V形NiTi丝刚柔耦合球机构

双稳态自展开

用一根V形镍钛合金丝替换刚性球机构中的一个转动副，获得的刚柔耦合机构与原刚性球机构运动学等价，同时具有双稳态特性，可直接作为自展开折纸的等效机构。

Wei, Wang · Xu, Li · Peng, Yan · 黄海林 · 李兵

Mechanism and Machine Theory 2024

技术优势

免外部驱动

通过镍钛合金丝的弹性变形与转动副运动耦合获得双稳态，从而利用形状记忆实现自展开，无需额外驱动装置。

运动学等价

刚柔耦合球机构与原始刚性球机构具有相同的运动学行为，因此可直接作为折纸单元的等效机构，无需重新设计。

适用多种折纸

该方法适用于Miura-ori、Yoshimura-ori等典型折纸图案，具有通用性。

应用场景

• 航空自展开结构：使航天结构在轨自动展开，无需电机驱动。
• 手术器械：使微创器械在体内自行展开，简化操作。
• 软体机器人驱动：为软体机器人提供无电机、形状记忆驱动。
• 自展开机械结构：赋予机械结构自展开能力，省去动力源。