猫先生官方网站本实用新型涉及航天机械传动技术领域，更具体的说，涉及一种伸缩机构。本实用新型提供了一种伸缩机构，包括驱动机构、传动机构、多个平动板、多个转动板、多个铰链和连杆：所述驱动机构，驱动传动机构进行直线运动；所述多个平动板与多个转动板，一一对应且交替安装，通过铰链与连杆进行连接组成多个放大间隔单元；所述传动机构，包括传动轴承、丝杠和丝杠螺母；传动轴承，安装在最外侧的第一平动板上，与驱动机构的输出端连接；丝杠螺母，安装在最外侧的第一转动板上；丝杠，一端与传动轴承连接，另一端穿过第一平动板与丝杠螺母连接。本
(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 218718584 U (45)授权公告日 2023.03.24 (21)申请号 8.8 (22)申请日 2022.08.05 (73)专利权人 上海国科航星量子科技有限公司 地址 200439 上海市宝山区逸仙路1328号1 号楼604室 (72)发明人 杨彪周辉 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 专利代理师 陶玉龙 (51)Int.Cl. F16H 37/12 (2006.01) H02K 7/06 (2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 权利要求书1页 说明书6页 附图6页 (54)实用新型名称 伸缩机构 (57)摘要 本实用新型涉及航天机械传动技术领域，更 具体的说，涉及一种伸缩机构。本实用新型提供 了一种伸缩机构，包括驱动机构、传动机构、多个 平动板、多个转动板、多个铰链和连杆：所述驱动 机构，驱动传动机构进行直线运动；所述多个平 动板与多个转动板，一一对应且交替安装，通过 铰链与连杆进行连接组成多个放大间隔单元；所 述传动机构，包括传动轴承、丝杠和丝杠螺母；传 动轴承，安装在最外侧的第一平动板上，与驱动 机构的输出端连接；丝杠螺母，安装在最外侧的 第一转动板上；丝杠，一端与传动轴承连接，另一 端穿过第一平动板与丝杠螺母连接。本实用新型 U 提出的一种伸缩机构，满足了结构收纳和倍率调 4 整的主要需求，实现了精准行程放大效果。 8 5 8 1 7 8 1 2 N C CN 218718584 U 权利要求书 1/1页 1.一种伸缩机构，其特征在于，包括驱动机构、传动机构、多个平动板、多个转动板、多 个铰链和连杆： 所述驱动机构，与传动机构连接，驱动传动机构进行直线运动； 所述多个平动板与多个转动板，一一对应且交替安装，通过铰链与连杆进行连接组成 多个放大间隔单元； 所述传动机构，包括传动轴承、丝杠和丝杠螺母； 所述传动轴承，安装在最外侧的第一平动板上，与驱动机构的输出端连接； 所述丝杠螺母，安装在最外侧的第一转动板上； 所述丝杠，一端与传动轴承连接，另一端穿过第一平动板与丝杠螺母连接。 2.根据权利要求1所述的伸缩机构，其特征在于，所述铰链为双头铰链，分别安装在平 动板和转动板上； 所述连杆，一端与安装在平动板上的铰链连接，另一端与安装在转动板的铰链连接； 所述连杆，与铰链之间只有一个转动副，连杆与铰链同步旋转。 3.根据权利要求1所述的伸缩机构，其特征在于，所述铰链与平动板、转动板分别通过 轴承进行连接。 4.根据权利要求1所述的伸缩机构，其特征在于，所述驱动机构，通过驱动轴承驱动丝 杠进行旋转，丝杠螺母沿丝杠做直线运动，带动第一转动板运动。 5.根据权利要求4所述的伸缩机构，其特征在于，所述多个平动板沿丝杠轴向做直线运 动； 所述多个转动板，沿丝杠轴向做直线运动，同时沿轴心进行转动。 6.根据权利要求1所述的伸缩机构，其特征在于，所述多个连杆的长度保持一致。 7.根据权利要求1所述的伸缩机构，其特征在于，所述丝杠螺母与第一转动板的安装位 置，位于第一转动板的中心位置。 8.根据权利要求1所述的伸缩机构，其特征在于，每个平动板的边缘位置，对称安装多 个铰链； 每个转动板的边缘位置，对称安装多个铰链。 9.根据权利要求1所述的伸缩机构，其特征在于，所述驱动机构，为旋转驱动机构。 10.根据权利要求9所述的伸缩机构，其特征在于，所述驱动机构，包括驱动电机。 11.根据权利要求1所述的伸缩机构，其特征在于，所述驱动机构为步进电机，所述丝杠 为滚珠丝杠。 12.根据权利要求1所述的伸缩机构，其特征在于，所述丝杠为T型丝杠，所述驱动机构， 还包括减速器。 2 2 CN 218718584 U 说明书 1/6页 伸缩机构 技术领域 [0001] 本实用新型涉及航天机械传动技术领域猫先生官方网站，更具体的说，涉及一种伸缩机构。 背景技术 [0002] 在机械传动中，很多动力设备的输出端采用如丝杠螺母机构、齿轮齿条机构等机 构，只能获得有限距离的位移。 [0003] 由于输出端移动距离过小，往往无法满足机械设备的长距离位移的需要。为了获 得更大的运动行程，通常都需要在动力设备的输出端连接或安装行程放大机构来获得理想 的运动位移。 [0004] 传统的行程放大机构多为单一倍率的行程放大机构，如多杆放大行程机构、双凸 轮放大行程机构、斜槽滑块行程放大机构、共轭凸轮连杆放大行程机构等等。 [0005] 传统的行程放大机构存在结构复杂、放大倍率低、放大倍率固定的问题，而且普遍 没有收纳后缩小占用空间的功能，因此，传统的行程放大机构在应用到一些具体领域时会 遇到如下问题： [0006] 例如，在车身焊装生产线上用到很多平移滑动机构，最简单经济的驱动元器件是 气缸，采用气缸推动获得运动位移，但是，如果需要太长的行程，太长的则没有合适的气缸 可以选用，即使选择非标的气缸，气缸缸体也会很长，且非标气缸的成本也较高。 [0007] 再例如，在航天领域一些机械传动结构应用场合要求，在发射时可以收纳以节省 发射空间，降低发射成本；而在轨后又需要较长的行程以满足使用需求，传统的机械传动结 构以及普通的行程放大结构都很难同时满足上述这两个要求。 实用新型内容 [0008] 本实用新型的目的是提供一种伸缩机构，解决现有技术的行程放大机构的放大倍 率低、放大倍率固定且结构复杂难以收纳的问题。 [0009] 为了实现上述目的，本实用新型提供了一种伸缩机构，包括驱动机构、传动机构、 多个平动板、多个转动板、多个铰链和连杆： [0010] 所述驱动机构，与传动机构连接，驱动传动机构进行直线] 所述多个平动板与多个转动板，一一对应且交替安装，通过铰链与连杆进行连接 组成多个放大间隔单元； [0012] 所述传动机构，包括传动轴承、丝杠和丝杠螺母； [0013] 所述传动轴承，安装在最外侧的第一平动板上，与驱动机构的输出端连接； [0014] 所述丝杠螺母，安装在最外侧的第一转动板上； [0015] 所述丝杠，一端与传动轴承连接，另一端穿过第一平动板与丝杠螺母连接。 [0016] 在一实施例中，所述铰链为双头铰链，分别安装在平动板和转动板上； [0017] 所述连杆，一端与安装在平动板上的铰链连接，另一端与安装在转动板的铰链连 接； 3 3 CN 218718584 U 说明书 2/6页 [0018] 所述连杆，与铰链之间只有一个转动副，连杆与铰链同步旋转。 [0019] 在一实施例中，所述驱动机构，通过驱动轴承驱动丝杠进行旋转，丝杠螺母沿丝杠 做直线运动，带动第一转动板运动。 [0020] 在一实施例中，所述多个平动板沿丝杠轴向做直线] 所述多个转动板，沿丝杠轴向做直线运动，同时沿轴心进行转动。 [0022] 在一实施例中，所述多个连杆的长度保持一致。 [0023] 在一实施例中，所述丝杠螺母与第一转动板的安装位置，位于第一转动板的中心 位置。 [0024] 在一实施例中，所述铰链与平动板、转动板分别通过轴承进行连接。 [0025] 在一实施例中，每个平动板的边缘位置，对称安装多个铰链； [0026] 每个转动板的边缘位置，对称安装多个铰链。 [0027] 在一实施例中，所述驱动机构，为旋转驱动机构。 [0028] 在一实施例中，所述驱动机构，包括驱动电机。 [0029] 在一实施例中，所述驱动机构为步进电机，所述丝杠为滚珠丝杠。 [0030] 在一实施例中，所述丝杠为T型丝杠，所述驱动机构，还包括减速器。 [0031] 本实用新型提出的一种伸缩机构，在满足结构收纳和倍率调整的主要需求情形 下，实现了精准行程放大效果，同时机构中仅需要一个驱动即可实现，而且结构简单，大部 分零件都是标准件，特制零件种类非常少，互换性很高，适合大批量大规模生产。 附图说明 [0032] 本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的 描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中： [0033] 图1揭示了根据本实用新型一实施例的伸缩机构的立体结构示意图； [0034] 图2揭示了根据本实用新型一实施例的铰链局部安装示意图； [0035] 图3揭示了根据本实用新型一实施例的伸缩机构的伸展位置的结构示意图； [0036] 图4揭示了根据本实用新型一实施例的伸缩机构的收缩位置的结构示意图； [0037] 图5揭示了根据本实用新型一实施例的减小放大倍数的伸缩机构的立体结构示意 图； [0038] 图6揭示了根据本实用新型一实施例的增加放大倍数的伸缩机构的立体结构示意 图。 [0039] 图中各附图标记的含义如下： [0040] 10 驱动电机； [0041] 21 传动轴承； [0042] 22 丝杠； [0043] 23 丝杠螺母； [0044] 30 平动板； [0045] 301 第一平动板； [0046] 40 转动板； [0047] 401 第一转动板； 4 4 CN 218718584 U 说明书 3/6页 [0048] 50 铰链； [0049] 501 双头铰链； [0050] 502 转动副； [0051] 503 轴承； [0052] 60 连杆。 具体实施方式 [0053] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释实 用新型，并不用于限定实用新型。 [0054] 为了解决航天和机械传动领域在有限空间下的行程放大问题，本实用新型提出了 一种行程放大机构，即伸缩机构，在结构简单、收纳后占用空间小的前提下，能够获得尽可 能大的行程放大效果。 [0055] 图1揭示了根据本实用新型一实施例的伸缩机构的立体结构示意图，如图1所示， 本实用新型提出的一种伸缩机构，包括驱动机构、传动机构、多个平动板30、多个转动板40、 多个铰链50和连杆60。 [0056] 所述驱动机构，与传动机构连接，驱动传动机构进行直线，一一对应且交替安装，通过铰链50与连杆60 进行连接组成多个放大间隔单元； [0058] 所述传动机构，包括传动轴承21、丝杠22和丝杠螺母23； [0059] 所述传动轴承21，安装在最外侧的第一平动板301上，与驱动机构的输出端连接； [0060] 所述丝杠螺母23，安装在最外侧的第一转动板401上； [0061] 所述丝杠22，一端与传动轴承21连接，另一端穿过第一平动板301与丝杠螺母23连 接。 [0062] 需要说明的是，驱动机构可以是任何旋转驱动机构，在图1所示的实施例中，驱动 机构为驱动电机10。 [0063] 丝杠螺母23与第一转动板401的安装位置，位于第一转动板401的中心位置。 [0064] 更进一步的，根据工作侧重不同，可以选择不同性能的驱动、传动部件，来满足不 同的应用需求。 [0065] 例如，如要高精度传动，则驱动机构为步进电机，丝杠为滚珠丝杠； [0066] 例如，如果需要承载力强，且要机构自锁，则丝杠为T型丝杠，驱动机构还包括减速 器。 [0067] 平动板30和转动板40的数量均应大于1，较佳的，平动板30的数量应比转动板多1 个。 [0068] 多个平动板30中，只有最外侧的第一平动板301由于与传动轴承21固定连接而不 运动，其余的平动板30均会沿丝杠22轴向做直线轴向做直线轴心进行转动， 并且所有转动板40同步进行转动，因此，转动板40的运动是转动与平动的复合运动过程。 [0070] 图2是图1中圆圈部分的铰链局部放大图，如图1和图2所示的实施例中，铰链50为 5 5 CN 218718584 U 说明书 4/6页 双头铰链501。 [0071] 铰链50分别安装在平动板30和转动板40上。每个平动板30的边缘位置，对称安装 多个铰链50；每个转动板40的边缘位置，对称安装多个铰链50。 [0072] 在图1和图2所示的实施例中，铰链50安装在第一平动板301上，且3个铰链50在第 一平动板301的边缘位置对称分布。 [0073] 铰链50穿过平动板30和转动板40的部分是轴承连接关系，从而，铰链50可以在与 平动板30、转动板40的连接处绕其轴心向进行自由转动。 [0074] 如图2所示，铰链50与第一平动板301通过轴承503进行连接。 [0075] 连杆60的一端与安装在平动板上的铰链连接，另一端与安装在转动板的铰链连 接，连杆60与铰链50只有一个转动副502，当铰链50绕其轴心向进行旋转时，连杆60也会同 步旋转。 [0076] 需要说明的是，连杆60是将平动板和转动板对应位置的铰链50进行顺序连接，以 满足旋转和平动的需要。 [0077] 下面详细说明图1所示的实施例中的伸缩机构的工作原理。 [0078] 驱动电机10通过传动轴承21，驱动丝杠22进行旋转，丝杠螺母23沿丝杠22做直线绕其与铰链50的转动副502进行转动，将运动传递到其连接的转动板40和 平动板30。 [0080] 由于整个伸缩机构只有一个自由度，即各板(包括转动板和平动板)沿丝杠轴向直 线伸缩运动，因此，丝杠螺母的行程通过连杆长度在丝杠轴向进行放大。 [0081] 由于转动板在沿丝杠22轴向做直线轴心进行转动，因此， 在机构伸缩时，可以对连杆60进行收纳。 [0082] 图3揭示了根据本实用新型一实施例的伸缩机构的伸展位置的结构示意图，如图3 所示，伸缩机构在伸展时，连杆60在转动板40的转动和平动下，绕轴心向外进行旋转，实现 行程放大。 [0083] 图4揭示了根据本实用新型一实施例的伸缩机构的收缩位置的结构示意图，如图4 所示，伸缩机构在收缩时，连杆60在转动板40的转动和平动下，绕轴心向内进行旋转，实现 了收纳空间的减小。 [0084] 从而，本实用新型提出的伸缩机构解决了在有限收纳空间下的行程放大问题。 [0085] 在本实施例中，所有连杆的长度保持一致，因此，各板(包括转动板和平动板)之间 的距离伸缩变化与丝杠螺母运动的距离保持一致。 [0086] 由于各板(包括转动板和平动板)之间连接的连杆长度是一定，因此板与板间距发 生变化时，连杆必然会从而将运动传递到各个板上。 [0087] 在本实用新型中，将伸缩机构按照平动板30和转动板40划分为多个放大间隔单 元，每个放大间隔单元包括一个平动板30和一个转动板40，相邻的放大间隔单元共用平动 板30或转动板40。 [0088] 在图1所示的实施例中，3个平动板30和2个转动板40构成了4个放大间隔单元，因 此，伸缩机构将丝杠螺母行程放大的倍数为4倍。 [0089] 在伸缩机构保持不变的前提下，只要设置好丝杠螺母的运动范围，则整体机构的 6 6 CN 218718584 U 说明书 5/6页 行程就能到达该范围内4倍距离的任何一点。 [0090] 更进一步的，可以对放大间隔单元的结构进行增减来改变伸缩机构的放大倍数。 [0091] 图5揭示了根据本实用新型一实施例的减小放大倍数的伸缩机构的立体结构示意 图，如图5所示，在图1的基础上，减少最上方的平动板和转动板及其连杆，那么伸缩机构仅 余3层板，2个平动板30和1个转动板40构成了2个放大间隔单元，伸缩机构的放大倍数也变 成了2倍。 [0092] 图6揭示了根据本实用新型一实施例的增加放大倍数的伸缩机构的立体结构示意 图，如图6所示，基于同样的原理，在图1的基础上，增加一组平动板和转动板及其连杆，则机 构变为7层板，4个平动板30和3个转动板40构成了6个放大间隔单元，放大倍数就变成了6 倍。 [0093] 本实用新型提出的伸缩机构，对应的放大行程满足以下表达式： [0094] 放大行程＝丝杠螺母行程×(平动板数量+转动板数量‑1)。 [0095] 从而，本实用新型提出的伸缩机构解决了放大行程的倍率调整问题。 [0096] 本实用新型提出的伸缩机构，在满足结构收纳和倍率调整的主要需求情形下，实 现了行程放大效果，同时机构中仅需要一个驱动即可实现，而且结构简单，大部分零件都是 标准件，特制零件种类非常少，互换性很高，适合大批量大规模生产。 [0097] 如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一 种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包 括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备 也可能包含其他的步骤或元素。 [0098] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽 度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时 针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于 描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制猫先生官方网站。 [0099] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者 隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义 是两个或两个以上，除非另有明确的限定。 [0100] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之 “下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通 过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第 一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特 征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅 表示第一特征水平高度小于第二特征。 [0101] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固 定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可 以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是 两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语 7 7 CN 218718584 U 说明书 6/6页 在本实用新型中的具体含义。 [0102] 上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领 域的人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或 变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到 的创新性特征的最大范围。 8 8 CN 218718584 U 说明书附图 1/6页 图1 9 9 CN 218718584 U 说明书附图 2/6页 图2 10 10 CN 218718584 U 说明书附图 3/6页
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