[发明专利]空间曲面可折展阵列机构的构型方法和可折展阵列机构

权利要求书

1.一种基于Flasher折纸的空间曲面可折展阵列机构的构型方法，其特征在于包括：

1）确定空间曲面可折展阵列机构的阵列中心、阵列层数、阵列环数和空间曲面的形状，其中采用正多棱柱基座作为阵列中心，根据所确定空间曲面可折展阵列机构的阵列中心、阵列层数和阵列环数，建立作为基准的基于Flasher折纸的平面可折展阵列机构模型；

2）计算得到所建立的平面可折展阵列机构模型处于完全展开形态下时形成平面阵列的各个折展分区中线折痕上的折谷/折峰顶点和相邻折展分区连接折痕上的折脊顶点；

3）获取该空间曲面所在球面的半径和球心，将处于完全展开形态下的平面可折展阵列机构模型的中心设置在该空间曲面的球心处，并朝向该空间曲面进行平行投影，得到对应于平面折脊顶点的一系列曲面阵列折脊顶点和对应于平面折谷/折峰顶点的一系列待优化曲面阵列折谷/折峰顶点；

4）采用数值法求取满足折叠几何约束和曲面方程约束的待优化曲面阵列折谷/折峰顶点到球面的距离，将该距离作为可行解的拟合误差，将所有可行解中拟合误差最小的解作为曲面阵列折谷/折峰顶点；

5）重复多次计算以获得曲面可折展阵列机构模型的所有曲面阵列顶点位置，完成曲面可折展阵列机构模型的构型。

2.如权利要求1所述的基于Flasher折纸的空间曲面可折展阵列机构的构型方法，其特征在于，待优化曲面阵列折谷/折峰顶点和同一连接折痕上的与其相近的两个曲面阵列折脊顶点形成三角形折叠片，待优化曲面阵列折谷/折峰顶点所需满足的折叠几何约束包括：

角度约束，其中角度约束限定具有公共边的两个三角形折叠片在折叠后存在互相重合的两条边，该公共边位于中线折痕上；

边长约束，其中边长约束限定一个三角形折叠片的其中一条非公共边在折叠后与正多棱柱基座的侧棱相重合，该非公共边为待优化曲面阵列折谷/折峰顶点所在内角的对边；

曲面约束，其中曲面约束待优化曲面阵列折谷/折峰顶点位于所确定空间曲面上。

3.一种采用权利要求1所述的基于Flasher折纸的空间曲面可折展阵列机构的构型方法的空间曲面可折展阵列机构，其特征在于，包括正多棱柱基座和多个可折展阵列单元，多个可折展阵列单元阵列分布于正多棱柱基座的外周。

4.如权利要求3所述的空间曲面可折展阵列机构，其特征在于，可折展阵列单元包括若干基于Flasher折纸机理分布的三角形折叠片，其中折叠后位于正多棱柱基座侧棱处的折痕上设有具有扭转和位移功能的双自由度柔性铰链，其他折痕处设有具有扭转功能的单自由度柔性铰链。