一种能够缩放的菱方八面体的制作方法

本发明属于航天、航空领域，具体涉及一种能够缩放的菱方八面体。

背景技术：

现有技术中的航空航天、宇航探测等部件，由于火箭运载能力和空间作业的限制，往往希望装置能够折叠便于收纳，而在作业时再展开，如cn105523196b公开了可折叠多面体结构，但其展开需要同步控制多个部件，不便于操控。本发明在此基础上，通过转角构件作为支架，使得其上的六个变形面仅通过控制其中一个转角件就能够实现整体的缩放。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种分两次，每次仅单向转动一个部件即可实现整体的放大与缩小、整体形状可从菱方八面体、十二等边体和正八面体之间切换、缩放程度大的一种能够缩放的菱方八面体。

本发明的技术方案为：

一种能够缩放的菱方八面体，第一变形面通过第一转角件和第二转角件与第三变形面相连，第一变形面通过第二转角件和第三转角件与第四变形面相连，第一变形面通过第三转角件和第四转角件与第五变形面相连，第一变形面通过第四转角件和第一转角件与第三变形面相连，第二变形面通过第七转角件和第八转角件与第三变形面相连，第二变形面通过第八转角件和第五转角件与第四变形面相连，第二变形面通过第五转角件和第六转角件与第五变形面相连，第二变形面通过第六转角件和第七转角件与第三变形面相连，第一转角件通过固定件与第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八转角件相连。

进一步地，第一变形面由第一变形面第一杆、第一变形面第二杆、第一变形面第三杆和第一变形面第四杆组成，第一变形面第一杆一端和第一变形面第二杆一端通过球副连接，第一变形面第二杆另一端和第一变形面第三杆一端通过球副连接，第一变形面第三杆另一端和第一变形面第四杆一端通过球副连接，第一变形面第二杆另一端和第一变形面第一杆另一端通过球副连接；

第二变形面由第二变形面第一杆、第二变形面第二杆、第二变形面第三杆和第二变形面第四杆组成，第二变形面第一杆一端和第二变形面第二杆一端通过球副连接，第二变形面第二杆另一端和第二变形面第三杆一端通过球副连接，第二变形面第三杆另一端和第二变形面第四杆一端通过球副连接，第二变形面第二杆另一端和第二变形面第一杆另一端通过球副连接；

第三变形面由第三变形面第一杆、第三变形面第二杆、第三变形面第三杆和第三变形面第四杆组成，第三变形面第一杆一端和第三变形面第二杆一端通过球副连接，第三变形面第二杆另一端和第三变形面第三杆一端通过球副连接，第三变形面第三杆另一端和第三变形面第四杆一端通过球副连接，第三变形面第二杆另一端和第三变形面第一杆另一端通过球副连接；

第四变形面由第四变形面第一杆、第四变形面第二杆、第四变形面第三杆和第四变形面第四杆组成，第四变形面第一杆一端和第四变形面第二杆一端通过球副连接，第四变形面第二杆另一端和第四变形面第三杆一端通过球副连接，第四变形面第三杆另一端和第四变形面第四杆一端通过球副连接，第四变形面第二杆另一端和第四变形面第一杆另一端通过球副连接；

第五变形面由第五变形面第一杆、第五变形面第二杆、第五变形面第三杆和第五变形面第四杆组成，第五变形面第一杆一端和第五变形面第二杆一端通过球副连接，第五变形面第二杆另一端和第五变形面第三杆一端通过球副连接，第五变形面第三杆另一端和第五变形面第四杆一端通过球副连接，第五变形面第二杆另一端和第五变形面第一杆另一端通过球副连接；

第六变形面由第六变形面第一杆、第六变形面第二杆、第六变形面第三杆和第六变形面第四杆组成，第六变形面第一杆一端和第六变形面第二杆一端通过球副连接，第六变形面第二杆另一端和第六变形面第三杆一端通过球副连接，第六变形面第三杆另一端和第六变形面第四杆一端通过球副连接，第六变形面第二杆另一端和第六变形面第一杆另一端通过球副连接。

进一步地，第一转角件由第一转角件框架和第一转角件缩放连接单元通过固定连接；

第二转角件由第二转角件框架和第二转角件缩放连接单元夹角为90°，通过固定连接；

第三转角件由第三转角件框架和第三转角件缩放连接单元夹角为90°，通过固定连接；

第四转角件由第四转角件框架和第四转角件缩放连接单元夹角为90°，通过固定连接；

第五转角件由第五转角件框架和第五转角件缩放连接单元夹角为90°，通过固定连接；

第六转角件由第六转角件框架和第六转角件缩放连接单元夹角为90°，通过固定连接；

第七转角件由第七转角件框架和第七转角件缩放连接单元夹角为90°，通过固定连接；

第八转角件由第八转角件框架和第八转角件缩放连接单元夹角为90°，通过固定连接。

进一步地，第一转角件框架、第二转角件框架、第三转角件框架、第四转角件框架、第五转角件框架、第六转角件框架、第七转角件框架、第八转角件框架均为等边三角形。

进一步地，固定件第一套筒和固定件第二套筒夹角，固定件第一套筒和固定件第三套筒夹角，固定件第一套筒和固定件第四套筒夹角，固定件第二套筒和固定件第三套筒夹角，固定件第二套筒和固定件第四套筒夹角，固定件第三套筒和固定件第四套筒夹角均为70.53°。

进一步地，第一转角件缩放连接单元和第五转角件缩放连接单元通过圆柱副与固定件第一套筒相连；

第二转角件缩放连接单元和第六转角件缩放连接单元通过圆柱副与固定件第二套筒相连；

第三转角件缩放连接单元和第七转角件缩放连接单元通过圆柱副与固定件第三套筒相连；

第四转角件缩放连接单元和第八转角件缩放连接单元通过圆柱副与固定件第四套筒相连；

本发明的有益效果为：

1.本发明仅需要单向转动一个部件(如第一转角件)并选择是否锁定一个变形面(如第一变形面)，就能够实现整体从菱方八面体、十二等边体和正八面体之间放大或缩小的切换。

2.装置不存在干涉情况：第一变形面、第二变形面、第三变形面、第四变形面、第五变形面、第六变形面之间不会干涉碰撞，各个变形面与各个转角件也不会发生干涉碰撞，缩小状态更小，便于存储。

附图说明

图1为固定件的结构示意图；

图2为第一转角件的结构示意图；

图3为第二转角件的结构示意图；

图4为第三转角件的结构示意图；

图5为第四转角件的结构示意图；

图6为第五转角件的结构示意图；

图7为第六转角件的结构示意图；

图8为第七转角件的结构示意图；

图9为第八转角件的结构示意图；

图10为第一变形面的结构示意图；

图11为第二变形面的结构示意图；

图12为第三变形面的结构示意图；

图13为第四变形面的结构示意图；

图14为第五变形面的结构示意图；

图15为第六变形面的结构示意图；

图16为本发明菱方八面体的结构示意图；

图17为本发明菱方八面体局部缩小的第一姿态示意图；

图18为本发明菱方八面体局部缩小的第二姿态示意图；

图19为本发明菱方八面体局部缩小的第三姿态示意图；

图20为本发明菱方八面体完全缩小的姿态示意图；

其中，1：固定件，2：第一转角件，3：第二转角件，4：第三转角件，5：第四转角件，6：第五转角件，7：第六转角件，8：第七转角件，9：第八转角件，10：第一转角件，11：第二转角件，12：第三转角件，13：第四转角件，14：第五转角件，15：第六转角件；

1-1：固定件第一套筒，1-2：固定件第二套筒，1-3：固定件第三套筒，1-4：固定件第四套筒；

2-1：第一转角件框架，2-2：第一转角件缩放连接单元；

3-1：第二转角件框架，3-2：第二转角件缩放连接单元；

4-1：第三转角件框架，4-2：第三转角件缩放连接单元；

5-1：第四转角件框架，5-2：第四转角件缩放连接单元；

6-1：第五转角件框架，6-2：第五转角件缩放连接单元；

7-1：第六转角件框架，7-2：第六转角件缩放连接单元；

8-1：第七转角件框架，8-2：第七转角件缩放连接单元；

9-1：第八转角件框架，9-2：第八转角件缩放连接单元；

10-1：第一转角件第一杆，10-2：第一转角件第二杆，10-3：第一转角件第三杆，10-4：第一转角件第四杆；

11-1：第二转角件第一杆，11-2：第二转角件第二杆，11-3：第二转角件第三杆，11-4：第二转角件第四杆；

12-1：第三转角件第一杆，12-2：第三转角件第二杆，12-3：第三转角件第三杆，12-4：第三转角件第四杆；

13-1：第四转角件第一杆，13-2：第四转角件第二杆，13-3：第四转角件第三杆，13-4：第四转角件第四杆；

14-1：第五转角件第一杆，14-2：第五转角件第二杆，14-3：第五转角件第三杆，14-4：第五转角件第四杆；

15-1：第六转角件第一杆，15-2：第六转角件第二杆，15-3：第六转角件第三杆，15-4：第六转角件第四杆。

具体实施方式

下面结合具体的实施例和附图1至20对本发明的技术方案作进一步描述说明，但本发明并不限于以下实施例。

如图10至15所示，一种能够局部缩放的菱方八面体，第一变形面10由第一变形面第一杆10-1、第一变形面第二杆0-2、第一变形面第三杆10-3和第一变形面第四杆10-4组成，第一变形面第一杆10-1一端和第一变形面第二杆10-2一端通过球副连接，第一变形面第二杆10-2另一端和第一变形面第三杆10-3一端通过球副连接，第一变形面第三杆10-3另一端和第一变形面第四杆10-4一端通过球副连接，第一变形面第二杆10-4另一端和第一变形面第一杆10-1另一端通过球副连接；

第二变形面11由第二变形面第一杆11-1、第二变形面第二杆11-2、第二变形面第三杆11-3和第二变形面第四杆11-4组成，第二变形面第一杆11-1一端和第二变形面第二杆11-2一端通过球副连接，第二变形面第二杆11-2另一端和第二变形面第三杆11-3一端通过球副连接，第二变形面第三杆11-3另一端和第二变形面第四杆11-4一端通过球副连接，第二变形面第二杆11-4另一端和第二变形面第一杆11-1另一端通过球副连接；

第三变形面12由第三变形面第一杆12-1、第三变形面第二杆12-2、第三变形面第三杆12-3和第三变形面第四杆12-4组成，第三变形面第一杆12-1一端和第三变形面第二杆12-2一端通过球副连接，第三变形面第二杆12-2另一端和第三变形面第三杆12-3一端通过球副连接，第三变形面第三杆12-3另一端和第三变形面第四杆12-4一端通过球副连接，第三变形面第二杆12-4另一端和第三变形面第一杆12-1另一端通过球副连接；

第四变形面13由第四变形面第一杆13-1、第四变形面第二杆13-2、第四变形面第三杆13-3和第四变形面第四杆13-4组成，第四变形面第一杆13-1一端和第四变形面第二杆13-2一端通过球副连接，第四变形面第二杆13-2另一端和第四变形面第三杆13-3一端通过球副连接，第四变形面第三杆13-3另一端和第四变形面第四杆13-4一端通过球副连接，第四变形面第二杆13-4另一端和第四变形面第一杆13-1另一端通过球副连接；

第五变形面14由第五变形面第一杆14-1、第五变形面第二杆14-2、第五变形面第三杆14-3和第五变形面第四杆14-4组成，第五变形面第一杆14-1一端和第五变形面第二杆14-2一端通过球副连接，第五变形面第二杆14-2另一端和第五变形面第三杆14-3一端通过球副连接，第五变形面第三杆14-3另一端和第五变形面第四杆14-4一端通过球副连接，第五变形面第二杆14-4另一端和第五变形面第一杆14-1另一端通过球副连接；

第六变形面15由第六变形面第一杆15-1、第六变形面第二杆15-2、第六变形面第三杆15-3和第六变形面第四杆15-4组成，第六变形面第一杆15-1一端和第六变形面第二杆15-2一端通过球副连接，第六变形面第二杆15-2另一端和第六变形面第三杆15-3一端通过球副连接，第六变形面第三杆15-3另一端和第六变形面第四杆15-4一端通过球副连接，第六变形面第二杆15-4另一端和第六变形面第一杆15-1另一端通过球副连接。

如图16所示，第一转角件缩放连接单元2-2和第五转角件缩放连接单元6-2通过圆柱副与固定件第一套筒1-1相连；

第二转角件缩放连接单元3-2和第六转角件缩放连接单元7-2通过圆柱副与固定件第二套筒1-2相连；

第三转角件缩放连接单元4-2和第七转角件缩放连接单元8-2通过圆柱副与固定件第三套筒1-3相连；

第四转角件缩放连接单元5-2和第八转角件缩放连接单元9-2通过圆柱副与固定件第四套筒1-4相连；

图17至20为本发明菱方八面体局部逐步缩小的姿态示意图；本发明通过图2至9中的第一转角件缩放连接单元、第二转角件缩放连接单元、第三转角件缩放连接单元、第四转角件缩放连接单元、第五转角件缩放连接单元、第六转角件缩放连接单元、第七转角件缩放连接单元、第八转角件缩放连接单元的运动，分两步进行：第一步锁定一个变形面(如第一变形面)为矩形并单向转动一个部件(如第一转角件)，可实现整体机构由菱方八面体向十二等边体的缩小变形；第二步释放之前锁定的变形面，并继续单向转动一个部件(如第一转角件)，从而实现整体机构由十二等边体向正八面体的缩小变形。

尽管本申请已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。