基于均匀镶嵌加铰接点、铰接杆的平面可展开结构的系统性生成方法与流程

1.本技术涉及平面可展开结构生成技术领域，尤其涉及一种基于均匀镶嵌加铰接点、铰接杆的平面可展开结构的系统性生成方法。


背景技术：

2.可动结构在建筑与装饰设计、机械设计、舞台设计、产品设计等领域有广泛的应用。目前国内外常见的可动结构多采用三维折叠或者三维旋转的方式，通过每个构件在空间中的折叠或旋转形成动态变化。例如在可动建筑幕墙或吊顶中，采用分布式驱动机构使大量小型部件独立旋转，获得幕墙的整体开合效果。
3.在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
4.三维可动方式通常占用空间大、结构比较复杂，所需驱动机构多，消耗能源较大，建造和运营成本高，而稳定性相对较低的问题，以及设计仅局限于少数类型，不具有普适性和系统性等问题。


技术实现要素：

5.鉴于此，本技术实施例的目的是提供一种基于平面均匀镶嵌加铰接点、铰接杆的可展开结构的系统性生成方法，以解决相关技术中存在的问题。
6.根据本技术实施例，提供一种基于均匀镶嵌加铰接点、铰接杆的平面可展开结构的系统性生成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
7.建立平面均匀镶嵌图形数据库，所述平面均匀镶嵌图形数据库中包含多种镶嵌模式；
8.选取其中一种镶嵌模式，输入所需任意大小的图形范围，命名为图形a；
9.作所述图形a的对偶镶嵌，提取对偶镶嵌的基本单元b；
10.判断所述基本单元b是否具有旋转对称性，如不具备再拓展至相邻单元，直至基本单元b及其相邻单元构成的组合单元具有旋转对称性，得到最终组合单元，记为图形c；
11.选择添加铰接点或铰接杆，调整所述图形c各边长，得到图形c’；
12.将所述图形a中原镶嵌多边形添加至所述图形c’的对应角点上并旋转预定角度；
13.相邻多边形之间以铰接点或铰接杆两两铰接，得到一个可展开的结构单元；
14.将所述可展开的结构单元通过平移复制铺满所需范围，输出整体结构。
15.进一步地，选取其中一种镶嵌模式，输入所需任意大小的图形范围，命名为图形a，包括：
16.选取一种镶嵌模式；
17.根据设计展开的范围和需要的单元数量，输入相应的参数；
18.如设计所需范围近似圆形，则定义半径覆盖范围内的单元数量；
19.如设计所需范围近似矩形，则定义水平和垂直方向的单元数量。
20.进一步地，作所述图形a的对偶镶嵌，提取对偶镶嵌的基本单元b，包括：
21.将相邻图形单元的形心连起来，一个形心只与它相邻的两个图形单元的形心相连，所形成的图形，即图形a的对偶镶嵌，取对偶镶嵌中最小的重复单元，记为基本单元b。
22.进一步地，判断所述基本单元b是否具有旋转对称性，如不具备再拓展至相邻单元，直至基本单元b及其相邻单元构成的组合单元具有旋转对称性，得到最终组合单元，记为图形c，包括：
23.判断基本单元b旋转某一角度θ(0＜θ＜360
°
)能否与原图形重合，如能重合则进入下一步骤；如果不具备旋转对称性，则进一步拓展其相邻的基本单元，直至基本单元b及其相邻单元构成的组合单元图形具有旋转对称性；提取最终组合单元形成的图形，记为图形c。
24.进一步地，还包括：所述基本单元b如果有多个相邻单元，优先选择相接边长最短的相邻单元。
25.进一步地，选择添加铰接点或铰接杆，调整所述图形c各边长，得到图形c’，包括：
26.提取图形c上对应的所有原镶嵌多边形，按顺序依次记为图块1、图块2、图块3
……
，其形心记为角点1、角点2、角点3
……
；
27.取一条边的两端点对应的原镶嵌多边形，分别作形心与多边形距离此边最近的顶点的连线，长度分别记为l1、l2；
28.计算该边调整后的长度l’，具体为：若选择添加铰接点，则l’＝l1 l2；若选择添加铰接杆，则l’＝l1 l2 图块边长；
29.按顺序依次调整c的外轮廓每条边的长度，每条边的方向保持不变，调整后的图形依然为一个封闭单环，记为c’。
30.进一步地，将所述图形a中原镶嵌多边形添加至所述图形c’的对应角点上并旋转预定角度，包括：
31.将图块1添加至调整后的c’对应的角点1处，使图块1的形心与角点1重合；
32.以角点1为基点，旋转图块1，使它的一个顶点落在c’的边上；
33.按以上两个步骤，依次将其余外部图块添加至c’对应的角点处。
34.进一步地，将所述图形a中原镶嵌多边形添加至所述图形c’的对应角点上并旋转预定角度中；
35.若选择添加铰接杆，还包括：
36.首先判断原图形c有无内部点，如有内部点，取调整后的图形c’的形心，即为新的内部点；
37.将内部图块添加至新的内部点处，使图块形心与内部点重合；
38.将图块形心与任一外部图块的形心连接，记连线与外部图块的交点为r；
39.以r为圆心，图块边长为半径作圆ⅰ，再以内部图块形心为圆心，形心到图块顶点的长度为半径作圆ⅱ，圆ⅰ、圆ⅱ的一个交点记为q；
40.以内部图块形心为基点旋转该图块，使它的一个顶点与q重合。
41.进一步地，相邻多边形之间以铰接点或杆两两铰接，包括：
42.若选择添加铰接点，对两两相交的图块顶点进行铰接，得到一个可展开的结构单元；
43.若选择添加铰接杆，先将外部图块位于c’上的顶点用杆件依次连接，再连接内部图块与外部图块，得到一个可展开的结构单元，其中杆件长度均等于多边形的边长，杆件与图块的顶点铰接。
44.进一步地，所述内部图块与外部图块的连接方法为：
45.选取内部图块的一个顶点，以其为圆心，以图块边长为半径作圆，若圆经过某一外部图块的顶点，则在这两个顶点间添加铰接杆，若圆未经过外部图块的顶点，则不添加铰接杆；依次对内部图块的所有顶点都进行上述操作。
46.本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
47.本方法采用了平面方向旋转展开的设计思路，并依据几何学上的镶嵌原理和对偶原理，获得了具有创新性和体系性的可动结构生成方法。镶嵌原理揭示了所有由正多边形构成的均匀镶嵌模式(交点形态均相同)，而对偶原理揭示了图形在位移前后的相对位置关系。本方法以均匀镶嵌为原型生成平面可展结构，有利于克服目前可动设计方面比较突出的技术问题：(1)三维旋转或折叠带来的占用空间大、机构复杂、能耗高、造价高、稳定性较低等问题；(2)设计仅局限于少数类型，不具有普适性和系统性等问题。
48.本技术实施例基于几何学中均匀镶嵌和对偶原理，提出一种基于均匀镶嵌加铰接点、铰接杆的平面可展开结构的系统性生成方法，应用该方法能快速生成多种形态的平面可展结构，每种结构的面片构件之间采用简单铰接并产生联动，可以在较小驱动力下整体旋转展开。与三维可动结构相比，平面可展结构具有成本低、占据厚度小、结构简单、稳定性强的特点，在实践中有突出的应用优势。
49.由正多边形构成的均匀镶嵌是最常见的几何图形模式，在各类设计工作中的应用也最普遍。本技术实施例的方法基于均匀镶嵌生成可展结构，具有良好的普适性和实践应用价值。此方法适用于大多数平面均匀镶嵌图案，成果可用于建筑与装饰设计、机械设计、家具设计、工业产品设计、动态标识设计、材料微观结构设计等领域。
50.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
51.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
52.图1为本发明实施例一提供的基于平面均匀镶嵌加铰接点、铰接杆的可展开结构的系统性生成方法的流程图；
53.图2为11种单交点1阶平面均匀镶嵌；
54.图3为本发明实施例一提供的选取一定范围的图形a、图形a的对偶镶嵌与对偶镶嵌的基本单元b；
55.图4为本发明实施例一提供的拓展相邻单元使组合单元具有旋转对称性；
56.图5为本发明实施例一提供的得到的图形c与它对应的原镶嵌多边形；
57.图6为本发明实施例一提供的调整图形c各边长方法示意；
58.图7为本发明实施例一提供的生成的平面可展结构基本单元；
59.图8为本发明实施例一提供的生成的平面可展结构闭合形态与完全展开态；
60.图9为本发明实施例二提供的得到的图形c与其对应的原镶嵌多边形；
61.图10为本发明实施例二提供的调整图形c各边长的方法示意；
62.图11为本发明实施例二提供的添加图块至图形c’对应的角点处；
63.图12为本发明实施例二提供的在相邻图块间添加铰接杆方法示意；
64.图13为本发明实施例二提供的生成的可展结构闭合态与完全展开态；
65.图14为本发明实施例三提供的(3,6,3,6)镶嵌模式生成的平面可展结构单元的闭合形态与完全展开态；
66.图15为本发明实施例三提供的生成的可动建筑表皮单元层次示意图；
67.图16为本发明实施例三提供的生成的可动建筑表皮的展开态与闭合态效果图。
具体实施方式
68.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
69.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
70.图1为本发明实施例一提供的基于平面均匀镶嵌加铰接点、铰接杆的可展开结构的系统性生成方法的流程图；本发明实施例提供一种基于平面均匀镶嵌加铰接点、铰接杆的可展开结构的系统性生成方法，由正多边形构成的均匀镶嵌是最常见的规则几何图形组合模式，在各类设计工作中的应用也最普遍。该方法基于平面均匀镶嵌图案原型，建立适宜的镶嵌图形单元及其铰接方式，使整个镶嵌图形能够在平面上旋转展开。该方法包括如下步骤：
71.步骤s11，建立平面均匀镶嵌图形数据库，所述平面均匀镶嵌图形数据库中包含多种镶嵌模式；
72.具体地，输入平面均匀镶嵌图形模式，并编号，得到数据库。
73.步骤s12，选取其中一种镶嵌模式，输入所需任意大小的图形范围，命名为图形a；
74.具体地，选取一种镶嵌模式；根据设计展开的范围和需要的单元数量，输入相应的参数；如设计所需范围近似圆形，则定义半径覆盖范围内的单元数量；如设计所需范围近似矩形，则定义水平和垂直方向的单元数量。
75.步骤s13，作所述图形a的对偶镶嵌，提取对偶镶嵌的基本单元b；
76.具体地，将相邻图形单元的形心连起来，一个形心只与它相邻的两个图形单元的形心相连，所形成的图形，即图形a的对偶镶嵌，取对偶镶嵌中最小的重复单元，记为基本单元b。
77.步骤s14，判断所述基本单元b是否具有旋转对称性，即围绕内部某一点旋转一定角度θ(0＜θ＜360
°
)后能否与自身重合。如不具备再拓展至相邻单元，当所述基本单元b如果有多个相邻单元时，优先选择相接边长最短的相邻单元。直至基本单元b及其相邻单元构
成的组合单元具有旋转对称性，得到最终组合单元，记为图形c；如果某种镶嵌图形无法获得具有旋转对称性的组合单元，则说明其不能运用本方法进行展开。
78.步骤s15，选择添加铰接点或铰接杆，调整所述图形c各边长，得到图形c’；
79.具体地，提取图形c上对应的所有原镶嵌多边形，按顺序依次记为图块1、图块2、图块3
……
，其形心记为角点1、角点2、角点3
……
；取一条边的两端点对应的原镶嵌多边形，分别作形心与多边形距离此边最近的顶点的连线，长度分别记为l1、l2；该边调整后的长度l’，若选择添加铰接点，则l’＝l1 l2，若选择添加铰接杆，l’＝l1 l2 图块边长；按顺序依次调整c的外轮廓每条边的长度，每条边的方向保持不变，调整后的图形依然为一个封闭单环，记为c’。
80.步骤s16，将所述图形a中原镶嵌多边形添加至所述图形c’的对应角点上并旋转预定角度；
81.具体地，将图块1添加至调整后的c’对应的角点1处，使图块1的形心与角点1重合；以角点1为基点，旋转图块1，使它的一个顶点落在c’的边上；按以上两个步骤，依次将其余外部图块添加至c’对应的角点处。
82.将所述图形a中原镶嵌多边形添加至所述图形c’的对应角点上并旋转预定角度中，若选择添加铰接杆，还包括：
83.首先判断原图形c有无内部点，如有内部点，取调整后的图形c’的形心，即为新的内部点；将内部图块添加至新的内部点处，使图块形心与内部点重合；将图块形心与任一外部图块的形心连接，记连线与外部图块的交点为r；以r为圆心，图块边长为半径作圆ⅰ，再以内部图块形心为圆心，形心到图块顶点的长度为半径作圆ⅱ，圆ⅰ、圆ⅱ的一个交点记为q；以内部图块形心为基点旋转该图块，使它的一个顶点与q重合。
84.步骤s17，相邻多边形之间以铰接点或铰接杆两两铰接，得到一个可展开的结构单元；
85.具体地，若选择添加铰接点，对两两相交的图块顶点进行铰接，从而得到一个可展开的结构单元；若选择添加铰接杆，先将外部图块位于c’上的顶点用杆件依次连接，再连接内部图块与外部图块，得到一个可展开的结构单元，其中杆件长度均等于多边形的边长，杆件与图块的顶点铰接。
86.其中内部图块与外部图块的连接方法为：选取内部图块的一个顶点，以其为圆心，以图块边长为半径作圆，若圆经过某一外部图块的顶点，则在这两个顶点间添加铰接杆；若圆未经过外部图块的顶点，则不添加铰接杆；依次对内部图块的所有顶点都进行上述操作。
87.步骤s18，将所述可展开的结构单元通过平移复制铺满所需范围，输出整体结构。
88.具体地，根据均匀镶嵌的平移对称性，对已获得的可展开的结构单元进行平移复制，铺满所需要的范围，得到最终的平面可展结构并输出。
89.下面结合实施例对以上步骤做进一步细化。
90.实施例一：
91.本实施例基于本发明提供的方法，选择添加铰接点的方式，生成可展开结构的系列设计。具体包括如下步骤：
92.步骤1、建立平面均匀镶嵌图形数据库，所述平面均匀镶嵌图形数据库中包含多种镶嵌模式；
93.平面镶嵌是指用几何形体铺满整个平面，各形体之间不存在空隙与重叠。本发明研究的平面镶嵌，均是边对边、点对点的多边形镶嵌模式。如果镶嵌仅由正多边形组合构成，则称为均匀镶嵌。
94.本实施例以单交点均匀镶嵌(交点类型均相同)为例，输入11种平面镶嵌模式(图2)，建立代号为1-11的平面均匀镶嵌数据库，数字表示聚集于一个交点的正多边形的边数(表1)。为方便计算，将镶嵌多边形的边长均定义为1。
95.表1单交点1阶平面均匀镶嵌数据库
[0096][0097]
步骤2、选取其中一种镶嵌模式，输入所需任意大小的图形范围，命名为图形a；
[0098]
本实施例选择表1中的第6种镶嵌模式(3,4,6,4)、采用添加铰接点的方式进行示范。
[0099]
根据设计展开的范围和需要的单元数量，输入相应的参数。如设计所需范围近似圆形，则定义半径覆盖范围内的单元数量，如设计所需范围近似矩形，则定义水平和垂直方向的单元数量。本实施例输入(3,4,6,4)镶嵌模式的近似菱形的范围，得到图形a如图3中的(1)所示。
[0100]
步骤3、作所述图形a的对偶镶嵌，提取对偶镶嵌的基本单元b；
[0101]
在图形a中，取各正三角形、正方形、正六边形的形心，将相邻图形单元的形心连起来；一个形心，只与它相邻的两个图形单元的形心相连，所形成的图形，即图形a的对偶镶嵌(图3中(2)中的虚线部分)；取对偶镶嵌的最小重复单元四边形(图3中的(3))，记为基本单元b。
[0102]
步骤4、判断所述基本单元b是否具有旋转对称性，如不具备再拓展至相邻单元，直至基本单元与拓展单元构成的组合单元具有旋转对称性，得到最终组合单元，记为图形c；
[0103]
判断基本单元b旋转某一角度θ(0＜θ＜360
°
)能否与原图形重合。本实施例中的基本单元b本身不具有旋转对称性，需要进一步拓展相邻的基本单元。
[0104]
如图4所示，本实施例中与b相邻的有四个单元，其中与
①
、
②
的相接的边长最长，与
③
、
④
相接的边长为最短，这里应选相接的边长最短的单元，选择
③
、
④
皆可，本实施例选取
③
作为基本单元b1(如图4中的(1))。进一步判断b和b1组成的组合单元是否具备旋转对称性。这里依然不具备旋转对称性，进一步拓展相邻单元b2。如图4中的(2)所示，b、b1和b2的组合单元具备旋转对称性。因此提取该组合单元的外轮廓，记为图形c。
[0105]
步骤5、选择添加铰接点或铰接杆，调整所述图形c各边长，得到图形c’；
[0106]
提取图形c上对应的所有原镶嵌多边形，按顺序依次编号为图块1、图块2
……
，图形c上多边形形心对应的点依次记为o1、o2……
(图5)；
[0107]
从点o1开始，先调整o1o2的长度。取o1、o2对应的图块1、图块2，分别作图块形心与二者的最近顶点m的连线，如图6所示，为mo1和mo2，在o1o2的延长线上取一点o2’
，使o1o2’
＝mo1 mo2；然后过o2’
作o2o3的平行线，在平行线上取一点o3’
，使边长o2’
o3’
的长度，等于图块2、图块3形心到顶点n的长度和，如图6所示，长度为no2 no3。
[0108]
按上述方法调整c的其余边长，最终得到三角形o1o3’
o5’
为图形c’(图6右)，调整后的图形依然为一个封闭单环。
[0109]
步骤6、将所述图形a中原镶嵌多边形添加至所述图形c’的对应角点上并旋转预定角度；
[0110]
从图块1开始，依次将a中各正多边形添加至c’对应的角点上。将图块1平移至点o1处，使它的形心与o1重合；再以o1点为基点，旋转图块1，使它的顶点落在b的边上。按此方法依次添加和旋转剩余图块。由于步骤4中舍弃了组合单元的中心点，因此不再添加该点对应的正三角形。
[0111]
步骤7、本实施选择添加铰接点的方式，对两两相交的图块顶点进行铰接，得到一个可展开的结构单元(图7)。
[0112]
步骤8、将所述可展开的结构单元通过平移复制铺满所需范围，输出整体结构；
[0113]
由于均匀镶嵌具有平移对称性，对已获得的铰接镶嵌展开单元进行平移复制，铺满所需要的范围，得到最终的平面可展结构。输出整体结构并统计图块类型、尺寸、数量、铰接点数量等信息。图8为采用本发明所述的方法后，形成的一种平面可展开结构形态方案，左为闭合形态，右为完全展开形态。由于在上述步骤6中舍弃了正三角形面，因此闭合态时留有正三角形的空隙。
[0114]
本实施例展示了基于(3,4,6,4)型均匀镶嵌，通过添加铰接点获得平面可展结构的实例。该可展结构由2种类型的面片即正方形和正6边形构成，相互之间两两铰接，其闭合态与原镶嵌图形相同，展开态与原镶嵌图形不同。该实施例图案简洁，构件类型少，构造简单，在单一驱动力作用下可沿平面方向旋转展开，实现可动效果。
[0115]
实施例二：
[0116]
本实施例基于本发明提供的方法，选择添加铰接杆的方式，生成可展开结构的系列设计。方法上步骤1-4与实施例一相同；在步骤2中选取第(2)种镶嵌模式(4,8,8)，得到的
图形c与其对应的原镶嵌多边形如图9所示。
[0117]
步骤5，首先调整图形c的外轮廓。先调整o1o2的长度。取o1、o2对应的图块1、图块2，分别作图块形心与二者的最近顶点(图10中的(1)中的m点)的连线，为mo1和mo2，在o1o2的延长线上取一点o2’
，使o1o2’
＝mo1 mo2 图块边长；然后过o2’
作o2o3的平行线，在平行线上取一点o3’
，使边长o2’
o3’
的长度，等于图块2、图块3形心到顶点n的长度和加一个图块边长，如图10所示，长度为no2 no3 图块边长。按上述方法调整外轮廓的其余边长，最终得到闭合的四边形o1o2’
o3’
o4’
(图10中的(2))。
[0118]
进一步确定调整后的内部点o5’
的位置。作调整后的四边形o1o2’
o3’
o4’
的形心，即内部点o5’
(图10中的(3))。
[0119]
步骤6，先添加外部图块，具体方法为与实施例一的步骤6相同，这里不再累述，完成后如图11中的(1)所示。再将内部的图块5添加至对应点，具体方法为：将图块5平移至内部点o5’
处，使它的形心与o5’
重合；以图块1与边o1o3’
的交点为r圆心，以图块边长为半径作圆ⅰ；以o5’
为圆心，图块5形心到顶点的长度为半径作圆ⅱ；圆ⅰ、圆ⅱ的一个交点记为q(图11中的(2))；以点o5’
为基点，旋转图块5，使图块5的一个顶点与q点重合(图11中的(3))。
[0120]
步骤7，依次在相邻多边形之间添加铰接杆。首先在外部图块之间添加杆件。取外部图块在图形c’上的顶点，在相邻图块的这类顶点之间依次添加杆件(图12)。
[0121]
然后在内部图块与外部图块添加杆件，选取图块5的顶点q1，以其为圆心，图块边长为半径作圆，若圆经过某一外部图块顶点，如图8中，圆经过图块1的顶点r1，则在图块5的顶点q1与r1之间添加杆件；若圆未经过外部单元的顶点，则不添加杆件。依次对图块5的所有顶点都进行上述操作。所添加的杆件长度均为图块的边长。最终得到的铰接镶嵌图形如图12中的(3)所示，为一个平面可展结构单元。
[0122]
步骤8，通过平移复制铺满所需范围，得到最终的平面可展结构形态，如图13所示，左为闭合形态，右为完全展开形态。
[0123]
本实施例展示了基于(4,8,8)型均匀镶嵌，通过添加铰接杆的方式生成的平面可展结构。该结构由2种类型的面片即正方形和正8边形构成，相互之间两两铰接，其闭合态与原镶嵌图形相同，展开态与原镶嵌图形不同。与添加铰接点相比，添加铰接杆获得的可展结构，其展开程度更大。该实施例图案美观，构件类型少，构造简单，在单一驱动力作用下可沿平面方向旋转展开。
[0124]
实施例三：
[0125]
本实施例基于本发明提供的方法，通过添加铰接点生成具有可动(可调适)性能的建筑表皮方案。方法上，步骤1至步骤7与实施例一相同；在步骤2中选取第(5)种镶嵌模式(3,6,3,6)，生成的平面可展结构的闭合形态与展开形态如图14所示。具体操作中，可将某些单元设计为镂空形态，增强功能性与艺术性，如本例将中心的正六边形进行镂空。
[0126]
步骤8，输出整体结构，具体做法为：在建筑立面窗口对应位置添加可展结构单元，根据立面窗口的大小，调节结构单元尺度；生成该结构单元正六边形的外轮廓，作为建筑表皮的龙骨，在内部适当位置添加支撑，形成表皮的结构层。图15为一个平面可展结构单元的层次示意图，对该结构单元进行平移复制，得到最终的建筑表皮概念设计(图16)。
[0127]
最后输出建筑表皮的面片、龙骨的相关信息。在该可动表皮中，有2种类型的面片，为正三角形与正六边形；表皮结构层有3种尺寸的龙骨，面层有1种类型的龙骨；有1种连接
两种面片的铰接点。同时输出各种构件的数量，在实际施工时，通过工厂预制，进行装配式建造。
[0128]
这种可动建筑表皮除了具有上述实施例一的优势之外，还可以结合现有的感应驱动技术，根据光辐射的强弱调节表皮的开启与闭合，以达到建筑节能的效果。在光辐射较弱的时候，采用表皮展开态，满足自然采光的需求；在光辐射较强的时候，采用表皮闭合态，遮挡阳光的直射，缓解室内眩光和热辐射。与目前常见的表皮单元折叠或旋转的方式相比，本专利生成的平面可展表皮构造方式和驱动方式简单、鲁棒性强、造价低廉，具有实践应用价值。
[0129]
本发明实施例提供的平面可展结构的系统性生成方法，为可动结构的创新设计提供了一种系统化的解决方案。对于目前几何学中揭示的多数平面均匀镶嵌图形，都可以适用本方法进行判定和展开。本发明并不限于以上实施例，任何未脱离本发明技术方案，即仅仅对其进行本领域普通技术人员所知悉的改进或变更，均属于本发明的保护范围之内。
[0130]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由权利要求指出。
[0131]
应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。