[发明专利]基于折纸的夹层结构的实现方法

摘要

一种飞机制造及计算机图像处理技术领域的基于折纸的夹层结构的实现方法，可用于飞行器，例如客机、无人机、火箭、导弹等的壳体，也可用于潜水器，例如潜水艇的壳体。

主权项

一种基于折纸的夹层结构的实现方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一：根据夹层结构的内径Rin、外径Rout，内壳的厚度tin、外壳的厚度tex以及段长lseg计算所需夹层的外径r1，内径r2以及长度l：r1＝Rout‑tex；r2＝Rin+tin；l＝lseg；步骤二：确定三维直角坐标系的x‑z平面的m个输入点以及y‑z平面的n+2个输入点输入点的坐标分别为：其中：m为3以上的自然数；具体采用以下任一方式实现：2.1)其中：N为大于或等于3的自然数，n小于或等于2N+1；2.2)其中：n小于或等于6N+1，N为大于或等于3的自然数，(r+δ)-(r+δ1)cosβ1(r+δ)2+(r+δ1)2-2(r+δ)(r+δ1)cosβ1=(r+δ)-(r-δ)cosβ(r+δ)2+(r-δ)2-2(r+δ)(r-δ)cosβ,]]>β+β1+β2＝βset，并满足β>β1以及β>β2；uj和ωk分别是两个无限长一维向量U和Ω的第j和第k个元素；U＝[P6×1,P6×1,…]∞×1，Ω＝[Q6×1,Q6×1,…]∞×1；6×1向量P和Q为P＝[r+δ,r‑δ,r‑δ2,r‑δ,r+δ,r+δ1]，Q＝[β1,β,β2,β2,β,β1]；2.3)其中：n小于或等于3N+1，N为大于或等于3的自然数，β+2β1＝βset；uj和ωk分别是两个无限长一维向量U和Ω的第j和第k个元素，U＝[P3×1,P3×1,…]∞×1，Ω＝[Q3×1,Q3×1,…]∞×1，3×1向量P和Q分别为P＝[r+δ,r+δ,r‑δ]，Q＝[β1,β,β1]；2.4)其中：n小于或等于3N+1，N为大于或等于3的自然数，β+2β1＝βset；uj和ωk分别是两个无限长一维向量U和Ω的第j和第k个元素，U＝[P3×1,P3×1,…]∞×1，Ω＝[Q3×1,Q3×1,…]∞×1，3×1向量P和Q分别为P＝[r‑δ,r‑δ,r+δ]，Q＝[β1,β,β1]；2.5)其中：n小于或等于4N+1，N为大于或等于3的自然数，2β+β1+β2＝βset；uj和ωk分别是两个无限长一维向量U和Ω的第j和第k个元素，U＝[P4×1,P4×1,…]∞×1，Ω＝[Q3×1,Q3×1,…]∞×1，4×1向量P和Q分别为P＝[r+δ,r+δ,r‑δ,r‑δ]，Q＝[β,β1,β,β2]；2.6)其中：n小于或等于5N+1，N为大于或等于3的自然数，β+2β1+2β2＝βset，并满足β1>β2；(r-δ)-(r-δ2)cosβ2(r-δ)2+(r-δ2)2-2(r-δ)(r-δ2)cosβ2=(r-δ)-(r+δ)cosβ1(r-δ)2+(r+δ)2-2(r-δ)(r+δ)cosβ1;r22=(r-δ)2;r12=((r+δ)cosβ2+h)2+((r+δ)sinβ2-2hs1-s2)2;]]>uj和ωk分别是两个无限长一维向量U和Ω的第j和第k个元素，U＝[P5×1,P5×1,…]∞×1；Ω＝[Q5×1,Q5×1,…]∞×1，5×1向量P和Q分别为P＝[r‑δ,r+δ,r+δ,r‑δ,r‑δ2]，Q＝[β2,β1,β,β1,β2]；2.7)其中：n小于或等于5N+1，N为大于或等于3的自然数，β+2β1+2β2＝βset并满足β1>β2；r12=(r+δ)2+h2(1+((r-δ)sinβ1(r+δ)-(r-δ)cosβ1)2),r22=((r-δ)cosβ2-h)2+((r-δ)sinβ2-2hs1-s2)2,-ssinβ2-1-s2cosβ2=(r-δ)-(r+δ)cosβ1(r+δ)2+(r-δ)2-2(r+δ)(r-δ)cosβ1,]]>uj和ωk分别是两个无限长一维向量U和Ω的第j和第k个元素，U＝[P5×1,P5×1,…]∞×1；Ω＝[Q5×1,Q5×1,…]∞×1，5×1向量P和Q分别为P＝[r+δ,r‑δ,r‑δ,r+δ,r+δ1]；Q＝[β2,β1,β,β1,β2]；2.8)其中：n小于或等于6N+1，N为大于或等于3的自然数，2β+2β1+2β2＝βset；uj和ωk分别是两个无限长一维向量U和Ω的第j和第k个元素，U＝[P6×1,P6×1,…]∞×1；Ω＝[Q6×1,Q6×1,…]∞×1，6×1向量P和Q分别为P＝[r,r,r+δ,r,r,r‑δ]；Q＝[β2,β,β1,β1,β,β2]；2.9)其中：n小于或等于6N+1，N为大于或等于3的自然数，2β+2β1+2β2+2β3+2β4＝βset，并满足β1>β3以及β2>β4；uj和ωk分别是两个无限长一维向量U和Ω的第j和第k个元素，U＝[P10×1,P10×1,…]∞×1；Ω＝[Q10×1,Q10×1,…]∞×1，10×1向量P和Q分别为P＝[r‑δ,r,r,r+δ,r+δ1,r+δ,r,r,r‑δ,r‑δ2]，Q＝[β4,β2,β,β1,β3,β3,β1,β,β2,β4]；步骤三：根据输入点得到折纸结构的m×n个顶点Vi,j的坐标，其中：iy＝[0 1 0]T为y坐标轴的单位向量，iz＝[0 0 1]T为z坐标轴的单位向量，||■||表示对向量取模；步骤四：定义{Vi,j,Vi+1,j}或者{Vi,j,Vi,j+1}为一对相邻顶点；将所有相邻顶点用直线连接起来，这些相邻顶点之间的连接线段即构成了折纸结构的折纹，并进一步采用计算机辅助实现夹层制造。