用于转化运动的设备的制作方法

用于转化运动的设备的制作方法
【专利摘要】一种用于转化运动的组件，所述组件包括：第一臂(8)，其能够在其上的第一位置处围绕第一固定枢轴(4)旋转；第二臂(10)，其能够在其上的第一位置处围绕第二固定枢轴(6)旋转，第二固定枢轴与第一固定枢轴间隔开；第三臂(12)，其能够在其上的第一位置处枢转连接到第二臂的第二位置处，第二臂上的第二位置与第一位置间隔开；在第一臂和第三臂之间延伸的第一连接臂(16)，第一连接臂能够枢转连接到第一臂上的与第一位置间隔开的第二位置，并且能够枢转连接到第三臂上的与其上的第一位置间隔开的第二位置处；以及在第一臂和第二臂之间延伸的第二连接臂(22)，第二连接臂能够枢转连接到第一臂上的位于其上的第一位置和第二位置之间的第三位置，并且能够枢转连接到第二臂上的第三位置。所述组件可用于支撑和移动建筑部件。在一个实施例中，组件可用于展开太阳能板阵列。
【专利说明】用于转化运动的设备
[0001] 本发明涉及用于转化运动的设备。在一个方面，所述设备可用于产生直线运动，具 体地，用于利用第二部件的旋转移动或第二部件围绕枢轴的运动产生部件的直线运动的设 备。在另一方面，设备可用于相对于第二部件位移和旋转第一部件。
[0002] 本领域已知用于转化运动（具体是利用旋转运动产生直线运动）的机构。这种直 线机构的特征是包括可围绕穿过第一构件的轴线旋转的第一构件和与第一构件相连或相 联的第二构件，此装置使得第一构件围绕轴线的旋转移动引起第二构件的直线移动。
[0003] 用于产生直线运动的早期机构的例子包括James Watt设计的直线结构，其包括一 系列三连杆端对端式配置，两个端部连杆围绕它们自由端处的枢轴的移动引起中间连杆的 部分移动近似沿直线。Tchebicheff提出了一种相关连杆装置包括三个连杆，中间连杆被迫 沿直线行进。Peaucellier-Lipkin控制器由七个连杆构成并将圆形运动转化为直线运动， 反之亦然。Hart提出了相关的四连杆机构。Scott Russell设计了被称作半梁机构的线性 转化器，其中，第一线性运动被转化为垂直于第一线性运动的第二线性运动。
[0004] Di jksman,E.A. ' Advances in Robot Kinematics and Computationed Geometry'，第411至420页，[1994]Kluwer Academic Publishers提供了对各种多连杆、 直线连杆装置的分析。
[0005] US4, 248, 103公开了一种直线机构，具体是所谓的"蛘线"型机构。其公开了用于 工业操纵器的连杆机构，该机构包括至少所述直线机构中的至少两个。
[0006] US4, 400, 985涉及包括多个枢轴连接式连杆的直线连杆机构。连杆连接在支撑件 和受控构件之间。当连杆中的一个沿360°弧移动时，受控构件沿线性路径在第一方向上， 之后沿弯曲路径在相反方向上交替地移动。利用配重平衡受控构件的重量，以提供升降机 构。凸轮可用于控制受控构件的运动。
[0007] 更近期地，US4, 747, 353公开了由布置为平行四边形的一对连杆机构形成并与运 动控制装置结合的直线运动机构。运动控制装置与两个连杆机构互相连接并使每个连杆机 构产生一致的角位移。
[0008] US5, 102, 290涉及用于将工件从第一位置传递（transfer)到第二位置的传递装 置。利用被安装为沿平坦表面滚动的拾取臂，沿次摆线弧移动工件。
[0009] US5, 237, 887公开了一种直线机构。机构包括固定的底座和由第一和第二臂组件 支撑的平台。第一和第二臂组件中的每个包括枢转连接到固定底座上的部分。每个臂组件 的枢转臂部分被布置为，当臂的一些部分围绕它们各自的枢轴连接结构移动时，使得平台 被迫沿直线移动。
[0010] 更近期地，W0 97/33725公开了一种用于使两个元件相对移动的装置。所述装置 包括通过铰接连接结构连接到第一元件从而形成四铰链系统的至少两个第一连杆和位于 与第一元件的平面平行的平面中的枢轴。至少两个第二连杆连接到第二元件，从而形成四 铰链系统并在与第二元件的平面平行的平面中枢转。第一和第二连杆提供的两个四铰链系 统串连耦接，以容许第一和第二元件发生相对运动。
[0011] W0 99/14018公开了一种用于使两个元件相对移动的装置。所述装置包括耦接在 元件之间的至少两个连杆装置，各自包括两个互相铰接的连杆单元。第一连杆单元连接到 第一可移动元件。第二连杆单元连接到第二固定元件。施加到连杆单元的能量致使第一元 件相对于第二元件移动。
[0012]US2, 506, 151描述和示出了机械连杆机构。连杆装置包括多个互相连接的连杆。 连杆装置使得一个构件相对于固定构件移动。连杆装置被具体描述并示出用于移动椅子的 部件，具体是容许椅子的椅面沿向后-向下和向前-向上方向移动。US2, 506, 151中表明， 连杆用于使可移动构件相对于固定构件沿直线路径移动。
[0013] 需要用于提供直线运动的改进的组件，具体是提供可响应旋转运动进行直线移动 的元件。更为有利的是将组件布置为紧凑形式，由此仅占据较小的空间。
[0014]已经获得一种用于将旋转运动转化为直线运动的组件，其依赖于之间具有枢轴连 接结构的五连杆或臂式组件。
[0015] 根据本发明，提供一种用于转化运动的组件，所述组件包括：
[0016] 第一臂，其能够在其上的第一位置处围绕第一固定枢轴旋转；
[0017] 第二臂，其能够在其上的第一位置处围绕第二固定枢轴旋转，第二固定枢轴与第 一固定枢轴间隔开；
[0018] 第三臂，其能够在其上的第一位置处枢转连接到第二臂的第二位置处，第二臂上 的第二位置与第一位置间隔开；
[0019] 在第一臂和第三臂之间延伸的第一连接臂，第一连接臂能够枢转连接到第一臂上 的与第一位置间隔开的第二位置，并且能够枢转连接到第三臂上的与其上的第一位置间隔 开的第二位置处；以及
[0020]在第一臂和第二臂之间延伸的第二连接臂，第二连接臂能够枢转连接到第一臂上 的位于其上的第一位置和第二位置之间的第三位置，并且能够枢转连接到第二臂上的第三 位置。
[0021]在组件操作时，第一臂围绕第一固定枢轴的旋转引起第二臂围绕第二固定枢轴的 旋转和第三臂的移动。具体地，致使第三臂移动是使得第三臂上的一点（本文称作"所述 点"）沿直线移动，所述点与第三臂上的第一位置分隔开并且位于使得第三臂上的第二位置 处于所述点和第一位置之间的位置处。因此，第一臂和第二臂围绕它们各自的固定枢轴的 旋转运动致使第三臂上的所述点沿直线运动。对此，应该注意，所涉及的第三臂上的所述点 追随基本平直的线，就是说，描绘非常接近直线的线。具体地，所述点所沿的路径可被描绘 为非常平坦的正弦波，即，具有长的波长和很低的振幅的正弦波。
[0022]本发明的组件提供许多显著的优点，尤其是与现有技术的连杆装置和机构（诸如 上述那些）相比。首先，在组件的优选实施例中，第三臂上的所述点沿垂直于连接第一和第 二固定枢轴的线延伸的基本平直的线移动。这在例如将组件用于建筑以使建筑的一个部分 相对于另一部分移动（诸如从固定的建筑结构横向地移动建筑的一个部分）时尤其有利。
[0023]第二，本发明的组件可被布置为使得组件的臂容纳在彼此内，形成很紧凑的配置， 例如全部位于第一和第二固定枢轴之间。此紧凑性是本发明的组件的显著优点。
[0024]此外，第三臂上的所述点可被布置为总是处于组件的沿所述点运动方向的最前位 置处。此布置相比现有组件提供显著的优点，在现有组件中，沿直线移动的点被容纳在组件 的其他部件内或以其他方式被组件的其他部件包围。
[0025] 以上涉及的第三臂上的点与第三臂上的第一位置间隔开，并且第三臂上的第二位 置位于所述点和第一位置之间。所述点的位置将取决于装置的臂长和它们的连接结构的位 置。在一个优选实施例中，所述点被布置在第三臂上的远端位置处，就是说，远离第三臂上 的第一和第二位置，优选地，所述点位于第三臂的自由端处或臂的自由端处的端部中。
[0026] 第三臂上所述点的直线运动范围根据臂之间的连接结构的精确位置而改变。例 如，在一个实施例中，第三臂上所述点的此近似直线运动的距离为第一和第二固定枢轴之 间的距离的85%。其它实施例提供以下情形，第三臂上所述点沿距离为第一和第二固定枢 轴之间的距离的100%或更长的近似直线行进。本文涉及的第三臂上的所述点的"直线"运 动指的就是这种移动。
[0027] 如上所示，第三臂上的所述点沿近似直线的图案移动。下面举例说明所述点的移 动与直线的偏尚：
[0028] 在第一固定枢轴和第二固定枢轴之间的距离为3250mm的组件实施例中，第三臂 上的所述点描绘长度为2750mm的近似直线。具体地，所述点在第一或收缩位置和第二或伸 展位置之间移动。对此，涉及的所述点的运动是相对于连接第一和第二固定枢轴的线而言 的，其中，收缩位置处于或接近连接第一和第二固定枢轴的线并且收缩位置远离该线。如上 所示，第三臂上的所述点在收缩位置和伸展位置之间移动，其中，连接收缩位置和伸展位置 的线是垂直于在第一和第二固定枢轴之间延伸的线的直线。但是，当在收缩位置和伸展位 置之间移动时，所述点沿与直线的最大偏离为8_的正弦波行进。此偏离量仅相当于所述 点在收缩位置和伸展位置之间所行进距离的0. 25%，并且对于组件的大多数（如果不是所 有的话）实际应用来说总体无关紧要。
[0029] 在第一固定枢轴和第二固定枢轴之间的距离为3250mm的组件的另一实施例中， 第三臂上的所述点描绘长度为3254mm的近似直线。在该实施例中，所述点的偏离沿与直线 的最大偏离为31. 4mm(S卩，仅是所述点行进距离的0. 96% )的正弦波行进。
[0030] 可根据需要改变本发明的组件的布置。例如，组件可被布置为使得第三臂上的所 述点沿更长的直线移动并且与直线的偏离稍微增大。替代性地，组件可被布置为使得所述 点沿更短的直线移动并且所述点所追随的路径更近似于直线（偏离量更小）。
[0031] 当在收缩位置和伸展位置之间移动时，第三臂上的所述点沿基本平直的线行进。 第三臂上的其他点沿各自的弧行进。
[0032] 已经发现前述组件提供许多显著的优点。首先，组件的追随直线的点远离机构移 动，就是说，沿所述点的运动方向引导机构。如上所示，可认为组件可从收缩位置移动到伸 展位置，其中，第三臂上的点在收缩位置和伸展位置之间沿直线移动。第三臂上的点沿直线 远离收缩位置向伸展位置移动。具体地，在操作时，组件使得第三臂上的点追随远离第一和 第二固定枢轴点延伸的直线，具体是远离连接第一和第二枢轴点的线。更具体地，在许多 实施例中，第三臂上的所述点所沿的直线路径垂直于连接第一和第二枢轴点的线延伸。这 是比现有技术的组件优越的地方，并且容许本发明的组件功能更多并且具有更宽的应用范 围。具体地，它容许组件被放置或安装在一平面上并且部件的所有运动被限定在该平面的 一侧。因此，例如，组件可用于诸如建筑等的结构的外表面上，并且所有部件在外部从收缩 位置移动到伸展位置，而不会占用平面的内侧或需要平面内侧上的空间。
[0033] 此外，组件的臂可被构造为使得臂容纳在彼此中。组件的臂可被布置为，当处于 收缩位置使，使得第三臂以及第一和第二连接臂容纳在第一和第二臂内或靠近第一和第二 臂，由此在处于收缩位置时提供特别紧凑的组件。
[0034] 上文通过参照多个臂限定了组件。应该理解，术语"臂"通常指的是如前文所述地 连接和/或围绕固定枢轴移动的任何部件。因此，术语"臂"应该被理解为涉及任何这种部 件，不论其具有何种形状或配置。
[0035] 如上所示，本发明的组件使得第三臂上的所述点在特定程度上沿直线运动。第三 臂上的所述点在收缩位置和伸展位置之间的近似直线移动使得本发明的组件尤其适合用 作直线转化器，直线转化其能够将第一和/或第二臂分别围绕第一和第二固定枢轴的旋转 移动转化为第三臂上所述点的直线运动。但是，组件的操作不限于第三臂的这种程度的移 动。反而，继续移动组件，使其超过伸展位置到达超级伸展位置，将致使第三臂移动到垂直 于连接第一和第二固定枢轴的线并远离该线。与第三臂的旋转同时进行的这种第三臂远离 连接第一和第二固定枢轴的线的移动在超过延伸位置时也是特别有用的，例如，可用于远 离连接第一和第二固定枢轴的线展开与第三臂连接的物品。实际上，已发现第三臂可移动 到与连接第一和第二枢轴的线成任意期望角度（具体可接近垂直于和垂直于该线）延伸的 位置。这是本发明的组件的另一有利方面，尤其是与部件的移动受限的现有技术组件相比。
[0036] 如上所示，组件的操作引起第三臂的运动。应该理解，组件可用于将第一或第二臂 围绕第一或第二固定枢轴的旋转运动转化为第三臂上所述点的运动，即，通过对设置在第 一或第二臂处的组件进行驱动。替代性地，组件可用于将第三臂的运动转化为第一和第二 臂的旋转运动，即，在第三臂处驱动组件。
[0037] 本发明的组件包括第一臂。第一臂可具有任何形状和配置。第一臂的优选形式是 细长构件，例如，条或杆。第一臂在臂上的第一位置处被枢转安装到第一固定枢轴。第一位 置处的可枢转连接结构可具有任何合适的形式，优选是穿过臂的销、转轴或轴，臂可围绕它 们自由移动。第一位置可以是臂上的任何合适位置。在一个优选实施例中，第一位置在臂 的一端处或附近。
[0038] 第一臂可用作组件的驱动臂，就是说，力被施加到其上，从而围绕处于臂上的第一 位置处的固定枢轴旋转臂，由此将驱动力传递到组件的其他部件。替代性地，第一臂可以是 组件的从动臂，就是说，在组件的其他部件的作用下围绕固定的枢轴移动。当第一臂作为驱 动臂操作时，本发明的组件尤其有利。
[0039] 第一臂上的第一位置可位于其上的任何合适位置。在一个优选实施例中，第一位 置位于第一臂的第一端处或附近。
[0040] 组件还包括第二臂。第二臂可具有任何形状和配置。第二臂的优选形式是细长构 件，例如，条或杆。第二臂在第二臂上的第一位置处被枢转安装到第二固定枢轴。第一位置 处的可枢转连接结构可具有任何合适的形式，优选是穿过臂的销、转轴或轴，臂可围绕它们 自由移动。第一位置可以是第二臂上的任何合适位置。在一个优选实施例中，第一位置在 第二臂的一端处或附近。
[0041] 第二臂在第一臂或第三臂的移动作用下围绕第二固定枢轴移动。
[0042] 第二臂可用作组件的驱动臂，就是说，力被施加到其上，从而围绕处于臂上的第一 位置处的固定枢轴旋转臂，由此将驱动力传递到组件的其他部件。替代性地，第二臂可以是 组件的从动臂，就是说，在组件的其他部件的作用下围绕固定的枢轴移动。当第二臂作为驱 动臂操作时，本发明的组件尤其有利。
[0043] 组件还包括第三臂。第三臂可具有任何形状和配置。第三臂的优选形式是细长构 件，例如，条或杆。第三臂在第三臂上的第一位置处被枢转安装到第二臂。第二臂和第三臂 之间的可枢转连接结构可具有任何合适的形式，优选是穿过臂的销、转轴或轴，臂可围绕它 们自由移动。
[0044] 第三臂在第三臂上的第一位置处和第二臂上的第二位置处可枢轴地连接到第二 臂。第一位置可位于第三臂上的任何合适位置。在一个优选实施例中，第一位置位于第三 臂的一端处或附近。
[0045] 第二臂上的第二位置与第二臂上的第一位置间隔开。在一个优选实施例中，第二 臂上的第二位置位于第二臂的第二端处或附近。
[0046] 如上所示，在组件的操作过程中，当组件在收缩位置和伸展位置之间移动时，第三 臂上的一点沿直线路径行进。第三臂上的此点与第三臂上的第一位置间隔开，第一位置是 第三臂上的第二臂和第三臂可枢转地连接在一起的位置。第三臂可以是从动臂，就是说，在 第一和第二臂的移动作用下移动。在此情形中，第一臂围绕第一固定枢轴的旋转致使第三 臂移动，从而使得第三臂上的所述点沿收缩位置和伸展位置之间的直线路径行进。替代性 地，第三臂可以是驱动臂，就是说，力被施加到其上，引起第三臂移动，这继而驱动组件的其 他部件，致使第一臂围绕第一固定枢轴移动。例如，向收缩位置和伸展位置之间的第三臂上 的所述点施加直线力会致使第一臂围绕第一固定枢轴旋转移动。
[0047] 可根据期望达到的部件移动和组件的具体应用选择第一和第二固定枢轴之间的 距离以及第一、第二和第三臂的长度。下面参照图1详细描述组件的具体实施例。
[0048] 但是，一般而言，第一臂的长度（即第一臂上第一和第二位置之间的距离）与第一 和第二固定枢轴之间的距离之比可为〇. 5至2. 0,更优选为0. 6至1. 75,再优选为0. 75至 1.5。第一臂优选不长于，更优选地长度短于，第一和第二固定枢轴之间的距离。因此，第一 臂的长度与第一和第二固定枢轴之间的距离之比更优选为〇. 75至0. 99,再优选为0. 8至 〇. 99,具体为0. 9至0. 99。对于许多应用来说，约0. 92至约0. 98的比率尤其合适。
[0049] 第二臂的长度（即第二臂上第一和第二位置之间的距离）与第一和第二固定枢轴 之间的距离之比可为〇. 5至2. 0,更优选为0. 6至1. 75,再优选为0. 75至1. 5。第二臂的长 度优选短于第一和第二固定枢轴之间的距离。因此，第二臂的长度与第一和第二固定枢轴 之间的距离之比更优选为〇. 75至0. 99,再优选为0. 8至0. 99,具体为0. 9至0. 99。对于许 多应用来说，约0. 92至约0. 98的比率尤其合适。
[0050] 在组件的其他部件的限制和期望运动范围内，第二臂的长度优选被选定为尽可能 长。以此方式，第二臂上的第二位置围绕第二固定枢轴移动所通过的弧具有尽可能大的半 径。这有助于放置第二连接臂。
[0051] 第二臂可长于或短于第一臂。在一个优选实施例中，第一和第二臂具有相同长度。
[0052] 将第三臂的长度看做第三臂上的第一位置和第三臂上的所述点之间的距离的情 况下，将通过第一和第二臂与连接臂的布置来确定第三臂的长度。在一些实施例中，第三臂 的长度小于第一和第二臂的长度，具体是第一和/或第二臂的长度的〇. 9至0. 99倍。例如， 在第一和第二臂的长度相等并小于第一和第二固定枢轴之间的距离的情况下，第三臂的长 度约是第一和第二臂长度的大约〇. 975倍。在替代性实施例中，第三臂的长度与第一臂和 /或第二臂的长度相等。在一个尤其优选的布置中，第一、第二和第三臂长度相等。
[0053] 组件还包括第一连接臂。第一连接臂在第一臂和第三臂之间延伸。第一连接臂可 具有任何形状和配置。第一连接臂的优选形式是细长构件，例如，条或杆。第一连接臂可枢 转地安装到第一和第三臂中的每个。第一连接臂与第一和第三臂中的每个之间的可枢转连 接结构可具有任何合适的形式，优选是穿过臂的销、转轴或轴，一个或两个臂可围绕它们自 由移动。
[0054] 可枢转连接结构可位于第一连接臂上的任何合适位置。在一个优选实施例中，第 一连接臂和第一臂之间的可枢转连接结构位于第一连接臂的一端处或附近和/或第一连 接臂和第三臂之间的可枢转连接结构位于第一连接臂的第二端处或附近。
[0055] 第一连接臂在第一臂上的第二位置处连接到第一臂。第一臂上的第二位置与第一 臂上的第一位置间隔开。在一个优选实施例中，第一臂上的第二位置位于第一臂的第二端 处或附近。
[0056] 第一臂还在第三臂的第二位置处连接到第三臂，该第二位置与第三臂上的第一位 置间隔开。
[0057] 第一连接臂可具有任何合适的长度。它的长度优选是第一连接臂在其间延伸的第 一和第三臂上的两位置之间的距离。
[0058] 可根据一些因素选择第三臂上的与第一连接臂连接的第二位置。首先，第一连接 臂用于支撑第三臂，具体是辅助支撑施加到第三臂上的任何负荷。对经由第一连接臂以此 方式支撑第三臂的需求是确定第三臂上第二位置的位置的一个因素。第二，组件的总体强 度和稳定性与第一连接臂的长度有关，其中，所述强度和稳定性随着第一连接臂的长度的 增加而降低。
[0059] 第三臂上的第二位置可以处于任何合适的位置处。具体地，第三臂上的第一位置 和第二位置之间的距离与第三臂上的第一位置和所述点之间的距离之比可为〇. 1至〇. 9， 更优选为〇. 2至0. 8,再优选为0. 3至0. 7,具体为0. 35至0. 6。优选比率为0. 4至0. 55。 第三臂上的第一位置和第二位置之间的距离与第三臂上的第一位置和所述点之间的距离 之比优选小于0. 75,更优选小于0. 65,再优选小于0. 55。已经发现接近0. 5的比率尤其合 适。组件的一个特别优选的实施例使得第三臂上的第一位置和第二位置之间的距离与第三 臂上的第一位置和所述点之间的距离之比可为约〇. 41至约0. 47。
[0060] 组件还包括第二连接臂。第二连接臂在第一臂和第二臂之间延伸。第二连接臂可 具有任何形状和配置。第二连接臂的优选形式是细长构件，例如，条或杆。第二连接臂可枢 转地安装到第一和第二臂中的每个。第二连接臂与第一和第二臂中的每个之间的可枢转连 接结构可具有任何合适的形式，优选是穿过臂的销、转轴或轴，一个或两个臂可围绕它们自 由移动。
[0061] 可枢转连接结构可位于第二连接臂上的任何合适位置。在一个优选实施例中，第 二连接臂和第一臂之间的可枢转连接结构位于第一连接臂的一端处或附近和/或第二连 接臂和第二臂之间的可枢转连接结构位于第二连接臂的第二端处或附近。
[0062] 第二连接臂在第一臂上的第三位置处连接到第一臂，该第三位置与第一臂上的第 一和第二位置间隔开。
[0063] 可根据一些因素选择第一臂上的与第二连接臂连接的第三位置。首先，第二连接 臂用于支撑第一臂，具体是辅助支撑施加到第一臂上的任何负荷。对经由第一连接臂以此 方式支撑第一臂的需求是确定第一臂上第三位置的位置的一个因素。第二，与第一连接臂 的情形相同，组件的总体强度和稳定性与第二连接臂的长度有关，其中，所述强度和稳定性 随着第二连接臂的长度的增加而降低。
[0064] 第一臂上的第三位置可以处于任何合适的位置处。具体地，第一臂上的第一位 置和第三位置之间的距离与第一臂上的第一位置和第二位置之间的距离之比可为0. 1至 0. 9,更优选为0. 2至0. 8,再优选为0. 3至0. 7,具体为0. 4至0. 6。优选比率为0. 4至0. 55。 第一臂上的第一位置和第三位置之间的距离与第一臂上的第一位置和第二位置之间的距 离之比优选小于0. 75,更优选小于0. 65,再优选小于0. 55。已经发现接近0. 5的比率尤其 合适。组件的一个特别优选的实施例使得第一臂上的第一位置和第三位置之间的距离与第 一臂上的第一位置和第二位置之间的距离之比可为约〇. 4至约0. 5。
[0065] 第二连接臂还在第二臂上的第三位置处连接到第二臂。在组件的一个实施例中， 第三位置与第二臂上的第一和第二位置分隔开并位于该第一和第二位置之间。在替代性实 施例中，第二臂上的第三位置与第二臂上的第二位置重合，从而使得第二连接臂连接到第 二和第三臂两者。此布置具有结构特别紧凑的优点。
[0066] 第二臂上的第三位置位于第二臂上的第二位置处或附近，并且可处于任何合适的 位置处。具体地，第二臂上的第一位置和第三位置之间的距离与第二臂上的第一位置和第 二位置之间的距离之比可为0. 8至1. 0,更优选为0. 85至1. 0,再优选为0. 875至1. 0,具体 为0.9至1.0。优选比率为0.925至1.0。组件的一个特别优选的实施例使得第二臂上的 第一位置和第三位置之间的距离与第二臂上的第一位置和第二位置之间的距离之比可为 约 0. 95 至 1. 0。
[0067] 第二连接臂可具有任何合适的形状。它的长度优选是第二连接臂在其间延伸的第 一和第二臂上的两位置之间的距离。
[0068] 组件的部件的相对移动可是受限的，例如，限制第三臂的移动，使得所述点的运动 被限定为在收缩位置和延伸位置之间的直线。用于限制组件的部件的相对移动的合适装 置包括在臂和连接臂中的两个之间延伸的柔性绳或链。在一个实施例中，柔性绳或链在第 一臂和第三臂之间延伸，具体是第一臂的第一和第三位置之间的点和第三臂的第一位置之 间。柔性绳的一个优选形式包括可在当组件处于收缩位置的折叠状态和处于伸展位置的完 全伸展状态之间移动的多个铰接臂或臂组件。
[0069] 在本发明的组件的尤其优选的实施例中，根据以上标准选择第一、第二和第三臂 以及第一和第二连接臂的长度，以使它们在收缩位置时折叠放置在第一和第二固定枢轴之 间。尤其有利的是，当处于收缩位置时，组件可被布置成如此紧凑的形式。在优选实施例中， 第一、第二和第三臂以及第一和第二连接臂形成为其一些部分的剖面具有"I"和"L"形状， 所述部分被布置为容许臂处于收缩位置时容纳在彼此中。
[0070] 本发明的组件的另一优点是高度可伸缩并且可如前文所述地被构造和应用于大 的尺寸范围以转化运动。
[0071] 具体地，通过容许第一部件和第二部件之间的相对移动，组件具有广泛的应用和 用途。
[0072] 相应地，在另一方面，本发明提供包括第一部件和第二部件的组件，第一部件被布 置为相对于第二部件移动，其中，如前文所述的，组件被设置在第一部件和第二部件之间， 组件的操作使得第一部件相对于第二部件移动。
[0073]第一和第二部件之一连接到组件的第三臂。第一和第二部件中的另一个提供与第 一和第二臂枢转连接的第一和第二固定枢轴。以此方式，使得第一部件相对于第二部件移 动。如上所示，可通过向组件的第一臂、第二臂或向第三臂施加力来产生这种相对移动。
[0074]包括第一和第二部件的组件广泛用于提供两个部件之间的相对移动。例如，组件 可用于移动与第一或第二臂连接并围绕各自的第一或第二固定枢轴旋转的第一部件和与 第三臂上的所述点连接并可在收缩位置和伸展位置之间线性移动的第二部件。此外，组件 可用于相对于第一或第二固定枢轴或在其间延伸的线位移和旋转与第三臂连接的第一部 件。
[0075]在许多应用中采用多个组件。具体地，可在待移动物体的相反侧上使用成间隔关 系的多个组件。例如，可将第一和第二组件设置在待移动物体的相反侧上，其中，两个组件 的第三臂连接到物体的相反侧。
[0076]利用本发明的组件将旋转运动转化为线性运动包括支撑建筑结构并使它们相对 于彼此移动。
[0077]因此，本发明进一步提供一种建筑，包括：
[0078]第一建筑部分和第二建筑部分，第一建筑部分能够相对于第二建筑部分在收缩位 置和伸展位置之间移动；
[0079]其中，经由前文所述的组件提供第一建筑部分和第二建筑部分之间的相对移动和 相对于第一建筑部分和第二建筑部分中的一个对第一建筑部分和第二建筑部分中的另一 个的支撑。
[0080]第一建筑部分可以是建筑的任何结构或部分，具体是固定结构（诸如房屋、公寓 或办公楼）或可移动式建筑结构（诸如，可移动式房屋、拖车房等）。第二建筑结构可以需 要相对于第一建筑部分在收缩位置和伸展位置之间移动的装置的任何结构或部件。这类结 构的例子包括阳台、地板延长部分、屋顶延伸部分、顶篷等。
[0081]本发明的组件的其他应用和用途是移动与第三臂连接的第一部件，以位移和旋转 第一部件，使其远离第一和第二固定枢轴及在其间延伸的线。如上所述，这通过操作组件以 移动第三臂，使其超过伸展位置到达超级伸展位置来实现。如上所示，第三臂及与其连接的 任何部件可从收缩位置（第三臂和部件与在第一和第二固定枢轴之间延伸的线平行地延 伸）移动到伸展位置（部件和第三臂与在第一和第二固定枢轴之间延伸的线垂直地延伸）。
[0082]可利用本发明的组件以此方式移动和支撑任何部件。例如可包括临时装置，诸如， 壁、隔板和标志（诸如路标）。在一个实施例中，待移动部件是太阳能板，太阳能板在收起位 置和展开位置之间移动。在从收起位置移动到展开位置时，太阳能板相对于收起位置的方 向位移和旋转。
[0083]因此，在另一方面，本发明提供一种太阳能板组件，其包括：
[0084]底座组件；
[0085]一个或多个太阳能板的阵列；
[0086]其中，所述阵列通过上述组件连接到底座。
[0087]下面将参照附图进一步解释本发明的组件的原理和操作，其中：
[0088] 图1是处于超级伸展位置的根据本发明的组件的简化概略图；
[0089] 图2a是处于收缩位置的本发明的一个实施例的组件的概略图；
[0090] 图2b是处于第一部分伸展位置的图2a的组件的概略图；
[0091] 图2c是处于第二部分伸展位置的图2a的组件的概略图；
[0092] 图2d是处于第三部分伸展位置的图2a的组件的概略图；
[0093] 图2e是处于伸展位置的图2a的组件的概略图；
[0094] 图2f是处于部分超级伸展位置的图2a的组件的概略图；
[0095] 图2g是处于超级伸展位置的图2a的组件的概略图；
[0096] 图3a至3e是处于图3a的收缩位置和图3e的伸展位置之间的一系列位置处的具 有图1的大体布局的两个联接组件的立体图；
[0097] 图4a至4f是处于图4a的收缩位置和图4f的伸展位置之间的一系列位置处的根 据本发明的另一实施例的组件的概略图；以及
[0098] 图5a至5e是包括从收缩位置到展开位置的具有图1的总体布局的组件的太阳能 板组件的立体图。
[0099] 参照图1，其示出了本发明的一个实施例的组件（总体由2表示）的概略图。示出 组件2在第一固定枢轴4和第二固定枢轴6处被安装到固定结构上。固定枢轴4、6间隔开 并且相对于彼此固定。
[0100] 第一臂8的一端在第一位置D处枢转连接到第一固定枢轴4。第二臂10的一端在 第二位置C处枢转连接到第二固定枢轴6。第三臂12的一端经由枢轴连接结构14被安装 在第二臂10的第二端处，此连接的位置由图1中的B示出。
[0101] 第一连接臂16的一端经由枢轴连接结构18被安装在第一臂8的第二端处，此连 接的位置由图1中的E表示。第一连接臂的第二端经由枢轴连接结构20在位置F处被安 装到第三臂，位置F与位置B间隔开。
[0102] 第二连接臂22的一端经由枢轴连接结构24在与位置D和E都间隔开的位置G处 被安装到第一臂。第二连接臂22的第二端经由枢轴连接结构26在与位置C和B都间隔开 的位置H处被安装到第二臂。
[0103] 枢轴连接结构可由任何合适的装置形成，例如，由延伸通过枢转接合的臂中的孔 的销形成。
[0104] 第一臂8围绕第一固定枢轴4和第二臂10围绕第二固定枢轴6的移动引起第三 臂12移动，使得第三臂上的点A在收缩位置X和伸展位置Y之间移动。当在位置X和Y之 间移动时，点A勾勒出基本平直的线。第一臂8和第二臂10的进一步移动致使点A移动超 过伸展位置Y，并沿着弧到达超级伸展位置Z。
[0105] 图1的组件的第一示例性布置具有表1列出的尺寸。
[0106] 表 1
[0107]
【权利要求】
1. 一种用于转化运动的组件，所述组件包括： 第一臂，其能够在其上的第一位置处围绕第一固定枢轴旋转； 第二臂，其能够在其上的第一位置处围绕第二固定枢轴旋转，第二固定枢轴与第一固 定枢轴间隔开； 第三臂，其能够在其上的第一位置处枢转连接到第二臂上的第二位置处，第二臂上的 第二位置与第二臂上的第一位置间隔开； 在第一臂和第三臂之间延伸的第一连接臂，第一连接臂枢转连接到第一臂上的与第一 位置间隔开的第二位置，并且枢转连接到第三臂上的与其上的第一位置间隔开的第二位置 处；以及 在第一臂和第二臂之间延伸的第二连接臂，第二连接臂能够枢转连接到第一臂上的 位于其上的第一位置和第二位置之间的第三位置，并且能够枢转连接到第二臂上的第三位 置。
2. 如权利要求1所述的组件，其中，当处于收缩位置时，臂可被布置为彼此相邻地被容 纳或容纳在彼此内。
3. 如权利要求1或2所述的组件，其中，驱动第一臂和第二臂中的一个或两者，致使第 三臂运动。
4. 如权利要求1或2所述的组件，其中，驱动第三臂，致使第一臂和第二臂运动。
5. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第一臂上的第一位置在第一臂的 端部处或其附近。
6. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第二臂上的第一位置在第二臂的 端部处或其附近。
7. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第二臂上的第二位置在第二臂的 端部处或其附近。
8. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第三臂上的第一位置在第三臂的 端部处或其附近。
9. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第一臂的长度与第一固定枢轴和 第二固定枢轴之间的距离之比为〇. 5至2. 0。
10. 如权利要求9所述的组件，其中，第一臂的长度不大于第一固定枢轴和第二固定枢 轴之间的距离。
11. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第二臂的长度与第一固定枢轴和 第二固定枢轴之间的距离之比为〇. 5至2. 0。
12. 如权利要求11所述的组件，其中，第二臂的长度不大于第一固定枢轴和第二固定 枢轴之间的距离。
13. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第一臂和第二臂的长度基本相 同。
14. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第三臂的长度不大于第一臂和/ 或第二臂的长度。
15. 如权利要求14所述的组件，其中，第一臂、第二臂和第三臂的长度基本相同。
16. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第一连接臂和第一臂之间的枢轴 连接结构在第一连接臂的端部处或其附近。
17. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第一连接臂和第三臂之间的枢轴 连接结构在第一连接臂的端部处或其附近。
18. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第一臂上的第二位置在第一臂的 端部处或其附近。
19. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第三臂上的第一位置和第二位置 之间的距离与第三臂上的第一位置和所述点之间的距离之比为〇. 1至〇. 9。
20. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第二连接臂和第一臂之间的枢轴 连接结构在第二连接臂的端部处或其附近。
21. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第二连接臂和第二臂之间的枢轴 连接结构在第二连接臂的端部处或其附近。
22. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第一臂上的第一位置和第三位置 之间的距离与第一臂上的第一位置和第二位置之间的距离之比为〇. 1至〇. 9。
23. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第二臂上的第三位置与第二臂上 的第一位置和第二位置间隔开并且位于第二臂上的第一位置和第二位置之间。
24. 如权利要求1至22中的任意一项所述的组件，其中，第二臂上的第三位置与第二臂 上的第二位置重合，从而使得第二连接臂连接到第二臂和第三臂两者。
25. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，其中，第二臂上的第一位置和第三位置 之间的距离与第二臂上的第一位置和第二位置之间的距离之比为〇. 8至1. 0。
26. 如前述权利要求中的任意一项所述的组件，还包括限制第三臂相对于第一固定枢 轴和第二固定枢轴的移动的装置。
27. 如权利要求26所述的组件，其中，限制第三臂的移动以使其沿直线移动。
28. 如权利要求26或27所述的组件，其中，所述装置包括多个铰接臂或铰接臂组件。
29. -种组件，包括第一部件和第二部件，第一部件被布置为相对于第二部件移动，其 中，根据任意一项前述权利要求的用于转化运动的组件被设置在第一部件和第二部件之 间，该组件的操作使第一部件相对于第二部件移动。
30. 如权利要求29所述的组件，其中，第一部件能够相对于第二部件在收缩位置和伸 展位置之间以线性运动方式移动。
31. 如权利要求29所述的组件，其中，第一部件能够以使第一部件相对于第二部件位 移和旋转的模式相对于第二部件移动。
32. 如权利要求29至31中的任意一项所述的组件，其中，用于转化运动的第一组件和 第二组件被设置在第一部件的相反侧上。
33. 如权利要求29至32中的任意一项所述的组件，其中，第一部件是隔板、路标或太阳 能板组件。
34. 如权利要求29至32中的任意一项所述的组件，其中，第一部件和/或第二部件是 建筑结构。
35. -种建筑，包括： 第一建筑部分和第二建筑部分，第一建筑部分能够相对于第二建筑部分在收缩位置和 伸展位置之间移动； 其中，经由根据权利要求1至28中任意一项的组件提供第一建筑部分和第二建筑部分 之间的相对移动和相对于第一建筑部分和第二建筑部分中的一个对第一建筑部分和第二 建筑部分中的另一个的支撑。
36.-种太阳能板组件，包括： 底座组件； 一个或多个太阳能板的阵列； 其中，所述阵列通过根据权利要求1至28中任意一项的组件连接到底座。
【文档编号】F24J2/52GK104520612SQ201380041540
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年6月4日 优先权日:2012年6月6日
【发明者】D·马丁 申请人:十倍工程有限公司