[發明專利]一種單自由度旋轉對稱的可折展盒子結構

在審

• 申請號: 201811212340.5
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109592167A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 陳焱;顧元慶;馬家耀
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B65D5/02
• 分類號: B65D5/02;B65D5/42
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉子文

1.一種單自由度旋轉對稱的可折展盒子結構，其特征在于，包括十個面，依次為第一面、第二面、第三面、第四面、第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面；所述第一面和第二面相連作為可折展盒子結構的底并放置于中部，所述第三面、第四面、第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面置于所述第一面和第二面上方且首尾依次相連并與所述第一面和第二面組成的底面的四條邊相連；

所述第一面第一邊與第二面第一邊相鄰并通過第一轉動副相互連接，第一面能沿所述第一轉動副軸線向盒子外方向轉動直至與第二面重疊；所述第二面第三邊與第三面第三邊相鄰并通過第二轉動副相互連接，第二面能沿所述第二轉動副軸線向盒子內方向轉動直至與第三面重疊；所述第一面第二邊與第五面第二邊相鄰并通過第三轉動副相互連接，第一面能沿所述第三轉動副軸線向盒子內方向轉動直至與第五面重疊；所述第一面第三邊與第七面第三邊相鄰并通過第四轉動副相互連接，第一面能沿所述第四轉動副軸線向盒子內方向轉動直至與第七面重疊；所述第二面第二邊與第九面第二邊相鄰并通過第五轉動副相互連接，第二面能沿所述第五轉動副軸線向盒子內方向轉動直至與第九面重疊；所述第三面第一邊與第四面第一邊相鄰并通過第六轉動副相互連接，第三面能沿所述第六轉動副軸線先向盒子內方向后向盒子外方向轉動直至與第四面共面；所述第四面第三邊與第五面第三邊相鄰并通過第七轉動副相互連接，第四面能沿所述第七轉動副軸線向盒子內方向轉動直至與第五面重疊；所述第五面第一邊與第六面第一邊相鄰并通過第八轉動副相互連接，第五面能沿所述第八轉動副軸線向盒子外方向轉動直至與第六面重疊；所述第六面第二邊與第七面第二邊相鄰并通過第九轉動副相互連接，第六面能沿所述第九轉動副軸線向盒子內方向轉動直至與第七面重疊；所述第七面第一邊與第八面第一邊相鄰并通過第十轉動副相互連接，第七面能沿所述第十轉動副軸線先向盒子內方向后向盒子外方向轉動直至與第八面共面；所述第八面第三邊與第九面第三邊相鄰并通過第十一轉動副相互連接，第八面能沿所述第十一轉動副軸線向盒子內方向轉動直至與第九面重疊；所述第九面第一邊與第十面第一邊相鄰并通過第十二轉動副相互連接，第九面能沿所述第十二轉動副軸線向盒子外方向轉動直至與第十面重疊；所述第十面第二邊與第三面第二邊相鄰并通過第十三轉動副相互連接，第十面能沿所述第十三轉動副軸線向盒子內方向轉動直至與第三面重疊；

所述第十面、第三面、第二面、第九面首尾依次由所述第十三轉動副、第二轉動副、第五轉動副、第十二轉動副相連構成第一球面四連桿機構，所述第一面、第二面、第三面、第四面、第五面首尾依次由所述第一轉動副、第二轉動副、第六轉動副、第七轉動副、第三轉動副相連構成第一球面五連桿機構，所述第一面、第五面、第六面、第七面首尾依次由所述第三轉動副、第八轉動副、第九轉動副、第四轉動副相連構成第二球面四連桿機構，所述第九面、第二面、第一面、第七面、第八面首尾依次由所述第五轉動副、第一轉動副、第四轉動副、第十轉動副、第十一轉動副相連構成第二球面五連桿機構；

所述第一球面四連桿機構與第一球面五連桿機構共用所述的第二轉動副，所述第一球面五連桿機構與第二球面四連桿機構共用所述的第三轉動副，所述第二球面四連桿機構與第二球面五連桿機構共用所述的第四轉動副，所述第二球面五連桿機構與第一球面四連桿機構共用所述的第五轉動副，所述第一球面五連桿機構與第二球面五連桿機構共用所述的第一轉動副；

所述可折展盒子結構整體的折疊與展開圍繞著垂直于盒子底面中心的基準軸進行；折疊時，所述第七面和第八面繞基準軸做順時針旋轉運動，所述第七面能沿所述第十轉動副軸線先向盒子內方向后向盒子外方向轉動直至與所述第八面共面，所述第七面和所述第八面共面后，空間結構變為為平面結構，隨之，所述第七面和第八面組成平面結構的上表面；折疊時，所述第三面和第四面繞基準軸做順時針旋轉運動，所述第三面能沿所述第六轉動副軸線先向盒子外方向后向盒子內方向轉動直至與所述第四面共面，所述第三面與所述第四面共面后，空間結構變為為平面結構，隨之，所述第三面和第四面組成平面結構的下表面；所述第三面與第七面、第四面與第八面、第五面與第九面、第六面與第十面的運動基于基準軸呈旋轉對稱關系；

所述可折展盒子結構在完全折疊為平面的情況下，所有轉動副軸線在同一平面上；所述可折展盒子結構在完全展開的情況下，形成一種四棱柱狀無蓋盒子結構；每個面的外輪廓線為直線、曲線或折線。