[发明专利]一种转动副对称排布的可折展盒子结构

说明书

本发明公开一种转动副对称排布的可折展盒子结构，包括十六个面，第一面、第二面、第三面、第四面相连作为可折展盒子结构的底面并放置于中部；第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面、第十一面、第十二面、第十三面、第十四面、第十五面、第十六面依次相连形成可折展盒子结构的六个侧面，第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面、第五侧面、第六侧面置于底面上方且与所述底面的六条边相连，并且六个侧面首尾依次相连；各个面与面之间，侧面与面之间通过转动副连接；该结构整体的折叠与展开过程中，第二转动副、第四转动副、第十八转动副、第二十一转动副始终处于同一平面，且整体结构围绕着该平面形成的基准面进行折叠与展开。

技术领域

本发明涉及一种可折展的盒子结构，具体涉及一种基于折纸结构的单自由度、大折展比、转动副对称排布的可折展盒子结构。

背景技术

在航空航天、建筑结构、交通运输、艺术品和日常生活中，多面体结构因其较好的对称性得到广泛的应用，但由于体积大、不利于运输的限制，多面体结构更多地应用在固定场合。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，它在发射和返回回收过程中处于折叠收纳状态，占用最少的飞船空间；入轨后，体状可折展结构可按设计展开成较大空间的工作状态。空间可展结构的基本单元采用过约束机构，有着高刚性、制造简单、成本低、可靠性高等优势。

现有集装箱要么不能实现折叠，在空载时占据大量的空间，给存储和运输带来很大的困难；要么折叠过程复杂，结构自由度多，折叠展开过程不易控制，如马志勇在2019年提出的可折叠集装箱。

所以体状可展结构，尤其以多边形为底面的棱柱结构，目前应用还比较少，并且存在不能完全折叠和折叠展开比不大等不足，同时多面体可展结构在集装箱运输等方面还有很大的应用改善空间。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种转动副对称排布的可折展盒子结构。该可展盒子结构拥有较好的刚度，可以完全折叠和展开，折叠时体积较小、形状规整、便于运输，按要求打开为工作状态时，具有较大的工作空间；整个结构只具有一个自由度，运动控制简单；结构单元为平面或曲面板材，加工简单，可实现批量化生产；基于以上优点，本发明在包装、收纳、集装箱运输、土木结构、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：

一种转动副对称排布的可折展盒子结构，包括十六个面，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、第十一面、第十二面、第十三面、第十四面、第十五面、第十六面；

所述第一面、第二面、第三面、第四面相连作为可折展盒子结构的底面并放置于中部；所述第五面、第六面、第七面、第八面、第九面、第十面、第十一面、第十二面、第十三面、第十四面、第十五面、第十六面依次相连形成可折展盒子结构的六个侧面，所述第五面与第六面相连形成第一侧面，所述第七面与第八面相连形成第二侧面，所述第九面与第十面相连形成第三侧面，所述第十一面与第十二面相连形成第四侧面，所述第十三面与第十四面相连成第五侧面，所述第十五面与第十六面相连形成第六侧面；所述第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面、第五侧面、第六侧面置于所述底面上方且与所述底面的六条边相连，并且所述六个侧面首尾依次相连；