剪叉单元部件、第一剪叉单元部件装在驱动部件上，第一、二纵向支撑部件分别装在第一、二剪叉单元部件四侧。本发明采用双凸轮组合设计，通过阶梯形圆柱凸轮上的双凸轮廓线，实现空间伸展臂纵、横向刚性锁定，保证展开后伸展臂的稳定状态为刚性桁架结构。本发明折展比大、结构紧凑、对称性好，通过单一动力源输入同时实现伸展臂的折展与锁解功能，确保了折展精度，适用于可折展机构领域。

主权项

一种剪叉式空间伸展臂机构，其特征在于：包括第一剪叉单元部件、第二剪叉单元部件、驱动部件、顶部支撑部件、四个第一纵向支撑部件和四个第二纵向支撑部件；第一剪叉单元部件与第二剪叉单元部件结构相同，四个第一纵向支撑部件和四个第二纵向支撑部件结构均相同；驱动部件：包括底板（1），阶梯形圆柱凸轮（2），四个相同的移动滑块座（3、8、10、12），四个相同的移动滑块（4、7、9、11），支撑架（5）和锁定滑板（6）；阶梯形圆柱凸轮（2）安装在正方形底板（1）的下端，阶梯形圆柱凸轮（2）小端圆柱穿过正方形底板（1）的中心孔后形成转动配合，阶梯形圆柱凸轮（2）大端面上均布开有四个相同的驱动曲线槽，驱动曲线槽半径从小变大并首尾交错，阶梯形圆柱凸轮（2）小端圆柱侧面均布开有三个相同的螺旋上升的锁定曲线槽；正方形底板（1）四角上均开有沿对角线方向的导向槽，四个工字形移动滑块座（3、8、10、12）分别固定在正方形底板（1）各自导向槽上，四个工字形移动滑块座（3、8、10、12）的轴线与正方形底板（1）上各自的导向槽对应平行，四个工字形移动滑块座（3、8、10、12）的轴上均套有移动滑块，四个移动滑块（4、7、9、11）的上端两侧垂直并开有通孔，四个移动滑块（4、7、9、11）的下端分别穿过正方形底板（1）的各自导向槽后安装在阶梯形圆柱凸轮（2）大端面的各自驱动曲线槽中；支撑架（5）下端沿圆周均布的四个圆柱轴穿过四片花瓣形的锁定滑板（6）后固定在底板（1）中心上，锁定滑板（6）内侧面均布设有的三个圆柱销分别安装在阶梯形圆柱凸轮（2）小端圆柱侧面的各自锁定曲线槽中，四个工字形移动滑块座（3、8、10、12）一端位于锁定滑板（6）的四片花瓣之间；第一剪叉单元部件：包括四根相同的直角横杆（21、22、23、24）和八根相同的剪杆（13、14、15、16、17、18、19、20），每根直角横杆的一端为凸榫，另一端为凹榫，四根直角横杆（21、22、23、24）通过凸榫和凹榫首尾相连接形成正方形框架，八根剪杆每两根为一组中部相互铰接形成四个X形剪叉铰，每个X形剪叉铰的两端铰接在正方形框架的一边内侧壁上；顶部支撑部件：包括八根相同的顶板剪杆（25、26、27、28、29、30、31、32）、四个相同的顶板支撑座（33、34、35、36）和顶板（37）；正方形的顶板下端面每边中部分别固定有工字形的顶板支撑座（33、34、35、36），每个顶板支撑座的轴线均垂直于各自对应的正方形顶板的侧面，第一、二顶板剪杆（25、26）的一端与第一顶板支撑座（33）轴铰接，第三、四顶板剪杆（27、28）的一端与第二顶板支撑座（34）轴铰接，第五、六顶板剪杆（29、30）的一端与第三顶板支撑座（35）轴铰接，第七、八顶板剪杆（31、32）的一端与第四顶板支撑座（36）轴铰接；第一纵向支撑部件：包括圆柱长销（39）、长销套（41）、纵杆（40）和副杆（38）；纵杆（40）孔内设有小孔，呈阶梯形的圆柱长销（39）小端依次穿过纵杆（40）的小孔、弹簧后与长销套（41）紧固连接，副杆（38）的一端铰接在纵杆（40）外侧上；第一剪叉单元部件中四个X形剪叉铰的另外两端分别交叉铰接在四个移动滑块（4、7、9、11）两侧的通孔上，第二剪叉单元部件中四个X形剪叉铰的另外两端分别铰接在第一剪叉单元部件中正方形框架的各自内侧壁上，顶部支撑部件中第一、二顶板剪杆（25、26）另一端、第三、四顶板剪杆（27、28）另一端、第五、六顶板剪杆（29、30）另一端、第七、八顶板剪杆（31、32）另一端分别铰接在第二剪叉单元部件中正方形框架的四边内侧壁上；四个第一纵向支撑部件中的四个纵杆（40）分别铰接在第一剪叉单元部件中各自对应的直角横杆上，四个第一纵向支撑部件中的四个副杆（38）另一端分别铰接在第一剪叉单元部件中各自对应的直角横杆上；四个第二纵向支撑部件中的四个纵杆（40）分别铰接在第二剪叉单元部件中各自对应的直角横杆上，四个第二纵向支撑部件中的四个副杆（38）另一端分别铰接在第二剪叉单元部件中各自对应的直角横杆上。