專利名稱：一種剪叉式空間伸展臂機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空間伸展臂機(jī)構(gòu)，尤其是涉及一種剪叉式空間伸展臂機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
空間伸展臂機(jī)構(gòu)是空間可折展機(jī)構(gòu)的重要組成部分，在各類探測活動中主要用于展開柔性太陽能帆板、支撐可展天線、合成孔徑雷達(dá)、太空望遠(yuǎn)鏡等，或作為重力梯度桿、磁強(qiáng)針等結(jié)構(gòu)及分離電子設(shè)備以減少相互間的干擾，在空間探測任務(wù)中具有重要作用?，F(xiàn)有的空間伸展臂通常采用繩索預(yù)緊式柔性鎖定和扭簧彈簧式彈性鎖定，并且缺少縱向剛性支撐及鎖定，可靠性低，剛度差。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型設(shè)計一種剪叉式空間伸展臂機(jī)構(gòu)，非工作時處于折疊鎖定狀態(tài)，工作時伸展臂攜帶有效載荷實(shí)現(xiàn)解鎖展開，將有效載荷展開·支撐至指定的工作位置后，實(shí)現(xiàn)展開鎖定。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下包括第一剪叉單元部件、第二剪叉單元部件、驅(qū)動部件、頂部支撐部件、四個第一縱向支撐部件和四個第二縱向支撐部件；第一剪叉單元部件與第二剪叉單元部件結(jié)構(gòu)相同，四個第一縱向支撐部件和四個第二縱向支撐部件結(jié)構(gòu)均相同；驅(qū)動部件包括底板，階梯形圓柱凸輪，四個相同的移動滑塊座，四個相同的移動滑塊，支撐架和鎖定滑板；階梯形圓柱凸輪安裝在正方形底板的下端，階梯形圓柱凸輪小端圓柱穿過正方形底板的中心孔后形成轉(zhuǎn)動配合，階梯形圓柱凸輪大端面上均布開有四個相同的驅(qū)動曲線槽，驅(qū)動曲線槽半徑從小變大并首尾交錯，階梯形圓柱凸輪小端圓柱側(cè)面均布開有三個相同的螺旋上升的鎖定曲線槽；正方形底板四角上均開有沿對角線方向的導(dǎo)向槽，四個工字形移動滑塊座分別固定在正方形底板各自導(dǎo)向槽上，四個工字形移動滑塊座的軸線與正方形底板上各自的導(dǎo)向槽對應(yīng)平行，四個工字形移動滑塊座的軸上均套有移動滑塊，四個移動滑塊的上端兩側(cè)垂直并開有通孔，四個移動滑塊的下端分別穿過正方形底板的各自導(dǎo)向槽后安裝在階梯形圓柱凸輪大端面的各自驅(qū)動曲線槽中；支撐架下端沿圓周均布的四個圓柱軸穿過四片花瓣形的鎖定滑板后固定在底板中心上，鎖定滑板內(nèi)側(cè)面均布設(shè)有的三個圓柱銷分別安裝在階梯形圓柱凸輪小端圓柱側(cè)面的各自鎖定曲線槽中，四個工字形移動滑塊座一端位于鎖定滑板的四片花瓣之間。第一剪叉單元部件包括四根相同的直角橫桿和八根相同的剪桿，每根直角橫桿的一端為凸榫，另一端為凹榫，四根直角橫桿通過凸榫和凹榫首尾相連接形成正方形框架，八根剪桿每兩根為一組中部相互鉸接形成四個X形剪叉鉸，每個X形剪叉鉸的兩端鉸接在正方形框架的一邊內(nèi)側(cè)壁上；頂部支撐部件包括八根相同的頂板剪桿、四個相同的頂板支撐座和頂板；正方形的頂板下端面每邊中部分別固定有工字形的頂板支撐座，每個頂板支撐座的軸線均垂直于各自對應(yīng)的正方形頂板的側(cè)面，第一、二頂板剪桿的一端與第一頂板支撐座軸鉸接，第三、四頂板剪桿的一端與第二頂板支撐座軸鉸接，第五、六頂板剪桿的一端與第三頂板支撐座軸鉸接，第七、八頂板剪桿的一端與第四頂板支撐座軸鉸接；第一縱向支撐部件包括圓柱長銷長銷套、縱桿和副桿；縱桿孔內(nèi)設(shè)有小孔，呈階梯形的圓柱長銷小端依次穿過縱桿的小孔、彈簧后與長銷套緊固連接，副桿的一端鉸接在縱桿外側(cè)上；第一剪叉單元部件中四個X形剪叉鉸的另外兩端分別交叉鉸接在四個移動滑塊兩側(cè)的通孔上，第二剪叉單元部件中四個X形剪叉鉸的另外兩端分別鉸接在第一剪叉單元部件中正方形框架的各自內(nèi)側(cè)壁上，頂部支撐部件中第一、二頂板剪桿另一端、第三、四頂板剪桿另一端、第五、六頂板剪桿另一端、第七、八頂板剪桿另一端分別鉸接在第二剪叉單元部件中正方形框架的四邊內(nèi)側(cè)壁上；四個第一縱向支撐部件中的四個縱桿分別鉸接在第一剪叉單元部件中各自對應(yīng)的直角橫桿上，四個第一縱向支撐部件中的四個副桿另一端分別鉸接在第一剪叉單元部件·中各自對應(yīng)的直角橫桿上；四個第二縱向支撐部件中的四個縱桿分別鉸接在第二剪叉單元部件中各自對應(yīng)的直角橫桿上，四個第二縱向支撐部件中的四個副桿另一端分別鉸接在第二剪叉單元部件中各自對應(yīng)的直角橫桿上。所述的鎖定滑板四個花瓣上均設(shè)有的圓錐銷分別插入到各自第一向支撐部件的縱桿下端，所述四個第一縱向支撐部件的圓柱長銷上端分別插入到各自第二縱向支撐部件的縱桿下端，所述四個第二縱向支撐部件的圓柱長銷上端分別插入到頂部支撐部件中各自頂板支撐座的軸中。所述的圓柱長銷與長銷套連接后的長度和縱桿長度相等。與背景技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果是I、本實(shí)用新型充分利用了剪叉形機(jī)構(gòu)的可折展原理，滿足包絡(luò)尺寸最小化原則。2、重復(fù)折展鎖解機(jī)構(gòu)的輸入、輸出同軸，定位準(zhǔn)確、承載性好，能達(dá)到快速、穩(wěn)定、及時、準(zhǔn)確的展開及鎖定。3、單一動力源，實(shí)現(xiàn)伸展臂的高效折疊展開、橫向鎖定解鎖、縱向鎖定解鎖，便于協(xié)調(diào)控制。4、展開后實(shí)現(xiàn)剛性鎖定，穩(wěn)定性、可靠性高，剛度好。5、應(yīng)用范圍廣，本實(shí)用新型除了可用在宇航空間折展領(lǐng)域，還可應(yīng)用于便捷式軍事橋梁、立體車庫的搭建、建筑用支撐架等。

圖I是本實(shí)用新型驅(qū)動部件結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型第一剪叉單元部件示意圖。圖3是本實(shí)用新型頂部支撐部件示意圖。圖4是本實(shí)用新型第一縱向支撐部件示意圖。圖5是本實(shí)用新型完全展開狀態(tài)示意圖。圖6是本實(shí)用新型折疊狀態(tài)示意圖。圖7是本實(shí)用新型底板示意圖。[0027]圖8是本實(shí)用新型階梯形圓柱凸輪示意圖。圖9是本實(shí)用新型第一移動滑塊座示意圖。圖10是本實(shí)用新型第一移動滑塊示意圖。圖11是本實(shí)用新型支撐架示意圖。圖12是本實(shí)用新型鎖定滑板示意圖。圖13是本實(shí)用新型第一剪桿示意圖。圖14是本實(shí)用新型第一直角橫桿示意圖。圖15是本實(shí)用新型第一頂板剪桿示意圖。·[0035]圖16是本實(shí)用新型第一頂板支撐座示意圖。圖17是本實(shí)用新型頂板示意圖。圖18是本實(shí)用新型第一縱向支撐部件的剖視圖。圖中1、底板，2、階梯形圓柱凸輪，3、第一移動滑塊座，4、第一移動滑塊，5、支撐架，6、鎖定滑板，7、第二移動滑塊，8、第二移動滑塊座，9、第三移動滑塊，10、第三移動滑塊座，11、第四移動滑塊，12、第四移動滑塊座，13、第一剪桿，14、第二剪桿，15、第三剪桿，16、第四剪桿，17、第五剪桿，18、第六剪桿，19、第七剪桿，20、第八剪桿，21、第一直角橫桿，22、第二直角橫桿，23、第三直角橫桿,24、第四直角橫桿,25、第一頂板剪桿,26、第二頂板剪桿，27、第三頂板剪桿，28、第四頂板剪桿，29、第五頂板剪桿，30、第六頂板剪桿，31、第七頂板剪桿，32、第八頂板剪桿，33、第一頂板支撐座，34、第二頂板支撐座，35、第三頂板支撐座，36、第四頂板支撐座，37、頂板，38、副桿，39、圓柱長銷，40、縱桿，41、長銷套。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖5和圖6所示，本實(shí)用新型包括第一剪叉單元部件、第二剪叉單元部件、驅(qū)動部件、頂部支撐部件、四個第一縱向支撐部件和四個第二縱向支撐部件；第一剪叉單元部件與第二剪叉單元部件結(jié)構(gòu)相同，四個第一縱向支撐部件和四個第二縱向支撐部件結(jié)構(gòu)均相同。如圖I所示，驅(qū)動部件驅(qū)動部件包括底板1，階梯形圓柱凸輪2，四個相同的移動滑塊座3、8、10、12，四個相同的移動滑塊4、7、9、11，支撐架5和鎖定滑板6 ;階梯形圓柱凸輪2安裝在正方形底板I的下端，階梯形圓柱凸輪2小端圓柱穿過正方形底板I的中心孔后與之形成轉(zhuǎn)動配合，階梯形圓柱凸輪2大端面上均布開有四個相同的驅(qū)動曲線槽，驅(qū)動曲線槽半徑從小變大并首尾交錯，階梯形圓柱凸輪2小端圓柱側(cè)面均布開有三個相同的螺旋上升的鎖定曲線槽；正方形底板I四角上均開有沿對角線方向的導(dǎo)向槽，四個工字形移動滑塊座3、8、10、12分別固定在正方形底板I各自導(dǎo)向槽上方，四個工字形移動滑塊座
3、8、10、12的軸線與正方形底板I上各自的導(dǎo)向槽對應(yīng)平行，四個工字形移動滑塊座3、8、10,12的軸上均套有移動滑塊4、7、9、11，四個移動滑塊4、7、9、11的上端兩側(cè)垂直并開有通孔，四個移動滑塊4、7、9、11的下端分別穿過正方形底板I的各自導(dǎo)向槽后安裝在階梯形圓柱凸輪2大端面的各自驅(qū)動曲線槽中；支撐架5下端沿圓周均布的四個圓柱軸穿過鎖定滑板6上與之配套的四個通孔后固定在底板I中心上，鎖定滑板6內(nèi)側(cè)面均布設(shè)有的三個圓柱銷分別安裝在階梯形圓柱凸輪2小端圓柱側(cè)面的各自鎖定曲線槽中，四個工字形移動滑塊座3、8、10、12 —端位于鎖定滑板6的四片花瓣之間；如圖I所示，四個相同的移動滑塊4、7、9、11分別為第一移動滑塊4、第二移動滑塊
7、第三移動滑塊9、第四移動滑塊11。四個相同的移動滑塊座3、8、10、12分別為第一移動滑塊座3、第二移動滑塊座8、第三移動滑塊座10、第四移動滑塊座12。如圖I和圖Γ圖12所示，底板I為正方形薄板，階梯形圓柱凸輪2中小端圓柱
2.I穿過底板I中的中心孔I. 1，并與底板形成轉(zhuǎn)動副。第一移動滑塊座3上的孔3. 1,3. 2、
3.3,3. 4分別與底板上的孔I. 2、I. 3、I. 4、I. 5對齊，并用螺釘固定，使其固連在底板I 一角上，其余第二移動滑塊座8、第三移動滑塊座10、第四移動滑塊座12通過類似方法分別固連在底板另外三個角上。第一移動滑塊4上通孔4. I套入第一移動滑塊座3上的軸3. 5后形成滑動配合，其下端長方體凸臺4. 4與底板I上導(dǎo)向槽I. 6為間隙配合，其上圓柱軸4. 5穿 過底板I導(dǎo)向槽I. 6后與階梯形圓柱凸輪2上的驅(qū)動曲線槽2. 2通過軸承接觸形成槽連接。同理第二移動滑塊7、第三移動滑塊9、第四移動滑塊11分別與第二移動滑塊座8、第三移動滑塊座10、第四移動滑塊座12、底板I及階梯形圓柱凸輪2形成相關(guān)連接。支撐架5下端沿圓周均布四個圓柱軸，其末端小圓銷5. 1,5. 2,5. 3,5. 4與底板I上的孔I. 7、I. 8、I. 9、I. 10固連，使得支撐架固定在底板上。鎖定滑板6上通孔6. 1,6. 2,6. 3,6. 4分別套入支撐架5上圓柱軸5. 5,5. 6,5. 7,5. 8后與之形成滑動副，鎖定滑板6內(nèi)側(cè)面上圓柱銷6. 5與階梯形圓柱凸輪2上鎖定曲線槽2. 3通過軸承接觸形成槽連接，其余兩個圓柱銷6. 6,6. 7分別與階梯形圓柱凸輪2上其余兩個鎖定曲線槽形成槽連接。如圖8所示，階梯形圓柱凸輪2設(shè)計有驅(qū)動曲線槽和鎖定曲線槽，其驅(qū)動曲線槽共四個均布在大端面上，槽道廓線由折疊狀態(tài)橫向鎖定廓線、展開廓線及展開狀態(tài)橫向鎖定廓線三部分組成，既可實(shí)現(xiàn)伸展臂的精確展開折疊，也可實(shí)現(xiàn)伸展臂折疊狀態(tài)和展開狀態(tài)的橫向鎖定。鎖定曲線槽布置在階梯形圓柱凸輪2小端圓柱側(cè)面上，其槽道廓線設(shè)計與驅(qū)動曲線槽廓線相匹配，分初始水平廓線、上升廓線及穩(wěn)定水平廓線三部分，實(shí)現(xiàn)伸展臂展開中鎖定滑板6零位移；伸展臂完全展開并開始橫向鎖定時，鎖定滑板6縱向移動驅(qū)動縱向支撐部件相互鎖定；伸展臂展開狀態(tài)橫向鎖定時，鎖定滑板6進(jìn)入穩(wěn)定水平槽達(dá)到縱向自鎖。如圖2所示，第一剪叉單元部件包括四根相同的直角橫桿21、22、23、24和八根相同的剪桿13、14、15、16、17、18、19、20,每根直角橫桿的一端為凸榫,另一端為凹榫，四根直角橫桿21、22、23、24通過凸榫和凹榫首尾相連接形成正方形框架，八根剪桿每兩根為一組中部相互鉸接形成四個X形剪叉鉸，每個X形剪叉鉸的兩端鉸接在正方形框架的一邊內(nèi)側(cè)壁上。如圖2所不，四根相同的直角橫桿21、22、23、24分別為第一直角橫桿21、第二直角橫桿22、第三直角橫桿23、第四直角橫桿24。如圖2所示，八根相同的剪桿13、14、15、16、17、18、19、20分別為第一剪桿13、第二剪桿14、第三剪桿15、第四剪桿16、第五剪桿17、第六剪桿18、第七剪桿19、第八剪桿20。如圖I、圖2和圖14所示，第一剪桿13上中心孔7. 2與第二剪桿14上中心孔7. 2相互鉸接形成轉(zhuǎn)動副，構(gòu)成一個X形剪叉鉸。同理，第三剪桿15與第四剪桿16構(gòu)成X形剪叉鉸；第五剪桿17與第六剪桿18構(gòu)成X形剪叉鉸；第七剪桿19與第八剪桿20構(gòu)成一個X形剪叉鉸。第一直角橫桿21上的孔8. 2與第一剪桿13上的孔7. I鉸接形成轉(zhuǎn)動副，其上的孔8. I與第四剪桿16孔7. I鉸接形成轉(zhuǎn)動副；第二直角橫桿22上的孔8. 2與第三剪桿15上的孔7. I鉸接形成轉(zhuǎn)動副，其上的孔8. I與第六剪桿18孔7. I鉸接形成轉(zhuǎn)動副；第三直角橫桿23上的孔8. 2與第五剪桿17上的孔7. I鉸接形成轉(zhuǎn)動副，其上的孔8. I與第八剪桿20孔7. I鉸接形成轉(zhuǎn)動副；第四直角橫桿24上的孔8. 2與第七剪桿19上的孔7. I鉸接形成轉(zhuǎn)動副，其上的孔8. I與第二剪桿14孔7. I鉸接形成轉(zhuǎn)動副。四個直角橫桿首尾相連，通過與4個剪叉鉸的配合形成可折展的第一剪叉單元部件。如圖3所示，頂部支撐部件包括八根相同的頂板剪桿25、26、27、28、29、30、31、32、四個相同的頂板支撐座33、34、35、36和頂板37 ;正方形的頂板下端面每邊中部分別固定有工字形的頂板支撐座33、34、35、36，每個頂板支撐座的軸線均垂直于各自對應(yīng)的正方形頂板的側(cè)面，第一、二頂板剪桿25、26的一端與第一頂板支撐座33軸鉸接，第三、四頂板剪桿27、28的一端與第二頂板支撐座34軸鉸接,第五、六頂板剪桿29、30的一端與第三頂板支撐座35軸鉸接，第七、八頂板剪桿31、32的一端與第四頂板支撐座36軸鉸接。
如圖3所示，八根相同的頂板剪桿25、26、27、28、29、30、31、32分別為第一頂板剪桿25,第二頂板剪桿26、第三頂板剪桿27、第四頂板剪桿28、第五頂板剪桿29、第六頂板剪桿30、第七頂板剪桿31、第八頂板剪桿32。如圖3所示，四個相同的頂板支撐座33、34、35、36分別為第一頂板支撐座33，第二頂板支撐座34、第三頂板支撐座35、第四頂板支撐座36。如圖3、圖15、圖16和圖17所示，頂板37為正方形薄板，頂板37上的孔11. I、11. 2分別與頂板支撐座33上的孔10. 1,10. 2通過螺栓固連，同理第二頂板支撐座34、第三頂板支撐座35、第四頂板支撐座36分別與頂板37上相對應(yīng)的孔固連，最終四個頂板支撐座固連在頂板37上。第一頂板剪桿25上的孔9. 2與第一頂板支撐座33上軸10. 3形成滑動連接，第二頂板剪桿26上的孔9. 2與第一頂板支撐座33上軸10. 3形成滑動連接；第三頂板剪桿27上的孔9. 2與第二頂板支撐座34上軸10. 3形成滑動連接，第四頂板剪桿28上的孔9. 2與第二頂板支撐座34上軸10. 3形成滑動連接；第五頂板剪桿29上的孔9. 2與第三頂板支撐座35上軸10. 3形成滑動連接，第六頂板剪桿30上的孔9. 2與第三頂板支撐座35上軸10. 3形成滑動連接；第七頂板剪桿31上的孔9. 2與第四頂板支撐座36上軸10. 3形成滑動連接，第八頂板剪桿32上的孔9. 2與第四頂板支撐座36上軸10. 3形成滑動連接。如圖4和圖18所示，第一縱向支撐部件包括圓柱長銷39、長銷套41、縱桿40和副桿38 ;縱桿40孔內(nèi)設(shè)有小孔，呈階梯形的圓柱長銷39小端依次穿過縱桿40的小孔、彈簧后與長銷套41緊固連接，副桿38的一端鉸接在縱桿40外側(cè)突出圓柱軸上。如圖4和圖18所示，圓柱長銷39小端依次穿過縱桿40的小孔40. 3、彈簧后與長銷套41緊固連接，彈簧作用在長銷套41和小孔40. 3上。副桿38通孔38. I與縱桿上圓柱軸40. I形成轉(zhuǎn)動連接。如圖5所示，第一剪叉單元部件中四個X形剪叉鉸的另外兩端分別交叉鉸接在四個移動滑塊4、7、9、11兩側(cè)的通孔上，第二剪叉單元部件中四個X形剪叉鉸的另外兩端分別鉸接在第一剪叉單元部件中正方形框架的各自內(nèi)側(cè)壁上，頂部支撐部件中第一、二頂板剪桿25、26另一端、第三、四頂板剪桿27、28另一端、第五、六頂板剪桿29、30另一端、第七、八頂板剪桿31、32另一端分別鉸接在第二剪叉單元部件中正方形框架的四邊內(nèi)側(cè)壁上；四個第一縱向支撐部件中的四個縱桿40分別鉸接在第一剪叉單元部件中各自對應(yīng)的直角橫桿21、22、23、24上，四個第一縱向支撐部件中的四個副桿38另一端分別鉸接在第一剪叉單元部件中各自對應(yīng)的直角橫桿21、22、23、24上；四個第二縱向支撐部件中的四個縱桿40分別鉸接在第二剪叉單元部件中各自對應(yīng)的直角橫桿21、22、23、24上，四個第二縱向支撐部件中的四個副桿38另一端分別鉸接在第二剪叉單元部件中各自對應(yīng)的直角橫桿21、22、23、24上。如圖2、圖5、圖6、圖10和圖13所不,剪叉單兀部件與驅(qū)動部件的連接第一剪桿13的孔7. 3與第四移動滑塊11孔4. 3形成轉(zhuǎn)動連接，第二剪桿14的孔7. 3與第一移動滑塊4孔4. 2形成轉(zhuǎn)動連接；第三剪桿15的孔7. 3與第一移動滑塊4孔4. 3形成轉(zhuǎn)動連接，第四剪桿16的孔7. 3與第二移動滑塊7孔4. 2形成轉(zhuǎn)動連接；第五剪桿17的孔7. 3與第二移動滑塊7孔4. 3形成轉(zhuǎn)動連接，第六剪桿18的孔7. 3與第三移動滑塊9孔4. 2形成轉(zhuǎn)動連接；第七剪桿19的孔7. 3與第三移動滑塊9孔4. 3形成轉(zhuǎn)動連接，第八剪桿20的孔7. 3與第四移動滑塊11孔4. 2形成轉(zhuǎn)動連接。如圖2、圖5、圖6、圖13和圖14所示，兩個剪叉單元部件連接的過程第一剪叉單元部件中第一直角橫桿21上的孔8. 2和第二剪叉單元部件中第二剪桿14上的孔7. 3形成 轉(zhuǎn)動連接，其上的孔8. I和第二剪叉單元部件中第三剪桿15上的孔7. 3形成轉(zhuǎn)動連接；第一剪叉單元部件中第二直角橫桿22上的孔8. 2和第二剪叉單元部件中第四剪桿16上的孔
7.3形成轉(zhuǎn)動連接，其上的孔8. I和第二剪叉單元部件中第五剪桿17上的孔7. 3形成轉(zhuǎn)動連接；第一剪叉單元部件中第三直角橫桿23上的孔8. 2和第二剪叉單元部件中第六剪桿18上的孔7. 3形成轉(zhuǎn)動連接，其上的孔8. I和第二剪叉單元部件中第七剪桿19上的孔7. 3形成轉(zhuǎn)動連接；第一剪叉單元部件中第四直角橫桿24上的孔8. 2和第二剪叉單元部件中第八剪桿20上的孔7. 3形成轉(zhuǎn)動連接，其上的孔8. I和第二剪叉單元部件中第一剪桿13上的孔7. 3形成轉(zhuǎn)動連接。如圖2、圖3、圖5、圖6、圖14和圖15所示，頂部支撐部件和第二剪叉單元部件的連接第一直角橫桿21上的孔8. 2和第二頂板剪桿26上的孔9. I形成轉(zhuǎn)動連接，其上的孔
8.I和第三頂板剪桿27上的孔9. I形成轉(zhuǎn)動連接；第二直角橫桿22上的孔8. 2和第四頂板剪桿28上的孔9. I形成轉(zhuǎn)動連接，其上的孔8. I和第五頂板剪桿29上的孔9. I形成轉(zhuǎn)動連接；第三直角橫桿23上的孔8. 2和第六頂板剪桿30上的孔9. I形成轉(zhuǎn)動連接，其上的孔8. I和第七頂板剪桿31上的孔9. I形成轉(zhuǎn)動連接；第四直角橫桿24上的孔8. 2和第八頂板剪桿32上的孔9. I形成轉(zhuǎn)動連接，其上的孔8. I和第一頂板剪桿25上的孔9. I形成轉(zhuǎn)動連接。如圖4、圖5、圖6和圖14所示，縱向支撐部件的連接每個剪叉單元部件共需要四個縱向支撐部件，四個第一個縱向支撐部件的圓柱軸40. 2分別與第一、第二剪叉單元部件上第一、二、三、四直角橫桿中孔8. 4形成轉(zhuǎn)動連接，其上圓柱軸38. 2分別與第四、一、二、三直角橫桿中孔8. 3形成轉(zhuǎn)動連接。如圖5和圖12所示，當(dāng)本實(shí)用新型完全展開鎖定后，鎖定滑板6四個花瓣上均設(shè)有的圓錐銷6. 8、6. 9、6. 10、6. 11分別插入到各自第一向支撐部件的縱桿40下端，四個第一縱向支撐部件的圓柱長銷39上端分別插入到各自第二縱向支撐部件的縱桿40下端，四個第二縱向支撐部件的圓柱長銷39上端分別插入到頂部支撐部件中各自頂板支撐座33、34、35、36的軸中。所述的圓柱長銷39與長銷套41連接后的長度和縱桿40長度相等。[0062]可重復(fù)折展式剪叉單元部件是伸展臂的基本單元，其個數(shù)決定伸展臂的展開和折置聞度。本實(shí)用新型的工作過程電機(jī)通過傳動裝置帶動階梯形圓柱凸輪2轉(zhuǎn)動，第一移動滑塊4、第二移動滑塊7、第三移動滑塊9、第四移動滑塊11在階梯形圓柱凸輪2驅(qū)動曲線槽2. 2的驅(qū)動下，分別從底板I對角線方向向中心滑動。四個移動滑塊的移動，帶動第一剪叉單元部件中每個X形剪叉鉸展開，同時第一剪叉單元部件的展開又帶動第二剪叉單元部件的展開，直至帶動頂部支撐部件展開。每個剪叉單元部件四個側(cè)面上的縱向支撐部件隨著X形剪叉鉸的展開自動往豎直方向運(yùn)動。在所有剪叉單元部件展開完畢后，相應(yīng)的縱向支撐機(jī)構(gòu)中的縱桿40均運(yùn)動到垂直底板I的位置，所有直角橫桿相對運(yùn)動并合攏，四個移動滑塊在梯形圓柱凸輪2驅(qū)動曲線槽2. 2作用下開始橫向鎖定，同時鎖定滑板6中的圓柱銷6. 5,6. 6、6. 7分別從梯形圓柱凸輪2鎖定曲線槽中的初始水平廓線進(jìn)入上升廓線最后到達(dá)穩(wěn)定水平廓線，使得其上圓錐銷6.8、6.9、6. 10,6. 11分別插入到四個第一向支撐部件的縱桿40下端，四個第一縱向支撐部件的圓柱長銷39上端分別插入到四個第二縱向支撐部
件的縱桿40下端，四個第二縱向支撐部件的圓柱長銷39上端分別插入到頂部支撐部件中四個頂板支撐座33、34、35、36上的孔10. 4中。通過一系列協(xié)調(diào)動作，本實(shí)用新型展開成穩(wěn)定的剛性桁架結(jié)構(gòu)。折回過程剛好與之相反，梯形圓柱凸輪2反方向轉(zhuǎn)動即可。上述具體實(shí)施方式
用來解釋說明本實(shí)用新型，而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，在本實(shí)用新型的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本實(shí)用新型作出的任何修改和改變，都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種剪叉式空間伸展臂機(jī)構(gòu)，其特征在于包括第一剪叉單元部件、第二剪叉單元部件、驅(qū)動部件、頂部支撐部件、四個第一縱向支撐部件和四個第二縱向支撐部件；第一剪叉單元部件與第二剪叉單元部件結(jié)構(gòu)相同，四個第一縱向支撐部件和四個第二縱向支撐部件結(jié)構(gòu)均相同； 驅(qū)動部件包括底板(1)，階梯形圓柱凸輪(2)，四個相同的移動滑塊座(3、8、10、12)，四個相同的移動滑塊(4、7、9、11)，支撐架(5)和鎖定滑板(6);階梯形圓柱凸輪(2)安裝在正方形底板(I)的下端，階梯形圓柱凸輪(2)小端圓柱穿過正方形底板(I)的中心孔后形成轉(zhuǎn)動配合，階梯形圓柱凸輪(2)大端面上均布開有四個相同的驅(qū)動曲線槽，驅(qū)動曲線槽半徑從小變大并首尾交錯，階梯形圓柱凸輪(2)小端圓柱側(cè)面均布開有三個相同的螺旋上升的鎖定曲線槽；正方形底板(I)四角上均開有沿對角線方向的導(dǎo)向槽，四個工字形移動滑塊座(3、8、10、12)分別固定在正方形底板(I)各自導(dǎo)向槽上，四個工字形移動滑塊座(3、8、·10.12)的軸線與正方形底板(I)上各自的導(dǎo)向槽對應(yīng)平行，四個工字形移動滑塊座(3、8、·10.12)的軸上均套有移動滑塊，四個移動滑塊(4、7、9、11)的上端兩側(cè)垂直并開有通孔，四個移動滑塊(4、7、9、11)的下端分別穿過正方形底板(I)的各自導(dǎo)向槽后安裝在階梯形圓柱凸輪(2)大端面的各自驅(qū)動曲線槽中；支撐架(5)下端沿圓周均布的四個圓柱軸穿過四片花瓣形的鎖定滑板(6)后固定在底板(I)中心上，鎖定滑板(6)內(nèi)側(cè)面均布設(shè)有的三個圓柱銷分別安裝在階梯形圓柱凸輪(2)小端圓柱側(cè)面的各自鎖定曲線槽中，四個工字形移動滑塊座(3、8、10、12) —端位于鎖定滑板(6)的四片花瓣之間； 第一剪叉單元部件包括四根相同的直角橫桿(21、22、23、24)和八根相同的剪桿(13、·14、15、16、17、18、19、20),每根直角橫桿的一端為凸榫,另一端為凹榫，四根直角橫桿(21、·22、23、24)通過凸榫和凹榫首尾相連接形成正方形框架，八根剪桿每兩根為一組中部相互鉸接形成四個X形剪叉鉸，每個X形剪叉鉸的兩端鉸接在正方形框架的一邊內(nèi)側(cè)壁上；頂部支撐部件包括八根相同的頂板剪桿(25、26、27、28、29、30、31、32)、四個相同的頂板支撐座(33、34、35、36)和頂板(37);正方形的頂板下端面每邊中部分別固定有工字形的頂板支撐座(33、34、35、36)，每個頂板支撐座的軸線均垂直于各自對應(yīng)的正方形頂板的側(cè)面，第一、二頂板剪桿(25、26)的一端與第一頂板支撐座(33)軸鉸接，第三、四頂板剪桿(27、28)的一端與第二頂板支撐座(34)軸鉸接,第五、六頂板剪桿(29、30)的一端與第三頂板支撐座(35)軸鉸接，第七、八頂板剪桿(31、32)的一端與第四頂板支撐座(36)軸鉸接；第一縱向支撐部件包括圓柱長銷(39)、長銷套(41)、縱桿(40)和副桿(38);縱桿(40)孔內(nèi)設(shè)有小孔，呈階梯形的圓柱長銷(39)小端依次穿過縱桿(40)的小孔、彈簧后與長銷套(41)緊固連接，副桿(38)的一端鉸接在縱桿(40)外側(cè)上； 第一剪叉單元部件中四個X形剪叉鉸的另外兩端分別交叉鉸接在四個移動滑塊(4、7、·9、11)兩側(cè)的通孔上，第二剪叉單元部件中四個X形剪叉鉸的另外兩端分別鉸接在第一剪叉單元部件中正方形框架的各自內(nèi)側(cè)壁上，頂部支撐部件中第一、二頂板剪桿(25、26)另一端、第三、四頂板剪桿(27、28)另一端、第五、六頂板剪桿(29、30)另一端、第七、八頂板剪桿(31,32)另一端分別鉸接在第二剪叉單元部件中正方形框架的四邊內(nèi)側(cè)壁上；四個第一縱向支撐部件中的四個縱桿(40)分別鉸接在第一剪叉單元部件中各自對應(yīng)的直角橫桿上，四個第一縱向支撐部件中的四個副桿(38)另一端分別鉸接在第一剪叉單元部件中各自對應(yīng)的直角橫桿上；四個第二縱向支撐部件中的四個縱桿(40)分別鉸接在第二剪叉單元部件中各自對應(yīng)的直角橫桿上，四個第二縱向支撐部件中的四個副桿(38)另一端分別鉸接在第二剪叉單元部件中各自對應(yīng)的直角橫桿上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種剪叉式空間伸展臂機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的鎖定滑板(6)四個花瓣上均設(shè)有的圓錐銷分別插入到各自第一向支撐部件的縱桿(40)下端，所述四個第一縱向支撐部件的圓柱長銷(39)上端分別插入到各自第二縱向支撐部件的縱桿(40)下端，所述四個第二縱向支撐部件的圓柱長銷(39)上端分別插入到頂部支撐部件中各自頂板支撐座(33、34、35、36)的軸中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種剪叉式空間伸展臂機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的圓柱長銷(39)與長銷套(41)連接后的長度和縱桿(40)長度相等。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種剪叉式空間伸展臂機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型包括結(jié)構(gòu)相同的第一、二剪叉單元部件、驅(qū)動部件、頂部支撐部件、結(jié)構(gòu)均相同的四個第一縱向支撐部件和四個第二縱向支撐部件；頂部支撐部件依次經(jīng)第二剪叉單元部件、第一剪叉單元部件裝在驅(qū)動部件上，第一、二縱向支撐部件分別裝在第一、二剪叉單元部件四側(cè)。本實(shí)用新型采用雙凸輪組合設(shè)計，通過階梯形圓柱凸輪上的雙凸輪廓線，實(shí)現(xiàn)空間伸展臂縱、橫向剛性鎖定，保證展開后伸展臂的穩(wěn)定狀態(tài)為剛性桁架結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型折展比大、結(jié)構(gòu)緊湊、對稱性好，通過單一動力源輸入同時實(shí)現(xiàn)伸展臂的折展與鎖解功能，確保了折展精度，適用于可折展機(jī)構(gòu)領(lǐng)域。
文檔編號B64G1/44GK202686777SQ201220322550
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者胡明, 徐國民, 陳文華, 錢萍, 黃丹敏, 高亮 申請人:浙江理工大學(xué)