基于刚性平面布局的折痕设计

折叠是近年来柔性机器人领域的研究热点之一.在折痕设计方法中,针对平面布局误差大、分布不均和折痕复杂等问题,提出基于刚性平面布局的折痕设计方法,可在无剪切、拉伸和粘贴的约束下,实现三角网格模型的顶点折痕和边折痕设计.首先,基于ARAP刚性局部参数化拆解三角网格模型,并以最优旋转和平移变换实现刚性平面布局,将三角网格模型拆分为参数平面空间内均匀分布、互不相连的三角面片;然后,构造边折痕,并基于增量法Voronoi和站点约束筛选有效站点,并以其构造顶点折痕;最后,将局部折痕嵌入平面布局,实现三角网格模型完整的折痕设计.在相同环境下对LSCM、均值参数化方法以及文中方法的平面布局误差值进行比对分析,同时对平面布局过程中的能量值,以及平面布局结果的有效值进行分析.结果表明,文中方法平面布局误差较低,稳定性较高,三角面片空间分布较为均匀,适用于较大规模的三角网格模型.

抛物面式固体反射面天线结构的展开设计

针对固体反射面可展天线结构的分块数量和包络尺寸等实际需求,对抛物面刚性可展天线结构进行分块优化和连接设计。依据可动性分析,分块优化选用双自由度的单顶点五折痕模式,但是通过约束折痕转动实现反射面运动路径可控。采用平面单位圆模型定性分析分块节点的几何参数对机构收纳比的影响。以收纳比为优化目标函数,以刚性约束、碰撞约束和可动性约束为优化约束条件,建立抛物面刚性可展天线结构的优化框架,并采用1st Opt结合简面体爬山法结合通用全局优化算法计算分块参数。针对面板转动过程碰撞问题,进行了面板连接节点和转动轴设计。仿真分析和3D打印分块模型结果说明该方法的可行性和合理性。