[發明專利]一種轉動副非對稱排布的可折展盒子結構

在審

• 申請號: 202010621386.3
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111776403A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 陳焱;顧元慶;賈振浩;馬家耀;崔琦峰;李明
• 申請（專利權）人: 天津大學;上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: B65D5/20
• 分類號: B65D5/20
• 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

本發明公開一種轉動副非對稱排布的可折展盒子結構，包括十六個面；第一面、第二面、第三面、第四面相連作為可折展盒子結構的底面并放置于中部；第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面、第十一面、第十二面、第十三面、第十四面、第十五面、第十六面依次相連形成可折展盒子結構的六個側面，第一側面、第二側面、第三側面、第四側面、第五側面、第六側面置于底面上方且與所述底面的六條邊相連，并且所述六個側面依次相連；面與面之間，側面與面之間通過轉動副相互連接；該可折展盒子結構中轉動副的排布具有不對稱性，在折疊與展開的過程中同樣具有不對稱性。

技術領域

本發明涉及一種可折展的盒子結構，具體涉及一種基于折紙結構的單自由度、大折展比、轉動副非對稱排布的可折展盒子結構。

背景技術

在航空航天、建筑結構、交通運輸、藝術品和日常生活中，多面體結構因其較好的對稱性得到廣泛的應用，但由于體積大、不利于運輸的限制，多面體結構更多地應用在固定場合。被SCIENCE期刊評為2014年年度十大科技突破的立方小衛星就是航空航天領域追求小型化低成本發射的典型代表，但其在軌狀態工作空間狹小的缺點也制約著它的進一步應用。

空間體狀可折展結構是隨著航天科技的發展而誕生的一種新型結構，它在發射和返回回收過程中處于折疊收納狀態，占用最少的飛船空間；入軌后，體狀可折展結構可按設計展開成較大空間的工作狀態。空間可展結構的基本單元采用過約束機構，有著高剛性、制造簡單、成本低、可靠性高等優勢。

現有集裝箱要么不能實現折疊，在空載時占據大量的空間，給存儲和運輸帶來很大的困難；要么折疊過程復雜，結構自由度多，折疊展開過程不易控制，如馬志勇在2019年提出的可折疊集裝箱。

所以體狀可展結構，尤其以多邊形為底面的棱柱結構，目前應用還比較少，并且存在不能完全折疊和折疊展開比不大等不足，同時多面體可展結構在集裝箱運輸等方面還有很大的應用改善空間。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種轉動副非對稱排布的可折展盒子結構。該可展盒子結構擁有較好的剛度，可以完全折疊和展開，折疊時體積較小、形狀規整、便于運輸，按要求打開為工作狀態時，具有較大的工作空間；整個結構只具有一個自由度，運動控制簡單；結構單元為平面或曲面板材，加工簡單，可實現批量化生產；基于以上優點，本發明在包裝、收納、集裝箱運輸、土木結構、航空航天等眾多領域中具有重要意義和廣泛的應用前景。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種轉動副非對稱排布的可折展盒子結構，包括十六個面，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、第十一面、第十二面、第十三面、第十四面、第十五面、第十六面；

所述第一面、第二面、第三面、第四面相連作為可折展盒子結構的底面并放置于中部；所述第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面、第十一面、第十二面、第十三面、第十四面、第十五面、第十六面依次相連形成可折展盒子結構的六個側面，所述第五面與第六面相連形成第一側面，所述第七面與第八面相連形成第二側面，所述第九面與第十面相連形成第三側面，所述第十一面與第十二面相連形成第四側面，所述第十三面與第十四面相連成第五側面，所述第十五面與第十六面相連形成第六側面；所述第一側面、第二側面、第三側面、第四側面、第五側面、第六側面置于所述底面上方且與所述底面的六條邊相連，并且所述六個側面依次相連；