可调刚度分级超材料

刚度可调且自带可视

通过运动学分岔重构为不同级数构型，刚度与活动铰链数线性相关，无需外部传感器即可实时显示刚度状态。

Jiang, Xiaoyi · 陈贵敏 · 马家耀 · 陈焱

Research 2025

参数信息

变形路径自由度数

1

技术优势

刚度调节线性化

刚度与活动铰链数成正比，设计和控制公式简单，不需要处理非线性模型。

免传感器刚度可见

机械逻辑电路把结构重构映射为 LED 状态，肉眼直接读出当前刚度，不需要外部传感器或电路。

单自由度变形可控

每个变形路径只保留一个自由度，驱动简单，运动行为容易预测。

多层重构拓宽范围

通过运动学分岔可生成从单级到多级的多种构型，活动铰链数变化大，从而覆盖宽刚度范围。

应用场景

• 智能自适应结构：刚度可调且能自显示状态，适合需要实时调节和状态感知的智能结构。
• 变刚度机械系统：通过重构改变刚度，线性关系让控制系统简单可靠。
• 可重构柔性器件：多级重构提供不同刚度档位，适合柔性器件在不同工况间切换。