本發(fā)明涉及一種變型機(jī)構(gòu)，屬于航天。

背景技術(shù)：

1、自1957年第一顆人造衛(wèi)星升空以來(lái)，在軌航天器已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展，然而隨著航天任務(wù)的復(fù)雜化，工況場(chǎng)景的多樣化，傳統(tǒng)的航天器設(shè)計(jì)構(gòu)型受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn)，難以應(yīng)對(duì)多樣的任務(wù)類型。在通過(guò)增加運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)和運(yùn)動(dòng)模式提高操作能力時(shí)，由于復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與輕量化小型化的設(shè)計(jì)思路產(chǎn)生沖突。

2、因此，亟需提出一種多模塊雙向變構(gòu)型機(jī)構(gòu)，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問(wèn)題，提供一種多模塊雙向變構(gòu)型機(jī)構(gòu)，在下文中給出了關(guān)于本發(fā)明的簡(jiǎn)要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案：

3、一種多模塊雙向變構(gòu)型機(jī)構(gòu)，包括第一模塊、第二模塊、第一鉸鏈組和第二鉸鏈組，所述第一模塊、第二模塊均為等邊直角三角形，第一模塊、第二模塊的數(shù)量均為四個(gè)，第一模塊、第二模塊交替連接，相鄰的第一模塊、第二模塊的下部斜邊通過(guò)第二鉸鏈組連接，相鄰的第一模塊、第二模塊的上部直角邊通過(guò)第一鉸鏈組連接。

4、優(yōu)選的：所述第一模塊上部的左直角邊加工有第一直角開(kāi)口，所述第一模塊下部的斜邊加工有第三直角開(kāi)口，所述第二模塊上部的右直角邊加工有第二直角開(kāi)口，所述第二模塊下部的斜邊加工有第四直角開(kāi)口，相鄰的第一直角開(kāi)口、第二直角開(kāi)口處安裝有第一鉸鏈組，相鄰的第三直角開(kāi)口、第四直角開(kāi)口處安裝有第二鉸鏈組。

5、優(yōu)選的：第一鉸鏈組包括第一主輪、第一從輪、第一連桿和第一安裝座，所述第一主輪通過(guò)一個(gè)第一安裝座與第一模塊連接，第一從輪通過(guò)另一個(gè)第一安裝座與第二模塊連接，第一連桿的兩端分別與第一主輪、第一從輪的軸連接，第一主輪、第一從輪嚙合；

6、第二鉸鏈組包括第二主輪、第二從輪、第二連桿和第二安裝座，所述第二主輪通過(guò)一個(gè)第二安裝座與第一模塊連接，第二從輪通過(guò)另一個(gè)第二安裝座與第二模塊連接，第二連桿的兩端分別與第二主輪、第二從輪的軸連接，第二主輪、第二從輪嚙合。

7、優(yōu)選的：第一主輪、第一從輪、第二主輪、第二從輪均采用齒輪結(jié)構(gòu)，第一主輪、第一從輪對(duì)稱設(shè)置，第二主輪、第二從輪對(duì)稱設(shè)置，齒輪結(jié)構(gòu)為半齒輪，角度為α＝90°，在變形和展開(kāi)過(guò)程中，會(huì)有很多表面貼合，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)平面與平面之間貼合而不發(fā)生干涉，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)靈活。

8、優(yōu)選的：順次交替連接的第一模塊、第二模塊的直角邊連接部分別定義為ⅰ、ⅲ、ⅴ、ⅶ，順次循環(huán)交替連接的第一模塊、第二模塊的斜邊連接部分別定義為ⅱ、ⅳ、ⅵ、ⅷ，ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ、ⅵ、ⅶ、ⅷ順次設(shè)置，ⅰ、ⅲ處的第一鉸鏈組各設(shè)置有一個(gè)驅(qū)動(dòng)組件，ⅱ、ⅳ處的第二鉸鏈組各設(shè)置有一個(gè)驅(qū)動(dòng)組件。

9、優(yōu)選的：還包括驅(qū)動(dòng)組件，所述驅(qū)動(dòng)組件包括傳動(dòng)軸、聯(lián)軸器、電機(jī)安裝座和電機(jī)，ⅰ、ⅲ處的所述電機(jī)分別與對(duì)應(yīng)的第一模塊連接，電機(jī)的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸通過(guò)花鍵與第一連桿連接，ⅰ、ⅲ處的傳動(dòng)軸與第一主輪同軸設(shè)置；ⅱ、ⅳ處的所述電機(jī)分別與對(duì)應(yīng)的第一模塊連接，電機(jī)的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸通過(guò)花鍵與第二連桿連接，ⅱ、ⅳ處的傳動(dòng)軸與第二主輪同軸設(shè)置。

10、優(yōu)選的：ⅰ或ⅲ單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，形成厚四棱柱形態(tài)；ⅱ或ⅳ單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，此時(shí)整體向下，即反向伸長(zhǎng)，形成厚三棱柱形態(tài)。

11、優(yōu)選的：ⅰ、ⅲ協(xié)同驅(qū)動(dòng)，此時(shí)整體向上伸展，形成三棱柱形態(tài)；如圖15-16，ⅱ、ⅳ協(xié)同驅(qū)動(dòng)，此時(shí)整體向下，即反向伸長(zhǎng)，形成三棱柱形態(tài)。

12、本發(fā)明具有以下有益效果：

13、本發(fā)明具備多種使用形式，在變形過(guò)程中即可以實(shí)現(xiàn)平面與平面之間貼合，也不發(fā)生干涉，運(yùn)行平穩(wěn)靈活。

14、本發(fā)明通過(guò)巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)布局，解決了了以往復(fù)雜變形結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)數(shù)量多，控制系統(tǒng)復(fù)雜的問(wèn)題，僅通過(guò)一個(gè)或者兩個(gè)驅(qū)動(dòng)，便可實(shí)現(xiàn)構(gòu)型切換，輕量化、小型化的設(shè)計(jì)，增加了其適應(yīng)性，便于控制成本。

技術(shù)特征：

1.一種多模塊雙向變構(gòu)型機(jī)構(gòu)，其特征在于：包括第一模塊(1)、第二模塊(2)、第一鉸鏈組(3)和第二鉸鏈組(4)，所述第一模塊(1)、第二模塊(2)均為等邊直角三角形，第一模塊(1)、第二模塊(2)的數(shù)量均為四個(gè)，第一模塊(1)、第二模塊(2)交替連接，相鄰的第一模塊(1)、第二模塊(2)的下部斜邊通過(guò)第二鉸鏈組(4)連接，相鄰的第一模塊(1)、第二模塊(2)的上部直角邊通過(guò)第一鉸鏈組(3)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多模塊雙向變構(gòu)型機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述第一模塊(1)上部的左直角邊加工有第一直角開(kāi)口(11)，所述第一模塊(1)下部的斜邊加工有第三直角開(kāi)口(12)，所述第二模塊(2)上部的右直角邊加工有第二直角開(kāi)口(21)，所述第二模塊(2)下部的斜邊加工有第四直角開(kāi)口(22)，相鄰的第一直角開(kāi)口(11)、第二直角開(kāi)口(21)處安裝有第一鉸鏈組(3)，相鄰的第三直角開(kāi)口(12)、第四直角開(kāi)口(22)處安裝有第二鉸鏈組(4)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多模塊雙向變構(gòu)型機(jī)構(gòu)，其特征在于：第一鉸鏈組(3)包括第一主輪(31)、第一從輪(32)、第一連桿(33)和第一安裝座(34)，所述第一主輪(31)通過(guò)一個(gè)第一安裝座(34)與第一模塊(1)連接，第一從輪(32)通過(guò)另一個(gè)第一安裝座(34)與第二模塊(2)連接，第一連桿(33)的兩端分別與第一主輪(31)、第一從輪(32)的軸連接，第一主輪(31)、第一從輪(32)嚙合；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多模塊雙向變構(gòu)型機(jī)構(gòu)，其特征在于：第一主輪(31)、第一從輪(32)、第二主輪(41)、第二從輪(42)均采用齒輪結(jié)構(gòu)，第一主輪(31)、第一從輪(32)對(duì)稱設(shè)置，第二主輪(41)、第二從輪(42)對(duì)稱設(shè)置，齒輪結(jié)構(gòu)為半齒輪，角度為α＝90°。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多模塊雙向變構(gòu)型機(jī)構(gòu)，其特征在于：順次交替連接的第一模塊(1)、第二模塊(2)的直角邊連接部分別定義為ⅰ、ⅲ、ⅴ、ⅶ，順次循環(huán)交替連接的第一模塊(1)、第二模塊(2)的斜邊連接部分別定義為ⅱ、ⅳ、ⅵ、ⅷ，ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ、ⅵ、ⅶ、ⅷ順次設(shè)置，ⅰ、ⅲ處的第一鉸鏈組(3)各設(shè)置有一個(gè)驅(qū)動(dòng)組件(5)，ⅱ、ⅳ處的第二鉸鏈組(4)各設(shè)置有一個(gè)驅(qū)動(dòng)組件(5)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多模塊雙向變構(gòu)型機(jī)構(gòu)，其特征在于：還包括驅(qū)動(dòng)組件(5)，所述驅(qū)動(dòng)組件(5)包括傳動(dòng)軸(51)、聯(lián)軸器(52)、電機(jī)安裝座(53)和電機(jī)(54)，ⅰ、ⅲ處的所述電機(jī)(54)分別與對(duì)應(yīng)的第一模塊(1)連接，電機(jī)(54)的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器(52)與傳動(dòng)軸(51)，傳動(dòng)軸(51)通過(guò)花鍵與第一連桿(33)連接，ⅰ、ⅲ處的傳動(dòng)軸(51)與第一主輪(31)同軸設(shè)置；ⅱ、ⅳ處的所述電機(jī)(54)分別與對(duì)應(yīng)的第一模塊(1)連接，電機(jī)(54)的輸出端通過(guò)聯(lián)軸器(52)與傳動(dòng)軸(51)，傳動(dòng)軸(51)通過(guò)花鍵與第二連桿(43)連接，ⅱ、ⅳ處的傳動(dòng)軸(51)與第二主輪(41)同軸設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多模塊雙向變構(gòu)型機(jī)構(gòu)，其特征在于：ⅰ或ⅲ單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，形成厚四棱柱形態(tài)；ⅱ或ⅳ單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，此時(shí)整體向下，即反向伸長(zhǎng)，形成厚三棱柱形態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多模塊雙向變構(gòu)型機(jī)構(gòu)，其特征在于：ⅰ、ⅲ協(xié)同驅(qū)動(dòng)，此時(shí)整體向上伸展，形成四棱柱形態(tài)；如圖15-16，ⅱ、ⅳ協(xié)同驅(qū)動(dòng)，此時(shí)整體向下，即反向伸長(zhǎng)，形成三棱柱形態(tài)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種多模塊雙向變構(gòu)型機(jī)構(gòu)，屬于航天技術(shù)領(lǐng)域。包括第一模塊、第二模塊、第一鉸鏈組和第二鉸鏈組，所述第一模塊、第二模塊均為等邊直角三角形，第一模塊、第二模塊的數(shù)量均為四個(gè)，第一模塊、第二模塊交替連接，相鄰的第一模塊、第二模塊的下部斜邊通過(guò)第二鉸鏈組連接，相鄰的第一模塊、第二模塊的上部直角邊通過(guò)第一鉸鏈組連接。本發(fā)明通過(guò)巧妙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)布局，解決了了以往復(fù)雜變形結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)數(shù)量多，控制系統(tǒng)復(fù)雜的問(wèn)題，僅通過(guò)一個(gè)或者兩個(gè)驅(qū)動(dòng)，便可實(shí)現(xiàn)構(gòu)型切換，輕量化、小型化的設(shè)計(jì)，增加了其適應(yīng)性，便于控制成本。

技術(shù)研發(fā)人員：郭宏偉,何宇航,姚辰,王思遠(yuǎn),史創(chuàng),楊廣,肖洪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15