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

1、變胞機構(gòu)是一類在連續(xù)運動過程中自由度和拓撲結(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構(gòu)。變胞機構(gòu)的這些特點使得對它的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計中存在一定的困難，對變胞機構(gòu)的研究將有助于開拓機構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計新思路和新方法，同時變胞機構(gòu)在航空航天領(lǐng)域、機器人、制造系統(tǒng)和玩具行業(yè)等都有廣泛的應用前景。
　　本文結(jié)合可展曲面的相關(guān)理論來研究折紙型變胞機構(gòu)結(jié)構(gòu)分析方法及其在太陽翼中的應用。以變拓撲結(jié)構(gòu)和變自由度這兩個變胞機構(gòu)的主要特征為切入點展開研究

2、，提出了新的拓撲矩陣和矩陣變換公式來描述變胞過程并運用螺旋理論結(jié)合機構(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構(gòu)的結(jié)構(gòu)優(yōu)點設(shè)計出變胞太陽翼。
　　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、折紙和變胞機構(gòu)三者之間的對應關(guān)系，提出利用可展曲面的相關(guān)理論研究折紙型變胞機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。尋找到不同折紙型機構(gòu)構(gòu)型的幾何特征并提煉出對應的幾何約束方程，通過可展曲面參數(shù)方程和幾何約束方程建立機構(gòu)的幾何參

3、數(shù)模型并構(gòu)造新的拓撲矩陣和矩陣變換公式分析變胞過程，給折紙型變胞機構(gòu)的計算機輔助設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。
　　其次，利用螺旋理論來研究折紙型機構(gòu)的自由度分析方法。運用螺旋理論分析簡單折紙型機構(gòu)的自由度，針對復雜折紙型機構(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)合的方法分析機構(gòu)的過約束數(shù)目并計算其自由度。建立折紙型機構(gòu)自由度的分析方法有助于變胞機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計。
　　最后，將折紙型變胞機構(gòu)應用于太陽翼基板構(gòu)型的設(shè)計