6、基于双对称Bricard 6R连杆和球面4R连杆的剪纸镶嵌及膝关节外骨骼路径综合方法

基于双对称Bricard 6R连杆和球面4R连杆的剪纸镶嵌及膝关节外骨骼路径综合方法

1. 剪纸镶嵌相关内容

1.1 引言

折纸起源于中国并在日本发展，在太阳能电池板、机器人、蜂窝芯和超材料等多种领域有应用。剪纸作为折纸的重要分支，通过去除纸张表面部分区域释放约束，产生新的运动形式和特性。它已被应用于机械超材料、蜂窝夹层等，一些研究利用折纸结构的自锁特性获得复杂的3D形状剪纸结构，这些结构具有优异的机械性能。在应用中，有折痕的结构常被用作能量吸收结构，但复杂图案增加了加工难度。而剪纸结构释放约束后可获得复杂图案的薄壁管。

1.2 双对称剪纸（Double - Sym Kiri）

• 几何条件 ：Pellegrino等人提出的模型具有线对称和面对称，即双对称6R连杆。通过释放约束得到广义形式的双对称Bricard 6R连杆，其几何条件如下：
  • $\alpha_{12} = \alpha_{45} = \alpha, \alpha_{34} = \alpha_{61} = \beta = 2\pi - \alpha$
  • $\alpha_{23} = -\alpha_{56} = \gamma$
  • $a_{12} = a_{23} = a_{34} = a_{45} = a_{56} = a_{61} = a$
  • $R_{2} = R_{5} = -r, R_{3} = R_{6} = r$
    其中，$\alpha_{ij}$ 表示轴 $Z_i$ 和 $Z_j$ 之间的扭转角，$a_{ij}$ 表