方形扭转折纸图形的刚性可折性与峰谷折痕分配

刚性可折性使折纸图形能够绕折痕线折叠而不扭曲或拉伸组成面板。它使得刚性材料可被折叠，从而便于可折叠结构的设计。近期研究表明，刚性可折性受折纸图形的峰谷折痕（M-V）分配影响。本文中，我们通过基于运动传递路径的运动学方法，研究了具有不同M-V分配的方形扭转折纸图形的刚性可折性。分析了四类方形扭转折纸图形，其中两类被发现可刚性折叠，而另外两类不可。基于刚性折纸图形与球面4R连杆闭环网络之间的运动学等价性，推导了可折情形的显式运动学方程。我们还提出了一种加折痕方法以转换不可折图形的刚性可折性。对修改后图形的运动相容性条件进行了检验，验证了修改后图形的刚性可折性。运动学分析揭示了修改后图形的分岔行为。该工作不仅有助于深化我们对折纸图形刚性可折性及其与M-V分配关系的理解，也为我们从非刚性图形出发创造更多可刚性折叠的折纸图形提供了有效途径。