一種可重復(fù)展收的桁架結(jié)構(gòu)及其胞元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種桁架結(jié)構(gòu)，具體涉及一種可重復(fù)展收的桁架結(jié)構(gòu)及其胞元。一種可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元，它包括：3個(gè)剛性框(1)，橫桿(2)，斜拉桿(3)以及鎖定機(jī)構(gòu)(4)；桁架胞元可以根據(jù)剛性框(1)，橫桿(2)，斜拉桿(3)不同的幾何參數(shù)，形成線性梁桁架胞元或圓形梁桁架胞元；桁架胞元沿長度方向順次鉸接組成一種可重復(fù)展收的桁架。本發(fā)明可提供多種構(gòu)型桁架梁的連續(xù)展開，包括直線型、圓形及其它連續(xù)形狀，但展開軌跡極其簡單，均為直線，可以簡化展開流程，提高展開效率。
【專利說明】
一種可重復(fù)展收的桁架結(jié)構(gòu)及其胞元
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種桁架結(jié)構(gòu)，具體涉及一種可重復(fù)展收的桁架結(jié)構(gòu)及其胞元。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)關(guān)于桁架結(jié)構(gòu)有三種構(gòu)建方式，一種是固定式桁架結(jié)構(gòu)，通過焊接或螺接的方式預(yù)制成桁架梁，可以是直線型的、半圓形的或其它任意形狀。固定式桁架剛度高，承載能力強(qiáng)，但制造過程繁冗，運(yùn)輸不便。尤其對于大型平臺的在軌構(gòu)建方面，由于運(yùn)輸效費(fèi)比低，空間利用率低，利用現(xiàn)有運(yùn)載技術(shù)很難滿足低成本高效在軌構(gòu)建大型桁架平臺，限制了我國大型太陽能電站、大型天線、大型在軌服務(wù)平臺等超大型有效載荷主承力結(jié)構(gòu)在軌構(gòu)建的實(shí)施。
[0003]桁架結(jié)構(gòu)的第二種構(gòu)建方式是螺栓節(jié)點(diǎn)球+單桿螺接，這種方式在大型地面工裝的使用方面十分常見，美國NASA也曾依靠航天飛機(jī)嘗試在軌實(shí)施螺栓節(jié)點(diǎn)球+單桿螺接的方式構(gòu)建大尺度桁架結(jié)構(gòu)，并取得了成功，但由于效率過低、剛度較低、航天員艙外活動(dòng)時(shí)間過長等原因，并不是一種較優(yōu)的桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)建方法。
[0004]第三種桁架構(gòu)建方式是預(yù)先將桁架收攏，使用時(shí)快速展開。目前代表性的桁架快速展開結(jié)構(gòu)包括盤壓桿和鉸接桿兩種展開機(jī)構(gòu)，或參考文獻(xiàn)《典型桿狀構(gòu)架式展開機(jī)構(gòu)》(丁鋒，上海航天)，這種桁架結(jié)構(gòu)收納比大，多用于大型SAR天線、對地遙感和深空探測器等的支撐結(jié)構(gòu)等方面，由于展收軌跡復(fù)雜，需配備專門的展收裝置才能實(shí)現(xiàn)桁架結(jié)構(gòu)的展收，且一套裝置僅能用于一套桁架梁的展收，桁架梁只能是直線型的，由于節(jié)點(diǎn)多采用球鉸，展開后靠繩索的預(yù)緊力維持桁架剛度，因此剛度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:提供一種可快速重復(fù)展收的桁架結(jié)構(gòu)，適用于一維線性伸展梁、二維多邊形、圓形大型桁架結(jié)構(gòu)平臺，尤其適用于展開后有側(cè)掛要求的梁式結(jié)構(gòu)構(gòu)建。
[0006]—種可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元，它包括3個(gè)剛性框、橫桿、斜拉桿及鎖定機(jī)構(gòu)；剛性框與剛性框之間由4個(gè)橫桿連接它們相應(yīng)的頂點(diǎn)；中間剛性框一側(cè)的剛性框的右下頂點(diǎn)附近通過一個(gè)斜拉桿與中間剛性框的左上頂點(diǎn)外側(cè)鎖定機(jī)構(gòu)主動(dòng)端的一側(cè)連接，主動(dòng)端的另一側(cè)通過另一斜拉桿與中間剛性框另一側(cè)的剛性框的左下頂點(diǎn)附近連接;剛性框?yàn)樽?、右對稱結(jié)構(gòu);所述鎖定機(jī)構(gòu)的主動(dòng)端的中心線與被動(dòng)端的中心線重合；當(dāng)所述鎖定機(jī)構(gòu)的主動(dòng)端與被動(dòng)端鎖定時(shí)，所述桁架胞元處于展開鎖定狀態(tài);需要折疊時(shí)，將所述鎖定機(jī)構(gòu)的主動(dòng)端與被動(dòng)端分離，并對所述剛性框的法線方向施力，將桁架胞元收攏。
[0007]—種可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元，它包括:3個(gè)剛性框、橫桿、斜拉桿以及鎖定機(jī)構(gòu);所述剛性框?yàn)槠矫嫠倪呅谓Y(jié)構(gòu)，其在各頂點(diǎn)處均有垂直于剛性框所在平面的向前突起和向后突起，向前突起和向后突起上均有鉸接點(diǎn)，3個(gè)剛性框從前到后分別為:第一剛性框、第二剛性框以及第三剛性框;所述第一剛性框的右下頂點(diǎn)處向前突起上從前到后依次有第一鉸接點(diǎn)Al、第二鉸接點(diǎn)A2，所述第一剛性框的右下頂點(diǎn)處向后突起上從前到后依次有第三鉸接點(diǎn)A3、第四鉸接點(diǎn)A4，第一剛性框的右上頂點(diǎn)處向前突起上有第五鉸接點(diǎn)BI，第一剛性框的右上頂點(diǎn)處向后突起上有第六鉸接點(diǎn)B2;所述第二剛性框的右下頂點(diǎn)處向前突起上有第七鉸接點(diǎn)C，所述第二剛性框的右下頂點(diǎn)處向后突起上有第八鉸接點(diǎn)E;第二剛性框的右上頂點(diǎn)處向前突起上有第九鉸接點(diǎn)D，第二剛性框的右上頂點(diǎn)處向后突起上有第十鉸接點(diǎn)F;在所述第二剛性框的右上頂點(diǎn)處第二剛性框外側(cè)設(shè)有用于安裝所述鎖定機(jī)構(gòu)被動(dòng)端的安裝座，安裝座上安裝有被動(dòng)端，被動(dòng)端下側(cè)安裝有主動(dòng)端;所述鎖定機(jī)構(gòu)的主動(dòng)端的前側(cè)有第十一鉸接點(diǎn)M，所述鎖定機(jī)構(gòu)的主動(dòng)端的后側(cè)有第十二鉸接點(diǎn)N;所述第三剛性框的右下頂點(diǎn)處向前突起上從前到后依次有第十三鉸接點(diǎn)G1、第十四鉸接點(diǎn)G2，所述第三剛性框的右下頂點(diǎn)處向后突起上從前到后依次有第十五鉸接點(diǎn)G3、第十六鉸接點(diǎn)G4，第三剛性框的右上頂點(diǎn)處向前突起上有第十七鉸接點(diǎn)Hl，第三剛性框的右上頂點(diǎn)處向后突起上有第十八鉸接點(diǎn)H2;所述橫桿包括:第一橫桿、第二橫桿、第三橫桿以及第四橫桿;其中，第一橫桿與第四鉸接點(diǎn)A4、第七鉸接點(diǎn)C鉸接，第二橫桿與第八鉸接點(diǎn)E、第十三鉸接點(diǎn)Gl鉸接，第三橫桿與第六鉸接點(diǎn)B2、第九鉸接點(diǎn)D鉸接，第四橫桿與第十鉸接點(diǎn)F、第十七鉸接點(diǎn)Hl鉸接，第一斜拉桿與第三鉸接點(diǎn)A3、第^^一鉸接點(diǎn)M鉸接，第二斜拉桿與第十四鉸接點(diǎn)G2、第十二鉸接點(diǎn)N鉸接;所述鎖定機(jī)構(gòu)的主動(dòng)端的中心線與被動(dòng)端的中心線重合;當(dāng)所述鎖定機(jī)構(gòu)的主動(dòng)端與被動(dòng)端鎖定時(shí)，所述桁架胞元處于展開鎖定狀態(tài);需要折疊時(shí)，將所述鎖定機(jī)構(gòu)的主動(dòng)端與被動(dòng)端分離，并對所述剛性框的法線方向施力。
[0008]所述第一剛性框的第一鉸節(jié)點(diǎn)Al、第二鉸接點(diǎn)A2也可以是同一點(diǎn)，所述第一剛性框的第三鉸接點(diǎn)A3、第四鉸接點(diǎn)A4也可以是同一點(diǎn)，所述第三剛性框的第十三鉸接點(diǎn)G1、第十四鉸接點(diǎn)G2也可以是同一點(diǎn)，所述第三剛性框的第十五鉸接點(diǎn)G3、第十六鉸接點(diǎn)G4也可以是同一點(diǎn)。
[0009]在所述桁架胞元的上、下端面鉸接均布置有斜桿，斜桿兩端分別連接在相鄰剛性框之間的左、右橫桿上。
[0010]采用自動(dòng)鎖定裝置時(shí)，所述鎖定機(jī)構(gòu)的主動(dòng)端包括:壓簧、鎖牙、頂針、螺母蓋、筒體以及銷;所述頂針設(shè)置在所述筒體的中心通孔內(nèi)，其上套有所述壓簧，尾部通過所述螺母蓋壓緊;所述鎖牙安裝在所述筒體頭部;所述頂針的頭部固定連接有所述銷，所述鎖牙上設(shè)有滑槽，所述銷在所述滑槽中運(yùn)動(dòng);所述被動(dòng)端上設(shè)有與所述鎖牙配合的鎖槽。
[0011 ]所述鎖定機(jī)構(gòu)中，鎖牙具有楔形面，鎖槽也具有楔形面。
[0012]采用手動(dòng)鎖定裝置時(shí)，所述鎖定機(jī)構(gòu)的被動(dòng)端為螺母，主動(dòng)端為螺栓，第十一鉸接點(diǎn)M和第十二鉸接點(diǎn)N位于螺栓上。
[0013]還可將所述可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元作為整體旋轉(zhuǎn)任意角度以使得剛性框置于豎直平面或水平面內(nèi)或其它任意平面內(nèi)。
[0014]桁架結(jié)構(gòu)由數(shù)個(gè)如前所述的可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元順次鉸接組成，此時(shí)，前一個(gè)胞元的最后一個(gè)剛性框與后一個(gè)胞元的最前方剛性框?yàn)橥粋€(gè)剛性框。
[0015]所述桁架結(jié)構(gòu)展開之后為直線、圓形或任意曲線。
[0016]當(dāng)所述桁架結(jié)構(gòu)展開后沿長度方向?yàn)橹本€時(shí)，桁架胞元為線性桁架胞元；當(dāng)其展開后沿長度方向?yàn)閳A形時(shí)，桁架胞元為弧形胞元;當(dāng)其展開后沿長度方向?yàn)槿我馇€時(shí)，桁架胞元為分段式弧形胞元。
[0017]有益效果:
[0018]本發(fā)明的桁架胞元，相對于固定式桁架，可以收攏折疊;相對于現(xiàn)有可展收桁架，展開后剛度更大、承載能力更高。
[0019]本發(fā)明的主動(dòng)端和被動(dòng)端可以根據(jù)實(shí)際需要，選用自動(dòng)鎖定/解鎖裝置或手動(dòng)鎖緊/解鎖實(shí)現(xiàn)桁架胞元的展開鎖定或解鎖收攏。
[0020]本發(fā)明的上、下端面的斜桿有助于提升桁架胞元的穩(wěn)定性，進(jìn)而提升桁架結(jié)構(gòu)的整體剛度、承載能力和穩(wěn)定性。
[0021]本發(fā)明的鎖定機(jī)構(gòu)具備自適應(yīng)鎖定的功能，具有楔形面的鎖牙和具有楔形面的鎖槽可以在不同位置形成配合，從而實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)鎖定，降低對裝配精度的要求。
[0022]本發(fā)明的螺栓螺母式配合，適用于手動(dòng)擰緊或使用設(shè)備輔助擰緊，提供較大的預(yù)緊力，從而獲得更高的剛度、更大的承載能力和穩(wěn)定性。
[0023]本發(fā)明的桁架胞元，可以首尾順次相連，收攏狀態(tài)存儲、運(yùn)輸，使用時(shí)沿長度方向展開、鎖定，形成不同長度的線性桁架結(jié)構(gòu)，用于大型設(shè)施的框架結(jié)構(gòu)構(gòu)建。本發(fā)明的桁架胞元還可以首尾順次相連，收攏狀態(tài)存儲、運(yùn)輸，使用時(shí)沿長度方向展開，形成圓形或任意曲線桁架結(jié)構(gòu)。對于地面設(shè)施構(gòu)建，如大型舞臺、地面大型支撐工裝等，可大大提升運(yùn)輸效費(fèi)比，提高工人搭建效率。
[0024]特別地，對于在軌平臺構(gòu)建，國際空間站采用的是整體構(gòu)架運(yùn)載上行的方式，航天飛機(jī)每次只能運(yùn)輸一節(jié)桁架，效率較低。本發(fā)明采用的可快速展收桁架技術(shù)，不僅可以收攏、展開，且展開剛度很高，因此可以采用收攏上行，在軌展開的方式進(jìn)行平臺的在軌構(gòu)建。這將大大提升大型平臺在軌構(gòu)建的可行性，節(jié)約成本，提高效率。
[0025]另外，本發(fā)明可以用于軍用棧橋的快速鋪設(shè)，使用本發(fā)明的高剛度大承載快速可展收桁架結(jié)構(gòu)，制作成特種工程車，戰(zhàn)時(shí)用于遠(yuǎn)距離棧橋快速鋪設(shè)。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明中線性桁架胞元展開狀態(tài)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明中線性桁架胞元折疊狀態(tài)示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明中線性桁架結(jié)構(gòu)的展開狀態(tài)示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明中鎖定裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明中鎖定裝置的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6是本發(fā)明中圓形梁桁架結(jié)構(gòu)由收攏狀態(tài)至展開、鎖定狀態(tài)示意圖；
[0032]圖7是本發(fā)明中圓形桁架結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]—種可重復(fù)展收的桁架結(jié)構(gòu)及桁架胞元，桁架結(jié)構(gòu)由一個(gè)以上的桁架胞元沿長度方向順次鉸接組成；
[0034]桁架胞元可以根據(jù)剛性框I，橫桿2，斜拉桿3不同的幾何參數(shù)，形成如圖3或7所示的線性桁架胞元或圓形桁架胞元；
[0035]下面以線性桁架胞元為例介紹具體組成:
[0036]參見附圖1-3，+X向?yàn)橛覀?cè)，-X向?yàn)樽髠?cè)，+Y向?yàn)楹髠?cè)，-Y向?yàn)榍皞?cè)，+Z向?yàn)樯蟼?cè)，-Z向?yàn)橄聜?cè)。桁架胞元包括:3個(gè)形狀相同的剛性框I，橫桿2，斜拉桿3以及鎖定機(jī)構(gòu)4;
[0037]剛性框?yàn)槠矫嫠倪呅谓Y(jié)構(gòu)，其在各頂點(diǎn)處均有垂直于剛性框所在平面的向前突起和向后關(guān)起，向如關(guān)起和向后關(guān)起上均有I父接點(diǎn)，3個(gè)剛性框從肖U到后分別為:弟一剛性框
1-1、第二剛性框1-2以及第三剛性框1-3;第一剛性框1-1的右下頂點(diǎn)處向前突起上從前到后依次有第一鉸接點(diǎn)Al、第二鉸接點(diǎn)A2，第一剛性框1-1的右下頂點(diǎn)處向后突起上從前到后依次有第三鉸接點(diǎn)A3、第四鉸接點(diǎn)A4，第一剛性框1-1的右上頂點(diǎn)處向前突起上有第五鉸接點(diǎn)BI，第一剛性框1-1的右上頂點(diǎn)處向后突起上有第六鉸接點(diǎn)B2;
[0038]所述第二剛性框1-2的右下頂點(diǎn)處向前突起上有第七鉸接點(diǎn)C，所述第二剛性框1-2的右下頂點(diǎn)處向后突起上有第八鉸接點(diǎn)E;第二剛性框1-2的右上頂點(diǎn)處向前突起上有第九鉸接點(diǎn)D，第二剛性框1-2的右上頂點(diǎn)處向后突起上有第十鉸接點(diǎn)F;在所述第二剛性框1-2的右上頂點(diǎn)的第二剛性框外側(cè)設(shè)有用于安裝所述鎖定機(jī)構(gòu)4被動(dòng)端的安裝座，安裝座上安裝有被動(dòng)端，被動(dòng)端下側(cè)安裝有主動(dòng)端;所述鎖定機(jī)構(gòu)4的主動(dòng)端的前側(cè)有第^^一鉸接點(diǎn)M，所述鎖定機(jī)構(gòu)4的主動(dòng)端的后側(cè)有第十二鉸接點(diǎn)N;
[0039]所述第三剛性框1-3的右下頂點(diǎn)處向前突起上從前到后依次有第十三鉸接點(diǎn)Gl、第十四鉸接點(diǎn)G2，第三剛性框1-3的右下頂點(diǎn)處向后突起上從前到后依次有第十五鉸接點(diǎn)G3、第十六鉸接點(diǎn)G4，第三剛性框1-3的右上頂點(diǎn)處向前突起上有第十七鉸接點(diǎn)Hl，第三剛性框1-3的右上頂點(diǎn)處向后突起上有第十八鉸接點(diǎn)H2;
[0040]第一橫桿2-1與第四鉸接點(diǎn)A4、第七鉸接點(diǎn)C鉸接，第二橫桿2-2與第八鉸接點(diǎn)E、第十三鉸接點(diǎn)Gl鉸接，第三橫桿2-3與第六鉸接點(diǎn)B2、第九鉸接點(diǎn)D鉸接，第四橫桿2-4與第十鉸接點(diǎn)F、第十七鉸接點(diǎn)Hl鉸接，第一斜拉桿3-1與第三鉸接點(diǎn)A3、第^^一鉸接點(diǎn)M鉸接，第二斜拉桿3-2與第十四鉸接點(diǎn)G2、第十二鉸接點(diǎn)N鉸接；
[0041]第一剛性框1-1、第二剛性框1-2以及第三剛性框1-3左側(cè)的連接方式與右側(cè)相同；鎖定機(jī)構(gòu)4的主動(dòng)端的中心線與被動(dòng)端的中心線重合。
[0042]桁架胞元需要展開時(shí)，沿第三剛性框1-3法向拉動(dòng)第三剛性框1-3，第一橫桿2-1的前后兩端、第二橫桿2-2的前后兩端、第三橫桿2-3的前后兩端、第四橫桿2-4的前后兩端分別繞點(diǎn)44工4、61、82、01、!11轉(zhuǎn)動(dòng)，隨著44、61兩點(diǎn)距離的變化，第一斜拉桿3-1、第二斜拉桿3-2之間的夾角變大，鎖定機(jī)構(gòu)4的主動(dòng)端沿EF方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)鎖定機(jī)構(gòu)4的主動(dòng)端與被動(dòng)端鎖定時(shí)，桁架胞元處于鎖定狀態(tài);需要折疊時(shí)，將所述鎖定機(jī)構(gòu)4的主動(dòng)端與被動(dòng)端分離，并對所述剛性框I的法線方向施力。
[0043]圖3所述為桁架組的展開過程，桁架胞元通過剛性框I實(shí)現(xiàn)胞元間連接。假設(shè)將桁架組一端固定，拉動(dòng)另一端，每個(gè)胞元不斷重復(fù)上述展開、鎖定步驟，最終形成具有一定長度的桁架梁。
[0044]需要指出的是，所述第一剛性框1-1的第一鉸節(jié)點(diǎn)Al、第二鉸接點(diǎn)A2也可以是同一點(diǎn)，所述第一剛性框1-1的第三鉸接點(diǎn)A3、第四鉸接點(diǎn)A4也可以是同一點(diǎn)，所述第三剛性框1-3的第十三鉸接點(diǎn)Gl、第十四鉸接點(diǎn)G2也可以是同一點(diǎn)，所述第三剛性框1-3的第十五鉸接點(diǎn)G3、第十六鉸接點(diǎn)G4也可以是同一點(diǎn)。
[0045]參見附圖4，鎖定裝置可以是自動(dòng)鎖定裝置，即，鎖定機(jī)構(gòu)4的主動(dòng)端包括:壓簧4-
1、具有楔形面特征的鎖牙4-2、頂針4-3、螺母蓋4-4、筒體4-5以及銷4_6;頂針4_3設(shè)置在筒體4-5的中心通孔內(nèi)，其上套有壓簧4-1，中心通孔尾部通過螺母蓋4-4壓緊。壓簧4-1的一端與頂針4-3頭部的軸肩抵觸，另一端與所述螺母蓋4-4抵觸。鎖牙4-2安裝在筒體4-5的頂部，頂針4-3的頭部固定連接有銷4-6，鎖牙4-2上設(shè)有具有楔形面特征的滑槽4-7，銷4_6在滑槽4-7中運(yùn)動(dòng);鎖定機(jī)構(gòu)4被動(dòng)端筒體上設(shè)有與鎖牙4-2配合的鎖槽4-8。正常狀態(tài)，螺母蓋4_4將壓簧4-1限制在筒體4-5內(nèi)，壓簧4-1為頂針4-3提供壓力，頂針4-3通過銷在滑槽的轉(zhuǎn)向作用下實(shí)現(xiàn)鎖牙4-2的頂出，使主動(dòng)端向被動(dòng)端移動(dòng)。移動(dòng)過程中，鎖牙4-2進(jìn)入被動(dòng)端筒體內(nèi)，此時(shí)壓簧4-1保持對頂針4-3的壓緊作用，鎖牙4-2具備彈出潛力，當(dāng)鎖牙4-2與鎖槽4-8位置重合時(shí)，主動(dòng)端運(yùn)動(dòng)到位時(shí)，鎖牙4-2從鎖槽4-8彈出，鎖牙4-2楔面與鎖槽楔面形成配合，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)端與被動(dòng)端的自適應(yīng)鎖定。
[0046]參見附圖5，鎖定裝置也可以是一種手動(dòng)鎖定方式，即鎖定裝置的被動(dòng)端為螺母，主動(dòng)端為螺栓，鉸接點(diǎn)M、N位于螺栓上，當(dāng)桁架達(dá)到展開狀態(tài)時(shí)，通過螺栓螺母實(shí)現(xiàn)M、N點(diǎn)與斜拉桿3的固定連接。
[0047]較優(yōu)的，為進(jìn)一步增強(qiáng)桁架結(jié)構(gòu)的剛性，可在桁架胞元的上下端面布置有斜桿5。
[0048]所述的可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元，還可用于將所述可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元作為整體旋轉(zhuǎn)任意角度以使得剛性框置于豎直平面或水平面內(nèi)或其它任意平面內(nèi)。
[0049]桁架結(jié)構(gòu)由數(shù)個(gè)如前所述的可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元順次鉸接組成，此時(shí)，前一個(gè)胞元的最后一個(gè)剛性框1-3與后一個(gè)胞元的最前方剛性框1-1為同一個(gè)剛性框。
[0050]所述桁架結(jié)構(gòu)展開之后為直線、圓形或任意曲線。
[0051]當(dāng)所述桁架結(jié)構(gòu)展開后沿長度方向?yàn)橹本€時(shí)，桁架胞元為線性桁架胞元；當(dāng)其展開后沿長度方向?yàn)閳A形時(shí)，桁架胞元為弧形胞元;當(dāng)其展開后沿長度方向?yàn)槿我馇€時(shí)，桁架胞元為分段式弧形胞元。
[0052]圖6所示為由圓形桁架胞元順次連接形成的桁架組，由收攏狀態(tài)至展開、鎖定狀態(tài)示意圖。
[0053]圖7所示為展開完成后的桁架梁，形成具有特定直徑的、由多邊形構(gòu)成的梁。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元，其特征在于:它包括3個(gè)剛性框、橫桿、斜拉桿及鎖定機(jī)構(gòu)；剛性框與剛性框之間由4個(gè)橫桿連接它們相應(yīng)的頂點(diǎn)；中間剛性框一側(cè)的剛性框的右下頂點(diǎn)附近通過一個(gè)斜拉桿與中間剛性框的左上頂點(diǎn)外側(cè)鎖定機(jī)構(gòu)主動(dòng)端的一側(cè)連接，主動(dòng)端的另一側(cè)通過另一斜拉桿與中間剛性框另一側(cè)的剛性框的左下頂點(diǎn)附近連接;剛性框?yàn)樽?、右對稱結(jié)構(gòu)； 所述鎖定機(jī)構(gòu)的主動(dòng)端的中心線與被動(dòng)端的中心線重合；當(dāng)所述鎖定機(jī)構(gòu)的主動(dòng)端與被動(dòng)端鎖定時(shí)，所述桁架胞元處于展開鎖定狀態(tài);需要折疊時(shí)，將所述鎖定機(jī)構(gòu)的主動(dòng)端與被動(dòng)端分離，并對所述剛性框的法線方向施力，將桁架胞元收攏。2.—種可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元，其特征在于:它包括:3個(gè)剛性框(I)、橫桿(2)、斜拉桿(3)以及鎖定機(jī)構(gòu)(4); 所述剛性框(I)為平面四邊形結(jié)構(gòu)，其在各頂點(diǎn)處均有垂直于剛性框(I)所在平面的向前突起和向后突起，向前突起和向后突起上均有鉸接點(diǎn)，3個(gè)剛性框(I)從前到后分別為:第一剛性框(1-1)、第二剛性框(1-2)以及第三剛性框(1-3);所述第一剛性框(1-1)的右下頂點(diǎn)處向前突起上從前到后依次有第一鉸接點(diǎn)Al、第二鉸接點(diǎn)A2，所述第一剛性框(1-1)的右下頂點(diǎn)處向后突起上從前到后依次有第三鉸接點(diǎn)A3、第四鉸接點(diǎn)A4，第一剛性框(1-1)的右上頂點(diǎn)處向前突起上有第五鉸接點(diǎn)BI，第一剛性框(1-1)的右上頂點(diǎn)處向后突起上有第六鉸接點(diǎn)B2; 所述第二剛性框(1-2)的右下頂點(diǎn)處向前突起上有第七鉸接點(diǎn)C，所述第二剛性框(1-2)的右下頂點(diǎn)處向后突起上有第八鉸接點(diǎn)E;第二剛性框(1-2)的右上頂點(diǎn)處向前突起上有第九鉸接點(diǎn)D，第二剛性框(1-2)的右上頂點(diǎn)處向后突起上有第十鉸接點(diǎn)F;在所述第二剛性框(1-2)的右上頂點(diǎn)處第二剛性框外側(cè)設(shè)有用于安裝所述鎖定機(jī)構(gòu)(4)被動(dòng)端的安裝座，安裝座上安裝有被動(dòng)端，被動(dòng)端下側(cè)安裝有主動(dòng)端;所述鎖定機(jī)構(gòu)(4)的主動(dòng)端的前側(cè)有第十一鉸接點(diǎn)M，所述鎖定機(jī)構(gòu)(4)的主動(dòng)端的后側(cè)有第十二鉸接點(diǎn)N; 所述第三剛性框(1-3)的右下頂點(diǎn)處向前突起上從前到后依次有第十三鉸接點(diǎn)Gl、第十四鉸接點(diǎn)G2，所述第三剛性框(1-3)的右下頂點(diǎn)處向后突起上從前到后依次有第十五鉸接點(diǎn)G3、第十六鉸接點(diǎn)G4，第三剛性框(1-3)的右上頂點(diǎn)處向前突起上有第十七鉸接點(diǎn)Hl，第三剛性框(1-3)的右上頂點(diǎn)處向后突起上有第十八鉸接點(diǎn)H2; 所述橫桿(2)包括:第一橫桿(2-1)、第二橫桿(2-2)、第三橫桿(2-3)以及第四橫桿(2-4);其中，第一橫桿(2-1)與第四鉸接點(diǎn)A4、第七鉸接點(diǎn)C鉸接，第二橫桿(2-2)與第八鉸接點(diǎn)E、第十三鉸接點(diǎn)Gl鉸接，第三橫桿(2-3)與第六鉸接點(diǎn)B2、第九鉸接點(diǎn)D鉸接，第四橫桿(2-4)與第十鉸接點(diǎn)F、第十七鉸接點(diǎn)Hl鉸接，第一斜拉桿(3-1)與第三鉸接點(diǎn)A3、第^^一鉸接點(diǎn)M鉸接，第二斜拉桿(3-2)與第十四鉸接點(diǎn)G2、第十二鉸接點(diǎn)N鉸接； 所述鎖定機(jī)構(gòu)(4)的主動(dòng)端的中心線與被動(dòng)端的中心線重合；當(dāng)所述鎖定機(jī)構(gòu)(4)的主動(dòng)端與被動(dòng)端鎖定時(shí)，所述桁架胞元處于展開鎖定狀態(tài)；需要折疊時(shí)，將所述鎖定機(jī)構(gòu)(4)的主動(dòng)端與被動(dòng)端分離，并對所述剛性框(I)的法線方向施力。3.如權(quán)利要求2所述的可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元，所述第一剛性框(1-1)的第一鉸節(jié)點(diǎn)Al、第二鉸接點(diǎn)A2是同一點(diǎn)，所述第一剛性框(1-1)的第三鉸接點(diǎn)A3、第四鉸接點(diǎn)A4是同一點(diǎn)，所述第三剛性框(1-3)的第十三鉸接點(diǎn)G1、第十四鉸接點(diǎn)G2是同一點(diǎn)，所述第三剛性框(1-3)的第十五鉸接點(diǎn)G3、第十六鉸接點(diǎn)G4是同一點(diǎn)。4.如權(quán)利要求1-3之一所述的可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元，其特征在于，在所述桁架胞元的上、下端面鉸接均布置有斜桿(5)，斜桿兩端分別連接在相鄰剛性框之間的左、右橫桿上。5.如權(quán)利要求1-4之一所述的可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元，其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)⑷的主動(dòng)端包括:壓簧(4-1)、鎖牙(4-2)、頂針(4-3)、螺母蓋(4-4)、筒體(4-5)以及銷(4-6);所述頂針(4-3)設(shè)置在所述筒體(4-5)的中心通孔內(nèi)，其上套有所述壓簧(4-1)，尾部通過所述螺母蓋(4-4)壓緊;所述鎖牙(4-2)安裝在所述筒體(4-5)頭部;所述頂針(4-3)的頭部固定連接有所述銷(4-6)，所述鎖牙(4-2)上設(shè)有滑槽(4-7)，所述銷(4-6)在所述滑槽(4-7)中運(yùn)動(dòng);所述被動(dòng)端上設(shè)有與所述鎖牙(4-2)配合的鎖槽(4-8)。6.如權(quán)利要求5所述的可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元，其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)(4)中，鎖牙具有楔形面，鎖槽也具有楔形面。7.如權(quán)利要求1-4之一所述的可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元，其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)(4)的被動(dòng)端為螺母，主動(dòng)端為螺栓，第十一鉸接點(diǎn)M和第十二鉸接點(diǎn)N位于螺栓上。8.如權(quán)利要求1-7之一所述的可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元，其特征在于，還可用于將所述可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元作為整體旋轉(zhuǎn)任意角度以使得剛性框置于豎直平面或水平面內(nèi)或其它任意平面內(nèi)。9.一種可重復(fù)展收的桁架結(jié)構(gòu)，其特征在于，它由數(shù)個(gè)如權(quán)利要求1-8之一所述的可重復(fù)展收桁架結(jié)構(gòu)的桁架胞元順次鉸接組成，此時(shí)，前一個(gè)胞元的最后一個(gè)剛性框與后一個(gè)胞元的最前方剛性框?yàn)橥粋€(gè)剛性框。10.如權(quán)利要求9所述的可重復(fù)展收的桁架結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述桁架結(jié)構(gòu)展開之后為直線、圓形或任意曲線。11.如權(quán)利要求9所述的可重復(fù)展收的桁架結(jié)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)其展開后沿長度方向?yàn)橹本€時(shí)，桁架胞元為線性桁架胞元；當(dāng)其展開后沿長度方向?yàn)閳A形時(shí)，桁架胞元為弧形胞元;當(dāng)其展開后沿長度方向?yàn)槿我馇€時(shí)，桁架胞元為分段式弧形胞元。
【文檔編號】E04C3/02GK105923170SQ201610264168
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】許煥賓, 李偉杰, 史文華, 王文龍, 葉耀坤, 李瀟, 曾福明, 丁鋒, 石文靜
【申請人】北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部