[发明专利]一种单自由度空间可折展多面体结构

权利要求书

1.一种单自由度空间可折展多面体结构，其特征在于，包括三种单元，依次为第一种单元、第二种单元和第三种单元；所述第一种单元包括六个结构相同的面，分别为第一种单元第一面、第一种单元第二面、第一种单元第三面、第一种单元第四面、第一种单元第五面、第一种单元第六面；所述第二种单元包括二十四个结构相同的面，分别为第二种单元第一面、第二种单元第二面、第二种单元第三面、第二种单元第四面、第二种单元第五面、第二种单元第六面、第二种单元第七面、第二种单元第八面、第二种单元第九面、第二种单元第十面、第二种单元第十一面、第二种单元第十二面、第二种单元第十三面、第二种单元第十四面、第二种单元第十五面、第二种单元第十六面、第二种单元第十七面、第二种单元第十八面、第二种单元第十九面、第二种单元第二十面、第二种单元第二十一面、第二种单元第二十二面、第二种单元第二十三面、第二种单元第二十四面；所述第三种单元包括八个结构相同的面，分别为第三种单元第一面、第三种单元第二面、第三种单元第三面、第三种单元第四面、第三种单元第五面、第三种单元第六面、第三种单元第七面、第三种单元第八面；

所述第一种单元第一面与所述第二种单元第一面相邻并通过第一转动副相互连接，所述第三种单元第一面与所述第二种单元第一面相邻并通过第二转动副相互连接，所述第三种单元第一面与所述第二种单元第二面相邻并通过第三转动副相互连接，所述第三种单元第一面与所述第二种单元第三面相邻并通过第四转动副相互连接；

所述第一种单元第一面与所述第二种单元第四面相邻并通过第五转动副相互连接，所述第三种单元第二面与所述第二种单元第四面相邻并通过第六转动副相互连接，所述第三种单元第二面与所述第二种单元第五面相邻并通过第七转动副相互连接，所述第三种单元第二面与所述第二种单元第六面相邻并通过第八转动副相互连接；

所述第一种单元第一面与所述第二种单元第七面相邻并通过第九转动副相互连接，所述第三种单元第三面与所述第二种单元第七面相邻并通过第十转动副相互连接，所述第三种单元第三面与所述第二种单元第八面相邻并通过第十一转动副相互连接，所述第三种单元第三面与所述第二种单元第九面相邻并通过第十二转动副相互连接；

所述第一种单元第一面与所述第二种单元第十面相邻并通过第十三转动副相互连接，所述第三种单元第四面与所述第二种单元第十面相邻并通过第十四转动副相互连接，所述第三种单元第四面与所述第二种单元第十一面相邻并通过第十五转动副相互连接，所述第三种单元第四面与所述第二种单元第十二面相邻并通过第十六转动副相互连接；

所述第一种单元第六面与所述第二种单元第十三面相邻并通过第十七转动副相互连接，所述第三种单元第五面与所述第二种单元第十三面相邻并通过第十八转动副相互连接，所述第三种单元第五面与所述第二种单元第十四面相邻并通过第十九转动副相互连接，所述第三种单元第五面与所述第二种单元第十五面相邻并通过第二十转动副相互连接；

所述第一种单元第六面与所述第二种单元第十六面相邻并通过第二十一转动副相互连接，所述第三种单元第六面与所述第二种单元第十六面相邻并通过第二十二转动副相互连接，所述第三种单元第六面与所述第二种单元第十七面相邻并通过第二十三转动副相互连接，所述第三种单元第六面与所述第二种单元第十八面相邻并通过第二十四转动副相互连接；

所述第一种单元第六面与所述第二种单元第十九面相邻并通过第二十五转动副相互连接，所述第三种单元第七面与所述第二种单元第十九面相邻并通过第二十六转动副相互连接，所述第三种单元第七面与所述第二种单元第二十面相邻并通过第二十七转动副相互连接，所述第三种单元第七面与所述第二种单元第二十一面相邻并通过第二十八转动副相互连接；

所述第一种单元第六面与所述第二种单元第二十二面相邻并通过第二十九转动副相互连接，所述第三种单元第八面与所述第二种单元第二十二面相邻并通过第三十转动副相互连接，所述第三种单元第八面与所述第二种单元第二十三面相邻并通过第三十一转动副相互连接，所述第三种单元第八面与所述第二种单元第二十四面相邻并通过第三十二转动副相互连接；

所述第一种单元第二面与所述第二种单元第十八面相邻并通过第三十三转动副相互连接，所述第一种单元第二面与所述第二种单元第五面相邻并通过第三十四转动副相互连接，所述第一种单元第二面与所述第二种单元第三面相邻并通过第三十五转动副相互连接，所述第一种单元第二面与所述第二种单元第十四面相邻并通过第三十六转动副相互连接；

所述第一种单元第三面与所述第二种单元第二十一面相邻并通过第三十七转动副相互连接，所述第一种单元第三面与所述第二种单元第八面相邻并通过第三十八转动副相互连接，所述第一种单元第三面与所述第二种单元第六面相邻并通过第三十九转动副相互连接，所述第一种单元第三面与所述第二种单元第十七面相邻并通过第四十转动副相互连接；

所述第一种单元第四面与所述第二种单元第二十四面相邻并通过第四十一转动副相互连接，所述第一种单元第四面与所述第二种单元第十一面相邻并通过第四十二转动副相互连接，所述第一种单元第四面与所述第二种单元第九面相邻并通过第四十三转动副相互连接，所述第一种单元第四面与所述第二种单元第二十面相邻并通过第四十四转动副相互连接；

所述第一种单元第五面与所述第二种单元第十五面相邻并通过第四十五转动副相互连接，所述第一种单元第五面与所述第二种单元第二面相邻并通过第四十六转动副相互连接，所述第一种单元第五面与所述第二种单元第十二面相邻并通过第四十七转动副相互连接，所述第一种单元第五面与所述第二种单元第二十三面相邻并通过第四十八转动副相互连接；

该可折展多面体结构在折叠与展开过程中，所述第二转动副、第六转动副、第十转动副、第十四转动副始终处于同一平面，且该平面与所述第一种单元第一面始终保持平行；所述第四转动副、第十九转动副、第二十四转动副、第七转动副始终处于同一平面，且该平面与所述第一种单元第二面始终保持平行；所述第八转动副、第二十三转动副、第二十八转动副、第十一转动副始终处于同一平面，且该平面与所述第一种单元第三面始终保持平行；所述第十二转动副、第二十七转动副、第三十二转动副、第十五转动副始终处于同一平面，且该平面与所述第一种单元第四面始终保持平行；所述第三转动副、第十六转动副、第三十一转动副、第二十转动副始终处于同一平面，且该平面与所述第一种单元第五面始终保持平行；所述第十八转动副、第三十转动副、第二十六转动副、第二十二转动副始终处于同一平面，且该平面与所述第一种单元第六面始终保持平行；

在上述转动副连接的基础上，该可折展多面体结构还含有七条轴线，分别为第一轴线、第二轴线、第三轴线、第四轴线、第五轴线、第六轴线、第七轴线；所述第一轴线为同时通过所述第一种单元第一面几何中心和所述第一种单元第六面几何中心的直线；所述第二轴线为同时通过所述第一种单元第二面几何中心和所述第一种单元第四面几何中心的直线；所述第三轴线为同时通过所述第一种单元第三面几何中心和所述第一种单元第五面几何中心的直线；所述第四轴线为同时通过所述第三种单元第一面几何中心和所述第三种单元第七面几何中心的直线；所述第五轴线为同时通过所述第三种单元第二面几何中心和所述第三种单元第八面几何中心的直线；所述第六轴线为同时通过所述第三种单元第三面几何中心和所述第三种单元第五面几何中心的直线；所述第七轴线为同时通过所述第三种单元第四面几何中心和所述第三种单元第六面几何中心的直线；所述七条轴线在空间上全部相交于同一中心交汇点；

该可折展多面体结构在折叠与展开过程中，所述第一轴线、第二轴线、第三轴线在空间中两两相互垂直，所述第一种单元第一面与所述第一种单元第六面在空间上相互平行且沿所述第一轴线作相对于中心交汇点的同步直线运动；所述第一种单元第二面与所述第一种单元第四面在空间上相互平行且沿所述第二轴线作相对于中心交汇点的同步直线运动；所述第一种单元第三面与所述第一种单元第五面在空间上相互平行且沿所述第三轴线作相对于中心交汇点的同步直线运动；所述第三种单元第一面与所述第三种单元第七面在空间上相互平行且沿所述第四轴线作相对于中心交汇点的同步直线运动；所述第三种单元第二面与所述第三种单元第八面在空间上相互平行且沿所述第五轴线作相对于中心交汇点的同步直线运动；所述第三种单元第三面与所述第三种单元第五面在空间上相互平行且沿所述第六轴线作相对于中心交汇点的同步直线运动；所述第三种单元第四面与所述第三种单元第六面在空间上相互平行且沿所述第七轴线作相对于中心交汇点的同步直线运动。