期刊文献+
共找到19篇文章
< 1 >
每页显示 20 50 100
折纸运动学综述 被引量:4
1
作者 陈焱 顾元庆 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期154-197,共44页
随着21世纪折纸工程学的发展,折纸不再仅仅是一项民间艺术,一方面数学家前期的大量工作随之浮出水面,另一方面工程应用对折纸结构折叠过程的描述与分析都提出了新的挑战.同时,折纸的对象也不再局限于简单的纸张,工程中存在大量的厚度不... 随着21世纪折纸工程学的发展,折纸不再仅仅是一项民间艺术,一方面数学家前期的大量工作随之浮出水面,另一方面工程应用对折纸结构折叠过程的描述与分析都提出了新的挑战.同时,折纸的对象也不再局限于简单的纸张,工程中存在大量的厚度不可忽略的平板结构,他们的折叠展开问题一直困扰着相关的工程应用.近几年超材料的发展给模块化折纸带来了一次从玩具到高科技的飞跃,然而如何协调地安排这些折纸模块使得整体结构展现出超常且可变化调控的性能是折纸领域的新热点.由此可见,折纸运动学在诸多应用与探索方面都起到了决定性的基础作用.本文重点介绍了已有的机构学理论与方法及其在各种折纸结构分析设计中的应用,旨在为折纸工程学的发展提供坚实的理论技术基础. 展开更多
关键词 折纸 折纸运动学 刚性折纸 厚板折纸 模块化折纸
下载PDF
One-DOF Rigid and Flat-Foldable Origami Polyhedrons with Slits 被引量:1
2
作者 Yuehao Zhang Yuanqing Gu +2 位作者 Yan Chen Ming Li Xiao Zhang 《Acta Mechanica Solida Sinica》 SCIE EI CSCD 2023年第4期479-490,共12页
Rigid origami has great potential in aerospace applications,especially deployable polyhedrons with one degree of freedom(DOF)and flat-foldability,whose types are few to date.In this paper,we create a novel foldable cu... Rigid origami has great potential in aerospace applications,especially deployable polyhedrons with one degree of freedom(DOF)and flat-foldability,whose types are few to date.In this paper,we create a novel foldable cube and a rhombic dodecahedron by introducing slits and diagonal creases to the surfaces,whose one-DOF rigid and flat-foldable properties are verified by kinematic analysis.Then,based on the isohedral quadrilateral transform,we project the creases and slits of the rhombic dodecahedron onto a tetrahedron to obtain a novel foldable tetrahedron that has two flat-foldable motion paths due to the existence of collinear creases.Following the second path,unnecessary creases are removed,and an origami tetrahedron with simplified creases is constructed.Both origami tetrahedrons possess a small folded area.Kinematic analysis reveals that these newly discovered origami polyhedrons are flat-foldable with one DOF,demonstrating favorable application prospects for space architectures and extraterrestrial habitats. 展开更多
关键词 rigid origami Flat-foldability CUBE Rhombic dodecahedron TETRAHEDRON
原文传递
面向空间折展机构的刚性折纸研究现状与展望 被引量:1
3
作者 田大可 杨希华 +2 位作者 金路 刘荣强 张珺威 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期379-400,共22页
刚性折纸是折纸领域中一个非常活跃的分支,在折展时可以实现二维与三维的连续变换且折痕以外的面板内部无应变,适用于多种刚性折展机构。基于刚性折纸构型衍生的空间折展机构具有形面精度高、折展比大和自由度数量少等特点,可以满足航... 刚性折纸是折纸领域中一个非常活跃的分支,在折展时可以实现二维与三维的连续变换且折痕以外的面板内部无应变,适用于多种刚性折展机构。基于刚性折纸构型衍生的空间折展机构具有形面精度高、折展比大和自由度数量少等特点,可以满足航天工程对空间折展机构大尺度、轻量化以及高精度的需求。针对未来发展趋势,概述了刚性折纸几何设计及运动学基础,阐述了目前与空间折展机构相关的刚性折纸的典型构型,重点介绍了各种构型的特点及相关研究进展。根据折痕的复杂程度,从不同刚性折纸构型出发,综述了面向空间折展机构的刚性折纸的应用及研究现状;从构型创新设计方法、厚板化设计方法、动力学特性分析方法、机构智能化设计方法和微重力卸载方法 5个方面展望了基于刚性折纸的空间折展机构未来的发展方向及研究重点,旨在为大型空间折展机构的基础研究和工程应用提供借鉴与参考。 展开更多
关键词 空间折展机构 刚性折纸 固面天线 构型设计 动力学特性
下载PDF
刚性折纸在天幕帐篷中的设计研究 被引量:2
4
作者 林璐 林张怡 《设计》 2022年第10期12-15,共4页
以刚性折纸结构为设计手段,1433R+复合Pu为材料进行新篷布设计,提高材料的回弹性能来解决篷布的收纳问题。结合材料硬挺度与结构回弹性能的影响,通过硬挺度测试选择适合的材料,进行结构回弹性能测试。将测试结果通过硬挺度测试进行回弹... 以刚性折纸结构为设计手段,1433R+复合Pu为材料进行新篷布设计,提高材料的回弹性能来解决篷布的收纳问题。结合材料硬挺度与结构回弹性能的影响,通过硬挺度测试选择适合的材料,进行结构回弹性能测试。将测试结果通过硬挺度测试进行回弹性能验证。最后,在新篷布设计设计实践。Tyvek材料(1433R)在三个试样中硬挺度测试中最小,1433R Tyvek+复合Pu在结构回弹性能测试中表现最佳,并将最优试样应用于两片式篷布设计。不同表面处理对刚性折纸的结构回弹性能产生不同的影响。Pu复合与1433R Tyvek材料组合是三个试样中回弹性能较好的试样,能够为刚性折纸引入到新篷布设计提供了一种材料创新,也为新篷布设计的收纳结构提出了一种结构参考。 展开更多
关键词 新篷布设计 刚性折纸 不同表面处理 回弹性能 TYVEK
下载PDF
基于张拉整体结构的可移动折纸机器人结构设计
5
作者 孙建伟 王贺 李晓东 《长春工业大学学报》 CAS 2021年第4期289-297,共9页
通过对一般单顶点五折痕折纸机构折叠过程的研究,建立了单顶点刚性折纸机构各折痕转角之间的关系方程,推导出未知折痕转角。基于单顶点五折痕的双稳态构型,提出一种张拉整体结构驱动的折纸机器人,可完成爬行与转向。利用Matlab得出折叠... 通过对一般单顶点五折痕折纸机构折叠过程的研究,建立了单顶点刚性折纸机构各折痕转角之间的关系方程,推导出未知折痕转角。基于单顶点五折痕的双稳态构型,提出一种张拉整体结构驱动的折纸机器人,可完成爬行与转向。利用Matlab得出折叠结构参数,用CATIA软件建立折纸机器人的结构模型。搭建物理样机,证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 机械设计及理论 刚性折纸机构 张拉整体 运动分析
下载PDF
考虑非线性本构的非刚性折纸结构动力学建模与分析 被引量:2
6
作者 袁婷婷 任昆明 +1 位作者 方雨桥 刘锦阳 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2552-2566,共15页
折纸结构因其大收纳比、高可控性、可重构、制造装配简单以及设计多样等优势,在航天、生物医学、建筑、机器人、材料科学等工程领域有着广阔的应用前景.随着折纸结构的工程应用越来越广泛,针对低刚度折纸结构的动力学研究愈加重要.本文... 折纸结构因其大收纳比、高可控性、可重构、制造装配简单以及设计多样等优势,在航天、生物医学、建筑、机器人、材料科学等工程领域有着广阔的应用前景.随着折纸结构的工程应用越来越广泛,针对低刚度折纸结构的动力学研究愈加重要.本文将非刚性折纸结构等效为带卷簧的空间桁架结构,建立了一种通用的杆–链动力学模型.考虑材料的几何非线性,采用基于Ogden超弹性本构的杆单元来模拟折痕和虚拟折痕,可适用于作大范围运动并具有大变形的折纸结构.引入非线性卷簧来体现折痕的抗弯作用,相较于传统的卷簧本构模型,本文提出的改进的非线性卷簧本构模型具有更强的通用性和鲁棒性,能够有效避免接触碰撞动力学中折叠面的穿透.基于虚功原理,建立了考虑阻尼效应的非刚性折纸多体系统的动力学方程,并采用变步长的广义-α法求解.最后,对三种经典折叠形式的非刚性折纸结构进行动力学仿真,验证了本文提出的杆–链动力学模型的准确性和高效性.通过施加虚拟折痕和修正初始构型,有效解决了刚性折纸模型中展开和收拢过程的锁定问题.与刚性折纸模型相比,杆–链动力学模型具有更好的数值模拟通用性,并能够给出具有大变形张紧构型.在此基础上,揭示了非刚性折纸结构复杂的动力学行为,并对多稳态、瞬态动力学和波动力学特性进行分析. 展开更多
关键词 非刚性折纸结构 动力学建模 非线性本构模型 大变形 多稳态
下载PDF
MSC折纸结构设计及其双稳态解析与实验 被引量:3
7
作者 万世雯 张琦炜 徐鉴 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期429-437,共9页
折纸是一门古老艺术,其本质是将平面材料沿着事先设计好的折痕进行折叠,进而形成一个复杂的三维结构.柔性折纸结构是实现三维结构轻量化的重要途径.因此,解析折纸结构几何特性和力学性质十分必要.本文以MSC(Magic Spiral Cube)为研究对... 折纸是一门古老艺术,其本质是将平面材料沿着事先设计好的折痕进行折叠,进而形成一个复杂的三维结构.柔性折纸结构是实现三维结构轻量化的重要途径.因此,解析折纸结构几何特性和力学性质十分必要.本文以MSC(Magic Spiral Cube)为研究对象,通过实际折痕和虚拟折痕的方法,建立了该结构的几何模型,确定了实现完全展开和完全折叠对刚性面和可变形面的设计条件,在虚拟折痕上引入了扭转刚度,证明了该扭转刚度与柔性面变形的等效性,从而得到了MSC折纸结构的弹性势能,得到了使结构变形的力与位移本构.通过力学特性分析,发现了MSC折纸结构具有双稳态特性,这种特性是由面内变形诱发的,与虚拟折痕刚度与弹性折痕刚度的比值有直接的关系.最后,我们对MSC折纸结构进行设计和制备,通过实验,验证了理论模型的准确性.本文的研究结果不仅进一步加深了我们对于MSC折纸结构力学特性的认识,同时也为其工程应用提供理论基础. 展开更多
关键词 MSC折纸结构 刚性折痕 弹性折痕 虚拟折痕 双稳态
原文传递
刚性折纸机构的运动学分析及其可折叠条件 被引量:1
8
作者 张玉辉 张帆 崔国华 《重庆工商大学学报(自然科学版)》 2022年第1期26-33,共8页
针对折纸机构中刚性折纸机构的运动学特性和刚性折叠条件展开分析,提出了折纸机构能折叠不代表一定能够刚性折叠,核心问题是要找到刚性约束;对于多边形折纸机构,其中心的多边形可以视为公共转轴,实现刚性折叠的约束条件即公共转轴连接... 针对折纸机构中刚性折纸机构的运动学特性和刚性折叠条件展开分析,提出了折纸机构能折叠不代表一定能够刚性折叠,核心问题是要找到刚性约束;对于多边形折纸机构,其中心的多边形可以视为公共转轴,实现刚性折叠的约束条件即公共转轴连接相邻顶点的两端运动必须协调一致,主要使用了球面几何学、三角函数等数理方法;通过对单顶点四折痕机构的运动学特性分析,找出单顶点折纸机构各折痕转角之间的关系,进而拓展到多边形折纸机构,验证其公共折痕的运动满足刚性约束条件,进而实现刚性折叠;针对不同折纸机构需要单独进行运动分析和复杂计算等问题,采用了更加简便的求解方法,结合刚性约束条件,对较为简单基础的折纸模型分析,可以拓展到更为复杂的多边形折纸机构研究。 展开更多
关键词 刚性折纸机构 运动学 刚性折叠 多边形折纸机构
下载PDF
基于折纸机构的上肢外骨骼
9
作者 张锐浩 张帆 张玉辉 《轻工机械》 CAS 2022年第3期23-29,共7页
为了进行上肢肌肉损伤类疾病康复,课题组设计了一种辅助运动与支撑的上肢外骨骼机器人。课题组基于刚性折纸的折叠特性设计出具有自锁特性的肘关节外骨骼,采用连杆机构设计肩关节外骨骼;运用D-H法对上肢外骨骼进行运动学分析,得出肘关... 为了进行上肢肌肉损伤类疾病康复,课题组设计了一种辅助运动与支撑的上肢外骨骼机器人。课题组基于刚性折纸的折叠特性设计出具有自锁特性的肘关节外骨骼,采用连杆机构设计肩关节外骨骼;运用D-H法对上肢外骨骼进行运动学分析,得出肘关节折纸机构自锁时的折叠角度和肩关节末端的运动位姿;基于蒙特卡洛算法求解出肩关节外骨骼的运动空间并运用MATLAB将结果可视化。应用结果表明:该上肢外骨骼能有效减轻上肢肌肉在工作中受到的压力且不对上肢运动造成影响。该上肢外骨骼具有结构简单,轻便和易于折叠和自锁的特点,满足使用要求。 展开更多
关键词 外骨骼机器人 自锁机构 刚性折纸 运动空间 D-H法 蒙特卡洛算法
下载PDF
折纸启发的空间可折展末端执行器设计
10
作者 王艳 许勇 +2 位作者 董飞 张强强 赵传森 《轻工机械》 CAS 2021年第2期29-34,共6页
为解决多自由度可折展机构及折纸机器人等末端执行器的控制问题,课题组提出了一种外部链节间接控制刚性折纸机构的方法。该方法中的机构无需组装,降低了系统的复杂性,且单自由度驱动可使得刚性折纸机构可逆地折叠和展开。课题组将刚性... 为解决多自由度可折展机构及折纸机器人等末端执行器的控制问题,课题组提出了一种外部链节间接控制刚性折纸机构的方法。该方法中的机构无需组装,降低了系统的复杂性,且单自由度驱动可使得刚性折纸机构可逆地折叠和展开。课题组将刚性折纸机构与单环闭链机构进行结合,提出了一种空间可折展末端执行器;该末端执行器采用3个固接Bricard机构为外部链节,只需要1个旋转驱动即可控制空间3自由度末端执行器的折展过程。课题组首先对外部链节进行了运动学分析,然后对外部链节进行驱动设计,最后对整个末端执行器进行仿真实验分析。结果表明在外部链节的控制下,能够实现单个驱动控制3个自由度末端执行器的同时收放,验证了理论分析的正确性。用外部链节控制刚性折纸机构的方法只需要最小的驱动力可实现复杂的运动。 展开更多
关键词 折纸机器人 末端执行器 刚性折纸 单环闭链机构
下载PDF
折纸机构折叠过程不共点折痕的位置分析
11
作者 王锋 张帆 《重庆工商大学学报(自然科学版)》 2022年第4期91-97,共7页
针对多顶点折纸中不共点折痕这一种典型折痕分布在折叠过程中空间位置的复杂变化,以及对折纸机构刚性折叠特性所产生的影响,提出了一种通过分解折痕运动确定折痕空间位置并判断折纸机构刚性折叠特性的方法。该方法首先通过构造原折痕的... 针对多顶点折纸中不共点折痕这一种典型折痕分布在折叠过程中空间位置的复杂变化,以及对折纸机构刚性折叠特性所产生的影响,提出了一种通过分解折痕运动确定折痕空间位置并判断折纸机构刚性折叠特性的方法。该方法首先通过构造原折痕的平行折痕把各不共点折痕汇交于同一顶点,根据共点折痕的旋转运动确定平行折痕位置变化;然后根据中心多边形确定旋转后平行折痕的平移方向和距离;最后确定不共点折痕变换后的空间位置,并根据折叠平面的变形确定折纸机构的刚性折叠特性。通过具体参数对三顶点折纸折痕空间位置变化进行验证分析,结果表明:这种分析方法不仅简化了多顶点折纸中不共点折痕位置的计算过程,也为确定折纸机构不可折叠时折叠平面的变形形式做了铺垫。 展开更多
关键词 折纸机构 不共点折痕 运动分解 刚性折叠特性
下载PDF
具有三阶幻方拓扑构型的厚板折纸机构运动相容性分析
12
作者 畅博彦 张浩楠 +1 位作者 梁栋 金国光 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期201-212,共12页
折纸机构是折展机构的一种,折痕分布对折纸机构的刚性折展运动有直接影响。首先,提出一类具有三阶幻方拓扑构型的折纸机构,运用拓扑学理论对折纸机构的拓扑组成元素进行分析,通过构造网孔环路矢量和折痕分布矩阵,形成一种可用于描述折... 折纸机构是折展机构的一种,折痕分布对折纸机构的刚性折展运动有直接影响。首先,提出一类具有三阶幻方拓扑构型的折纸机构,运用拓扑学理论对折纸机构的拓扑组成元素进行分析,通过构造网孔环路矢量和折痕分布矩阵,形成一种可用于描述折纸机构折痕分布特征的矩阵表示方法。其次,建立拓扑图旋转、翻转和镜像操作过程的矩阵运算数学模型,对256种三阶幻方折纸机构拓扑构型进行同构判定后,将得到的23种拓扑构型分为方扭型、轴对称型和不规则型。最后,在考虑板件厚度的同时,为了判断机构是否可刚性折展,将三阶幻方中每一个网孔环路处的单顶点四折痕机构等效为Bennett机构,通过引入分位角参数矩阵、转角特征矩阵和分位角特征矩阵,建立运动相容性判定方程的通用表达式,提出运动相容性系数的概念,并将其应用于厚板机构的刚性折展性分析,发现23种拓扑构型中有19种可用于厚板折展单元的设计,以折展单元与其镜像体进行模块化扩展为例,说明了此类折展单元在构造大尺度折展机构时的应用前景。 展开更多
关键词 可展机构 折纸机构 拓扑学 刚性可折性 运动相容性
原文传递
折纸弹簧结构多模式变形实验与分析
13
作者 张子安 刘作林 +1 位作者 徐鉴 方虹斌 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期497-511,共15页
折纸弹簧结构是一种简单的折纸结构,它由两条尺寸相同的长纸带相互折叠后粘接得到,因其具有多模式大变形能力而受到广泛关注.论文首先通过实验探究了折纸弹簧结构的多模式变形能力和力学特性,包括轴向拉扭耦合变形和各向弯曲变形,发现... 折纸弹簧结构是一种简单的折纸结构,它由两条尺寸相同的长纸带相互折叠后粘接得到,因其具有多模式大变形能力而受到广泛关注.论文首先通过实验探究了折纸弹簧结构的多模式变形能力和力学特性,包括轴向拉扭耦合变形和各向弯曲变形,发现了两种弯曲模式,即对顶点弯曲和对侧边中点弯曲.实验结果表明,弯曲过程力-位移曲线呈现近似线性,但部分弯曲变形的力-位移曲线存在明显的跳跃现象,对应观察到折面的突弹跳变.为解释上述现象,我们在折面上引入了虚拟折痕.基于虚拟折痕山折和谷折的不同组合,单个折纸弹簧单元表现出四种几何不同的构型.根据单元间旋转和平移的堆叠方式,推导顶点坐标的齐次变换矩阵,进而得到了折纸弹簧结构刚性折叠的运动学模型,其可以描述折纸弹簧结构的所有变形模式.进一步在折痕上指定扭转刚度并基于最小势能原理,明确了不同变形模式下的势能本构和力-位移关系本构,定性验证了折纸弹簧的非线性轴向拉扭耦合变形特性及线性各向弯曲变形特性.论文的研究结果有助于设计和开发具有三维变形和运动能力的折纸机器人. 展开更多
关键词 折纸弹簧 多模式大变形 刚性可折叠模型 轴向拉扭耦合 各向弯曲
原文传递
折纸机器人 被引量:21
14
作者 冯慧娟 杨名远 +2 位作者 姚国强 陈焱 戴建生 《中国科学:技术科学》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期1259-1274,共16页
21世纪以来,随着折纸结构在工程领域日益广泛的应用,折纸工程学这一新兴的交叉学科越来越受到人们的重视.刚性折纸作为折纸的一个重要分支,以其折展过程中面内无应变的特点而被应用于工程结构的设计中.此外,刚性折纸结构凭借良好的折叠... 21世纪以来,随着折纸结构在工程领域日益广泛的应用,折纸工程学这一新兴的交叉学科越来越受到人们的重视.刚性折纸作为折纸的一个重要分支,以其折展过程中面内无应变的特点而被应用于工程结构的设计中.此外,刚性折纸结构凭借良好的折叠特性也被大量用于机器人的设计中,由此产生了折纸机器人.它兼具折纸结构和机器人各自的优点,成为折纸工程学发展的新方向.根据折纸机器人中折纸结构所起的不同作用,可将其分为三类:骨架型折纸机器人、驱动型折纸机器人和外壳型折纸机器人.本文在总结国内外学者在此三大方向研究成果的基础上,概述了其中的科学问题和技术方法,最后得出未来折纸机器人骨架驱动一体化的发展是必然趋势的结论. 展开更多
关键词 折纸工程学 刚性折纸结构 骨架型折纸机器人 驱动型折纸机器人 外壳型折纸机器人
原文传递
基于厚板折纸理论的微创手术钳 被引量:17
15
作者 杨名远 马家耀 +2 位作者 李建民 陈焱 王树新 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第17期36-45,共10页
微创手术操作器械,作为微创手术机器人的重要组成部分,其性能的优劣直接影响手术的质量。目前的微创手术器械大多是针对手术过程中的夹取、缝合等基本操作设计的,但由于它们通常是通过简单地将传统外科手术工具小型化获得的,造成现有微... 微创手术操作器械,作为微创手术机器人的重要组成部分,其性能的优劣直接影响手术的质量。目前的微创手术器械大多是针对手术过程中的夹取、缝合等基本操作设计的,但由于它们通常是通过简单地将传统外科手术工具小型化获得的,造成现有微创器械普遍存在着机械效益低、磨损严重、运动不协调等问题。为了提高手术操作的高效性和稳定性,基于厚板折纸理论设计了一种专门用于微创手术的新型手术钳,分析与试验表明其可提供多于传统微创手术钳1.5倍的夹持力,并具有更大的张角和更好的运动协调性,同时增加了手术操作的灵活性。动物试验表明其夹持组织更加稳定可靠。 展开更多
关键词 微创手术 手术夹持工具 刚性折纸 厚板折纸 机械效益
原文传递
基于正六边形折纸的单自由度可展结构 被引量:4
16
作者 张霄 李明 +3 位作者 崔琦峰 陈学松 马家耀 陈焱 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期153-164,共12页
可展结构在航空航天领域应用广泛,其性能的优劣直接决定航天任务的成败。随着各种空间设备向着大型化和复杂化方向发展,对性能优良的可展结构的需求与日俱增。为了设计具有高可控性、大收纳率的可展结构,从刚性折纸的角度出发,对一种已... 可展结构在航空航天领域应用广泛,其性能的优劣直接决定航天任务的成败。随着各种空间设备向着大型化和复杂化方向发展,对性能优良的可展结构的需求与日俱增。为了设计具有高可控性、大收纳率的可展结构,从刚性折纸的角度出发,对一种已有折纸图案进行改进,设计出一种新型零厚度正六边形折纸。进一步结合桁架理论和厚板折纸理论分析并降低了其自由度,从而提高了该机构的可控性,并借助D-H法对其进行了运动学分析。考虑到实际工程中应用的空间设备多有一侧为平整的工作表面,通过采用新的机构对原有机构进行运动等效替换,使其具有一侧平整展开表面,最终得到了一种具有单自由度大折展比的可展结构设计方案。 展开更多
关键词 可展结构 刚性折纸 桁架理论 厚板折纸 机构运动学
原文传递
广义Waterbomb折纸管的刚性折叠运动特性 被引量:6
17
作者 冯慧娟 马家耀 陈焱 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第19期143-159,共17页
对折叠模式的精确描述是折纸结构工程应用的前提,但现有的理论和方法无法全面地分析大多数折纸结构的刚性折叠过程。以广义Waterbomb折纸管为研究对象,基于球面机构运动学理论系统地分析了其折叠行为与运动协调条件,推导了折叠管刚性收... 对折叠模式的精确描述是折纸结构工程应用的前提,但现有的理论和方法无法全面地分析大多数折纸结构的刚性折叠过程。以广义Waterbomb折纸管为研究对象,基于球面机构运动学理论系统地分析了其折叠行为与运动协调条件,推导了折叠管刚性收缩和扭转运动的两套解析运动学方程。研究了各种几何设计参数对Waterbomb折纸管刚性折叠行为的影响,并讨论了该折纸结构折叠过程中的分岔行为与可能的物理干涉,及其引起的刚性折叠与结构形变的转化。此工作为基于广义Waterbomb折纸管的可编程超材料、可变形结构和机器人的设计与控制奠定了理论基础和设计依据,同时为复杂折纸结构的运动学分析提供了有效的手段。 展开更多
关键词 广义Waterbomb折纸管 刚性折纸 机构运动学 机构分岔
原文传递
刚性折纸机构运动分析及折叠过程仿真 被引量:3
18
作者 郭震 于红英 +1 位作者 滑忠鑫 赵娣 《吉林大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期66-76,共11页
为了分析刚性折纸机构的运动特性,研究了不同构型的折叠过程,建立了刚性折纸机构运动学模型并分析了典型构型的折叠构态。首先,建立单顶点刚性折纸机构各折痕转角之间的关系方程,推导出未知折痕转角的显式表达式,并通过方程解的互验排... 为了分析刚性折纸机构的运动特性,研究了不同构型的折叠过程,建立了刚性折纸机构运动学模型并分析了典型构型的折叠构态。首先,建立单顶点刚性折纸机构各折痕转角之间的关系方程,推导出未知折痕转角的显式表达式,并通过方程解的互验排除干扰解,得到任意折叠构态实际折痕转角;其次,通过旋转变换矩阵,计算任意折叠构态下顶点实时位置坐标;再次,将三角面片对相交判断算法应用到刚性折纸机构干涉判断上,检测折叠过程中的干涉情况;最后,建立折叠过程仿真平台,并分析典型刚性折纸机构的折叠过程。仿真分析结果与实际折叠过程一致,验证了刚性折纸机构运动分析方法的正确性以及仿真平台的适用性。 展开更多
关键词 机械设计及理论 刚性折纸机构 运动分析 干涉判断 折叠过程仿真
原文传递
基于刚性折纸的新型可折展移动机器人折展原理分析及验证
19
作者 杨富富 卢帅龙 +2 位作者 宋亚庆 张俊 姚立纲 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第23期75-87,共13页
针对现有轮式机器人的本体相对固定无法适应复杂环境的问题,将自由度较少、折展比大的刚性折纸机构与高效的轮式运动相结合,提出一种新型可折展移动机器人机构,提升了移动机器人在复杂环境下的通过性能。对此机构折展原理进行分析,得到... 针对现有轮式机器人的本体相对固定无法适应复杂环境的问题,将自由度较少、折展比大的刚性折纸机构与高效的轮式运动相结合,提出一种新型可折展移动机器人机构,提升了移动机器人在复杂环境下的通过性能。对此机构折展原理进行分析,得到机器人三维尺寸与驱动角之间的关系,并通过建立简化模型,对动力学进行研究,得到不同位置的驱动力矩随驱动角的变化,从而得到最优驱动布置方案,之后通过运动协调算法研究,实现了机器人移动与折展协调运动,使其能够在复杂环境中高效运动。最后搭建物理样机以及控制系统,并通过试验验证机器人的移动及折展性能。结果表明,该可折展移动机器人具有三维折展比大,运动灵活高效的优点,可通过切换姿态适应复杂路径,有望在探测、检测以及救援等工程领域得到应用。 展开更多
关键词 刚性折纸 可展移动机器人 折展原理 样机试验
原文传递
上一页 1 下一页 到第
使用帮助 返回顶部