[发明专利]一种多立方星组合结构及其变化方法

权利要求书

1.一种多立方星组合结构，其特征在于，包括至少两个结构相同的立方星，所述的立方星包括支撑外壳，支撑外壳的每个连接面上均设置有电磁铁、永磁铁及电信连接接口（5），立方星的每个棱处均倒圆角，且每个棱处均安装有棱边永磁铁（6）；所述的立方星的每个连接面上设置有N个电磁铁、N个永磁铁以及一个电信连接接口（5），N个电磁铁和N个永磁铁间隔设置且以连接面中心对称分布，N≥1；相邻两个立方星的连接面接触时，两个连接面上对应位置的一个电磁铁和一个永磁铁相对设置，对应位置的两个电信连接接口相对设置，控制连接面上的电磁铁与永磁铁产生吸力与斥力来实现立方星间的机械连接与解锁，两个立方星连接后通过对接的电信连接接口（5）传递电能与数据。

2.根据权利要求1所述的一种多立方星组合结构，其特征在于，所述的电信连接接口（5）设置在支撑外壳的每个连接面的中心处。

3.根据权利要求1所述的一种多立方星组合结构，其特征在于，所述的棱边永磁铁（6）为棒形磁铁，且棱边永磁铁（6）沿支撑外壳的棱设置。

4.根据权利要求3所述的一种多立方星组合结构，其特征在于，所述的支撑外壳由两个半壳体组成，两个半壳体相对的四个棱上设置有连接孔，棱边永磁铁（6）设置在所述的连接孔中连接固定两个半壳体形成一个整体的支撑外壳。

5.根据权利要求1所述的一种多立方星组合结构，其特征在于，所述的立方星的每个连接面上设置有两个电磁铁（1、2）、两个永磁铁（3、4）以及一个电信连接接口（5），电信连接接口（5）设置在每个连接面的中心处，第一电磁铁（1）、第二电磁铁（2）沿所在连接面的一个对角线设置，第一永磁铁（3）、第二永磁铁（4）沿另外一个对角线设置。

6.权利要求1所述的多立方星组合结构的变化方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，两个立方星之间通过连接面上的电磁铁和永磁铁的吸力完成机械连接，并通过吸力依次完成多立方星组合结构的构建；

第二步，两个立方星相对位置变化开始时，两个需要位置变化的立方星通过改变连界面上的电磁铁供电方向，使电磁铁与其相对的永磁铁之间产生斥力，完成机械连接解锁，并为立方星相对位置改变提供动力；

第三步，通过棱处的棱边永磁铁（6）的吸力使得立方星相对位置变化时两个立方星间绕棱发生旋转；

第四步，在惯性作用下，两个立方星的新连接面上的电信连接接口接通，立方星新连接面上的电磁铁通电，并使得该电磁铁与其对应的永磁铁之间产生吸力，为新的立方星组合结构提供位置限定，并完成立方星间的机械连接，完成两个立方星的相对位置变化。

7.根据权利要求6所述的多立方星组合结构的变化方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

第一步：两个立方星通过控制连接面上的电磁铁的电流方向，使其与对应的永磁铁极性相反，产生吸力，实现两个立方星之间的机械连接；同时，连接面上的电信连接接口（5）为处于接通状态；此状态为两个立方星的初始连接状态；进一步完成多立方星组合结构的构建；

第二步：当整体组合体构型进行变化，需要改变两个立方星连接面时，控制系统控制两个立方星上同侧的电磁铁供电电流方向发生改变，使一个立方星上的电磁铁与另一个立方星上的对应的永磁铁之间分别产生斥力；并断开两个立方星另一侧电磁铁的供电电路，使得两个立方星之间的机械连接解锁，将电磁铁与永磁铁的斥力作为立方星之间发生相对位置变化的初始动力，进而使得两个立方星沿着靠近断电一侧的棱旋转；

第三步：在连接面分离后，连接面上的电信连接接口（5）便处于断开状态，不再为立方星上的电磁铁提供电流，电磁铁将不会和永磁铁继续产生斥力；但是由于空间中不受重力影响，电磁铁与永磁铁产生斥力后，在惯性的作用下，立方星会沿着棱做相对旋转，直到另一组连接面相遇并连接为止；

第四步：当新的连接面相遇并连接后，电信连接接口（5）便重新连接，在控制系统的控制下，重新对新连接面上的电磁铁供电，使其与对应的永磁铁产生引力，使两个立方星新连接面进行机械连接，同时对立方星相对位置的对准限定，最终完成两个立方星间的相对位置变化。