双切拓扑剪纸单元

集成双稳态自锁

仅用对侧双切口拓扑即可实现可编程双稳态，支持模块化设计与磁组装，使剪纸结构能自锁于目标形态并以预定义模式变形。

Yin, Yanqi · Bo, Li · Yunzhou, Hu · Yu, Yang · Yupei, Zhang · 刘晓菲 · Bai, Ruiyu · 陈贵敏

Cell Reports Physical Science 2024

技术优势

对侧双切实现双稳态

单元仅在对侧布置两个切口，即可在拉伸-剪切或弯曲变形下获得双稳态行为。

自锁于目标形状

单元可编程拼接，使整体结构在预定义变形模式下自锁于目标形态。

磁组装方式构建

三维剪纸结构可通过磁力组装剪纸单元实现，展示双稳态变形能力。

应用场景

• 软体机器人变形结构：用双稳态单元让软体机器人无需持续供能即可保持变形形态。
• 航天可展开结构：展开后自锁，避免在轨反复驱动。
• 医用植入器械：以双稳态实现植入后形状固定，无需额外锁定机构。
• 可变形机械组件：提供可编程、可自锁的变形模式，替代传统铰链机构。