本技术涉及一种单自由度可伸缩管状结构,采用四个球面四连杆机构设计,包含八个面:第一面至第八面。这八个面分为两组,第一至第四面构成第一棱柱,第五至第八面构成第二棱柱,后者位于前者下方。第二棱柱顶部与第一棱柱底部相连,形成空间四边形。该结构能够实现空间与空间、平面与平面或空间与平面结构之间的转换,并在某些情况下完全折叠或展开。结构自由度为1,便于通过单一驱动实现折叠与展开,结构简单,易于安装使用,运动稳定可靠。
背景技术
管状结构因其中空轻质的特点,在航空航天、建筑结构、艺术品和日常生活中得到了广泛地应用,但由于其占用空间大、不变运输等特点,往往只能用于固定场合,制约了其在诸多领域的使用。
空间可折展结构是随航天科技的发展而诞生的一种新型结构,它在发射过程中处于折叠收纳状态,体积容量较小;入轨后,可折展结构可按设计展开成较大的运营工作状态;返回或回收时,该结构可再次折叠收拢进入飞船。采用过约束机构为基本单元的空间可展结构有着高刚性,制造简单,成本低,可靠性高等优势。
现有的空间可折展结构主要涉及平面或曲面上的折展,如太阳能帆板、卫星天线,而涉及体积方面的折展机构主要采用非刚性变形得到,变形过程不利于控制且不易重复操作,现有采用刚性变形的体状可展结构要么结构复杂,如C.M.Gosselin和D.Gagnon-Lachance在2006年提出的用正多边形机构驱动的可折展多面体结构;要么不能实现完全折叠,如Kiper and在2009年提出的可折展多面体。所以,体状可展结构目前应用还比较少,并且存在不能完全折叠和折叠展开比例不大等不足。
实现思路