Zgięcia origami

Najpodstawową koncepcją zgięć origami jest sieć płynów, która napędza całe ciało do zginania. Poprzez dostosowanie parametrów warstwy ograniczającej naprężenia w strukturze origami, całe ciało jest zaprogramowane do zginania. Ruch jest również zaprogramowany, ponieważ analiza metodą elementów skończonych wykazuje zależności między geometrią origami a jego quasi-kwadratowym rozmieszczeniem.

Zmiany kąta zgięcia między sąsiednimi modułami

Stosunek sztywności między dwoma sąsiednimi modułami w origami jest kluczowym parametrem, który reguluje jego ogólną sztywność zginania. Prostym rozwiązaniem tego problemu może być moduł bistabilny, pod warunkiem że sztywność zginania dwóch sąsiednich modułów jest dostatecznie różna. Można to osiągnąć, stosując nieliniowy model zawiasu prętowego i przeprowadzając badania eksperymentalne na klasycznym module origami Kreslinga.

Wielkość poszczególnych segmentów i ich liczba odgrywają istotną rolę w sztywności zginania. Większa liczba segmentów cylindrycznych oznacza mniejszą szczelinę między sąsiednimi modułami. Wynikający z tego kąt pomiędzy sąsiednimi modułami jest więc słabszy w skali makro. Podobna zależność występuje między długością i szerokością kulistej struktury przypominającej łożysko kulkowe. Aby określić kąt zgięcia, należy dokładnie przeanalizować te zmienne, a także zapoznać się z rysunkami technicznymi w celu ustalenia ich odpowiednich wartości.

Kąt zgięcia miękkiego płynnego siłownika zginającego typu dual origami można zapisać jako stosunek kąta zgięcia do zmiany efektywnej długości warstwy. Zmienne te zostały zdefiniowane na rysunku 2A. Ponadto sieć płynów i warstwa ograniczająca naprężenia origami są przymocowane do siłownika. Ponadto kąt zgięcia i współczynnik rozwinięcia można wyznaczyć na podstawie modelu kinematycznego.

Komponenty origami mają geometrię w kształcie kanału C i są połączone seryjnie liniami marszczącymi. Asymetryczne momenty zginające występują na liniach załamań. Ciśnienie cieczy w wielościanie Miura-ori powoduje powstawanie momentów zginających na całej długości linii marszczących. Jednomodułowy moduł dual-origami składa się z sieci fluidycznej o dwóch równoległych ścianach, z warstwą ograniczającą naprężenia między dwoma modułami.

Inną metodą modelowania kinematyki sztywnego origami jest połączenie dwóch sztywnych ciał prętami. W przypadku sztywnych modułów uzyskuje się to zwykle przez triangulację ze sztywnymi złączami lub poliedryfikację. Modele trus poliedryczne są bardziej odpowiednie do analizy dynamicznej zintegrowanej z czasem i dekompozycji wartości pojedynczych. Modele te upraszczają również moduły nie-trójkątne.

Ograniczenia pureland origami

Jednym z najbardziej fascynujących aspektów pureland origami jest jego prostota. Te proste projekty nie wymagają skomplikowanych zagięć i są dostępne nawet dla początkujących. Niektórzy mogą uważać ten styl origami za zbyt trudny, ale dla niektórych projektantów wyzwanie, jakim jest stworzenie dobrego modelu w ramach ścisłych ograniczeń, jest satysfakcjonujące. Książka Czyste i proste origami omawia podstawy czystego origami.

Origami, czyli forma składania papieru, jest starożytną japońską formą sztuki. Ta starożytna technika pozostaje popularna od wieków i umożliwia tworzenie skomplikowanych trójwymiarowych rzeźb z płaskich, dwuwymiarowych arkuszy. W niniejszym artykule omówiono historię origami, rodzaje origami oraz techniczną integrację nauki z technikami origami. Wśród wielu zastosowań origami można wymienić tworzenie skomplikowanych modeli, takich jak robot.

Najbardziej sztywne zagięcia origami to Miura Map Folds. Są one powszechnie stosowane do umieszczania paneli słonecznych na satelitach w przestrzeni kosmicznej oraz do wyznaczania trójkąta. Bez kompasu i linijki nie da się dokładnie zmierzyć tych kątów. Tylko tą metodą można wyznaczyć kąt trójkąta bez użycia linijki i kompasu. To tylko kilka przykładów czystego origami łukami.

Innym rodzajem origami jest składanie na mokro. Składanie papieru na mokro przed złożeniem pozwala na lepszą manipulację. Gotowy produkt zachowuje swój kształt nawet wtedy, gdy jest wilgotny. Pureland origami pozwala jedynie na składanie gór i dolin. Jeśli chcesz uzyskać bardziej kreatywne kształty, składanie na mokro jest właściwą techniką dla Ciebie. Technika ta ma wiele zalet, w tym tworzenie rzeźbionych modeli.

Poniżej podano kilka przykładów pureland origami. Do najczęstszych typów pureland origami należą belki i-beams i linie proste. Aksjomaty pureland origami zostały odkryte w 1989 roku przez Jacquesa Justina i ponownie odkryte przez Humiaki Huzitę w 1991 roku. Istnieje jeszcze wiele innych, ale te sześć jest najbardziej popularnych.

Innym sposobem składania ptaka jest metoda pureland. Technika ta jest bardziej skomplikowana niż większość innych rodzajów origami. Jednak w połączeniu z odpowiednimi rodzajami papieru może przynieść fantastyczne rezultaty. Metoda ta wymaga znajomości kilku podstawowych zagięć. Na przykład, książka pureland zakłada znajomość podstawy bomby wodnej. To samo dotyczy innych typów podstaw, takich jak latawiec czy ptak.

Preprogramowalność ruchu

Giętkie struktury origami mogą pozwolić na opracowanie mechanicznych metamateriałów o programowalnych właściwościach. Efekt ograniczający, w połączeniu z wewnętrznymi właściwościami samoblokującymi, sprawia, że niepłasko składane origami jest obiecującą platformą dla programowalnych metamateriałów mechanicznych. W niniejszej pracy omawiamy nową konfigurację zginania origami opartą na hybrydowym mechanizmie łączącym ścięgno napędzane płynem i asymetryczny cylinder origami Yoshimury.

Metoda ta ma również potencjał do wykorzystania w tworzeniu składanej elektroniki. Najprostsza konstrukcja origami może być wykonana z jednego kawałka papieru. Ma ona wiele zalet, w tym możliwość przenoszenia i wysoką funkcjonalność. Ma wiele zalet w porównaniu z konwencjonalną elektroniką, takich jak niski koszt wytwarzania. Można je również dostosować do własnych potrzeb, dzięki czemu projektant może dopasować projekt do konkretnego obiektu. Co więcej, origami z dwóch palców ma unikalną właściwość składania małego kształtu w dużą strukturę umożliwiającą generowanie dużych ruchów. Owady latające, na przykład, rozkładają tylne skrzydła podczas lotu, aby zmniejszyć bezwładność swojego ciała.

Innym podejściem jest zaprojektowanie sztywnego symulatora origami, który składa zadane kształty. Metoda ta może heurystycznie rozwijać trójwymiarowe stany złożone przy użyciu programowalnego modelu geometrycznego. Algorytm może następnie stosować lokalne siły rozkładania do zagnieceń i zwracać ciągłą ścieżkę dla każdego kafelka. Może również złożyć wyświetlacz 2D przy użyciu formy do składania wydrukowanej w 3D. Wykorzystuje kombinację metod optymalizacji, aby stworzyć projekt origami, który jest tak elastyczny jak człowiek.

Pomysł na samoczynnie składającą się strukturę origami ma wiele zastosowań. Może być składana do wielu kształtów za pomocą jednej maszyny i może być zaprojektowana jako modułowa. Metoda ta jest kompatybilna z istniejącymi procesami produkcyjnymi o wysokiej wydajności. Algorytm optymalizujący optymalizuje energię pseudostrainową każdej fasety, co z kolei minimalizuje odkształcenia faset origami podczas składania. Technika ta opiera się także na specjalnym schemacie elementów skończonych do obliczania ekstremum funkcji słabej formy w klasycznej geometrii różniczkowej.

W innym badaniu naukowcy mieli problem ze złożeniem dużej soczewki. Odkryli pracę Langa z 1996 roku. Lang mieszka pięć mil od badacza. Była to pierwsza praca Langa z dziedziny informatyki i cieszyła się dużym zainteresowaniem. Obecnie opracowuje się i adaptuje wiele zastosowań sztucznej inteligencji. Jeśli te rozwiązania okażą się skuteczne, zobaczymy, jak można zaprogramować zagięcia origami, aby reagowały na zmienne warunki.

Programowalność zagięć origami można symulować za pomocą maszyny elektronicznej. Podczas symulacji zmieniano szerokość linii marszczenia po jednej stronie oraz stosunek szerokości linii marszczenia do sztywności zginania warstwy. Symulacje wykazały, że zmiana tych parametrów zmienia dominujące tryby zginania i rozkładania, co z kolei skraca czas potrzebny do zgięcia obiektu. Eksperymenty te pokazują, że podstawowa zasada działania zgięć origami może być zaprogramowana w celu kontrolowania złożonych właściwości mechanicznych.