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。
2.根据权利要求1所述的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:所述杆件中所有的凸榫结构(34)均一致,所述杆件中所有的凹槽结构(35)均一致,所述凸榫结构(34)可以转动结合到所述凹槽结构(35)中,提高该机构的收纳率。
3.根据权利要求1所述的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:所述第一角杆(1)、第二角杆(5)、第三角杆(7)、第四角杆(9)、第五角杆(19)、第六角杆(21)、第七角杆(23)、第八角杆(25)、第一T型杆(27)、第二T型杆(29)和十字型杆(28)均是组合杆件,两部分杆段处于不同平面,以减小机构收纳时杆件之间的干涉,提高该机构的收纳率。
4.根据权利要求3所述的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:组合杆件的两部分杆段通过螺钉连接。
5.根据权利要求1所述的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:该机构收纳时,第一角杆(1)作为驱动杆件可相对于机架逆时针转动。
6.根据权利要求1所述的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:该机构收纳时,第一角杆(1)作为驱动杆件可相对于机架顺时针转动。
7.根据权利要求1所述的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:所述第一长圆弧杆(6)、第二长圆弧杆(10)、第三长圆弧杆(22)和第四长圆弧杆(26)结构相同。
8.根据权利要求1所述的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:所述第二长平面杆(8)、第三长平面杆(20)和第四长平面杆(24)结构相同;所述第三角杆(7)、第五角杆(19)和第七角杆(23)结构相同。
9.根据权利要求1所述的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:所述第四角杆(9)、第六角杆(21)和第八角杆(25)结构相同;所述第二小滑轮(16)和第三小滑轮(17)结构相同。