折紙型變胞機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析方法及其應(yīng)用研究.pdf

1、變胞機(jī)構(gòu)是一類在連續(xù)運(yùn)動(dòng)過程中自由度和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可變且能根據(jù)不同工作任務(wù)改變約束特征的新型機(jī)構(gòu)。變胞機(jī)構(gòu)的這些特點(diǎn)使得對(duì)它的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)中存在一定的困難，對(duì)變胞機(jī)構(gòu)的研究將有助于開拓機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)新思路和新方法，同時(shí)變胞機(jī)構(gòu)在航空航天領(lǐng)域、機(jī)器人、制造系統(tǒng)和玩具行業(yè)等都有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文結(jié)合可展曲面的相關(guān)理論來研究折紙型變胞機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析方法及其在太陽翼中的應(yīng)用。以變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和變自由度這兩個(gè)變胞機(jī)構(gòu)的主要特征為切入點(diǎn)展開研究

2、，提出了新的拓?fù)渚仃嚭途仃囎儞Q公式來描述變胞過程并運(yùn)用螺旋理論結(jié)合機(jī)構(gòu)幾何參數(shù)模型的方法分析自由度，還利用折紙型變胞機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)出變胞太陽翼。
　　本文首先研究基于可展曲面的折紙型變胞機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)描述與構(gòu)型分析方法。揭示了可展曲面、折紙和變胞機(jī)構(gòu)三者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提出利用可展曲面的相關(guān)理論研究折紙型變胞機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。尋找到不同折紙型機(jī)構(gòu)構(gòu)型的幾何特征并提煉出對(duì)應(yīng)的幾何約束方程，通過可展曲面參數(shù)方程和幾何約束方程建立機(jī)構(gòu)的幾何參

3、數(shù)模型并構(gòu)造新的拓?fù)渚仃嚭途仃囎儞Q公式分析變胞過程，給折紙型變胞機(jī)構(gòu)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。
　　其次，利用螺旋理論來研究折紙型機(jī)構(gòu)的自由度分析方法。運(yùn)用螺旋理論分析簡單折紙型機(jī)構(gòu)的自由度，針對(duì)復(fù)雜折紙型機(jī)構(gòu)存在大量過約束的現(xiàn)象，提出幾何參數(shù)模型與螺旋理論相結(jié)合的方法分析機(jī)構(gòu)的過約束數(shù)目并計(jì)算其自由度。建立折紙型機(jī)構(gòu)自由度的分析方法有助于變胞機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)。
　　最后，將折紙型變胞機(jī)構(gòu)應(yīng)用于太陽翼基板構(gòu)型的設(shè)計(jì)