[发明专利]一种大空间十连杆两构态变胞机构

说明书

技术领域

本发明涉及机构学领域，特别是一种大空间十连杆两构态变胞机构。

背景技术

变胞机构是近年来学者提出的重要概念，是能够变自由度或能够变构件数目的新型机构，这类机构除了具有类似可展的高度收缩和高度可展外，还能够改变拓扑图并导致变自由度，具有多功能阶段变化、多拓扑结构变化、多自由度变化等特征，能够根据功能需求或环境等变化，适应不同任务，灵活应用于不同场合。变胞机构的设计研究目前虽取得了一些成果，但仍欠缺结构构型设计的突破。

目前，尚未见到一种兼具稳定输出和柔性化、大工作空间、实现两种构态变换的一种大空间十连杆两构态变胞机构的创新发明设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种大空间十连杆两构态变胞机构，它兼具稳定输出和柔性化、大工作空间、实现两种构态变换功能。

本发明的技术方案是：一种大空间十连杆两构态变胞机构，包括机架、输入臂、传动臂、工作臂和铰链，具体结构和连接关系为：

所述输入臂包括第五连杆、第三连杆和第一连杆，所述第五连杆一端通过第十二铰链与机架连接，另一端通过第十一铰链与第六连杆连接，所述第三连杆一端通过第六铰链与机架连接，另一端通过第四铰链与第四连杆连接，所述第一连杆一端通过第五铰链与机架连接，另一端通过第三铰链与第七连杆连接；所述传动臂包括第六连杆、第四连杆、第二连杆、第八连杆和第七连杆，所述第六连杆一端通过第十一铰链与第五连杆连接，另一端通过第九铰链与第八连杆连接，所述第四连杆一端通过第四铰链与第三连杆连接，另一端通过第一铰链与工作臂连接，所述第二连杆一端通过第三铰链与第一连杆连接，另一端通过第二铰链与第七连杆连接，所述第八连杆一端通过第七铰链与机架连接，中部通过第九铰链与第六连杆连接，另一端通过第八铰链与第七连杆连接，所述第七连杆一端通过第二铰链与第二连杆连接，中部通过第八铰链与第八连杆连接，另一端通过第十铰链与工作臂连接；所述工作臂一端通过第一铰链与第四连杆连接，中部通过第十铰链与第七连杆连接；所述铰链包括第一铰链、第二铰链、第三铰链、第四铰链、第五铰链、第六铰链、第七铰链、第八铰链、第九铰链、第十铰链、第十一铰链和第十二铰链。

所述第一铰链和第十铰链间的轴心距离与第一铰链和第四铰链间的轴心距离之和大于等于第二铰链和第十铰链间的轴心距离。

本发明的优点在于：

1.工作过程中，能够实现两种构态变换，具有较大柔性。

2.能够灵活变胞，灵活改变工作空间，在两自由度构态工作时，能够以实现七连杆两自由度和十连杆两自由度工作，有效地增大了其工作空间，能够广泛应用于生产制造业、航空航天和医疗保健等各类工程领域。

附图说明

图1为本发明所述的一种大空间十连杆两构态变胞机构的结构示意图。

图2为本发明所述的一种大空间十连杆两构态变胞机构的八连杆单自由度时结构状态图。

图3为本发明所述的一种大空间十连杆两构态变胞机构的十连杆两自由度时结构状态图。

图4为本发明所述的一种大空间十连杆两构态变胞机构的七连杆两自由度时结构状态图。

图中标记为：1、第一铰链；2、第四连杆；3、第二铰链；4、第七连杆；5、第二连杆；6、第三铰链；7、第一连杆；8、第四铰链；9、第三连杆；10、第五铰链；11、第六铰链；12、第八连杆；13、第七铰链；14、第八铰链；15、工作臂；16、第九铰链；17、第六连杆；18、第十铰链；19、第十一铰链；20、第五连杆；21、第十二铰链；22、机架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。

如图1所示，本发明所述的一种大空间十连杆两构态变胞机构，包括机架22、输入臂、传动臂、工作臂15和铰链，具体结构和连接关系为：