检索结果-南通市图书馆

作者：严嘉怡东南大学

学位级别：硕士

具有特定峰谷折痕模式的折纸结构能呈现出负泊松比、高折叠率、多稳态、刚度可调控等超常特性,该类新型结构逐渐在航空航天、生物医学、超材料、智能结构及机器人等多领域获得青睐。其中,折痕设计与折展过程分析是现代折纸结构的研究重... 详细信息

具有特定峰谷折痕模式的折纸结构能呈现出负泊松比、高折叠率、多稳态、刚度可调控等超常特性,该类新型结构逐渐在航空航天、生物医学、超材料、智能结构及机器人等多领域获得青睐。其中,折痕设计与折展过程分析是现代折纸结构的研究重点与难点。本文在前人的研究基础上,综合运用几何分析、图论、优化算法、矩阵理论与动力学分析方法,以低阶对称四折痕折纸和六折痕折纸为研究对象,围绕折纸折痕设计和折展过程展开系统研究,以弥补目前低阶对称折纸结构的研究空缺。主要研究内容包括:根据传统折纸的拓扑方式和群论中的对称破缺理念,主动降低折纸单元的对称性,研发了低阶对称的四折痕、六折痕折纸单元。根据折纸顶点的平面可折叠约束条件,建立了约束方程组,确定待求折纸单元的平面可折叠点。利用多元约束优化函数,求解折纸顶点的约束方程组,得到折纸单元内部的折痕分布。基于图论方法,引入折纸折痕的几何参数,给出了折纸折痕图案的图论表示方法。基于混合整数线性规划模型,提出了折纸结构峰谷折痕自动分布方法。在此基础上,综合考虑折纸各顶点的平面可折叠约束条件,将多目标优化问题转换为单目标优化问题,引入粒子群优化算法,构建了折纸结构内部折痕分布的优化模型。计算表明,该方法能稳定求解任意单元数量折纸的内部折痕分布,具有较好的计算精度与收敛性能。基于四折痕折纸的折叠角理论公式,提出了一种求解低阶对称四折痕折纸折叠构形的算法,并分析了该类折纸结构的运动特性。所提出的算法结合向量的空间旋转变换,依次求解折纸单元的顶点坐标,进而求得折纸结构的运动构形,可推广至多折痕折纸结构的运动构形求解。在平面四折痕折纸顶点处引入初始位移,基于矩阵广义逆理论,根据折纸等效杆系结构的位移协调矩阵,迭代修正折纸的顶点位移,得到非奇异、非平面的折纸初始构形,解决了传统方法因平面折纸运动奇异无法追踪运动全过程的缺陷。基于所求得的空间构形及非线性预测-修正算法,迭代求解低阶对称四折痕折纸结构的运动全过程。该方法能并行求解所有的折纸顶点坐标,解决了利用折叠角理论公式逐单元求解折纸构形时效率较低的局限。基于动力学分析,根据给定的目标构形,计算低阶对称六折痕折纸运动过程中所受的约束力,根据折纸顶点、折痕、面板的连接关系,集成节点等效力,根据牛顿第二运动定律计算折纸顶点的加速度和位移,并迭代求解六折痕折纸结构的运动全过程,得到平面折纸折叠至目标构形的完整运动路径。该方法解决了六折痕折纸结构的运动分析难题,为广义的多折痕折纸结构设计及折展性能研究提供了重要参考。

关键词：折痕设计运动分析四折痕折纸六折痕折纸对称破缺

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

仿生六足折纸机器人结构设计与运动分析

引用

浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1543-1555页

作者：曹东兴贾艳超郭翔鹰毛佳佳北京工业大学数学统计学与力学学院北京100124 北京工业大学机械结构非线性振动与强度北京市重点实验室北京100124 北京工业大学机械与能源工程学院北京100124

针对现有折纸机器人组成结构单一,运动不够灵活的问题,将折纸结构与多足机器人设计相结合,耦合三浦折纸和六折痕折纸,提出新型的仿螃蟹六足折纸机器人设计方案,扩展了折纸机器人的运动构型,提升了折纸机器人的运动灵活性.在面对称假设下... 详细信息

针对现有折纸机器人组成结构单一,运动不够灵活的问题,将折纸结构与多足机器人设计相结合,耦合三浦折纸和六折痕折纸,提出新型的仿螃蟹六足折纸机器人设计方案,扩展了折纸机器人的运动构型,提升了折纸机器人的运动灵活性.在面对称假设下,该机器人单足具有2个自由度,此时将机器人腿部顶点等效为关节,轴线折痕等效为连杆,建立机器人腿部的平面连杆等效模型,并以折面夹角为运动变量,通过仿真计算得出机器人足端的理论运动范围.利用楔形面板技术对折面增厚并避免相邻折面发生物理干涉,建模得到折纸仿螃蟹六足机器人的三维模型.基于平面连杆的等效模型,分析折面夹角与足端运动之间的联系,设计确定机器人的足端运动轨迹与运动步态.利用3D打印技术设计并制作折纸仿生六足机器人试验样机,基于STM32单片机控制实现了机器人三横向角步态运动.结果表明,该折纸仿生机器人可以实现平面构型到仿螃蟹构型的转换,在6条腿的协同运动下,机器人可以平稳地左右横向移动.

关键词：六足机器人仿生六折痕折纸三浦折纸运动分析

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于折纸的空间组合机构的设计与仿真

基于折纸的空间组合机构的设计与仿真

引用

作者：李勇北京邮电大学

学位级别：硕士

折纸艺术由来已久,近年来,随着数学理论和新材料的发展,折纸艺术在机构学领域焕发出了巨大的活力。数学家致力于折纸机构的拓扑转换研究,而机构学家则致力于实现折纸机构的新构型与应用。Miura折纸、六折痕折纸、Flasher折纸作为三类常... 详细信息

折纸艺术由来已久,近年来,随着数学理论和新材料的发展,折纸艺术在机构学领域焕发出了巨大的活力。数学家致力于折纸机构的拓扑转换研究,而机构学家则致力于实现折纸机构的新构型与应用。Miura折纸、六折痕折纸、Flasher折纸作为三类常见的纸张模型,其结构的折展特征鲜明,折展比较大,对以上三种折纸模型及其折纸型机构的理论分析与应用探讨具有很大的意义。本文以Flasher折纸、Miura折纸、六折痕折纸为研究对象,分析其基本单元与模型特征间的关系,并针对厚板化折叠和模型转换提出了新的想法。本文首先分析了 Flasher折纸模型及其单元特性,讨论了 Flasher折纸单元的衍生模型。针对当前Flasher厚板折叠需要调整折痕的缺点,结合现有的厚板优化方法和同步展开铰链,提出了一种新的自适应厚度铰链的设计,并用此新型铰链实现了 Flasher厚板机构折展过程中避免干涉的结构调整法。通过建模仿真结果验证了新型铰链的功能。其次,分析了 Miura折纸模型及其基本单元的结构特点及其运动特性,并对Miura衍生单元设计的圆柱面机构进行了结构和运动分析。建立了 Miura衍生单元设计的圆柱面机构3D模型和实物模型,用Matlab绘制了分析结果的曲线和曲面图,将模型的某些特定状态与曲线图进行拟合,验证了分析和计算的正确性。再次,分析了六折痕折纸模型及其基本单元的结构特点及其运动特性运,并绘制了六折痕圆柱面结构与折叠角和基本单元尺寸的对应变化曲线。通过对普通六折痕折纸模型形成完整圆柱面临界条件的分析和水雷模型的分析,对比两者的折痕图,通过一种分段式拖动铰链的设计,实现了六折痕模型可与水雷模型相互转化,完成了双构态六折痕空间组合机构的设计。最后,总结了本文的研究内容和创新点,本文规范了折纸模型的分类,丰富了折纸机构的设计方法,为折纸机构的设计与应用提出新思路。

关键词： Miura-Ori折纸六折痕折纸 Flasher折纸折纸机构运动分析

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：