[发明专利]一种单自由度双重对称的可折展盒子结构

说明书

本发明公开了一种单自由度双重对称的可折展盒子结构，包括十个面，依次为第一面、第二面、第三面、第四面、第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面；所述第一面和第二面相连作为可折展盒子结构的底并放置于中部，所述第三面、第四面、第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面置于所述第一面和第二面上方且首尾依次相连并与所述第一面和第二面组成的底面的四条边相连；本发明结构是过约束机构的组合，拥有较好的刚度，且可以完全折叠和展开，折叠时体积较小便于运输，按要求打开为工作状态时，工作空间较大；整个结构只具有一个自由度，运动控制简单；具有生产加工简单，运动控制方便，可靠性高等优点。

技术领域

本发明涉及一种可折展的盒子结构，具体涉及一种单自由度、大折展比的基于折纸结构的双重对称的可折展盒子结构。

背景技术

多面体结构因其较好的对称性，在航空航天、建筑结构、艺术品和日常生活中得到广泛地应用，但由于体积大、不利于运输，多面体结构常常只能用于固定场合。被SCIENCE期刊评为2014年年度十大科技突破的立方小卫星就是航空航天领域追求小型化低成本发射的典型代表，但其在轨状态工作空间狭小的缺点也制约着它的进一步应用。

空间体状可折展结构是随着航天科技的发展而诞生的一种新型结构，它在发射过程中处于折叠收纳状态，体积容量最小；入轨后，体状可折展结构可按设计展开成较大的运营工作状态；返回或回收时，该结构可再次折叠收拢进入飞船。采用过约束机构为基本单元的空间可展结构有着高刚性，制造简单，成本低，可靠性高等优势。

现有的空间可折展结构主要涉及平面或曲面上的折展，如太阳能帆板、卫星天线，而涉及体积方面的折展机构主要采用非刚性变形得到，变形过程不利于控制且不易重复操作，现有采用刚性变形的体状可展结构要么结构复杂，如C.M.Gosselin和D.Gagnon-Lachance在2006年提出的用正多边形机构驱动的可折展多面体结构；要么不能实现完全折叠，如Kiper and在2009年提出的可折展多面体结构。所以，体状可展结构目前应用还比较少，并且存在不能完全折叠和折叠展开比例不大等不足。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种单自由度、大折展比的双重对称的可展盒子结构。该可展盒子结构是过约束机构的组合，拥有较好的刚度，且可以完全折叠和展开，折叠时体积较小便于运输，按要求打开为工作状态时，工作空间较大；整个结构只具有一个自由度，运动控制简单；具有生产加工简单，运动控制方便，可靠性高等优点，尤其适于在包装、收纳、土木结构和航空航天等众多领域中具有重要意义和广泛的应用前景。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种单自由度双重对称的可折展盒子结构，包括十个面，依次为第一面、第二面、第三面、第四面、第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面；所述第一面和第二面相连作为可折展盒子结构的底并放置于中部，所述第三面、第四面、第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面置于所述第一面和第二面上方且首尾依次相连并与所述第一面和第二面组成的底面的四条边相连；