[发明专利]一种单自由度的可展单元及其构成的圆柱面可展机构

权利要求书

1.一种单自由度的可展单元构成的圆柱面可展机构，其特征在于：所述可展机构由一个动力可展单元（30）和若干非动力可展单元（31）组合而成；

所述动力可展单元（30）包括第一角杆（1）、第二角杆（5）、第三角杆（7）、第四角杆（9）、第一长平面杆（4）、第二长平面杆（8）、第一长圆弧杆（6）、第二长圆弧杆（10）、大滑轮（12）、第一小滑轮（14）、第二小滑轮（16）、第三小滑轮（17）、第一软钢索（2）、第二软钢索（3）、第一转轴（13）、固定轴（15）、第二转轴（18）和若干销轴（11）；

所述第一角杆（1）、第二角杆（5）、第三角杆（7）和第四角杆（9）均由两段相互垂直的平面杆段（32）和圆弧杆段（33）组合而成，其中圆弧杆段（33）一端设有凹槽结构（35），平面杆段（32）一端设有凸榫结构（34）；所述第一长平面杆（4）和第二长平面杆（8）的两端设有凹槽结构（35）；所述第一长圆弧杆（6）和第二长圆弧杆（10）的两端设有凸榫结构（34）；所述第一长平面杆（4）、第一长圆弧杆（6）、第二长平面杆（8）和第二长圆弧杆（10）分别连接第一角杆（1）与第二角杆（5）、第二角杆（5）与第三角杆（7）、第三角杆（7）与第四角杆（9）、第四角杆（9）与第一角杆（1），其中，第一角杆（1）的凸榫结构（34）通过第一转轴（13）转动结合到第一长平面杆（4）的凹槽结构（35）中，第二角杆（5）的凸榫结构（34）通过第二转轴（18）转动结合到第一长平面杆（4）的凹槽结构（35）中，其余连接方式均是各杆件的凸榫结构（34）通过所述销轴（11）转动结合到对应的凹槽结构（35）中；

所述大滑轮（12）与机架固连；所述第一小滑轮（14）安装在固定轴（15）的一端，其半径为大滑轮（12）的一半；所述固定轴（15）安装在第一长平面杆（4）端部；所述第二小滑轮（16）安装在第一转轴（13）的一端，其半径为大滑轮（12）的一半；所述第一转轴（13）与所述第一角杆（1）的平面杆段（32）固连，与所述第一长平面杆（4）转动连接；所述第三小滑轮（17）安装在第二转轴（18）的端部，其半径为大滑轮（12）的一半；所述第二转轴（18）与第二角杆（5）的平面杆段（32）固连，与所述第一长平面杆（4）转动连接；所述第一软钢索（2）绕经大滑轮（12）和第一小滑轮（14）、第二软钢索（3）绕经第二小滑轮（16）和第三小滑轮（17），形成两个传动闭环，以保证第一角杆（1）、第一长平面杆（4）和第二角杆（5）的同步转动；

所述非动力可展单元（31）包括第五角杆（19）、第六角杆（21）、第七角杆（23）、第八角杆（25）、第三长平面杆（20）、第四长平面杆（24）、第三长圆弧杆（22）、第四长圆弧杆（26）以及连接杆件之间的销轴（11）；

所述第五角杆（19）、第六角杆（21）、第七角杆（23）和第八角杆（25）均由两段相互垂直的平面杆段（32）和圆弧杆段（33）组合而成，其中圆弧杆段（33）一端设有凹槽结构（35），平面杆段（32）一端设有凸榫结构（34）；所述第三长平面杆（20）和第四长平面杆（24）的两端设有凹槽结构（35）；所述第三长圆弧杆（22）和第四长圆弧杆（26）的两端设有凸榫结构（34）；所述第三长平面杆（20）、第三长圆弧杆（22）、第四长平面杆（24）和第四长圆弧杆（26）分别连接第五角杆（19）与第六角杆（21）、第六角杆（21）与第七角杆（23）、第七角杆（23）与第八角杆（25）、第八角杆（25）与第五角杆（19），其连接方式均是各杆件的凸榫结构（34）通过所述销轴（11）转动结合到对应的凹槽结构（35）中；

所述若干个非动力可展单元（31）与一个动力可展单元（30）通过共用连杆的方式相互连接形成圆柱面可展机构；各单元连接杆件包括第一T型杆（27）、第二T型杆（29）、十字型杆（28）；所述第一T型杆（27）由上述第三长平面杆（20）与上述第五角杆（19）的圆弧杆段（33）组合而成，两部分杆段相互垂直；所述第二T型杆（29）由上述第一长圆弧杆（6）与上述第五角杆（19）的平面杆段（32）组合而成，两部分相互垂直；所述十字型杆（28）由所述第二长平面杆（8）与所述第一长圆弧杆（6）组合而成，两部分相互垂直；在连接后的可展机构中，原有的角杆替换成第一T型杆（27）、第二T型杆（29）、十字型杆（28）；

通过控制动力可展单元（30）中第一角杆（1）、第一长平面杆（4）和第二角杆（5）的相对转动，所述圆柱面可展机构即可实现单自由度；机构收纳或展开时，第一角杆（1）作为驱动杆件相对机架转动角度θ，在所述两个传动闭环作用下，第一长平面杆（4）随之反向转动角度2θ，第二角杆随之同向转动角度2θ，从而带动其余杆件完成相对转动，从而实现所述圆柱面可展机构的收纳或展开。