三阶幻方厚板折纸机构

19种可刚性折叠拓扑

从256种拓扑构型中筛出19种可刚性折叠的厚板折纸模块,可直接用于构建大型可展开机构。

畅博彦 · Haonan, Zhang · 梁栋 · 金国光

Jixie Gongcheng Xuebao/Chinese Journal of Mechanical Engineering 2023

参数信息

刚性折叠可用拓扑数
19
拓扑构型总数
23

技术优势

19种构型可直接刚性折叠

从256种构型中筛出23种,其中19种厚板折纸机构可通过运动学等价与Bennett连杆建立相容性公式,直接判定为可刚性折叠。

可批量扩展成大型机构

筛选出的19种模块可与镜像对应体组合构建大型可展开机构,几何参数和折痕图可直接用于设计。

一步判定刚性折叠

通过引入扇形角参数矩阵、二面角特征矩阵和扇形角特征矩阵,建立一般运动相容性公式,提出运动相容性系数用于快速判定。

应用场景