[发明专利]一种单自由度无限翻转机构

说明书

一种单自由度无限翻转机构，该机构包括第一至第三反平行四边形单元(A‑a、A‑b、A‑c)，第一与第二反平行四边形单元(A‑a、A‑b)通过第二与第五杆件(A‑a‑2、A‑b‑1)的第二、第三连接关节(A‑a‑2‑3、A‑b‑1‑3)实现转动连接，第二与第三反平行四边形单元(A‑b、A‑c)通过第六与第九杆件(A‑b‑2、A‑c‑1)的第四、第五连接关节(A‑b‑2‑3、A‑c‑1‑3)实现转动连接，第三与第一反平行四边形单元(A‑c、A‑a)通过第十与第一杆件(A‑c‑2、A‑a‑1)的第六、第一连接关节(A‑c‑2‑3、A‑a‑1‑3)实现转动连接；第一至第三反平行四边形单元(A‑a、A‑b、A‑c)对应杆件长度相同，该单自由度机构可实现无限翻转，并可以折叠成一个平面。

技术领域

本发明涉及空间折展、航空航天领域，尤其涉及一种单自由度无限翻转机构。

背景技术

经典的单闭环空间6R机构--Bricard机构能够实现翻转以及折叠等功能，具有六个杆件，六个转动副，具有一个自由度。在日常生活以及航空航天中应用广泛，如中国专利CN201810223057.6公开了“一种多稳态柔顺Bricard机构及其稳态分析方法”，采用柔顺机构将多个Bricard基础单元构成一个环状封闭结构。但是柔顺机构相对刚度较差，而Bricard相邻关节异面或者角度复杂，加工制造相对复杂，故本发明保持机构为刚体机构，采用把传统Bricard机构的两个杆件及一个转动副替换为反平行四边形单元，从而把空间机构简化为平面机构的连接，该机构具有更高的刚度和更易于加工制造。得到空间机构是一种单自由度无限翻转机构，并且可以折叠成一个平面。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种单自由度无限翻转机构，可保持折叠优势的同时，通过机构的设计可以实现无限翻转、保持单自由度和折叠成一个平面。

本发明的技术方案：

该单自由度无限翻转机构包括第一至第三反平行四边形单元A-a、A-b、A-c，第一与第二反平行四边形单元A-a、A-b通过第二与第五杆件A-a-2、A-b-1的第二、第三连接关节A-a-2-3、A-b-1-3实现转动连接，第二与第三反平行四边形单元A-b、A-c通过第六与第九杆件A-b-2、A-c-1的第四、第五连接关节A-b-2-3、A-c-1-3实现转动连接，第三与第一反平行四边形单元A-c、A-a通过第十与第一杆件A-c-2、A-a-1的第六、第一连接关节A-c-2-3、A-a-1-3实现转动连接；第一至第三反平行四边形单元A-a、A-b、A-c对应杆件长度相同，该单自由度机构可实现无限翻转，并可以折叠成一个平面。

所述的第一反平行四边形单元A-a包括：第一杆件A-a-1、第二杆件A-a-2、第三杆件A-a-3、第四杆件A-a-4。

所述的第一反平行四边形单元A-a分为三层，第一层为第三杆件A-a-3,第二层为第一、第二杆件A-a-1、A-a-2，第三层为第四杆件A-a-4；第一与第二杆件A-a-1、A-a-2分别与第三与第四杆件A-a-3、A-a-4实现转动连接，第一杆件A-a-1的第一孔A-a-1-1与第四杆件A-a-4的第七孔A-a-4-1实现转动连接，第一杆件A-a-1的第二孔A-a-1-2与第三杆件A-a-3的第六孔A-a-3-2实现转动连接，第二杆件A-a-2的第三孔A-a-2-1与第三杆件A-a-3的第五孔A-a-3-1实现转动连接，第二杆件A-a-2的第四孔A-a-2-2与第四杆件A-a-4的第八孔A-a-4-2实现转动连接。

所述的第三、第四杆件A-a-3、A-a-4完全相同，其分别包括第五、第六孔A-a-3-1、A-a-3-2和第七、第八孔A-a-4-1、A-a-4-2。