用于轉化運動的設備的制作方法
【專利摘要】一種用于轉化運動的組件，所述組件包括：第一臂(8)，其能夠在其上的第一位置處圍繞第一固定樞軸(4)旋轉；第二臂(10)，其能夠在其上的第一位置處圍繞第二固定樞軸(6)旋轉，第二固定樞軸與第一固定樞軸間隔開；第三臂(12)，其能夠在其上的第一位置處樞轉連接到第二臂的第二位置處，第二臂上的第二位置與第一位置間隔開；在第一臂和第三臂之間延伸的第一連接臂(16)，第一連接臂能夠樞轉連接到第一臂上的與第一位置間隔開的第二位置，并且能夠樞轉連接到第三臂上的與其上的第一位置間隔開的第二位置處；以及在第一臂和第二臂之間延伸的第二連接臂(22)，第二連接臂能夠樞轉連接到第一臂上的位于其上的第一位置和第二位置之間的第三位置，并且能夠樞轉連接到第二臂上的第三位置。所述組件可用于支撐和移動建筑部件。在一個實施例中，組件可用于展開太陽能板陣列。
【專利說明】用于轉化運動的設備
[0001] 本發明涉及用于轉化運動的設備。在一個方面，所述設備可用于產生直線運動，具 體地，用于利用第二部件的旋轉移動或第二部件圍繞樞軸的運動產生部件的直線運動的設 備。在另一方面，設備可用于相對于第二部件位移和旋轉第一部件。
[0002] 本領域已知用于轉化運動（具體是利用旋轉運動產生直線運動）的機構。這種直 線機構的特征是包括可圍繞穿過第一構件的軸線旋轉的第一構件和與第一構件相連或相 聯的第二構件，此裝置使得第一構件圍繞軸線的旋轉移動引起第二構件的直線移動。
[0003] 用于產生直線運動的早期機構的例子包括James Watt設計的直線結構，其包括一 系列三連桿端對端式配置，兩個端部連桿圍繞它們自由端處的樞軸的移動引起中間連桿的 部分移動近似沿直線。Tchebicheff提出了一種相關連桿裝置包括三個連桿，中間連桿被迫 沿直線行進。Peaucellier-Lipkin控制器由七個連桿構成并將圓形運動轉化為直線運動， 反之亦然。Hart提出了相關的四連桿機構。Scott Russell設計了被稱作半梁機構的線性 轉化器，其中，第一線性運動被轉化為垂直于第一線性運動的第二線性運動。
[0004] Di jksman,E.A. ' Advances in Robot Kinematics and Computationed Geometry'，第411至420頁，[1994]Kluwer Academic Publishers提供了對各種多連桿、 直線連桿裝置的分析。
[0005] US4, 248, 103公開了一種直線機構，具體是所謂的"蛘線"型機構。其公開了用于 工業操縱器的連桿機構，該機構包括至少所述直線機構中的至少兩個。
[0006] US4, 400, 985涉及包括多個樞軸連接式連桿的直線連桿機構。連桿連接在支撐件 和受控構件之間。當連桿中的一個沿360°弧移動時，受控構件沿線性路徑在第一方向上， 之后沿彎曲路徑在相反方向上交替地移動。利用配重平衡受控構件的重量，以提供升降機 構。凸輪可用于控制受控構件的運動。
[0007] 更近期地，US4, 747, 353公開了由布置為平行四邊形的一對連桿機構形成并與運 動控制裝置結合的直線運動機構。運動控制裝置與兩個連桿機構互相連接并使每個連桿機 構產生一致的角位移。
[0008] US5, 102, 290涉及用于將工件從第一位置傳遞（transfer)到第二位置的傳遞裝 置。利用被安裝為沿平坦表面滾動的拾取臂，沿次擺線弧移動工件。
[0009] US5, 237, 887公開了一種直線機構。機構包括固定的底座和由第一和第二臂組件 支撐的平臺。第一和第二臂組件中的每個包括樞轉連接到固定底座上的部分。每個臂組件 的樞轉臂部分被布置為，當臂的一些部分圍繞它們各自的樞軸連接結構移動時，使得平臺 被迫沿直線移動。
[0010] 更近期地，W0 97/33725公開了一種用于使兩個元件相對移動的裝置。所述裝置 包括通過鉸接連接結構連接到第一元件從而形成四鉸鏈系統的至少兩個第一連桿和位于 與第一元件的平面平行的平面中的樞軸。至少兩個第二連桿連接到第二元件，從而形成四 鉸鏈系統并在與第二元件的平面平行的平面中樞轉。第一和第二連桿提供的兩個四鉸鏈系 統串連耦接，以容許第一和第二元件發生相對運動。
[0011] W0 99/14018公開了一種用于使兩個元件相對移動的裝置。所述裝置包括耦接在 元件之間的至少兩個連桿裝置，各自包括兩個互相鉸接的連桿單元。第一連桿單元連接到 第一可移動元件。第二連桿單元連接到第二固定元件。施加到連桿單元的能量致使第一元 件相對于第二元件移動。
[0012]US2, 506, 151描述和示出了機械連桿機構。連桿裝置包括多個互相連接的連桿。 連桿裝置使得一個構件相對于固定構件移動。連桿裝置被具體描述并示出用于移動椅子的 部件，具體是容許椅子的椅面沿向后-向下和向前-向上方向移動。US2, 506, 151中表明， 連桿用于使可移動構件相對于固定構件沿直線路徑移動。
[0013] 需要用于提供直線運動的改進的組件，具體是提供可響應旋轉運動進行直線移動 的元件。更為有利的是將組件布置為緊湊形式，由此僅占據較小的空間。
[0014]已經獲得一種用于將旋轉運動轉化為直線運動的組件，其依賴于之間具有樞軸連 接結構的五連桿或臂式組件。
[0015] 根據本發明，提供一種用于轉化運動的組件，所述組件包括：
[0016] 第一臂，其能夠在其上的第一位置處圍繞第一固定樞軸旋轉；
[0017] 第二臂，其能夠在其上的第一位置處圍繞第二固定樞軸旋轉，第二固定樞軸與第 一固定樞軸間隔開；
[0018] 第三臂，其能夠在其上的第一位置處樞轉連接到第二臂的第二位置處，第二臂上 的第二位置與第一位置間隔開；
[0019] 在第一臂和第三臂之間延伸的第一連接臂，第一連接臂能夠樞轉連接到第一臂上 的與第一位置間隔開的第二位置，并且能夠樞轉連接到第三臂上的與其上的第一位置間隔 開的第二位置處；以及
[0020]在第一臂和第二臂之間延伸的第二連接臂，第二連接臂能夠樞轉連接到第一臂上 的位于其上的第一位置和第二位置之間的第三位置，并且能夠樞轉連接到第二臂上的第三 位置。
[0021]在組件操作時，第一臂圍繞第一固定樞軸的旋轉引起第二臂圍繞第二固定樞軸的 旋轉和第三臂的移動。具體地，致使第三臂移動是使得第三臂上的一點（本文稱作"所述 點"）沿直線移動，所述點與第三臂上的第一位置分隔開并且位于使得第三臂上的第二位置 處于所述點和第一位置之間的位置處。因此，第一臂和第二臂圍繞它們各自的固定樞軸的 旋轉運動致使第三臂上的所述點沿直線運動。對此，應該注意，所涉及的第三臂上的所述點 追隨基本平直的線，就是說，描繪非常接近直線的線。具體地，所述點所沿的路徑可被描繪 為非常平坦的正弦波，即，具有長的波長和很低的振幅的正弦波。
[0022]本發明的組件提供許多顯著的優點，尤其是與現有技術的連桿裝置和機構（諸如 上述那些）相比。首先，在組件的優選實施例中，第三臂上的所述點沿垂直于連接第一和第 二固定樞軸的線延伸的基本平直的線移動。這在例如將組件用于建筑以使建筑的一個部分 相對于另一部分移動（諸如從固定的建筑結構橫向地移動建筑的一個部分）時尤其有利。
[0023]第二，本發明的組件可被布置為使得組件的臂容納在彼此內，形成很緊湊的配置， 例如全部位于第一和第二固定樞軸之間。此緊湊性是本發明的組件的顯著優點。
[0024]此外，第三臂上的所述點可被布置為總是處于組件的沿所述點運動方向的最前位 置處。此布置相比現有組件提供顯著的優點，在現有組件中，沿直線移動的點被容納在組件 的其他部件內或以其他方式被組件的其他部件包圍。
[0025] 以上涉及的第三臂上的點與第三臂上的第一位置間隔開，并且第三臂上的第二位 置位于所述點和第一位置之間。所述點的位置將取決于裝置的臂長和它們的連接結構的位 置。在一個優選實施例中，所述點被布置在第三臂上的遠端位置處，就是說，遠離第三臂上 的第一和第二位置，優選地，所述點位于第三臂的自由端處或臂的自由端處的端部中。
[0026] 第三臂上所述點的直線運動范圍根據臂之間的連接結構的精確位置而改變。例 如，在一個實施例中，第三臂上所述點的此近似直線運動的距離為第一和第二固定樞軸之 間的距離的85%。其它實施例提供以下情形，第三臂上所述點沿距離為第一和第二固定樞 軸之間的距離的100%或更長的近似直線行進。本文涉及的第三臂上的所述點的"直線"運 動指的就是這種移動。
[0027] 如上所示，第三臂上的所述點沿近似直線的圖案移動。下面舉例說明所述點的移 動與直線的偏尚：
[0028] 在第一固定樞軸和第二固定樞軸之間的距離為3250mm的組件實施例中，第三臂 上的所述點描繪長度為2750mm的近似直線。具體地，所述點在第一或收縮位置和第二或伸 展位置之間移動。對此，涉及的所述點的運動是相對于連接第一和第二固定樞軸的線而言 的，其中，收縮位置處于或接近連接第一和第二固定樞軸的線并且收縮位置遠離該線。如上 所示，第三臂上的所述點在收縮位置和伸展位置之間移動，其中，連接收縮位置和伸展位置 的線是垂直于在第一和第二固定樞軸之間延伸的線的直線。但是，當在收縮位置和伸展位 置之間移動時，所述點沿與直線的最大偏離為8_的正弦波行進。此偏離量僅相當于所述 點在收縮位置和伸展位置之間所行進距離的0. 25%，并且對于組件的大多數（如果不是所 有的話）實際應用來說總體無關緊要。
[0029] 在第一固定樞軸和第二固定樞軸之間的距離為3250mm的組件的另一實施例中， 第三臂上的所述點描繪長度為3254mm的近似直線。在該實施例中，所述點的偏離沿與直線 的最大偏離為31. 4mm(S卩，僅是所述點行進距離的0. 96% )的正弦波行進。
[0030] 可根據需要改變本發明的組件的布置。例如，組件可被布置為使得第三臂上的所 述點沿更長的直線移動并且與直線的偏離稍微增大。替代性地，組件可被布置為使得所述 點沿更短的直線移動并且所述點所追隨的路徑更近似于直線（偏離量更小）。
[0031] 當在收縮位置和伸展位置之間移動時，第三臂上的所述點沿基本平直的線行進。 第三臂上的其他點沿各自的弧行進。
[0032] 已經發現前述組件提供許多顯著的優點。首先，組件的追隨直線的點遠離機構移 動，就是說，沿所述點的運動方向引導機構。如上所示，可認為組件可從收縮位置移動到伸 展位置，其中，第三臂上的點在收縮位置和伸展位置之間沿直線移動。第三臂上的點沿直線 遠離收縮位置向伸展位置移動。具體地，在操作時，組件使得第三臂上的點追隨遠離第一和 第二固定樞軸點延伸的直線，具體是遠離連接第一和第二樞軸點的線。更具體地，在許多 實施例中，第三臂上的所述點所沿的直線路徑垂直于連接第一和第二樞軸點的線延伸。這 是比現有技術的組件優越的地方，并且容許本發明的組件功能更多并且具有更寬的應用范 圍。具體地，它容許組件被放置或安裝在一平面上并且部件的所有運動被限定在該平面的 一側。因此，例如，組件可用于諸如建筑等的結構的外表面上，并且所有部件在外部從收縮 位置移動到伸展位置，而不會占用平面的內側或需要平面內側上的空間。
[0033] 此外，組件的臂可被構造為使得臂容納在彼此中。組件的臂可被布置為，當處于 收縮位置使，使得第三臂以及第一和第二連接臂容納在第一和第二臂內或靠近第一和第二 臂，由此在處于收縮位置時提供特別緊湊的組件。
[0034] 上文通過參照多個臂限定了組件。應該理解，術語"臂"通常指的是如前文所述地 連接和/或圍繞固定樞軸移動的任何部件。因此，術語"臂"應該被理解為涉及任何這種部 件，不論其具有何種形狀或配置。
[0035] 如上所示，本發明的組件使得第三臂上的所述點在特定程度上沿直線運動。第三 臂上的所述點在收縮位置和伸展位置之間的近似直線移動使得本發明的組件尤其適合用 作直線轉化器，直線轉化其能夠將第一和/或第二臂分別圍繞第一和第二固定樞軸的旋轉 移動轉化為第三臂上所述點的直線運動。但是，組件的操作不限于第三臂的這種程度的移 動。反而，繼續移動組件，使其超過伸展位置到達超級伸展位置，將致使第三臂移動到垂直 于連接第一和第二固定樞軸的線并遠離該線。與第三臂的旋轉同時進行的這種第三臂遠離 連接第一和第二固定樞軸的線的移動在超過延伸位置時也是特別有用的，例如，可用于遠 離連接第一和第二固定樞軸的線展開與第三臂連接的物品。實際上，已發現第三臂可移動 到與連接第一和第二樞軸的線成任意期望角度（具體可接近垂直于和垂直于該線）延伸的 位置。這是本發明的組件的另一有利方面，尤其是與部件的移動受限的現有技術組件相比。
[0036] 如上所示，組件的操作引起第三臂的運動。應該理解，組件可用于將第一或第二臂 圍繞第一或第二固定樞軸的旋轉運動轉化為第三臂上所述點的運動，即，通過對設置在第 一或第二臂處的組件進行驅動。替代性地，組件可用于將第三臂的運動轉化為第一和第二 臂的旋轉運動，即，在第三臂處驅動組件。
[0037] 本發明的組件包括第一臂。第一臂可具有任何形狀和配置。第一臂的優選形式是 細長構件，例如，條或桿。第一臂在臂上的第一位置處被樞轉安裝到第一固定樞軸。第一位 置處的可樞轉連接結構可具有任何合適的形式，優選是穿過臂的銷、轉軸或軸，臂可圍繞它 們自由移動。第一位置可以是臂上的任何合適位置。在一個優選實施例中，第一位置在臂 的一端處或附近。
[0038] 第一臂可用作組件的驅動臂，就是說，力被施加到其上，從而圍繞處于臂上的第一 位置處的固定樞軸旋轉臂，由此將驅動力傳遞到組件的其他部件。替代性地，第一臂可以是 組件的從動臂，就是說，在組件的其他部件的作用下圍繞固定的樞軸移動。當第一臂作為驅 動臂操作時，本發明的組件尤其有利。
[0039] 第一臂上的第一位置可位于其上的任何合適位置。在一個優選實施例中，第一位 置位于第一臂的第一端處或附近。
[0040] 組件還包括第二臂。第二臂可具有任何形狀和配置。第二臂的優選形式是細長構 件，例如，條或桿。第二臂在第二臂上的第一位置處被樞轉安裝到第二固定樞軸。第一位置 處的可樞轉連接結構可具有任何合適的形式，優選是穿過臂的銷、轉軸或軸，臂可圍繞它們 自由移動。第一位置可以是第二臂上的任何合適位置。在一個優選實施例中，第一位置在 第二臂的一端處或附近。
[0041] 第二臂在第一臂或第三臂的移動作用下圍繞第二固定樞軸移動。
[0042] 第二臂可用作組件的驅動臂，就是說，力被施加到其上，從而圍繞處于臂上的第一 位置處的固定樞軸旋轉臂，由此將驅動力傳遞到組件的其他部件。替代性地，第二臂可以是 組件的從動臂，就是說，在組件的其他部件的作用下圍繞固定的樞軸移動。當第二臂作為驅 動臂操作時，本發明的組件尤其有利。
[0043] 組件還包括第三臂。第三臂可具有任何形狀和配置。第三臂的優選形式是細長構 件，例如，條或桿。第三臂在第三臂上的第一位置處被樞轉安裝到第二臂。第二臂和第三臂 之間的可樞轉連接結構可具有任何合適的形式，優選是穿過臂的銷、轉軸或軸，臂可圍繞它 們自由移動。
[0044] 第三臂在第三臂上的第一位置處和第二臂上的第二位置處可樞軸地連接到第二 臂。第一位置可位于第三臂上的任何合適位置。在一個優選實施例中，第一位置位于第三 臂的一端處或附近。
[0045] 第二臂上的第二位置與第二臂上的第一位置間隔開。在一個優選實施例中，第二 臂上的第二位置位于第二臂的第二端處或附近。
[0046] 如上所示，在組件的操作過程中，當組件在收縮位置和伸展位置之間移動時，第三 臂上的一點沿直線路徑行進。第三臂上的此點與第三臂上的第一位置間隔開，第一位置是 第三臂上的第二臂和第三臂可樞轉地連接在一起的位置。第三臂可以是從動臂，就是說，在 第一和第二臂的移動作用下移動。在此情形中，第一臂圍繞第一固定樞軸的旋轉致使第三 臂移動，從而使得第三臂上的所述點沿收縮位置和伸展位置之間的直線路徑行進。替代性 地，第三臂可以是驅動臂，就是說，力被施加到其上，引起第三臂移動，這繼而驅動組件的其 他部件，致使第一臂圍繞第一固定樞軸移動。例如，向收縮位置和伸展位置之間的第三臂上 的所述點施加直線力會致使第一臂圍繞第一固定樞軸旋轉移動。
[0047] 可根據期望達到的部件移動和組件的具體應用選擇第一和第二固定樞軸之間的 距離以及第一、第二和第三臂的長度。下面參照圖1詳細描述組件的具體實施例。
[0048] 但是，一般而言，第一臂的長度（即第一臂上第一和第二位置之間的距離）與第一 和第二固定樞軸之間的距離之比可為〇. 5至2. 0,更優選為0. 6至1. 75,再優選為0. 75至 1.5。第一臂優選不長于，更優選地長度短于，第一和第二固定樞軸之間的距離。因此，第一 臂的長度與第一和第二固定樞軸之間的距離之比更優選為〇. 75至0. 99,再優選為0. 8至 〇. 99,具體為0. 9至0. 99。對于許多應用來說，約0. 92至約0. 98的比率尤其合適。
[0049] 第二臂的長度（即第二臂上第一和第二位置之間的距離）與第一和第二固定樞軸 之間的距離之比可為〇. 5至2. 0,更優選為0. 6至1. 75,再優選為0. 75至1. 5。第二臂的長 度優選短于第一和第二固定樞軸之間的距離。因此，第二臂的長度與第一和第二固定樞軸 之間的距離之比更優選為〇. 75至0. 99,再優選為0. 8至0. 99,具體為0. 9至0. 99。對于許 多應用來說，約0. 92至約0. 98的比率尤其合適。
[0050] 在組件的其他部件的限制和期望運動范圍內，第二臂的長度優選被選定為盡可能 長。以此方式，第二臂上的第二位置圍繞第二固定樞軸移動所通過的弧具有盡可能大的半 徑。這有助于放置第二連接臂。
[0051] 第二臂可長于或短于第一臂。在一個優選實施例中，第一和第二臂具有相同長度。
[0052] 將第三臂的長度看做第三臂上的第一位置和第三臂上的所述點之間的距離的情 況下，將通過第一和第二臂與連接臂的布置來確定第三臂的長度。在一些實施例中，第三臂 的長度小于第一和第二臂的長度，具體是第一和/或第二臂的長度的〇. 9至0. 99倍。例如， 在第一和第二臂的長度相等并小于第一和第二固定樞軸之間的距離的情況下，第三臂的長 度約是第一和第二臂長度的大約〇. 975倍。在替代性實施例中，第三臂的長度與第一臂和 /或第二臂的長度相等。在一個尤其優選的布置中，第一、第二和第三臂長度相等。
[0053] 組件還包括第一連接臂。第一連接臂在第一臂和第三臂之間延伸。第一連接臂可 具有任何形狀和配置。第一連接臂的優選形式是細長構件，例如，條或桿。第一連接臂可樞 轉地安裝到第一和第三臂中的每個。第一連接臂與第一和第三臂中的每個之間的可樞轉連 接結構可具有任何合適的形式，優選是穿過臂的銷、轉軸或軸，一個或兩個臂可圍繞它們自 由移動。
[0054] 可樞轉連接結構可位于第一連接臂上的任何合適位置。在一個優選實施例中，第 一連接臂和第一臂之間的可樞轉連接結構位于第一連接臂的一端處或附近和/或第一連 接臂和第三臂之間的可樞轉連接結構位于第一連接臂的第二端處或附近。
[0055] 第一連接臂在第一臂上的第二位置處連接到第一臂。第一臂上的第二位置與第一 臂上的第一位置間隔開。在一個優選實施例中，第一臂上的第二位置位于第一臂的第二端 處或附近。
[0056] 第一臂還在第三臂的第二位置處連接到第三臂，該第二位置與第三臂上的第一位 置間隔開。
[0057] 第一連接臂可具有任何合適的長度。它的長度優選是第一連接臂在其間延伸的第 一和第三臂上的兩位置之間的距離。
[0058] 可根據一些因素選擇第三臂上的與第一連接臂連接的第二位置。首先，第一連接 臂用于支撐第三臂，具體是輔助支撐施加到第三臂上的任何負荷。對經由第一連接臂以此 方式支撐第三臂的需求是確定第三臂上第二位置的位置的一個因素。第二，組件的總體強 度和穩定性與第一連接臂的長度有關，其中，所述強度和穩定性隨著第一連接臂的長度的 增加而降低。
[0059] 第三臂上的第二位置可以處于任何合適的位置處。具體地，第三臂上的第一位置 和第二位置之間的距離與第三臂上的第一位置和所述點之間的距離之比可為〇. 1至〇. 9， 更優選為〇. 2至0. 8,再優選為0. 3至0. 7,具體為0. 35至0. 6。優選比率為0. 4至0. 55。 第三臂上的第一位置和第二位置之間的距離與第三臂上的第一位置和所述點之間的距離 之比優選小于0. 75,更優選小于0. 65,再優選小于0. 55。已經發現接近0. 5的比率尤其合 適。組件的一個特別優選的實施例使得第三臂上的第一位置和第二位置之間的距離與第三 臂上的第一位置和所述點之間的距離之比可為約〇. 41至約0. 47。
[0060] 組件還包括第二連接臂。第二連接臂在第一臂和第二臂之間延伸。第二連接臂可 具有任何形狀和配置。第二連接臂的優選形式是細長構件，例如，條或桿。第二連接臂可樞 轉地安裝到第一和第二臂中的每個。第二連接臂與第一和第二臂中的每個之間的可樞轉連 接結構可具有任何合適的形式，優選是穿過臂的銷、轉軸或軸，一個或兩個臂可圍繞它們自 由移動。
[0061] 可樞轉連接結構可位于第二連接臂上的任何合適位置。在一個優選實施例中，第 二連接臂和第一臂之間的可樞轉連接結構位于第一連接臂的一端處或附近和/或第二連 接臂和第二臂之間的可樞轉連接結構位于第二連接臂的第二端處或附近。
[0062] 第二連接臂在第一臂上的第三位置處連接到第一臂，該第三位置與第一臂上的第 一和第二位置間隔開。
[0063] 可根據一些因素選擇第一臂上的與第二連接臂連接的第三位置。首先，第二連接 臂用于支撐第一臂，具體是輔助支撐施加到第一臂上的任何負荷。對經由第一連接臂以此 方式支撐第一臂的需求是確定第一臂上第三位置的位置的一個因素。第二，與第一連接臂 的情形相同，組件的總體強度和穩定性與第二連接臂的長度有關，其中，所述強度和穩定性 隨著第二連接臂的長度的增加而降低。
[0064] 第一臂上的第三位置可以處于任何合適的位置處。具體地，第一臂上的第一位 置和第三位置之間的距離與第一臂上的第一位置和第二位置之間的距離之比可為0. 1至 0. 9,更優選為0. 2至0. 8,再優選為0. 3至0. 7,具體為0. 4至0. 6。優選比率為0. 4至0. 55。 第一臂上的第一位置和第三位置之間的距離與第一臂上的第一位置和第二位置之間的距 離之比優選小于0. 75,更優選小于0. 65,再優選小于0. 55。已經發現接近0. 5的比率尤其 合適。組件的一個特別優選的實施例使得第一臂上的第一位置和第三位置之間的距離與第 一臂上的第一位置和第二位置之間的距離之比可為約〇. 4至約0. 5。
[0065] 第二連接臂還在第二臂上的第三位置處連接到第二臂。在組件的一個實施例中， 第三位置與第二臂上的第一和第二位置分隔開并位于該第一和第二位置之間。在替代性實 施例中，第二臂上的第三位置與第二臂上的第二位置重合，從而使得第二連接臂連接到第 二和第三臂兩者。此布置具有結構特別緊湊的優點。
[0066] 第二臂上的第三位置位于第二臂上的第二位置處或附近，并且可處于任何合適的 位置處。具體地，第二臂上的第一位置和第三位置之間的距離與第二臂上的第一位置和第 二位置之間的距離之比可為0. 8至1. 0,更優選為0. 85至1. 0,再優選為0. 875至1. 0,具體 為0.9至1.0。優選比率為0.925至1.0。組件的一個特別優選的實施例使得第二臂上的 第一位置和第三位置之間的距離與第二臂上的第一位置和第二位置之間的距離之比可為 約 0. 95 至 1. 0。
[0067] 第二連接臂可具有任何合適的形狀。它的長度優選是第二連接臂在其間延伸的第 一和第二臂上的兩位置之間的距離。
[0068] 組件的部件的相對移動可是受限的，例如，限制第三臂的移動，使得所述點的運動 被限定為在收縮位置和延伸位置之間的直線。用于限制組件的部件的相對移動的合適裝 置包括在臂和連接臂中的兩個之間延伸的柔性繩或鏈。在一個實施例中，柔性繩或鏈在第 一臂和第三臂之間延伸，具體是第一臂的第一和第三位置之間的點和第三臂的第一位置之 間。柔性繩的一個優選形式包括可在當組件處于收縮位置的折疊狀態和處于伸展位置的完 全伸展狀態之間移動的多個鉸接臂或臂組件。
[0069] 在本發明的組件的尤其優選的實施例中，根據以上標準選擇第一、第二和第三臂 以及第一和第二連接臂的長度，以使它們在收縮位置時折疊放置在第一和第二固定樞軸之 間。尤其有利的是，當處于收縮位置時，組件可被布置成如此緊湊的形式。在優選實施例中， 第一、第二和第三臂以及第一和第二連接臂形成為其一些部分的剖面具有"I"和"L"形狀， 所述部分被布置為容許臂處于收縮位置時容納在彼此中。
[0070] 本發明的組件的另一優點是高度可伸縮并且可如前文所述地被構造和應用于大 的尺寸范圍以轉化運動。
[0071] 具體地，通過容許第一部件和第二部件之間的相對移動，組件具有廣泛的應用和 用途。
[0072] 相應地，在另一方面，本發明提供包括第一部件和第二部件的組件，第一部件被布 置為相對于第二部件移動，其中，如前文所述的，組件被設置在第一部件和第二部件之間， 組件的操作使得第一部件相對于第二部件移動。
[0073]第一和第二部件之一連接到組件的第三臂。第一和第二部件中的另一個提供與第 一和第二臂樞轉連接的第一和第二固定樞軸。以此方式，使得第一部件相對于第二部件移 動。如上所示，可通過向組件的第一臂、第二臂或向第三臂施加力來產生這種相對移動。
[0074]包括第一和第二部件的組件廣泛用于提供兩個部件之間的相對移動。例如，組件 可用于移動與第一或第二臂連接并圍繞各自的第一或第二固定樞軸旋轉的第一部件和與 第三臂上的所述點連接并可在收縮位置和伸展位置之間線性移動的第二部件。此外，組件 可用于相對于第一或第二固定樞軸或在其間延伸的線位移和旋轉與第三臂連接的第一部 件。
[0075]在許多應用中采用多個組件。具體地，可在待移動物體的相反側上使用成間隔關 系的多個組件。例如，可將第一和第二組件設置在待移動物體的相反側上，其中，兩個組件 的第三臂連接到物體的相反側。
[0076]利用本發明的組件將旋轉運動轉化為線性運動包括支撐建筑結構并使它們相對 于彼此移動。
[0077]因此，本發明進一步提供一種建筑，包括：
[0078]第一建筑部分和第二建筑部分，第一建筑部分能夠相對于第二建筑部分在收縮位 置和伸展位置之間移動；
[0079]其中，經由前文所述的組件提供第一建筑部分和第二建筑部分之間的相對移動和 相對于第一建筑部分和第二建筑部分中的一個對第一建筑部分和第二建筑部分中的另一 個的支撐。
[0080]第一建筑部分可以是建筑的任何結構或部分，具體是固定結構（諸如房屋、公寓 或辦公樓）或可移動式建筑結構（諸如，可移動式房屋、拖車房等）。第二建筑結構可以需 要相對于第一建筑部分在收縮位置和伸展位置之間移動的裝置的任何結構或部件。這類結 構的例子包括陽臺、地板延長部分、屋頂延伸部分、頂篷等。
[0081]本發明的組件的其他應用和用途是移動與第三臂連接的第一部件，以位移和旋轉 第一部件，使其遠離第一和第二固定樞軸及在其間延伸的線。如上所述，這通過操作組件以 移動第三臂，使其超過伸展位置到達超級伸展位置來實現。如上所示，第三臂及與其連接的 任何部件可從收縮位置（第三臂和部件與在第一和第二固定樞軸之間延伸的線平行地延 伸）移動到伸展位置（部件和第三臂與在第一和第二固定樞軸之間延伸的線垂直地延伸）。
[0082]可利用本發明的組件以此方式移動和支撐任何部件。例如可包括臨時裝置，諸如， 壁、隔板和標志（諸如路標）。在一個實施例中，待移動部件是太陽能板，太陽能板在收起位 置和展開位置之間移動。在從收起位置移動到展開位置時，太陽能板相對于收起位置的方 向位移和旋轉。
[0083]因此，在另一方面，本發明提供一種太陽能板組件，其包括：
[0084]底座組件；
[0085]一個或多個太陽能板的陣列；
[0086]其中，所述陣列通過上述組件連接到底座。
[0087]下面將參照附圖進一步解釋本發明的組件的原理和操作，其中：
[0088] 圖1是處于超級伸展位置的根據本發明的組件的簡化概略圖；
[0089] 圖2a是處于收縮位置的本發明的一個實施例的組件的概略圖；
[0090] 圖2b是處于第一部分伸展位置的圖2a的組件的概略圖；
[0091] 圖2c是處于第二部分伸展位置的圖2a的組件的概略圖；
[0092] 圖2d是處于第三部分伸展位置的圖2a的組件的概略圖；
[0093] 圖2e是處于伸展位置的圖2a的組件的概略圖；
[0094] 圖2f是處于部分超級伸展位置的圖2a的組件的概略圖；
[0095] 圖2g是處于超級伸展位置的圖2a的組件的概略圖；
[0096] 圖3a至3e是處于圖3a的收縮位置和圖3e的伸展位置之間的一系列位置處的具 有圖1的大體布局的兩個聯接組件的立體圖；
[0097] 圖4a至4f是處于圖4a的收縮位置和圖4f的伸展位置之間的一系列位置處的根 據本發明的另一實施例的組件的概略圖；以及
[0098] 圖5a至5e是包括從收縮位置到展開位置的具有圖1的總體布局的組件的太陽能 板組件的立體圖。
[0099] 參照圖1，其示出了本發明的一個實施例的組件（總體由2表示）的概略圖。示出 組件2在第一固定樞軸4和第二固定樞軸6處被安裝到固定結構上。固定樞軸4、6間隔開 并且相對于彼此固定。
[0100] 第一臂8的一端在第一位置D處樞轉連接到第一固定樞軸4。第二臂10的一端在 第二位置C處樞轉連接到第二固定樞軸6。第三臂12的一端經由樞軸連接結構14被安裝 在第二臂10的第二端處，此連接的位置由圖1中的B示出。
[0101] 第一連接臂16的一端經由樞軸連接結構18被安裝在第一臂8的第二端處，此連 接的位置由圖1中的E表示。第一連接臂的第二端經由樞軸連接結構20在位置F處被安 裝到第三臂，位置F與位置B間隔開。
[0102] 第二連接臂22的一端經由樞軸連接結構24在與位置D和E都間隔開的位置G處 被安裝到第一臂。第二連接臂22的第二端經由樞軸連接結構26在與位置C和B都間隔開 的位置H處被安裝到第二臂。
[0103] 樞軸連接結構可由任何合適的裝置形成，例如，由延伸通過樞轉接合的臂中的孔 的銷形成。
[0104] 第一臂8圍繞第一固定樞軸4和第二臂10圍繞第二固定樞軸6的移動引起第三 臂12移動，使得第三臂上的點A在收縮位置X和伸展位置Y之間移動。當在位置X和Y之 間移動時，點A勾勒出基本平直的線。第一臂8和第二臂10的進一步移動致使點A移動超 過伸展位置Y，并沿著弧到達超級伸展位置Z。
[0105] 圖1的組件的第一示例性布置具有表1列出的尺寸。
[0106] 表 1
[0107]
【權利要求】
1. 一種用于轉化運動的組件，所述組件包括： 第一臂，其能夠在其上的第一位置處圍繞第一固定樞軸旋轉； 第二臂，其能夠在其上的第一位置處圍繞第二固定樞軸旋轉，第二固定樞軸與第一固 定樞軸間隔開； 第三臂，其能夠在其上的第一位置處樞轉連接到第二臂上的第二位置處，第二臂上的 第二位置與第二臂上的第一位置間隔開； 在第一臂和第三臂之間延伸的第一連接臂，第一連接臂樞轉連接到第一臂上的與第一 位置間隔開的第二位置，并且樞轉連接到第三臂上的與其上的第一位置間隔開的第二位置 處；以及 在第一臂和第二臂之間延伸的第二連接臂，第二連接臂能夠樞轉連接到第一臂上的 位于其上的第一位置和第二位置之間的第三位置，并且能夠樞轉連接到第二臂上的第三位 置。
2. 如權利要求1所述的組件，其中，當處于收縮位置時，臂可被布置為彼此相鄰地被容 納或容納在彼此內。
3. 如權利要求1或2所述的組件，其中，驅動第一臂和第二臂中的一個或兩者，致使第 三臂運動。
4. 如權利要求1或2所述的組件，其中，驅動第三臂，致使第一臂和第二臂運動。
5. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第一臂上的第一位置在第一臂的 端部處或其附近。
6. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第二臂上的第一位置在第二臂的 端部處或其附近。
7. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第二臂上的第二位置在第二臂的 端部處或其附近。
8. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第三臂上的第一位置在第三臂的 端部處或其附近。
9. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第一臂的長度與第一固定樞軸和 第二固定樞軸之間的距離之比為〇. 5至2. 0。
10. 如權利要求9所述的組件，其中，第一臂的長度不大于第一固定樞軸和第二固定樞 軸之間的距離。
11. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第二臂的長度與第一固定樞軸和 第二固定樞軸之間的距離之比為〇. 5至2. 0。
12. 如權利要求11所述的組件，其中，第二臂的長度不大于第一固定樞軸和第二固定 樞軸之間的距離。
13. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第一臂和第二臂的長度基本相 同。
14. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第三臂的長度不大于第一臂和/ 或第二臂的長度。
15. 如權利要求14所述的組件，其中，第一臂、第二臂和第三臂的長度基本相同。
16. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第一連接臂和第一臂之間的樞軸 連接結構在第一連接臂的端部處或其附近。
17. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第一連接臂和第三臂之間的樞軸 連接結構在第一連接臂的端部處或其附近。
18. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第一臂上的第二位置在第一臂的 端部處或其附近。
19. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第三臂上的第一位置和第二位置 之間的距離與第三臂上的第一位置和所述點之間的距離之比為〇. 1至〇. 9。
20. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第二連接臂和第一臂之間的樞軸 連接結構在第二連接臂的端部處或其附近。
21. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第二連接臂和第二臂之間的樞軸 連接結構在第二連接臂的端部處或其附近。
22. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第一臂上的第一位置和第三位置 之間的距離與第一臂上的第一位置和第二位置之間的距離之比為〇. 1至〇. 9。
23. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第二臂上的第三位置與第二臂上 的第一位置和第二位置間隔開并且位于第二臂上的第一位置和第二位置之間。
24. 如權利要求1至22中的任意一項所述的組件，其中，第二臂上的第三位置與第二臂 上的第二位置重合，從而使得第二連接臂連接到第二臂和第三臂兩者。
25. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，其中，第二臂上的第一位置和第三位置 之間的距離與第二臂上的第一位置和第二位置之間的距離之比為〇. 8至1. 0。
26. 如前述權利要求中的任意一項所述的組件，還包括限制第三臂相對于第一固定樞 軸和第二固定樞軸的移動的裝置。
27. 如權利要求26所述的組件，其中，限制第三臂的移動以使其沿直線移動。
28. 如權利要求26或27所述的組件，其中，所述裝置包括多個鉸接臂或鉸接臂組件。
29. -種組件，包括第一部件和第二部件，第一部件被布置為相對于第二部件移動，其 中，根據任意一項前述權利要求的用于轉化運動的組件被設置在第一部件和第二部件之 間，該組件的操作使第一部件相對于第二部件移動。
30. 如權利要求29所述的組件，其中，第一部件能夠相對于第二部件在收縮位置和伸 展位置之間以線性運動方式移動。
31. 如權利要求29所述的組件，其中，第一部件能夠以使第一部件相對于第二部件位 移和旋轉的模式相對于第二部件移動。
32. 如權利要求29至31中的任意一項所述的組件，其中，用于轉化運動的第一組件和 第二組件被設置在第一部件的相反側上。
33. 如權利要求29至32中的任意一項所述的組件，其中，第一部件是隔板、路標或太陽 能板組件。
34. 如權利要求29至32中的任意一項所述的組件，其中，第一部件和/或第二部件是 建筑結構。
35. -種建筑，包括： 第一建筑部分和第二建筑部分，第一建筑部分能夠相對于第二建筑部分在收縮位置和 伸展位置之間移動； 其中，經由根據權利要求1至28中任意一項的組件提供第一建筑部分和第二建筑部分 之間的相對移動和相對于第一建筑部分和第二建筑部分中的一個對第一建筑部分和第二 建筑部分中的另一個的支撐。
36.-種太陽能板組件，包括： 底座組件； 一個或多個太陽能板的陣列； 其中，所述陣列通過根據權利要求1至28中任意一項的組件連接到底座。
【文檔編號】F24J2/52GK104520612SQ201380041540
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年6月4日 優先權日:2012年6月6日
【發明者】D·馬丁 申請人:十倍工程有限公司