刚性折纸机构运动分析及折叠过程仿真

为了分析刚性折纸机构的运动特性,研究了不同构型的折叠过程,建立了刚性折纸机构运动学模型并分析了典型构型的折叠构态.首先,建立单顶点刚性折纸机构各折痕转角之间的关系方程,推导出未知折痕转角的显式表达式,并通过方程解的互验排除干扰解,得到任意折叠构态实际折痕转角;其次,通过旋转变换矩阵,计算任意折叠构态下顶点实时位置坐标;再次,将三角面片对相交判断算法应用到刚性折纸机构干涉判断上,检测折叠过程中的干涉情况;最后,建立折叠过程仿真平台,并分析典型刚性折纸机构的折叠过程.仿真分析结果与实际折叠过程一致,验证了刚性折纸机构运动分析方法的正确性以及仿真平台的适用性.