[发明专利]一种超材料结构单元、三维结构、组装模具、装置及方法

权利要求书

1.一种超材料结构单元，包括多个交替设置的凹形结构和凸起结构，凹形结构和凸起结构均设有卡槽，其特征在于，卡槽的宽度不小于超材料结构单元的厚度，凸起结构的卡槽内设有插柱，凹形结构的卡槽内设有插孔，插柱的直径不大于插孔的直径。

2.一种超材料三维结构，其特征在于，包括多层权利要求1所述的超材料结构单元，每层具有多个超材料结构单元，且同一层的相邻两个超材料结构单元的凹形结构和凸起结构错开设置，相邻两层超材料结构单元中，其中一层超材料结构单元的凸起结构和相邻层超材料结构单元的凹形结构通过卡槽卡接，且一层超材料结构单元凸起结构的插柱穿过相邻层超材料结构单元凹形接构的插孔，插柱伸出插孔的部分被压至形成直径大于插孔的部分。

3.一种权利要求1所述的超材料结构单元的组装方法，其特征在于，将其中一层的超材料结构单元的凸起结构和相邻层的超材料结构单元凹形结构通过卡槽配合，且将插柱穿过插孔，将插柱穿过插孔的部分进行挤压，使得插柱伸出插孔的部分形成铆接部，铆接部的直径大于插孔的直径。

4.一种权利要求1所述的超材料结构单元的组装模具，其特征在于，包括：

下层模具，用于固定最底层的多个超材料结构单元；

中层模具，具有多个传力部，相邻传利部之间形成用于超材料结构单元穿过的空隙，传力部能够与多个下层超材料结构单元的插柱伸出至上层超材料结构单元插孔的部分接触；

上层模具，具有多个挤压部，挤压部能够与中层模具接触，用于通过中层模具向插柱施加挤压力。

5.如权利要求4所述的一种超材料结构单元的组装模具，其特征在于，中层模具的底面设置有多个定位槽，定位槽的直径大于插柱的直径，定位槽能够与插柱配合，实现对中层模具的定位。

6.如权利要求4所述的一种超材料结构单元的组装模具，其特征在于，底层模具设置有多个固定孔，固定孔与最底层的超材料结构单元凸起结构底面设置的柱体相匹配。

7.如权利要求4所述的一种超材料结构单元的组装模具，其特征在于，相邻两个所述的挤压部之间的距离不小于超材料结构单元的厚度。

8.如权利要求4所述的一种超材料结构单元的组装模具，其特征在于，所述传力部的轴线方向设置为同一层超材料结构单元放置好后形成的整体结构的对角线方向。

9.一种超材料结构单元组装装置，其特征在于，包括权利要求4所述的超材料结构单元组装模具，还包括压力机，下层模具固定在压力机的工作台上，上层模具固定在压力机的竖向驱动部分。

10.一种权利要求9所述的超材料结构单元组装装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

将多个上层超材料结构单元放置到固定好的多个下层超材料结构单元上，上层超材料结构单元与下层超材料结构单元垂直设置，下层超材料结构单元的插柱穿过上层超材料结构单元的插孔；

放置中层模具，中层模具与下层超材料结构单元的插柱穿过插孔的端面接触；

上层模具在压力机竖向驱动部分的带动下通过中层模具对多个插柱进行挤压，形成直径大于插孔直径的铆接部，完成相邻两层超材料结构单元的组装。