[發明專利]空間曲面可折展陣列機構的構型方法和可折展陣列機構

有效

• 申請號: 202110663243.3
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113378391B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 黃海林;王森;高英皓;李兵;劉榮強
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H01Q21/00;G06F111/04
• 代理公司: 珠海市君佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44644
• 代理人: 劉戰勝

1.一種基于Flasher折紙的空間曲面可折展陣列機構的構型方法，其特征在于包括：

1）確定空間曲面可折展陣列機構的陣列中心、陣列層數、陣列環數和空間曲面的形狀，其中采用正多棱柱基座作為陣列中心，根據所確定空間曲面可折展陣列機構的陣列中心、陣列層數和陣列環數，建立作為基準的基于Flasher折紙的平面可折展陣列機構模型；

2）計算得到所建立的平面可折展陣列機構模型處于完全展開形態下時形成平面陣列的各個折展分區中線折痕上的折谷/折峰頂點和相鄰折展分區連接折痕上的折脊頂點；

3）獲取該空間曲面所在球面的半徑和球心，將處于完全展開形態下的平面可折展陣列機構模型的中心設置在該空間曲面的球心處，并朝向該空間曲面進行平行投影，得到對應于平面折脊頂點的一系列曲面陣列折脊頂點和對應于平面折谷/折峰頂點的一系列待優化曲面陣列折谷/折峰頂點；

4）采用數值法求取滿足折疊幾何約束和曲面方程約束的待優化曲面陣列折谷/折峰頂點到球面的距離，將該距離作為可行解的擬合誤差，將所有可行解中擬合誤差最小的解作為曲面陣列折谷/折峰頂點；

5）重復多次計算以獲得曲面可折展陣列機構模型的所有曲面陣列頂點位置，完成曲面可折展陣列機構模型的構型。

2.如權利要求1所述的基于Flasher折紙的空間曲面可折展陣列機構的構型方法，其特征在于，待優化曲面陣列折谷/折峰頂點和同一連接折痕上的與其相近的兩個曲面陣列折脊頂點形成三角形折疊片，待優化曲面陣列折谷/折峰頂點所需滿足的折疊幾何約束包括：

角度約束，其中角度約束限定具有公共邊的兩個三角形折疊片在折疊后存在互相重合的兩條邊，該公共邊位于中線折痕上；

邊長約束，其中邊長約束限定一個三角形折疊片的其中一條非公共邊在折疊后與正多棱柱基座的側棱相重合，該非公共邊為待優化曲面陣列折谷/折峰頂點所在內角的對邊；

曲面約束，其中曲面約束待優化曲面陣列折谷/折峰頂點位于所確定空間曲面上。

3.一種采用權利要求1所述的基于Flasher折紙的空間曲面可折展陣列機構的構型方法的空間曲面可折展陣列機構，其特征在于，包括正多棱柱基座和多個可折展陣列單元，多個可折展陣列單元陣列分布于正多棱柱基座的外周。

4.如權利要求3所述的空間曲面可折展陣列機構，其特征在于，可折展陣列單元包括若干基于Flasher折紙機理分布的三角形折疊片，其中折疊后位于正多棱柱基座側棱處的折痕上設有具有扭轉和位移功能的雙自由度柔性鉸鏈，其他折痕處設有具有扭轉功能的單自由度柔性鉸鏈。