联动式大伸缩比收展机构及收展装置

本发明属于机械设计领域，涉及展开机构，特别是涉及一种展开过程可控的联动式大伸缩比收展机构及收展装置。

背景技术：

1、展开机构是一种通过作动机构使装置根据运动副按一定运动规律进行外形变化，可在小空间收拢状态与大面积展开状态之间转换，从而针对不同的工作环境发挥作用的结构。展开机构具有多种应用环境，例如在飞行器中，特定外形的展开机构可作为变形翼，通过改变机翼形状来改善飞行器气动特性、提高飞行器机动性能以及环境适应能力的技术；对于一些设计外形、工作环境受限，同时需要太阳能能源供应的，展开机构可与太阳能电池板结合，满足其设计约束；对于一些桌面装置，展开机构能够增大其承载面积，能够使其上的物品具有更多放置或者展示空间。

2、然而现有的展开机构为一次性收拢-展开装置，或者机构无法完全收拢，可控调节范围较小，无法同时满足小空间收拢及大空间展开，且变形大范围可控的需求。因此，有必要提出并设计一种既可完全收拢，又可大面积展开，同时展开后展开面积可大幅度调控的新型的展开机构。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种联动式大伸缩比收展机构，该机构既可完全收拢，又可大面积展开，同时展开后机构面积可大幅度调控，以解决上述现有展开机构所存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种联动式大伸缩比收展机构，包括：

4、嵌套堆叠薄片，包括支座、内层薄片和至少一对外层伸缩片，所述支座用于固定在装置主体上，所述内层薄片与所述支座铰接，任意一对所述外层伸缩片均包括外层伸缩片一和外层伸缩片二，所述外层伸缩片一和所述外层伸缩片二均能够沿直线伸缩，所述外层伸缩片一和所述外层伸缩片二分布于所述内层薄片的两侧，且所述外层伸缩片一的梢部和所述外层伸缩片二的梢部铰接，所述外层伸缩片一的根部和所述外层伸缩片二的根部均铰接于所述支座，以使所述外层伸缩片一和所述外层伸缩片二处于展开状态时，所述外层伸缩片一、所述外层伸缩片二以及所述支座边缘围合形成三角形，所述内层薄片位于所述三角形内；所述至少一对所述外层伸缩片以所述内层薄片为中心，由内至外且由上至下依次层叠搭边布设在所述内层薄片的外周；任意相邻两所述外层伸缩片的根部之间均通过联动杆连接，所述联动杆的两端与对应的所述外层伸缩片之间均为铰接，所述内层薄片的根部和与其相邻的一所述外层伸缩片的根部之间通过所述联动杆连接，所述联动杆的两端与对应的所述外层伸缩片和所述内层薄片之间分别为铰接；

5、收展驱动装置，包括滑移驱动、滑移块一和滑移块二，所述滑移块一和所述滑移块二分别对应所述嵌套堆叠薄片中，位于最外层一对所述外层伸缩片的所述外层伸缩片一和所述外层伸缩片二设置，所述滑移块一和对应的所述外层伸缩片一之间以及所述滑移块二和对应的所述外层伸缩片二之间，均通过传动杆连接，任意一所述传动杆的两端分别与对应的滑块和所述外层伸缩片铰接；所述滑移驱动用于驱动所述滑移块一和所述滑移块二沿直线相互靠近或相互远离，以实现所述嵌套堆叠薄片的展开或收拢，并能够在所述嵌套堆叠薄片展开或收拢至预设大小后，保持所述滑移块一和所述滑移块二的间距恒定。

6、可选的，所述嵌套堆叠薄片中所述内层薄片的外侧设置有两对所述外层伸缩片，其中位于最外层的为第1层伸缩片，位于所述第1层伸缩片和所述内层薄片之间的为第2层伸缩片。

7、可选的，任意一对所述外层伸缩片中，所述外层伸缩片一包括根部薄片套和伸缩嵌套于所述根部薄片套内的梢部薄片，所述外层伸缩片二的结构和所述外层伸缩片一的结构完全相同，所述外层伸缩片二和所述外层伸缩片一对称布置在所述内层薄片的两侧，以使所述外层伸缩片一、所述外层伸缩片二以及所述支座边缘围合形成等腰三角形。

8、可选的，所述滑移驱动包括两组伸缩缸，两组所述伸缩缸分别布置于所述滑移块一和所述滑移块二的外端，并分别与所述滑移块一和所述滑移块二相连。

9、可选的，所述滑移驱动包括：

10、螺杆支座；

11、滚珠螺杆，转动安装于所述螺杆支座上，且所述滚珠螺杆上对称设置有两段外螺纹，且两段所述外螺纹的旋向相反，所述滑移块一和所述滑移块二分别螺纹连接于两段所述外螺纹上；所述滑移块一和所述滑移块二上还均设置有滑动导向结构，所述滑动导向结构与所述螺杆支座滑动配合；

12、电机，与所述滚珠螺杆的端部相连，以驱动所述滚珠螺杆转动。

13、可选的，所述滑移块一包括滚珠滑块和与所述滚珠滑块相连的滑块套，所述滚珠滑块和所述滑块套均与所述滚珠螺杆螺纹连接，所述滑块套的底面设置为平面，所述平面作为所述滑动导向结构，与所述螺杆支座平行且间隙配合；所述滑块套的顶端设置有与所述传动杆端部铰接的柱形凸起转轴。

14、可选的，所述嵌套堆叠薄片对称设置有两组，任意一所述嵌套堆叠薄片均配置有一组所述收展驱动装置。

15、可选的，所述嵌套堆叠薄片设置有两组，两组所述嵌套堆叠薄片对称分布于所述收展驱动装置的两侧，且两组所述嵌套堆叠薄片同时与所述收展驱动装置相连，所述收展驱动装置能够驱动两组所述嵌套堆叠薄片同步展开或同步收拢。

16、可选的，任意一所述外层伸缩片一和/或任意一所述外层伸缩片二中：

17、所述根部薄片套上开设有沿其长度方向延伸的限位沉槽，所述梢部薄片上设置有与所述限位沉槽滑动适配的凸起圆销；

18、或者，所述根部薄片套上沿边缘开有凸筋槽，所述凸筋槽的一端贯穿所述根部薄片套的套口，所述梢部薄片上设置有与所述凸筋槽适配的边缘凸筋。

19、可选的，所述支座为杆状或板状支座，其平行于所述滚珠螺杆设置。

20、本发明还提出一种收展装置，包括如上任意一项所述的联动式大伸缩比收展机构，所述联动式大伸缩比收展机构的所述支座固定于所述收展装置的主体上。

21、可选的，所述收展装置为飞行器。

22、可选的，所述收展装置为太阳能电池板承载装置，所述联动式大伸缩比收展机构能够装载太阳能电池板，实现对太阳能电池板的收展。

23、可选的，所述收展装置为桌面扩展装置，所述联动式大伸缩比收展机构能够装载桌面，实现对桌面的收展。

24、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

25、本发明提出的联动式大伸缩比收展机构，包括收展驱动装置和嵌套堆叠薄片，收展驱动装置可驱动嵌套堆叠薄片展开或收拢，并能够在嵌套堆叠薄片展开或收拢至预设大小后，保持滑移块一和滑移块二的间距恒定。该收展机构，可完全收拢，收拢时所占用的空间较小，而展开时能够实现机构面积较大，多层机构配合，可避免干涉问题；机构展开面积大小可以控制，且可控范围较大，可根据应用领域及应用环境的不同进行相应变形调整。由此可见，本发明同时具有可完全收拢，可大面积展开，同时展开后机构面积、前后角度等可大幅度调控等优点，填补了现有技术中这种展开机构的技术空白。

26、本发明的联动式大伸缩比收展机构用途多样，灵活性强，能够胜任多种领用、多种用途的装置及应用场景，比如：①可作为空中飞行器等多种巡航器的收展机翼，可完全收拢，又可大面积展开，同时展开后机构面积、前后角度等可大幅度调控，解决了现有一次性收拢-展开折叠翼无法同时满足小空间收拢及大空间展开、且展开过程可控的问题；②可作为太阳能电池板的安装展架，通过与太阳能电池板结合，可为复杂环境陆行器以及空中飞行器等多种巡航器提供能源；③可作为桌面的安装展架，不仅实现了桌面装置可折叠、收展面积变化大而可控，而且能够使桌面完全收拢，搬运容易，解决了现有桌面装置面积变化小，无法完全收拢，进而搬运困难的问题。实际应用中，可根据领域不同，对本收展机构的外形作出相关调整，但其基本原理、作动方式及运动规律类似。

27、本发明提出的收展装置，可为收展机翼、太阳能电池板或桌面装置等，其具有上述联动式大伸缩比收展机构，具备上述联动式大伸缩比收展机构所具有的全部特点，在此不再赘述。