[实用新型]可无限扩展单自由度波浪状剪纸结构

说明书

本实用新型涉及一种可无限扩展单自由度波浪状剪纸结构，包括多种等腰三角形模块和多种六边形模块，等腰三角形模块的三条边均为连接边，六边形模块的上、下底边为连接边，且六边形模块的上、下腰边中分别只有一条为连接边，且两条边不相邻；当连接边处于剪纸结构非边缘时须连接且仅连接两个相邻模块；处于非边缘的等腰三角形模块的底连接边与另一个等腰三角形模块的底连接边相连，且这两个等腰三角形模块完全相同；处于非边缘的六边形模块的上底连接边与另一个六边形模块的上底连接边相连，处于非边缘的六边形模块的下底连接边与另一个六边形模块的下底连接边相连，且这两个六边形模块完全相同。该剪纸结构具有可展性能，折展过程为单自由度。

技术领域

本实用新型涉及一种可无限扩展剪纸结构，尤其涉及一种可无限扩展单自由度波浪状剪纸结构。

背景技术

近年来，许多工程师将折纸应用到实际工程应用中，例如航天器的太阳能板、可折展的家居、以及便携帐篷等，其特点在于整体可以在二维平面状态与三维状态之间转换，变换过程为单自由度，使得变化时更加简单便利。未被利用时可以以较小的空间占用状态进行储藏、运输。折纸结构大多是一张完整的二维平面，默认为是没有厚度的板件，但是应用中是需要考虑板件厚度的影响，使得很多的折纸结构无法在实际工程中得到应用。如今众多研究人员也在功课厚板折纸这一难题，亟待有新类型的折纸结构问世。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可无限扩展单自由度波浪状剪纸结构，该剪纸结构具有可展性能，折展过程为单自由度。

本实用新型的技术方案在于：一种可无限扩展单自由度波浪状剪纸结构，包括多种等腰三角形模块和多种六边形模块，且任意一种六边形模块的上、下底边平行且距离相等；等腰三角形模块的三条边均为连接边，六边形模块的上、下底边为连接边，且六边形模块的上、下腰边中分别只有一条为连接边，且两条边不相邻；当连接边处于剪纸结构非边缘时须连接且仅连接两个相邻模块；处于非边缘的等腰三角形模块的底连接边与另一个等腰三角形模块的底连接边相连，且这两个等腰三角形模块完全相同；处于非边缘的六边形模块的上底连接边与另一个六边形模块的上底连接边相连，处于非边缘的六边形模块的下底连接边与另一个六边形模块的下底连接边相连，且这两个六边形模块完全相同；处于非边缘的六边形模块的右下腰连接边与另一个等腰三角形模块的左腰连接边相连，处于非边缘的六边形模块的左下腰连接边与另一个等腰三角形模块的右腰连接边相连；依次连接形成单闭环的4个六边形模块和2个等腰三角形模块产生1个镂空四边形；展开呈平面状态下，多个镂空四边形呈现“X”字型排布。

进一步地，等腰三角形模块与六边形模块应满足下述条件：六边形模块的左底角与其相邻的等腰三角形模块的右底角互补，六边形模块的右底角与其相邻的等腰三角形模块的左底角互补；连接时，任意等腰三角形模块的左腰连接边与其相连的六边形模块的右下腰连接边等长，任意等腰三角形模块的右腰连接边与其相连的六边形模块的左下腰连接边等长。

进一步地，所有模块均通过转动副活动连接，且连接边两两重合；展开呈平面状态下所有六边形模块的底连接边与相邻的所有等腰三角形模块的底连接边平行或共线，且沿垂直于底连接边方向上为同一种的三角形或六边形模块。

进一步地，展开呈平面状态下两个完全相同的等腰三角形模块、两个完全相同的一种六边形模块和两个完全相同的另一种六边形模块组合成可无限扩展单自由度波浪状剪纸结构的基础单元；基础单元中两个等腰三角形模块不相邻。

进一步地，展开呈平面状态下，基础单元可沿平行底连接边方向进行横向错位扩展，同时可沿垂直底连接边方向进行纵向扩展。

与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：