索桿式伸展臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及的是一種可展結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]可展結(jié)構(gòu)在建筑、航天等多個(gè)領(lǐng)域都有需求和應(yīng)用。例如在航空航天領(lǐng)域，由于結(jié)構(gòu)的大型化和運(yùn)載火箭有效載荷倉(cāng)有限容積的矛盾，使得可展結(jié)構(gòu)在此領(lǐng)域得以發(fā)展，出現(xiàn)了伸展臂、可展天線、可展太陽(yáng)能帆板等新型可展結(jié)構(gòu)。
[0003]索桿形式的可展結(jié)構(gòu)較單純桿形式的可展結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量要小?？烧菇Y(jié)構(gòu)的展開(kāi)狀態(tài)一般為其工作狀態(tài)。要長(zhǎng)期保持展開(kāi)狀態(tài)，可展結(jié)構(gòu)大多都是添加鎖緊裝置或者其他構(gòu)件實(shí)現(xiàn)鎖緊；而且，伸展臂在展開(kāi)或折疊的過(guò)程中還需要各構(gòu)件同步運(yùn)動(dòng)，這也要求在鉸鏈連接處增加齒輪或者其他同步裝置等，無(wú)論是增加鎖緊裝置或者增加同步裝置，這都增加了機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度和質(zhì)量，使機(jī)構(gòu)變得笨重。因此，設(shè)計(jì)索桿形式的、依靠自身結(jié)構(gòu)鎖緊的可展結(jié)構(gòu)，即可降低機(jī)構(gòu)質(zhì)量，又可以減小機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供可以在繩索的驅(qū)動(dòng)下展開(kāi)和折疊的索桿式伸展臂。
[0005]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本實(shí)用新型索桿式伸展臂，其特征是:包括第一伸展單元，第一伸展單元包括豎向桿(BI)、第一斜向桿(B2)、第二斜向桿(B3)、第三斜向桿(B4)、第四斜向桿(B5)、第一滑輪(SLl)、第二滑輪(SL2)、第三滑輪(SL3)、第四滑輪(SL4)、第五滑輪(SL5)、第六滑輪(SL6)、第一轉(zhuǎn)動(dòng)副(Rl)、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副(R2)、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副(R3)、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副(R4)，第一斜向桿(B2)、第二斜向桿(B3)、第三斜向桿(B4)、第四斜向桿(B5)分別通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)副(Rl)、第二轉(zhuǎn)動(dòng)副(R2)、第三轉(zhuǎn)動(dòng)副(R3)、第四轉(zhuǎn)動(dòng)副(R4)與豎向桿(BI)相連，第一斜向桿(B2)、第二斜向桿(B3)、第三斜向桿(B4)、第四斜向桿(B5)的端部分別連接第一滑輪(SLl)、第二滑輪(SL2)、第五滑輪(SL5)、第六滑輪(SL6)，豎向桿(BI)的兩端分別連接第三滑輪(SL3)和第四滑輪(SL4)，第一滑輪(SLl)外側(cè)和第三滑輪(SL3)內(nèi)側(cè)之間設(shè)置第一斜向索(SI)，第三滑輪(SL3)內(nèi)側(cè)與第五滑輪(SL5)外側(cè)之間設(shè)置第二斜向索(S2)，第五滑輪(SL5)外側(cè)和第六滑輪(SL6)外側(cè)之間設(shè)置第二豎向索(S6)，第六滑輪(SL6)外側(cè)和第四滑輪(SL4)內(nèi)側(cè)之間設(shè)置第四斜向索(S4)，第四滑輪(SL4)內(nèi)側(cè)和第二滑輪(SL2)外側(cè)之間設(shè)置第三斜向索(S3)，第二滑輪(SL2)外側(cè)和第一滑輪(SLl)外側(cè)之間設(shè)置第一豎向索(S5)。
[0007]本實(shí)用新型還可以包括:
[0008]1、還包括與第一伸展單元結(jié)構(gòu)相同的第二伸展單元和第三伸展單元，第一伸展單元的第五滑輪(SL5)與第二伸展單元的第一滑輪同在一個(gè)滑輪軸上，第一伸展單元的第六滑輪(SL6)與第二伸展單元的第二滑輪同在一個(gè)滑輪軸上，第二伸展單元的第五滑輪(SLlO)與第三伸展單元的第一滑輪同在一個(gè)滑輪軸上，第二伸展單元的第六滑輪(SL9)與第三伸展單元的第二滑輪同在一個(gè)滑輪軸上，第一根索成環(huán)形，依次繞過(guò)第一伸展單元、第二伸展單元和第三伸展單元，具體纏繞方式為:從第一伸展單元的第一滑輪(SLl)外側(cè)開(kāi)始，依次繞過(guò)第一伸展單元第二滑輪(SL2)外側(cè)、第一伸展單元第四滑輪(SL4)內(nèi)側(cè)、第一伸展單元第六滑輪(SL6)外側(cè)、第二伸展單元第四滑輪(SL7)內(nèi)側(cè)、第二伸展單元第六滑輪(SL9)外側(cè)、第三伸展單元第四滑輪(SLll)內(nèi)側(cè)、第三伸展單元第六滑輪(SL13)外側(cè)、第三伸展單元第五滑輪(SL14)外側(cè)、第三伸展單元第三滑輪(SL12)內(nèi)側(cè)、第二伸展單元第五滑輪(SLlO)外側(cè)、第二伸展單元第三滑輪(SL8)內(nèi)側(cè)、第一伸展單元第五滑輪(SL5)外側(cè)、第一伸展單元第三滑輪(SL3)內(nèi)側(cè)，最終回到第一伸展單元的第一滑輪(SLl)外側(cè)，第一伸展單元的第五滑輪(SL5)和第六滑輪(SL6)之間設(shè)置第二根索，第二伸展單元的第五滑輪(SLlO)和第六滑輪(SL9)之間設(shè)置第三根索。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于:本實(shí)用新型借助于自身結(jié)構(gòu)中連接在節(jié)點(diǎn)單元上的索構(gòu)件只受拉和桿構(gòu)件只受壓的特點(diǎn)，不需要附加任何鎖緊裝置，即可使節(jié)點(diǎn)在任意時(shí)刻、任意位置受力平衡，可以實(shí)現(xiàn)任意狀態(tài)下鎖緊，使機(jī)構(gòu)更輕便、結(jié)構(gòu)更優(yōu)化。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本實(shí)用新型的伸展單元展開(kāi)狀態(tài)圖；
[0011]圖2為本實(shí)用新型的伸展單元折疊狀態(tài)圖；
[0012]圖3為本實(shí)用新型的三個(gè)伸展單元在一起的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述:
[0014]結(jié)合圖1?3，每個(gè)單元包括桿構(gòu)件、連接件、滑輪和索構(gòu)件。其中，連接件的形狀可看成由一個(gè)桿垂直穿過(guò)兩個(gè)平行桿的中心而形成的組件，該連接件的形狀并不限于此。桿構(gòu)件和連接件通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，且桿構(gòu)件的另一端各自連接一個(gè)滑輪，連接件上也有兩個(gè)滑輪；其中所構(gòu)件通過(guò)滑輪導(dǎo)向，并通過(guò)控制索構(gòu)件的長(zhǎng)度變化來(lái)控制整個(gè)伸展臂的展開(kāi)與折疊運(yùn)動(dòng)。而且，此結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)梯形組成的，當(dāng)索的長(zhǎng)度變化時(shí)，各桿受力方向處于由豎向索和斜向索組成的梯形角的對(duì)角線上，由力學(xué)平行四邊形法則知，結(jié)構(gòu)受力平衡，其形狀就會(huì)固定不變，所以，結(jié)構(gòu)的鎖緊也是通過(guò)索長(zhǎng)度的固定來(lái)實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，如果改變索的長(zhǎng)度，則該伸展臂可實(shí)現(xiàn)展開(kāi)或收縮。其中桿構(gòu)件只受壓力，索構(gòu)件只受拉力，由此結(jié)構(gòu)可知，無(wú)論該伸展臂展開(kāi)或收縮到任何時(shí)刻、任何位置都是穩(wěn)定的，這樣就避免了安裝制動(dòng)裝置的麻煩，使得結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、質(zhì)量更輕便；同時(shí)，該結(jié)構(gòu)各單元桿形成一個(gè)“菱形”結(jié)構(gòu)，這樣可以保證該伸展臂展開(kāi)或折疊時(shí)，各單元是同步運(yùn)行的。
[0015]圖1為索桿式伸展臂的可展單元的展開(kāi)狀態(tài)圖。該可展單元由6個(gè)滑輪、4個(gè)桿構(gòu)件、I個(gè)連接件組成和6根索組成。連接件BI可看做由一個(gè)桿垂直穿過(guò)兩個(gè)平行的桿組成，其中兩個(gè)平行的桿的端點(diǎn)為轉(zhuǎn)動(dòng)副，以圖1位置放置，左上角為第一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R1，逆時(shí)針?lè)较蚍謩e為第二個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R2、第三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R4、第四個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副R3 ;第一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副Rl連接第一根桿B2，第二個(gè)