CN104409106B - 万能单元体机构 - Google Patents
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Abstract
本发明来自仿物质学和功能仿生学。它以仿分子和仿细胞的共性、原理、规律进行单元体组合。其特点是，只要几个同样的单元体，进行连续或无限组合成动态形变的整体机构，该机构的动态形变的“点”的轨迹规律化，整体连续化，组成万能单元体机构。它的最大特点是进行“空间组合动态形变”。由于有了新的组合动态形变的方式与方法，产生方圆理论与方圆万能单元体，动态形变点的轨迹法，动态形变的等边、公约、公倍法，中置球面法等。用这些方法来实现如上新理论、技术。见说明书摘要附图——金刚万能单元体。
Description
当前，世界各种新的先进技术突飞猛进，日新月异，而在结构、装备和机械制造工业的“硬件”方面，经过长期的发展，好多都很完备，大量的技术开发，一般都是技改技革的较多。要有重要的或重大的突破，最好是去寻找新的，未发现的“领域”或新的技术“空间”。
综观天下万物，世界自然方变圆，静到动；工业制造粗变精，简到繁。不断发展，不断完善。通过几十年的努力，终于找到了一种空间机构组合的新方法，新模式。动态与形变的新机构系列。这些机构系列，它是一种崭新的“空间组合动态形变机构”系列。并命名为“万能单元体机构”。
世界上所有的物质、生物，都是由原子、分子或细胞构成。再由这些基本单位再组成变化万千的“世界”。
如果我们也按照原子、分子或细胞单独的个体性质，找出其共性或特点，制造出像“分子”或“细胞”的个体，我们把这些“个体”称作“单元件或单元体”。按照分子或细胞的某些特定的组合和规律把单元件组合出各种“单元体”。或把这些单元体再进行组合，把这些再组合的单元体还可以进行再一次组合，还可以进行其它方式的组合，最终就可得到各种各样的有用的“机构”和“物体”，就可以得到各种各样的新产品；得到从来没有见过的既能是动态的又能整体形变的机械、机器。
单元体可分为：自然单元体、人造单元体、单独单元体、专性单元体、复合单元体、万能单元体等等。
首先，举例说明一下单元体，初步进入新的“概念”。
自然单元体：如，一个卵石，一粒砂子，一根竹竿，一根棉花纤维，一根蚕丝等等。
人造单元体：如，一块砖，一块瓦，一根型钢，一根做好的连接杆等等。
专性单元体：具有专门特性，专门用途或专门材料，专门组合方法等形成的，称为专性单元体：如，滚珠与轴承，马赛克，地砖等等。以上都是比较普通的单元体，往下将进一步进行展开。
本发明在仿物质学和功能仿生学理论中，建立的万能单元体结构体系中，在仿分子、仿细胞结构的具体理论分析与技术构思中，有必要引入如下概念或原理。在进行构思、理论分析与技术设计时，需要的是一种全新的思路与概念，要打破常规思维，引入新的概念，就能较快的走进新领域，进入技术的新空间。主要集中表现于下面五个方面：
(1)哲理思维：在仿分子、仿细胞结构中研究的核心内容的实质就是一个“变”字，“变”是绝对的，“不变”是相对的。其目的主要是以应用为主，功能仿生为基础，同辨证的相对论的方法找出事物的共性或规律，进行万能单元体具体设计或进行规律性的整体组合。使其组成多样形态的或可控的即能静态又能动态形变的空间机构。例如：所提到的“共性”、“功能”、“规律”、“规则”等等，均包括自然的，社会的，有形的或无形的，硬件的或软件的，把它们的共性或其有规律的东西提炼出来，用于我们的理论与技术开发当中。将能开扩视野，增添新的方法或手段。总之，在整个万能单元体机构的研究过程中，它的继续发展，动态与形变将贯穿始终。例如新创建的“方圆论”。“方圆多面体”。“方圆万能单元体”。“动态形变点的轨迹法”等等。扩大了理论和实施的范围，有很大的发展空间。
(2)数理原则：万能单元体的组合是以基本元件或基本单元体开始进行的组合，是以点、线、面、体的组合形式进行展开，可按数学计算公式和几何形体的规则进行各种形体的组合。
在组合过程中，还将引入新的各种有规则的几何形体的有规则的相对依次发展或进行互变、互换。例如：动态形变点的轨迹法。动态形变的等边、公约、公倍法。正多面体的中置球面法，包括部分等边多面体。球面圆法。“裂变式多面体心极坐标法”。极限理论及其方法等。在空间立体组合或球面组合时，将发挥他独特的动态与形变的关键性作用。
在点、线、面、体的3D组合过程中，必须遵循现有技术的规律外，在动态与形变的过程中，将使用新的方法和规则，例如：古建筑(鲁班)主要用的榫节“点”，建筑工程施工用的测量“线”，机械制造加工用的基准“面”在万能单元体机构中，将引入新的规则，那就是“单元件”或“单元体”组合用的“等同体”和动态与形变时的“点的轨迹”。在此，可以简称为：鲁班点、建筑线、机械面、万能体、形变轨迹。例如：新发现、发明的正多面体外接球面与内切球面之间的“中置球面法”；中置球面上的“球面圆法”及其与等边凸凹多面体的相互关系，还有凸凹多面体的新发展。
(3)广义概念：在万能单元体的机构组合过程中，按照万能单元体的必要条件。首先有最基本的单元体(本身就是一个基本万能单元体)，组合成一个初级万能单元体。这些初级万能单元体可以自行连续组合或不同的万能单元体互相组合或多层次组合；或多样化的组合；或多类型的组合等，组合成复合万能单元体机构。就像分子或细胞的组合，有单一元素组成的，有多元素组成的，有合金的，还有有机的高分子等等。而万能单元体的组合，它的单元体组合形式多样化，如新发明的方圆多面体、方圆广义多面体和方圆万能单元体，具有广义的概念。
(4)拓扑手法：主要是研究和实施各种各样的形体。像拓扑学中所规定的“单元体”，虽说拓扑单元体与万能单元体中的单元体的概念与性质完全不同，但其形状组合的多样化与动态形变的多样化是可以媲美的。例如，在用新的方法实施凸凹多面体的互变时，就能应用新的拓扑概念：拓扑挤压法(“拓扑挤入、挤出法”)。
在动态与形变工程中，形体的组合，采用新的连接件，如：各种方向节，复合方向节，多联方向节，复合万向节，花托方向节，母子万向节，各种控制“键”、“铰”等，使万能单元体机构，在组合过程中，产生动态与形变的，动态的点的运行轨迹，动态平面运行与瞬时极限，动态形体的“渐变”与“蜕变”等像“拓扑现象”一样，其形状可千变万化。
(5)综合系统组合形式：在空间组合动态形变机构的组合过程中，有动态组合形变的“自控机构”和“自控动态”。静态稳定与动态平衡方法；自适应功能等，还有各种“骨架”及“骨架机构”与现有技术结构(机构)体进行综合组合或综合运行。将会产生新的理论，发展新的技术，开发新产品。
以上五条的概念与新观点，对万能单元体的开发与应用将创立新的思维，在开发的过程中将会得到逐步的证实与验证。
现有的单元体或新设计新发明的单元体的必要条件：
(1)若组成单元体的“零件”单元件是完全相同的一件、两件(或少量的几件)进行机构组合。
(2)以上这种组合其本身应可以进行连续或无限的组合。
(3)以上单元件的空间组合动态形变的点的轨迹是按所设定的规则进行有序运行的。
(4)组合而成的“物体”或“机构。①是固定或稳定的；②是柔性或弹性、塑性或可被动变形的；③是刚性动态或整体(局部)形变的。既可以动态又可以为静态，既可以形变又可以复位。动态与形变是有规则的，可控的。空间组合动态形变的点的轨迹是有序运行的。
(5)在组合过程中，可以由单元体、复合单元体等进行。互相、重复或连续组合，组合成复杂的空间组合动态形变机构。
按照如上给出的范围和条件，就可界定或找出现有的万能单元体或发明设计和制造出新的万能单元体了。
按照万能单元体的必要条件和组合范围，对现有技术中的各种物体、机构进行分析与考究发现，目前，能属于万能单元体机构体系中的，已发现有四种。现说明如下：
1.各种砌筑用的“砖”，是一种人工制造出来的方形块状的坚实“体”，
用砖与砂浆连接，可进行连续或“无限”地组合，可砌筑成各式各样的空间固态稳定结构体：如万里长城、房屋、建筑物等。它是一种固态的万能单元体机构。它正好是新发明的“方圆多面体”中的一种最简单的类型，属于方圆万能单元体类型。这真是一种巧合。(后面有述)可参见图8a.
2.用石子、砂子、水泥和水搅拌而成的混凝土，它是实体固态组合。是一种综合型万能单元体的结构组合。它可以进行连续或“无限”组合。加入钢筋骨架可以建造桥梁，各种房屋和建筑物。
3.3D打印属于点与点组合(拓扑思维、广义视野)由点与点的连续或“无限组合”。3D打印按几何形状分类，是3D组合排列在最前面的一项组合。
4.棉花、蚕丝、(自然单元体)化纤、(人造单元体)等通过加工处理后，就可由自身相互绕紧或进行编织，进行连续或“无限”的组合，纺成纱、线，织成布，做成衣、被子、等。
通过以上四种现有的万能单元体的组合，就不难看出，如果能发现或发明或制造出一种万能单元体，就能打开一个新技术“空间”，就能开发出一批新技术产品。
本发明的目的是要通过仿物质学和功能仿生学的仿分子，仿细胞结构的原理和方法，着实开发一项空间组合动态形变的机构，并命名为“万能单元体机构”。
本发明的实施具体从点、线、面、体；从方到圆；从简到繁。分项分类逐步展开，以理论的阐述。技术样品的制作，新产品的应用开发，同步进行。使其理论、技术与新产品的制作互相对应、互相支持、互相验证必将让本技术持续地向广度和深度不断发展。
纵向动态形变的万能单元体机构及其应用：按照万能单元体机构的必要条件，先选定一种单元体(包括最简单的单元体)，最先选定连接件(方向节、万向方向节)如图1所示。由图1中的连接件和方向节组合成图1a的动态直杆单元体(这是一项最简单最基本的杆件动态万能单元体)。
由图1a的动态直杆单元体，又可以称为动态形变平面组合万能单元体。再组合成图1b的单级万能单元体，又可称为动态形变立体万能单元体。
图1c是图1b的简图。
由图1b的单级万能单元体再组合，就可组成图1d的双节或多节单元体，它可以无限组合或加长成多线万能单元体。
由图1d组合的多级单元体，进行横向连接与组合，就可得到如图1e和图1f的双联或多联式的多节万能单元体。
由图1d和图1e单元体改变组合方法和方向节的变化，就可得到图1g的纵向弯曲多节万能单元体。
由此可见，按上面方式可再进行任意设定，就可得到按设定的纵向(线性)动态形变的(伸缩)的纵向复合万能单元体。
由此可见，按照如上的组合规律，组合一个完整的空间动态形变(伸缩)机构作为动态和机构受力的主体，在此主体上依次再进行连接与组合附件、骨架或辅助性伸缩机构。组成各种各样的同类不同样的，具有各自特有功能和用途的新产品，具体实施与应用举例如下。
图2a是纵向快速伸缩“平动围栏”可快速展开和收拢，可用于机动栏杆。可用于汽车库，停车场，商场，警卫路口或临时场地设计的进出口，可快速设置、应用或快速撤回。
图2b是快速展开收拢和应用的“自立式”伸缩推拉门，临时“隔墙”。
图2c是快速展开收拢的活动展牌，广告牌，宣传栏，平挂式活动衣架。
图2d是快速安装的路卡，路障(警、军都可用)，大型的收拢是个挂式拖车。路边、山口、河口均能用。
图2e是快速展开收拢的货台，货架，工作台或各种活动支架。
图2f是快速安装的轻型桥，缆车架，轻型浮桥等。
图2g是建筑用遮阳罩、遮雨蓬。
图2h是快速展开收拢的高楼挂式救援梯，爬山云梯，逃生云梯等等。
可快速安装，刚性好，可连续组合，携带方便。梯中附设有安全控制保险绳。军用，登山，爬树，过沟壑均好用。
按照动态形变万能单元体机构的必要条件和范围，先组合一种能双向动态形变的双向展开、收拢、扩张或收缩的万能单元体机构，把这个机构具备动态形变，在受力、受控等方面的组合体作为主体。在此主体上依次再进行连接与组合附件、骨架或铺助性的伸缩机构。组成各种各样的同类不同样的，具有各自持有功能和用途的新产品，具体实施举例如下：
图3a是收拢成捆，快速展开可被动行走的各种活动凉亭。
可用于凉亭、观赏亭，机动警卫亭，风景亭，守卫、休息、休闲亭等。
图3b是可快速展开、收拢的多层塔，可用于风景、休闲、观赏塔。
图3c和图3d是收拢成捆，快速展开的可被推走的活动房或排列组合式，柱阵式或多层式快速组合。整体伸缩成捆的多用途快速安装活动帐篷，车篷，活动救灾房，库房，伪装房，伪装建筑物等。
图3c是基本动态形变正方或矩形房(独立式，带天窗或不带天窗。)
图3d是由基本型房进行组合，组成组合式复合型房。
按照动态形变万能单元体机构的必要条件和范围，先组合一种能在立体空间(三向)动态形变(三向展开、收拢、扩张或收缩的)万能单元体结构，把这个机构具备动态形变，在受力、受控的等方面的组合体作为主体，这个主体自行再以组合；或者在此主体的基础上依次再进行连接与组合附件、骨架或铺助性的伸缩机构。组成各种各样的同类不同样的，具有各自特有功能和用途的新产品，具体实施举例如下：
图4a是可快速安装和收拢的平开轻型桥或拱形桥，可用于救援抢险。
图4b是可安装在车上、船上或墩船上或快速使用安装收拢，用于救援补给、架浮桥等。
图4c是可快速展开、收拢的灯塔、信号塔、电信塔。
图4d是可快速展开、收拢的电信塔、应急塔。
图4e是可快速展开、收拢的节庆广告牌，展览广告牌。
图4f是加长千斤顶。
图4g是可快速展开、收拢，安装在车、船上的电信收发塔，目标灯，观察安全斗。
图4h是可安装在车、船或墩船上使用的缆车，室外救援机动电梯，云梯。可快速安装、收拢，用于救援、补给，架浮桥等。
上面研究和表现出来的组合形态，它的动态与形变方向为X方向(纵向)；X.Y方向(纵、横——双向)；X.Y.Z或X.Y+Z方向(长、宽、高直角三向坐标)。这是一种最简单的，最基本的直线运动方式，它的动态点的轨迹都是按X.Y.Z三个方向直线运行或双向、三向综合运行。
上面已分三个步骤说明了按数学直角坐标系进行的动态形变原理与技术开发，并例举具体项目应用。同理，在圆柱、极坐标等各种坐标中运作，用同样的方式和方法，在已知的各种坐标系里，根据动态与形变的范围和必要条件，又可以组成各种新的机构，开发各种新产品。(理由就不必缀述了。)
下面将进入复杂的空间组合，复杂的3D组合，不光是立体，旋转体，还有变形体。在动态形变的过程中我们能感觉到“时空”效应。还要进入一种新的“感觉”，那就是“形变”效应(形就是空间形体)。它们的因果关系是：形变效应是“因”，空间效应是“果”。这又是一个哲理概念(若有疑问或争议，还是要由时空效应来解决)。
无序组合可以形容它是一种“砌垒”或“堆放”型式，不值得研究。越是有规律性的，或规则、规格标准的，以及实施方法必须是严密准确无误的，越值得研究与开发。
下面将从“方圆”开始。从有规律的正方体、等边体，曲面、球面、类球面等等进行动态与形变的研究与实施。
(1)空间动态形变机构与万能单元体机构体系的开发。从仿分子、仿细胞机构开始；万能单元体的形成，它的“源泉”应该是各种数学多面体。包括正多面体(柏拉图)，半正多面体(等边凸多面体或阿基米德多面体)。星星、菱形——开普勒多面体，还有新的第四类形状的复杂等边凸多面体。
以此为基础，再加上一些其它方式，就可以组合各种有用的万能单元体了。按照各种正多面体的图形，所组成的各种万能单元体，各具特征，并且可以相互变化和转换。按照组合规律和变化的特点，可把正多面体按类别分为两个组，这两个组有它各自的特征。
按形状互换与互变来分，它们是正四面体、正六面体和正八面体为第一组，正十二面体与正二十面体为第二组，它们的变化与转换是相对应的，互变互换的必须是按组进行。
图1b和图5a是一种用动态形变的轨迹连续方法组合的棱柱式动态形变机构，这是一个最基本，最基础的万能单元体之一。它是由三个基本单元件(如图1a所示)，动态直杆单元体。组成的杆件基本万能单元体(基本形状之一)。复见图1b，它可做成单节、双节或多节形态，也可以做成各种棱柱式的五面体、六面、七面、八面、九面、多面体等形态的单级式多级多面体。它的动态变形状态总是“棱柱形”，纵向收拢状态是“广义直线”，横向收拢状态是“广义三角平面”或广义多边形平面。它的动态轨迹中间瞬时可出现一个三棱柱体的阿基米德多面体。
图5b.图5c.图5d和图5e是方圆四星多面体。用图1b和图5a中的单节或双节三棱柱万能单元体进行再组合，组合如图5b.图5c.图5d或图5e所示的“机构”，由这个机构形成的万能单元体，学名应该称为三棱正四面体万能单元体(收拢状态)，它的动态形变(展开状态)就是设计的仿金刚石分子形状，因此，特命名为“金刚万能单元体”。由于它的收拢状态是“正四面体”，它的展开特殊状态，当动态形变点的轨迹展开到与外接球面相交时。其顶点的连接线内的区间就形成正六面体。当展开的动态轨迹四顶点超出外接球面后。其顶点的连线内的区间，所组成的仍然还是一个正四面体。这是一个由特殊的三角形，组成特殊的多面体，再组合成既能互变，又能自变的特殊金刚万能单元体，还可以在细分类中称呼为四面金刚万能单元体。如图5b.图5c.图5d或图5e所示的动态形变所产生的新的顶点，把该顶点连接的连线所形成的正多面体。这种实施过程和方法则命名为“动态形变点的轨迹形变法”。
见图5f.图5g，用六个四棱柱或四棱锥体单节或双节万能单元体进行再组合，组合如图5f.图5g所示的“机构”，由这个机构所形成的万能单元体，以它的收拢状态命名，可称为正六面万能单元体，或立体万能单元体。按图5b同样的方法，它的展开的六顶点连线所形成的是一个正八面体。
图5h图5i是方圆八星多面体，按图5f图5g同样的方法，就可得到正八面万能单元体，展开可形成正六面体。
见图5b用同样的方法，还可得到正二十体面体万能单元体。展开可成正十二面体。反之，正十二面体用类似的方法，可变为二十面体。
金刚万能单元体，还可以仿照金刚石分子结构的特点，组合成类金刚石机构或类石墨结构的万能单元体机构，和各种“方圆万能单元体机构”，参见图5b空间组合动态形变的金刚万能单元体，图5c是三棱柱式方圆金刚万能单元体，或叫做方圆4星多面体(公星)。图5d与图5c，不同之处就是顶点加连线，加连线的为“母星”。图5e为轮廓线。方圆星形多面体，可用于缺堤抢修，封河口，挡海潮等。用时可先大量“公星”，再少量“母星”，再给石头。再重复一次、多次。
另外，阿基米德多面体及其它多面体，都可以组合而成动态形变机构。再继续发展，就能形成动态形变的曲面或球面机构了。
这些动态的或固态的多面体可称为广义方圆多面体。
(2)为了进一步说明动态形变与各种几何形体的关系，首先引入新的“中置球面”和球面圆概念。
在正多边形中可产生互变、自变。在此基础上还能向前发展，如阿基米德多面体或更复杂的多面体。阿基米德多面体大部分都是用截角法得来的。而在仿分子、仿细胞机构理论中，万能单元体机构体系可以用最新发明的“中置圆法”“拓扑压入法”或“拓扑挤出法”“球面圆法”等新方法得出来。
首先，先用正多边形的第一组中的正六面体(立方体)为代表加以说明，并举例：图6a是中置球面点的轨迹动态点的相接图(未加立体外接圆)，正六方体有8个顶点，可形成一个外接球面(SR1)。图6b是中置球面点的轨迹点的相接图(加立体外接圆)，正六面体的外侧有六个正方形平面可形成一个内切球面(SR2)，这两个球面与正六面体同心。正六面体的表面正方形的中心就是内切球面的切点。在此两个同心的球面之间，用点的轨迹运动的方法进行变化。
将球心“O”与正六面体的顶点的连线R渐渐向内缩短(R为该正六面体外接圆半径)，从顶点向内运动的点在R连线上的并垂直该连线的垂直平面与该点为顶的三棱柱的交点，可形成一个三角形，与这个三角形的内切圆，称为R3轨迹圆，当R渐渐缩短，R3轨迹圆就渐渐扩大。
同样做法，将正六面体的内切圆的切点半径r，当r渐渐向外伸长时，伸长的r所形成的轨迹球面与正六面体的正方体形上的平面相交，所形成的轨迹圆，称为r4轨迹圆，当r渐渐向外伸长时，r4轨迹圆就渐渐扩大。
当R3轨迹圆与r4轨迹圆扩大到都互相发生连接点时就停止轨迹的运动。这时，8个R3轨迹圆和6个r4轨迹圆可形成一个球面，这个球面在正六面体的外接球面里，而又在此正方体内切球的外面，总是处于两者之间。所以称之为：正多面体的“中置球面”。另外，在正六面体的中置球面上有8个R3轨迹圆和6个r4轨迹圆。这些圆，可称为“球面圆”，这些球面圆都在中置球面上，见图6c，球面圆由这14个球面圆所组成的小圆圈，这些小圆圈在“中置球面”上和中置球面剩余部分所组成的球面，称为球面平面圆或球面圆线。而且是由正六面体(立体形态)变化而来的。
“拓扑挤入法”，“拓扑挤出法”、球面圆法或“削球法”。见流程图-图6。其中右上角处的图6c是把球面圆上所形成的14圆圈内凸出的“球弓体形”，用拓扑的方法向内挤入成圆形的平面。或者削平圆圈内凸出的球形部分，如图6d球面间圆平面所示。看成是一个可实施的“拓扑体”。在上面所得到的球面上14圆平面，此形状称为球面间圆平面。接着，将“中置球面”部分按“拓扑方法”向外挤出，使其所有球面都变形加入到14个圆平面中去，使球面圆的平面向外延伸。它们的相互连接变成相交的连接线并向两侧延伸，一直达到尽头。就形成了一个由8个正三角形和6个正四边形组成的，名符其实的短边凸多面体了。请见图6e多面体上棱切圆(去掉14圆圈与不去掉圆圈都可)。
若用相反的办法，用“拓扑挤出法”和“拓扑挤入法”，可还原。见图6f.(多面体上面圆球面)。继续可还原到6c.(球面圆)。再从头来，可一直还原到正六面体或正八面体或正四面体。
用球面圆法或拓扑挤出挤入法或削球法，可对其它正多面体和各种等边凸多面体用上面同样的方法(用“中置球面”的方法等)，都可以得到同样的效果。
在万能单元体机构体系中，不光是等边凸多面体，而且应该是短边凹多面体，这些凹凸多面体，用一种新方法，可计出它的凸凹率出来，它的凸凹率越小，组成该多面体的表面，就越接近于球面。
用同样的方式，把各种多面体的凸凹率进行互相比较，就可得到与球面的近似程度率，这种近似程度率，命名为多面体外形的球面率。
正多面体有它自己平面的内切球面，顶点的外接球面。从现在开始，我们就知道了它还有一个“中置球面”，在正多面体的互变与自变中，只要是能发展变化成功多种复杂多面体，就有一个“中置球面”。因此，正多面体的“中置球面”不是唯一。能多变一个超本身多的多面体，就多出现一个“中置球面”。
(3)短边凹多面体的发展
上面，用正六面体举例说明，以正多边形的第二组中的“正二十面体”为代表，再加以举例说明。按照新提出的“中置球面法”和“球面圆法”；按照拓扑挤压入方法和挤压出方法或削球法。就很容易将正二十面体进行“互变”，变成等边凹凸的三十二面多面体(足球形状)。
等边凸多面体，只是用“凸”出的比较显眼形象来命名，其实它本身的实质就是一个等边凸凹多面体。在万能单元体结构理论点的轨迹规律中，按照点的轨迹的变化，那就是球形，半径R在进行变化(R局部面积变大的部分为凸，R局部面积变小的部分为凹)，R不变的点的轨迹则为球面，R局部部位点的轨迹有变化的都是一个类球面体(如地球，若按理论说法，它是一个近似类球体。广义的看：可以是球，还可以是一个“点”)。
按照如上方法和变异方法，正二十面体可发展系列的等边凸凹多面体。这种多面体的特征是：多面体表面的正六方形不断增加，而正五边形则都是十二个。近四百年来，立体形状没有新的发现。美国科学家最近发现了部分固态第四类等边凸“复杂”多面体，称：哥德堡多面体，这种类似复杂足球形态。新研究出来的正二十面体的互变、自变，将打破这一“沉默”。举例说明如下：
见图7a图7b图7c
如图7a.图7b.图7c.所示的等边凸凹72面体，92面体，122面体，它后面还将有许多，如：212、482、752、1082面体……等等，这些凸凹多面体，其理论来自于1984年创建的“万能单元体机构体系”中所发现和发明的薄壳与球面中的部分内容，当时做的样品仍在。与现在新作的样品相交融，能相互验证。我们用的方法，不是美国人从眼的视网膜形状或“病毒”形态的启发得到的。而是从“万能单元体机构体系中，动态形变理论和方圆理论得来的。而且有进一步的发展，它是一种发展的，必须的，故也形成必然了。现又发现和发明了一种新的方法：等边、公约、公倍法；等角共约、公倍法；动态形变轨迹连续法；广义动态平面交接、交融法，建立一种动态形变等边公约、公倍多面体固态等角公约、公倍多面体等等。在多面体里，它是一个大“家族”。并简称或统称为“方圆多面体”。方圆多面体里的特殊性多面体就是等边多面体。
首先来说一种建筑用“砖”，它是现有技术中唯一的一种固态的万能单元体，属于边长、公约、公倍方圆万能单元体。是一种新发明的方圆多面体(注：方圆多面的特殊情况之一是矩形)，它是一种建万里长城的砖，古今中外都用的砖，虽说尺寸有些差别，但尺寸的共约、公倍的规律相同。这就是共性、广义性。真是巧合。也是后世之师。
按照如上规律：第一组的正多边形也可“互变”，产生系列等边凸凹多面体，不过，它的“球面率”没有第二组正多面体的“高”。
正多面体由正三边形，正四边形，正五边形组成。它的“极限”是正六边形，而且走向平面。提出正六边形来组合多面体，会引起争议或否定的声浪。但极限有它极限的特点。已发现，在变通后的应用上，将很有用途(后述)。现提出另一个变通的方法，那就是用“球面圆”的办法来解决。解决了这一难题，在应用上，又将来会派上新的用途(后述)。
等边凸多面体还可以进一步展开。为了应用的需要，有一种变异的等边凸凹多面体，它能打破由“五、六正方形”组成的众多的多面体局面。
用等边、公约、公倍法与极限理论。动态形变点的轨迹方法。在空间组合动态形变与万能单元体机构体系的理论与实施中，不但找到了新的方法，而且起到了关键的作用。
上面，以从“方”说到“圆”(球与球面)再到“球面率“，已粗略地走过第一圈，现简要地总结一下：主要一部分就是“论弄方圆”。
我们说的“方”：上面说的主要是数学里的“方”，下面要加下广义的“方”，动态形变的“方”。上面说的“圆”，主要是数学里的“圆”、球和球面，下面要加入广义的圆、球和球面，而且是“方”、“圆”互动、互变，交融在一起。集中表现的是形体组合的变化，形体变化与动态变化，及其两者之间的相互关系。
不要问先有“圆”还是先有“方”，就跟问先有鸡还是先有蛋一样，还没法回答。但有天体起源的“爆炸论”，原子的裂变，生物的传代方式，树枝、树根的生长分支。从中，我们能找出一个“共性”，那就是它的运作方式，变化与转换方式，例如：在动态形变的过程中，所用的新的各种方向节，例如：变向方向节，变向万能方向节，母子万向节，花托万向节等等，还有本人的“裂变式切球法”(今后会讲到)和“裂变式多面体的心极坐标法”。都是仿此方式设计与发明的。由正多面体图形开始，参见图5a.到图5e.再参见图7a.图7b.图7c.系统的进行分析。以正多面体的中心点为中心，做内切球的切点与中心点连接，在此连接线上由向外延伸，组成一个“裂变式多面体心极坐标。以此坐标发展多面体的新形状。这又是一个新的产生多面体的方法，(如图7a.图7b.图7c......方圆多面体等等)。用正多面体来做说明，凡是多面体，平面中心在该坐标线上的，都属于或称为多面体的“族主平面”，其余为“族成员平面”。族成员平面，有公共成员，总是围绕着“族主”或该族主的相交坐标线。这种方法，命名为“裂变式多面体的心极坐标法。再见如上提示的众多面体，它们都可设立自己的这种极坐标和“族主平面”。今后，这个坐标不但能用于球面，在薄壳结构和曲面结构中，能发挥它独特的作用。
复见图1中的直杆单元体，组成如图1a.形态的、动态直杆单元体。由它所组成的动态形变点的轨迹是一个平面，而且是一个“面平圆”。因此，可以认定，它是一个动态形变的“平面单元体”。同样做法，把图1a中的三件做成图1b形状。它的动态形变点的轨迹是一个三棱柱立体万能单元体。它是一个基本万能单元体。而且是一个最特殊的万能单元体。由它可组成各种类型的万能单元体机构。
方圆多面体有两种形态。一种固定不变的，一种万能动态形变的。若固定不变的动态可称为方圆多面体，若能发生动态与形变的，也可另外称为“动态形变方圆多面体”。当然，也可以统称为方圆多面体。由动态形变组成的“万能单元体及其机构，可称为方圆万能单元体机构。”
见图8a是方圆24面体；图8b是方圆4面体；图8c是方圆8面体；图8d是方圆三棱台；图8e是方圆20面体，图8f是方圆40面体；图8g是方圆凌棱杆；图8h、图8i和图8j是异形方圆多面体；图8k是复合方圆多面体，图8l是凹凸球面多面体；图8m是方圆基本多面体；图8n、图8o是方圆球面多面体。它们是等边、公约、公倍多面体，也就是方圆多面体，或是方圆万能单元体。球面球结构及其类型，可用于热气球安全装置。
综上所述，由仿物质学到功能仿生学；由仿分子，仿细胞到3D组合，到万能单元体结构体系与空间组合动态形变机构，(肌动机构)再往下发就是“论弄方圆”。
论弄方圆，其“论”指理论与方法。其“弄”指的是行为与技术及实施。方与圆为载体。方与圆之间的关系，互动与互变这些关系，主要是动态与形变的关系。一句话“世界自然方成圆，方圆变化数无穷”。
万能单元体机构体系的另一个重要特点就是在动态形变的过程中，具有自控组合与各种自控设置，与自控动态的能力。并展现出自适应功能，进行自调控，力的自行分配、分布、“封闭”运行，动态形变稳控等等。一般通过机构的组合方式来完成。个别的、单独的动态形变不需要整体连续的，可单独设置。这种设置其控制方法，一般是局部自控化，整体清晰法。
静态稳定与动态平衡。静态稳定，指的是机构在动态形变之前或之后的稳定(包括动态形变过程中瞬时停顿时的稳定)。动态平衡，指动态形变在方向上，动态上，形变上和各种条件下的稳定性的保持。
材料的使用及其各种用途：可采用刚性材料、弹性材料、固态材料。液态材料可用于自控平衡，气态材料可做气囊船，保持水上“耐沉”、“耐翻”或动态自动平衡。
图9a是一个动态形变的组合体，是棱柱状方圆万能单元体机构，可用于自由对接技术，集散技术，扩张施工技术，抓举技术，水下施工模板架技术等等。
图9b是棱状柱帽形方圆万能单元体机构。用途类同9a，
图9c是一个固态的勾槽形方圆万能单元体，用于沼泽、海滩、海上堤坝的修建，用于海上工程，大平台等。
图9d.图9e.图9f有潜在的用途。在开发应用时，形体还将发生变化。
图10a是弹性防爆轮胎，是一种安全轮胎，内设有由弹性材料组成的“方圆多面体机构，外加轮胎包严，充气。(当爆气后，还将保持80％以上的弹力，不太影响使用。
万能单元体机构体系的开发，将产生出一些相应相关技术。例如：动态形变点的轨迹法，是动态形变与机构密切相关的综合“体”。有如：在动态形变的机构组合中，新引现出来的各种方向节，复合万能方向节，母子万能方向节，花托方向节等等。
图10b.图10c是可快速展开、收拢、移动或被动行走的膨胀花架，膨胀花树。可季节性使用收仓，可室内、室外移动，可缩小出门后再膨大，利于迎宾、采光养花。可用于造型，伪装，节庆挂花、挂灯、挂灯等。它的变异可用于沙滩、河口的水下设障。
再如：肌动机构(空间组合动态形变的细微组合)与现有的骨架结构像结合，就能在智能机械手、机械嘴、或在机器人上得到改进。
图11a是自适应万能机械手。是用一个动力控制，多手指，随物体形状自适应，是万能单元体“自控动态”的具体应用。
自适应万能变形机械手，手指不但能自适应，还能伸缩，跟龟腿缩到龟壳里的形态一样。
穿戴自适应万能机械手，可依托于人身上，由人力控制，可伸出手的三倍，自由抓举物体或应用。行动自如、快速。
穿戴自适应伸缩机械腿，可自由的伸长或缩短，可以和穿戴手配套使用。
图11b是方圆万能单元体机械嘴，可抓不同的物体；水下捕捞；还可用于“对接”。
本理论与技术的发展，将以“方圆论”和万能单元体结构体系展开。中远期的项目方向如下：
图12a是气囊船示意图，底部有配重，气囊有备份，备有加厚部位。特点：(长形、圆形。气囊是分体组合的)抗沉，抗翻，翻了还能自行翻过来。
图12b是在图12a.的特点的基础上，在设有进出水的舱，和伸缩的气囊就能水下、水上两用。
图12c是串联对接与集散技术。
图12d是子母船，用于对接与集散技术。船体可自行调节对接位。
还有水陆两用船，集汽车、船、列车三种运载工具的共同特点，得以综合效果。特点：速度快，爬坡能力强，在地面凹凸较大的情况下照样行驶。如：水上、沼泽、山地、沙漠、冰上等均可。
Claims (2)
1.一种万能单元体机构，其特征在于，按照万能单元体机构的必要条件，制作出符合条件的单元件，用一个或几个这样的单元件，可进行连续或无限的组合，其中组成单元体的每个单元件是完全相同的，通过仿物质学和功能仿生学的仿分子，仿细胞结构的原理，组合成固态的，弹性的单元体或其空间组合动态形变的点的轨迹是按所设定的规则进行有序运行，用这样的单元件按如上条件组合成万能单元体，以这样的万能单元体为基础，再进行组合各种各样的万能单元体机构；组合而成的万能单元体机构，是固定或稳定的，是柔性或弹性、塑性或可被动变形的，是刚性动态或整体或局部形变的；组合而成的万能单元体机构既可以动态又可以为静态，既可以形变又可以复位，动态与形变是有规则的，可控的；在组合过程中，可以由单元体、复合单元体进行互相、重复或连续组合，组合成复杂的空间组合动态形变机构；
其中，在此机构的基础上，组合成纵向的，双向的或三向的动态形变机构，可做成：能伸缩的围栏，自立推拉门、围墙、广告牌、宣传栏，平动衣架，路障，云梯，缆车，轻型桥，拱形桥，浮桥，室外电梯；灯塔，电信塔，帐篷，救灾房，库房，复合型房；进行继续组合，组合金刚分子万能单元体，再组成各种多面体与短边凸多面体和凸凹多面体；应用于：自由对接技术，扩张施工技术，抓举技术；使万能单元体机构具备自适应、自调控、自复位功能；应用于：自适应万能机械手，机械嘴，穿戴机械手、腿。
2.根据权利要求1所述的万能单元体机构，其特征在于，所述万能单元体机构的必要条件包括：
(1)组成单元体的“零件”单元件是完全相同的一件或几件进行机构组合；
(2)以上这种组合其本身应可以进行连续或无限的组合；
(3)以上单元件的空间组合动态形变的点的轨迹是按所设定的规则进行有序运行的；
(4)组合而成的“物体”或“机构” 是固定或稳定的、是柔性或弹性、塑性或可被动变形的、是刚性动态、整体或局部形变的；既可以动态又可以为静态，既可以形变又可以复位，动态与形变是有规则的，可控的，空间组合动态形变的点的轨迹是有序运行的；
(5)在组合过程中，可以由单元体、复合单元体等进行互相、重复或连续组合，组合成复杂的空间组合动态形变机构。
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| CP03 | Change of name, title or address |
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