申请/专利权人：浙江大学

申请日：2024-01-11

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN117852146B

主分类号：G06F30/13

分类号：G06F30/13;G06T17/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2024.04.26#实质审查的生效;2024.04.09#公开

摘要：本发明公开了一种体积可变的均匀凸多面体装置设计方法，用平面铰接镶嵌构造均匀凸多面体的各面，在各面顶点上施加形心指向顶点方向的力，让各顶点同速度同时展开，获得了具有创新性和体系性的可膨胀体设计方法。本方法能快速构建一系列体积可变的均匀凸多面体。均匀凸多面体由于其高度对称性与各面为正多边形的特性，在实际的工作与生活中有广泛的应用场景。本设计方法形态简洁，无需额外框架，并且兼具体积可膨胀的技术优点和艺术表现力，在艺术品设计、可动建筑设计、机械设计以及工业设计领域都有较高的应用潜力。

主权项：1.一种体积可变的均匀凸多面体装置设计方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：确定所要设计的均匀凸多面体类型和边长尺寸；根据多面体的各正多边形面形状，选取合适的镶嵌图案和大小，填满各正多边形面；给镶嵌图案的面片分层，添加铰接点，并将铰接点偏转一定角度，相互错开，以避免铰接点碰撞；计算各面的线性膨胀率，取其中的最小值作为均匀凸多面体的最大展开态的线性膨胀率；根据所述均匀凸多面体的最大展开态的线性膨胀率，确定膨胀后顶点相对起始点移动的距离，选择对应的驱动构件；根据各面的线性膨胀率的最小值确定驱动构件的伸缩尺寸，设计内部框架的形态和尺寸，以确保各顶点沿从均匀凸多面体形心出发指向各顶点的向量方向同步等速度运动；将各面边缘位置的面片切角，避免相邻面之间的面片碰撞；若驱动点在三角形面片上，则在三角形面片上加入防止过度旋转的措施；根据需求设置感应系统对驱动构件进行控制，保证驱动点运动同步，实现所需要的运动响应；其中，正方形面的线性膨胀率P1通过如下方式计算： P1＝Ll其中，闭合状态整体的边长为l，最大展开状态的整体边长为L，正方形面中每边包含面片数为n，铰接点旋转后相邻点之间的距离为l_1，旋转角度为ɑ；正三角形面的线性膨胀率P2通过如下方式计算： P2＝Ll其中，闭合状态整体边长为l，最大展开状态整体边长为L，正三角形面中每边包含正六边形面片和三角形面片的总数为n，n≥3，其中正六边形面片数为n-12，正三角形面片数为n+12，铰接点旋转后相邻点之间的距离为l_2，旋转角度为ɑ；正六边形面的线性膨胀率P3通过如下方式计算： P3＝Ll其中，闭合状态整体边长为l，最大展开状态整体边长为L，正六边形面中每边包含的正六边形面片和正三角形面片的总数为n，n≥3，其中正六边形面片数为n+12，正三角形面片数为n-12，铰接点旋转后相邻点之间的距离为l_3，旋转角度为ɑ。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 浙江大学 一种体积可变的均匀凸多面体装置设计方法

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