1.本发明涉及预应力索杆结构技术领域，具体为一种6杆曲杆张拉整体可动结构。


背景技术：

2.张拉整体结构是一种离散的压杆与连续的拉索组成的新型空间结构体系，其因具有轻质高强、结构简单、环境鲁棒性高且可变形的特点被广泛应用到多个学科领域。
3.目前已见的4根压杆、6根压杆、12根压杆和30根压杆的张拉整体结机器人都是直杆张拉整体结构，传统直杆张拉整体结构棱角分明，运动效率不高且不稳定，运动时有无法抵达的死角，通过增加杆数，如30杆张拉整体结构，可在一定程度上弥补2根压杆和4根压杆等因整体结构体系存在一定的空隙，导致结构不够稳定，存在运动不灵活、有死角、稳定性不足等问题，而随结构杆件数量，需要控制的构件数量也随之增加，难以高效控制。
4.为了解决上述问题，本案由此而生。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种6杆曲杆张拉整体可动结构，解决了上述背景技术中提出的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种6杆曲杆张拉整体可动结构，包括6根曲杆，任意一根曲杆的两端作为铰接点铰接有24n根拉索，且多个曲杆之间通过拉索连接形成曲杆张拉整体形式的中空的外框架，静置时，始终有3根曲杆上的适配点位进行支撑形成整体平衡态；形成的所述外框架上设有驱动装置，能够同时驱动曲杆张拉整体实现行进。
9.优选的，每根所述曲杆向外弯曲，弧度为120
°
，内部形成一个球形空间，每根曲杆在两端节点处分别向外延伸弧度为15
°
的距离，整根曲杆的弧度为150
°
，使整个结构在形状上更接近球体。形成的外框架主体结构外包络面由12个等腰三角形、8个等边三角形两种基本图形构成，其中等边三角形各边均为拉索，等腰三角形两边有拉索，一边无拉索。
10.优选的，所述驱动装置包括设于每根曲杆上的活动重块以及驱动活动重块移动的驱动件，活动重块在驱动件的驱使下沿相应曲杆走向进行移动，并在活动块重力的作用下曲杆随活动块位置的变化而随之发生相应转动，通过同时控制多个活动重块的移动实现曲杆张拉整体行进。
11.优选的，所述驱动件包括曲杆内壁的上下两面内置的悬浮励磁线圈，并通以直流电，其中上下两面线圈缠绕方向相反，还包括曲杆内壁的左右两面为无铁芯的驱动励磁线圈，并通以交流电，进而能够在曲杆内部形成弧形的磁悬浮导轨，所述活动重块设于形成的磁悬浮导轨内，其包括重块外盒、置于重块外盒内的实心重块、磁极相反的两块驱动磁铁、悬浮磁铁，所述悬浮磁铁粘接在实心重块上下侧，磁极相反的两块驱动磁铁作为一个单元，
实心铁块的左右两侧均设置一个单元。
12.优选的，形成的所述磁悬浮导轨内径小于1.4倍的活动重块边长。
13.优选的，所述驱动件包括电机，电机的输出端连接有齿轮，沿所述曲杆的弧形走向，在其内壁的底部设有齿条，齿轮与齿条相啮合，所述活动重块连接于电机的一侧。
14.优选的，所述活动重块包括带有质量的滑块，滑块通过连接块连接于电机一侧，所述滑块上设有滚轮，沿所述曲杆的弧形走向，在其内壁的底部开设有导轨槽，滚轮在导轨槽内进行移动。
15.(三)有益效果
16.采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具备以下优点：本发明形成的六杆曲杆张拉整体，6根曲杆均向外弯曲的弧度为120
°
，每根曲杆在两端节点处分别向外延伸有弧度为15
°
的距离，整根曲杆的弧度为150
°
，使整个结构在形状上接近球体，相较于传统的直杆结构而言，具有更高的运动稳定性和更好的运动灵活性，在运动性能和运动的环境适应性上均优于以往的张拉整体结构；且该六杆曲杆张拉整体可动结构整体受力更加均衡，具有较好的抗压、抗冲击性，可为机器人自身及携带载荷提高保护，具有较高的结构稳定性，。
附图说明
17.图1为本发明结构示意图；
18.图2为本发明可动结构示意图；
19.图3为本发明实施例一中曲杆拆解后驱动件结构示意图；
20.图4为本发明实施例一中曲杆剖切后驱动件结构示意图；
21.图5为本发明实施例一中实心重块结构拆解过程示意图；
22.图6为本发明实施例一中使用的线圈分布示意图；
23.图7为本发明实施例二中曲杆拆解后驱动件结构示意图。
24.图中：1、曲杆；2、拉索；3、悬浮励磁线圈；4、驱动励磁线圈；5、重块外盒；6、实心铁块；7、驱动磁铁；8、悬浮磁铁；9、电机；10、齿轮；11、实心重块；12、滚轮；13、导轨槽；14、设备盒；15、活动重块；16、齿条。
具体实施方式
25.下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。
26.如图1-6所示：一种6杆曲杆张拉整体可动结构，包括6根曲杆1，任意一根曲杆1的两端作为铰接点铰接有24n根拉索2(本方案采用24根为例)，且多个曲杆1之间通过拉索2连接形成曲杆1张拉整体形式的中空的外框架，静置时，根据不同地形具有多根曲杆1(平地时可以为一根曲杆1，坑洼地形可以为2-3根曲杆1)上的适配点位进行支撑形成整体平衡态。
27.具体的，每根曲杆1向外弯曲，弧度为120
°
，内部形成一个球形空间，每根曲杆1在两端节点处分别向外延伸弧度为15
°
的距离，整根曲杆1的弧度为150
°
，使整个结构在形状上接近球体。
28.具体的，主体结构外包络面由12个等腰三角形、8个等边三角形两种基本图形构成，其中等边三角形各边均为拉索2，等腰三角形两边有拉索2，一边无拉索2。
29.形成的所述外框架上设有驱动装置，能够同时驱动曲杆1张拉整体实现行进。驱动装置包括设于每根曲杆1上的活动重块以及驱动活动重块移动的驱动件，活动重块在驱动件的驱使下沿相应曲杆1走向进行移动，并在活动块重力的作用下曲杆1随活动块位置的变化而随之发生相应转动，通过同时控制多个活动重块的移动实现曲杆1张拉整体行进。
30.整体结构内部/中部可固定设备盒14，放置所需设备，充分利用内部空间。结构内部可放置可安装设备盒14，放置任务所需设备，如探测器、手机、gps定位设备等，更好完成任务，也可将一些小型设备安装于曲杆1设备盒内，进而能够实时调控电流大小和方向，来控制实心重块运动。整个运动系统通过无线电与pc实现无线通信，移动系统通过使用传输的数据进行无线控制。
31.实施例一
32.参见附图2-5，本实施例针对驱动装置进行展开说明，驱动件包括曲杆1内壁的上下两面内置的悬浮励磁线圈3，并通以直流电，其中上下两面线圈缠绕方向相反，还包括曲杆1内壁的左右两面为无铁芯的驱动励磁线圈4，并通以交流电，进而能够在曲杆1内部形成弧形的磁悬浮导轨，活动重块设于形成的磁悬浮导轨内，其包括重块外盒5、置于重块外盒5内的实心重块、磁极相反的两块驱动磁铁7、悬浮磁铁8，悬浮磁铁8粘接在实心重块上下侧，磁极相反的两块驱动磁铁7作为一个单元，实心铁块6的左右两侧均设置一个单元。通过给磁悬浮轨道内的线圈通电，产生磁场，使曲形轨道内的实心重块悬浮并运动，根据实心重块的运动改变整个结构的重心，驱动结构运动，由于没有摩擦力的影响，相比于其他驱动方式，这种结构驱动响应更加灵敏，可使结构实现更快的运动。
33.每根曲杆1内的磁悬浮轨道都能单独控制，不会相互干扰，且当个别磁悬浮驱动杆故障时，可驱动其他实心重块11进行运动，可通过控制不同数量的实心重块11可实现结构向各个方向运动。
34.磁悬浮导轨上下两面内壁为导磁材质，左右两面内壁为绝缘材质。
35.本实施例的结构制作简单，可快速拆卸和安装，运输十分方便。当要使用时，可运输构件到现场就地现场安装，当结构使用完成时可以将整个结构拆成磁悬浮导轨、实心重块6、拉索2三个部分方便储存和运输。设备盒可根据需求安装和拆卸。
36.该装置运行进一步说明的是：曲杆1的上下两面内置悬浮励磁线圈3，用于实心重块11的悬浮，线圈设置铁芯增强通电时的磁性，上下两面线圈缠绕方向相反，通过排斥力使实心重块悬浮。曲杆1左右两面为无铁芯的驱动励磁线圈4，每边的线圈都由一根电线8字形缠绕而成，通电时形成行波磁场，使实心重块滑动起来。
37.实心重块11上下面的磁铁同时为s极向外或n极向外，与之对应选择导轨上下两面线圈绕线方向，形成排斥力，使实心重块悬浮。在没通电时，实心重块吸在导轨里上壁或下内壁；通电时，上下面形成电磁铁，当实心重块11吸附在下内壁时，吸附面产生排斥力，排斥力大于重力与重块磁铁对内壁吸力之和，向上顶起实心重块，下部距离逐渐变大，排斥力减小，上部距离减小，排斥力逐渐增大，最终达到平衡使实心重块悬浮。当实心重块吸附在导轨上内壁时，吸附面产生排斥力，排斥力大于重块磁铁对内部的吸力，向下推开实心重块，上部距离逐渐变大，排斥力减小，下部距离减小，排斥力逐渐增大，最终达到平衡使实心重块悬浮。
38.其中，曲杆1上下内壁为导磁体，左右内壁为不导磁体，在结构运动中，浮块上下间
距可通过上下两面的排斥力自动调节。当运动完成断开电源时，浮块会快速吸附在靠近的一面内壁上。
39.实心重块左右两面为磁极相反的两块驱动磁铁7，当导轨左右两面通所需交流电时，内部产生行波磁场，类似磁悬浮列车一样(交流电的作用下，使得相邻段的间距内磁场做n、s级往复交变)，通过调节电流大小和方向控制浮块运动速度和方向，驱动实心重块前进、后退。。
40.导轨内径小于1.4倍的实心重块边长，防止实心重块在导轨内翻转。
41.其中本实施例在曲杆1拉索2连接环之间设有设备盒连接环，可用于固定设备盒。
42.实施例二
43.参见附图6，本实施例针对驱动装置换一种方式进行设计。其中驱动件包括电机9，电机9的输出端连接有齿轮10，沿曲杆1的弧形走向，在其内壁的底部设有齿条16，齿轮10与齿条相啮合，活动重块15连接于电机9的一侧。活动重块15包括带有质量的滑块11，滑块11通过连接块连接于电机9一侧，滑块11上设有滚轮12，沿曲杆1的弧形走向，在其内壁的底部开设有导轨槽13，滚轮12在导轨槽13内进行移动。
44.通过滑块11驱动装置中的齿轮10沿着滑轨中的齿条16来回滑动调整结构的质心，改变质心与底面着地面的相对位置实现曲杆1整体结构运动。
45.其中导轨槽13在曲杆1的侧壁、内壁的底部均有开设，使得滑块11移动过程更加顺畅。
46.以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项使用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。