CN106364701A - 可折展四面体结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及单自由度、大折展比的可折展多面体结构，公开了一种可折展四面体结构，包括四个折叠单元、六个杆单元和一个对称轴线，四个折叠单元上的连接位置分别与六个杆单元上的连接位置通过转动副或球副连接，形成封闭多面体结构，并且各单元和运动副关于对称轴线满足一系列对称关系及约束条件，从而构建出可折叠为四面体结构的八面体结构。本发明能够实现折叠和展开两种稳定状态，折叠时体积较小便于发射或运输，展开时具有较大的工作空间；整个结构只具有一个自由度，具有生产加工简单，运动控制方便，高可靠性等优点，在航空航天、土木工程等众多领域中具有重要意义和广泛的应用前景。

Description

可折展四面体结构
技术领域
本发明涉及单自由度、大折展比的可折展多面体结构，具体的说，是涉及一种由单一驱动实现八面体与四面体之间变换的可折展四面体结构。
背景技术
多面体结构因其较好的对称性，在航空航天、建筑结构、艺术品和日常生活中得到广泛地应用，但由于体积大、不利于运输，多面体结构常常只能用于固定场合。被SCIENCE期刊评为2014年年度十大科技突破的立方小卫星就是航空航天领域追求小型化低成本发射的典型代表，但其在轨状态工作空间狭小的缺点也制约着它的进一步应用。
空间可折展结构是随着航天科技的发展而诞生的一种新型结构，它在发射过程中处于折叠收纳状态，体积容量最小；入轨后，可折展结构可按设计展开成较大的运营工作状态；返回或回收时，该结构可再次折叠收拢进入飞船。采用过约束机构为基本单元的空间可展结构有着高刚性，制造简单，成本低，可靠性高等优势。
现有的空间可折展结构主要涉及平面或曲面上的折展，如太阳能帆板、卫星天线，而涉及体积方面的折展机构主要采用非刚性变形得到，变形过程不利于控制且不易重复操作，现有采用刚性变形的可折展多面体要么结构复杂，如C.M.Gosselin和D.Gagnon-Lachance在2006年提出的用正多边形机构驱动的可折展多面体结构；要么不能实现完全折叠，如Kiper and在2009年提出的可折展多面体的折展比不足1.1。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种能够实现折叠和展开两种稳态的且安装和操作过程简单的可折展四面体结构，该结构是含有刚性过约束机构的拥有两种稳定状态的特殊多面体，折叠时体积较小便于发射或运输，展开时具有较大的工作空间；整个结构只具有一个自由度，运动控制简单；具有生产加工简单，运动控制方便，高可靠性等优点，在航空航天、土木工程等众多领域中具有重要意义和广泛的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：
一种可折展四面体结构，包括四个折叠单元和六个杆单元；每个折叠单元均设置有三个不在同一直线上的连接位置，分别称为其第一连接位置、第二连接位置和第三连接位置；每个杆单元两端分别设置有连接位置，分别称为其第一连接位置和第二连接位置；
四个折叠单元分别为第一折叠单元、第二折叠单元、第三折叠单元、第四折叠单元，其中第一折叠单元、第二折叠单元、第三折叠单元的结构完全相同；第一折叠单元、第二折叠单元、第三折叠单元各自的三个连接位置两两相连可构成等腰三角形，且其第一连接位置与第二连接位置之间的距离和第一连接位置与第三连接位置之间的距离相等；第四折叠单元的三个连接位置两两相连可构成等边三角形；
六个杆单元分别为第一杆单元、第二杆单元、第三杆单元、第四杆单元、第五杆单元、第六杆单元，其中第一杆单元、第二杆单元、第三杆单元的结构完全相同，第一杆单元、第二杆单元、第三杆单元各自的两个连接位置之间距离与所述等腰三角形的腰长相等；第四杆单元、第五杆单元、第六杆单元的结构完全相同；第四杆单元、第五杆单元、第六杆单元各自的两个连接位置之间距离与所述等腰三角形的底长相等，且与所述等边三角形的边长相等；
所述的第一折叠单元的第一连接位置与所述的第一杆单元的第一连接位置通过第一转动副连接；所述的第一杆单元的第二连接位置与所述的第二折叠单元的第二连接位置通过第二转动副连接；所述的第二折叠单元的第一连接位置与所述的第二杆单元的第一连接位置通过第三转动副连接；所述的第二杆单元的第二连接位置与所述的第三折叠单元的第二连接位置通过第四转动副连接；所述的第三折叠单元的第一连接位置与所述的第三杆单元的第一连接位置通过第五转动副连接；所述的第三杆单元的第二连接位置与所述的第一折叠单元的第二连接位置通过第六转动副连接；
所述的第一折叠单元的第三连接位置与所述的第四杆单元的第一连接位置通过第一球副连接；所述的第二折叠单元的第三连接位置与所述的第五杆单元的第一连接位置通过第二球副连接；所述的第三折叠单元的第三连接位置与所述的第六杆单元的第一连接位置通过第三球副连接；
所述的第四折叠单元的第一连接位置与所述的第四杆单元的第二连接位置通过第七转动副连接；所述的第四折叠单元的第二连接位置与所述的第五杆单元的第二连接位置通过第八转动副连接；所述的第四折叠单元的第三连接位置与所述的第六杆单元的第二连接位置通过第九转动副连接；
所述的第一折叠单元、所述的第二折叠单元和所述的第三折叠单元关于所述对称轴线三重对称；所述的第一杆单元、所述的第二杆单元和所述的第三杆单元关于所述对称轴线三重对称，第四杆单元、第五杆单元、第六杆单元关于所述对称轴线三重对称；
所述的第一转动副、所述的第三转动副和所述的第五转动副关于所述对称轴线三重对称；所述的第二转动副、所述的第四转动副和所述的第六转动副关于所述对称轴线三重对称；所述的第七转动副、所述的第八转动副和所述的第九转动副关于所述对称轴线三重对称。
所述的第一球副、所述的第二球副和所述的第三球副关于所述对称轴线三重对称。
所述的第一转动副、所述的第三转动副、所述的第五转动副、所述的第七转动副、所述的第八转动副和所述的第九转动副的轴线与所述对称轴线汇交于一点；所述的第二转动副、所述的第四转动副和所述的第六转动副与所述对称轴线汇交于一点。
上述各个转动副可以为铰链、合页或轴承。
优选地，所述第一折叠单元、所述第二折叠单元、所述第三折叠单元均具有等腰三角形的轮廓；该等腰三角形的第一顶点、第二顶点、第三顶点分别为所述第一折叠单元、所述第二折叠单元、所述第三折叠单元各自的第一连接位置、第二连接位置和第三连接位置；
所述第四折叠单元具有等边三角形的轮廓，该等边三角形的第一顶点、第二顶点、第三顶点分别为所述第四折叠单元的第一连接位置、第二连接位置和第三连接位置。
进一步优选地，所述第一折叠单元、所述第二折叠单元、所述第三折叠单元均为等腰三角形片体结构，所述第四折叠单元为等边三角形片体结构；所述第一杆单元、所述第二杆单元、所述第三杆单元、所述第四杆单元、所述第五杆单元、所述第六杆单元均为直杆结构。
本发明的有益效果是：
(一)本发明为具有单一自由度的可折展结构，通过一个驱动可以实现多面体的折叠和展开，安装及使用方便，且本发明不存在机构运动奇异现象，该驱动可根据实际需求安装在任意运动副位置；
(二)本发明具有较大的折展比率，其折展比率可达23倍，折叠后可以得到体积较小的稳定状态，便于运输和保存；
(三)本发明可以根据实际需求设计折叠单元的形状和尺寸；
(四)本发明结构简单，以较少数目的运动副实现多面体之间的变换，在展开状态多面体的每个顶点处仅设置一个转动副或球副即可，无需在多面体的边或面上安装其它连接结构，这样可以减少因过多连接而产生的安装和操控的不稳定性；
(五)本发明结构为功能性设计，可根据实际需要设计不同外观轮廓，也可以根据实际运用场合的需求设计各个单元的尺寸。
附图说明
图1是本发明所提供的可折展四面体结构实施方式的结构示意图；
图2-1至图2-4为图1中四个折叠单元的结构示意图；
图3-1至图3-6为图1中六个杆单元的结构示意图；
图4-1至图4-4为图1中四个折叠单元与杆单元之间的连接关系示意图；
图5为图1所示的可折展四面体结构中设置的运动副的位置关系示意图；
图6-1至图6-4为图1所示的可折展四面体结构的折叠过程示意图，其中图6-1和图6-4为图1所示的可折展四面体结构的两个稳定状态示意图。
上述图中：
1-对称轴线；C1-第一转动副H1、第三转动副H3、第五转动副H5、第七转动副H7、第八转动副H8和第九转动副H9的轴线交汇点，C2-第二转动副H2、第四转动副H4和第六转动副H6的轴线交汇点；
T1-第一折叠单元，T2-第二折叠单元；T3-第三折叠单元，T4-第四折叠单元；
B1-第一杆单元，B2-第二杆单元，B3-第三杆单元，B4-第四杆单元，B5-第五杆单元，B6-第六杆单元；
V11-第一折叠单元与第一杆单元的共点，V21-第二折叠单元与第一杆单元的共点，
V22-第二折叠单元与第二杆单元的共点，V32-第三折叠单元与第二杆单元的共点，
V33-第三折叠单元与第三杆单元的共点，V13-第一折叠单元与第三杆单元的共点，
V14-第一折叠单元与第四杆单元的共点，V25-第二折叠单元与第五杆单元的共点，
V36-第三折叠单元与第六杆单元的共点，V44-第四折叠单元与第四杆单元的共点，
V45-第四折叠单元与第五杆单元的共点，V46-第四折叠单元与第六杆单元的共点；
S1-第一球副，S2-第二球副，S3-第三球副；
H1-第一转动副，H2-第二转动副，H3-第三转动副，H4-第四转动副，H5-第五转动副，H6-第六转动副，H7-第七转动副，H8-第八转动副，H9-第九转动副。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种可折展四面体结构，包括一个对称轴线1，四个折叠单元：分别为第一折叠单元T1、第二折叠单元T2、第三折叠单元T3、第四折叠单元T4；和六个杆单元：第一杆单元B1、第二杆单元B2、第三杆单元B3、第四杆单元B4、第五杆单元B5、第六杆单元B6。每个折叠单元均设置有三个不在同一直线上的连接位置，分别称为每个折叠单元的第一连接位置、第二连接位置和第三连接位置；每个杆单元两端分别设置有连接位置，分别称为每个杆单元的第一连接位置和第二连接位置。该可折展四面体结构还存在一个对称线，即对称轴线1。
第一折叠单元T1、第二折叠单元T2、第三折叠单元T3的结构完全相同。第一折叠单元T1的第一连接位置(V11处)、第二连接位置(V13处)和第三连接位置(V14处)两两相连可构成等腰三角形，且其第一连接位置(V11处)与第二连接位置(V13处)的连线形成该等腰三角形的第一腰，第一连接位置(V11处)与第三连接位置(V14处)的连线形成该等腰三角形的第二腰。第二折叠单元T2的第一连接位置(V22处)、第二连接位置(V21处)和第三连接位置(V25处)两两相连可构成等腰三角形，且其第一连接位置(V22处)与第二连接位置(V21处)的连线形成该等腰三角形的第一腰，第一连接位置(V22处)与第三连接位置(V25处)的连线形成该等腰三角形的第二腰。第三折叠单元T3的第一连接位置(V33处)、第二连接位置(V32处)和第三连接位置(V36处)两两相连可构成等腰三角形，且其第一连接位置(V33处)与第二连接位置(V32处)的连线形成该等腰三角形的第一腰，第一连接位置(V33处)与第三连接位置(V36处)的连线形成该等腰三角形的第二腰。第四折叠单元T4的第一连接位置(V44处)、第二连接位置(V45处)和第三连接位置(V46处)两两相连可构成等边三角形，且其第一连接位置(V44处)与第二连接位置(V45处)的连线形成该等边三角形的第一边，第二连接位置(V45处)与第三连接位置(V46处)的连线形成该等边三角形的第二边，第三连接位置(V46处)与第一连接位置(V44处)的连线形成该等边三角形的第三边。
第一杆单元B1、第二杆单元B2、第三杆单元B3的结构完全相同，第一杆单元B1的第一连接位置(V11处)与第二连接位置(V21处)之间的距离、第二杆单元B2的第一连接位置(V22处)与第二连接位置(V32处)之间的距离、第三杆单元B3的第一连接位置(V33处)与第二连接位置(V13处)之间的距离均与第一折叠单元T1、第二折叠单元T2、第三折叠单元T3的等腰三角形的腰长相等。第四杆单元B4、第五杆单元B5、第六杆单元B6的结构完全相同，第四杆单元B4的第一连接位置(V14处)与第二连接位置(V44处)之间的距离、第五杆单元B5的第一连接位置(V25处)与第二连接位置(V45处)之间的距离、第六杆单元B6的第一连接位置(V36处)与第二连接位置(V46处)之间的距离均与第一折叠单元T1、第二折叠单元T2、第三折叠单元T3的等腰三角形的底长相等，且与第四折叠单元T4的等边三角形的边长相等。
结合图2-1至图2-4，图3-1至3-6和图4-1至图4-4所示，第一折叠单元T1的第一连接位置(V11处)与第一杆单元B1的第一连接位置(V11处)通过第一转动副H1连接；第一杆单元B1的第二连接位置(V21处)与第二折叠单元T2的第二连接位置(V21处)通过第二转动副H2连接；第二折叠单元T2的第一连接位置(V22处)与第二杆单元B2的第一连接位置(V22处)通过第三转动副H3连接；第二杆单元B2的第二连接位置(V32处)与第三折叠单元T3的第二连接位置(V32处)通过第四转动副H4连接；第三折叠单元T3的第一连接位置(V33处)与第三杆单元B3的第一连接位置(V33处)通过第五转动副H5连接；第三杆单元B3的第二连接位置(V13处)与第一折叠单元T1的第二连接位置(V13处)通过第六转动副H6连接。
第一折叠单元T1的第三连接位置(V14处)与第四杆单元B4的第一连接位置(V14处)通过第一球副S1连接；第二折叠单元T2的第三连接位置(V25处)与第五杆单元B5的第一连接位置(V25处)通过第二球副S2连接；第三折叠单元T3的第三连接位置(V36处)与第六杆单元B6的第一连接位置(V36处)通过第三球副S3连接。
第四折叠单元T4的第一连接位置(V44处)与第四杆单元B4的第二连接位置(V44处)通过第七转动副H7连接；第四折叠单元T4的第二连接位置(V45处)与第五杆单元B5的第二连接位置(V45处)通过第八转动副H8连接；第四折叠单元T4的第三连接位置(V46处)与第六杆单元B6的第二连接位置(V46处)通过第九转动副H9连接。
以上各转动副可采用能够提供转动功能的零件，如铰链、合页、轴承装配。
如图5所示，第一折叠单元T1、第二折叠单元T2和第三折叠T3单元关于对称轴线1三重对称；第一杆单元B1、第二杆单元B2和第三杆单元B3关于对称轴线1三重对称，第四杆单元B4、第五杆单元B5、第六杆单元B6关于对称轴线1三重对称；
第一转动副H1、第三转动副H3和第五转动副H5关于对称轴线1三重对称；第二转动副H2、第四转动副H4和第六转动副H6关于对称轴线1三重对称；第七转动副H7、第八转动副H8和第九转动副H9关于对称轴线1三重对称。
第一球副S1、第二球副S2和第三球副S3关于对称轴线1三重对称。
第一转动副H1、第三转动副H3、第五转动副H5、第七转动副H7、第八转动副H8和第九转动副H9的轴线与对称轴线1汇交于一点C1；第二转动副H2、第四转动副H4和第六转动副H6与对称轴线1汇交于一点C2。
如图6-1至图6-4所示，利用本实施例所提供的四个折叠单元和六个杆单元以及所提供的连接方式，可以构成空间可折叠八面体结构，其折叠变化由各个折叠单元的形状、尺寸及转动副轴线方位决定。图6-1示出了可折展四面体结构的一个稳定状态，即空间展开态，为具有八个面的截顶四面体。本实施例中的可折展四面体结构分别由一个空间过约束Bricard 6R机构和三个RRSRRS机构实现上六边形和侧面三个六边形的折展运动。图6-1至图6-4示出了可折展四面体结构结构的折叠过程，最终达到另一稳定态，即折叠态，为四面体，如图6-4所示。在任一运动副上通过单一驱动可使本实施例的可折展四面体结构由展开态向折叠态变换。在此过程中，各个转动副及球副协作使得第一杆单元B1绕第一转动副H1向第一折叠单元T1的第二腰(其第一连接位置(V11处)与第三连接位置(V14处)的连线)逐步靠拢直至重叠，第一杆单元B1绕第二转动副H2向第二折叠单元T2的第一腰(其第一连接位置(V22处)与第二连接位置(V21处)的连线)逐步靠拢直至重叠；第二杆单元B2绕第三转动副H3向第二折叠单元T2的第二腰(其第一连接位置(V22处)与第三连接位置(V25处)的连线)逐步靠拢直至重叠，第二杆单元B2绕第四转动副H4向第三折叠单元T3的第一腰(其第一连接位置(V33处)与第二连接位置(V32处)的连线)逐步靠拢直至重叠；第三杆单元B3绕第五转动副H5向第三折叠单元T3的第二腰(其第一连接位置(V33处)与第三连接位置(V36处)的连线)逐步靠拢直至重叠，第三杆单元B3绕第六转动副H6向第一折叠单元T3的第一腰(其第一连接位置(V11处)与第二连接位置(V13处)的连线)逐步靠拢直至重叠；第四杆单元B4通过第一球副S1向第一折叠单元T1的底(其第二连接位置(V13处)与第三连接位置(V14处)的连线)逐步靠拢直至重叠，第四杆单元B4绕第七转动副H7向第四折叠单元T4的第一边(其第一连接位置(V44处)与第二连接位置(V45处)的连线)逐步靠拢直至重叠；第五杆单元B5通过第二球副S2向第二折叠单元T2的底(其第二连接位置(V21处)与第三连接位置(V25处)的连线)逐步靠拢直至重叠，第五杆单元B5绕第八转动副H8向第四折叠单元T4的第二边(其第二连接位置(V45处)与第三连接位置(V46处)的连线)逐步靠拢直至重叠；第六杆单元B6通过第三球副S3向第三折叠单元T3的底(其第二连接位置(V32处)与第三连接位置(V36处)的连线)逐步靠拢直至重叠，第六杆单元B6绕第九转动副H9向第四折叠T4单元的第三边(其第三连接位置(V46处)与第一连接位置(V44处)的连线)逐步靠拢直至重叠，同时完成八面体中四个六边形的折叠以实现多面体的折叠变换。该可折展四面体结构具有一个自由度，能够实现大比率的折展运动，可以用作卫星的骨架结构或建筑物轮廓结构等。
可见，上述可折展四面体结构只要满足上述约束条件，即可达到本发明要求的折展效果，其结构形式和折展方式并不受折叠单元的具体结构影响，因此折叠单元的结构不限于三角形轮廓，其形状、大小、尺寸、材料等均可根据实际应用要求做一定的变换，应注意满足每个折叠单元均设置有三个不在同一直线上的连接位置，且在折展过程中各折叠单元不会相互造成干涉。
综上所述，由于本发明所提出的可折展四面体结构具有单一自由度，折展比率大，因此具有安装简单、操作方便、易于运输等方面的优点，尤其适于在航空航天等领域中应用。
实施例2
较为优选的一种情况是：
第一折叠单元T1、第二折叠单元T2、第三折叠单元T3均具有等腰三角形的轮廓；该等腰三角形的第一顶点、第二顶点、第三顶点分别为第一折叠单元T1、第二折叠单元T2、第三折叠单元T3各自的第一连接位置、第二连接位置和第三连接位置。第四折叠单元T4具有等边三角形的轮廓，该等边三角形的第一顶点、第二顶点、第三顶点分别为第四折叠单元T4的第一连接位置、第二连接位置和第三连接位置。
第一杆单元B1、第二杆单元B2、第三杆单元B3、第四杆单元B4、第五杆单元B5、第六杆单元B6各自的第一端点和第二端点即为其第一连接位置、第二连接位置。
其中第一杆单元B1、第二杆单元B2、第三杆单元B3的长度与第一折叠单元T1、第二折叠单元T2、第三折叠单元T3的等腰三角形轮廓的腰长均相等；第四杆单元B4、第五杆单元B5、第六杆单元B6的长度与第一折叠单元T1、第二折叠单元T2、第三折叠单元T3的等腰三角形轮廓的底长均相等，且与第四折叠单元T4的等边三角形轮廓的边长均相等。第一折叠单元T1、第二折叠单元T2、第三折叠单元T3关于对称轴线1三重对称；第一杆单元B1、第二杆单元B2、第三杆单元B3关于对称轴线1三重对称，第四杆单元B4、第五杆单元B5和第六杆单元B6关于对称轴线1三重对称。
第一折叠单元T1的第一顶点(V11处)与第一杆单元B1的第一端点(V11处)通过第一转动副H1连接；第一杆单元B1的第二端点(V21处)与第二折叠单元T2的第二顶点(V21处)通过第二转动副H2连接；第二折叠单元T2的第一顶点(V22处)与第二杆单元B2的第一端点(V22处)通过第三转动副H3连接；第二杆单元B2的第二端点(V32处)与第三折叠单元T3的第二顶点(V32处)通过第四转动副H4连接；第三折叠单元T3的第一顶点(V33处)与第三杆单元B3的第一端点(V33处)通过第五转动副H5连接；第三杆单元B3的第二端点(V13处)与第三折叠单元T3的第二顶点(V13处)通过第六转动副H6连接。
第一折叠单元T1的第三顶点(V14处)与第四杆单元B4的第一端点(V14处)通过第一球副S1连接；第二折叠单元T2的第三顶点(V25处)与第五杆单元B5的第一端点(V25处)通过第二球副S2连接；第三折叠单元T3的第三顶点(V36处)与第六杆单元B6的第一端点(V36处)通过第三球副S3连接。
第四折叠单元T4的第一顶点(V44处)与第四杆单元B4的第二端点(V44处)通过第七转动副H7连接；第四折叠单元T4的第二顶点(V45处)与第五杆单元B5的第二端点(V45处)通过第八转动副H8连接；第四折叠单元T4的第三顶点(V46处)与第六杆单元B6的第二端点(V46处)通过第九转动副H9连接。
第一转动副H1、第三转动副H3和第五转动副H5关于对称轴线1三重对称；第二转动副H2、第四转动副H4和第六转动副H6关于对称轴线1三重对称；第七转动副H7、第八转动副H8和第九转动副H9关于对称轴线1三重对称。第一球副S1、第二球副S2和第三球副S3关于对称轴线1三重对称。第一转动副H1、第三转动副H3、第五转动副H5、第七转动副H7、第八转动副H8和第九转动副H9的轴线与对称轴线1汇交于一点；第二转动副H2、第四转动副H4和第六转动副H6与对称轴线1汇交于一点。
进一步优选地，第一折叠单元T1、第二折叠单元T2、第三折叠单元T3均为等腰三角形片体结构，第四折叠单元T4为等边三角形片体结构。第一杆单元B1、第二杆单元B2、第三杆单元B3、第四杆单元B4、第五杆单元B5、第六杆单元B6均为直杆结构。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可折展四面体结构，其特征在于，包括四个折叠单元、六个杆单元和一个对称轴线；每个折叠单元均设置有三个不在同一直线上的连接位置，分别称为其第一连接位置、第二连接位置和第三连接位置；每个杆单元两端分别设置有连接位置，分别称为其第一连接位置和第二连接位置；
四个折叠单元分别为第一折叠单元、第二折叠单元、第三折叠单元、第四折叠单元，其中第一折叠单元、第二折叠单元、第三折叠单元的结构完全相同；第一折叠单元、第二折叠单元、第三折叠单元各自的三个连接位置两两相连可构成等腰三角形，且其第一连接位置与第二连接位置之间的距离和第一连接位置与第三连接位置之间的距离相等；第四折叠单元的三个连接位置两两相连可构成等边三角形；
六个杆单元分别为第一杆单元、第二杆单元、第三杆单元、第四杆单元、第五杆单元、第六杆单元，其中第一杆单元、第二杆单元、第三杆单元的结构完全相同，第一杆单元、第二杆单元、第三杆单元各自的两个连接位置之间距离与所述等腰三角形的腰长相等；第四杆单元、第五杆单元、第六杆单元的结构完全相同；第四杆单元、第五杆单元、第六杆单元各自的两个连接位置之间距离与所述等腰三角形的底长相等，且与所述等边三角形的边长相等；
所述的第一折叠单元的第一连接位置与所述的第一杆单元的第一连接位置通过第一转动副连接；所述的第一杆单元的第二连接位置与所述的第二折叠单元的第二连接位置通过第二转动副连接；所述的第二折叠单元的第一连接位置与所述的第二杆单元的第一连接位置通过第三转动副连接；所述的第二杆单元的第二连接位置与所述的第三折叠单元的第二连接位置通过第四转动副连接；所述的第三折叠单元的第一连接位置与所述的第三杆单元的第一连接位置通过第五转动副连接；所述的第三杆单元的第二连接位置与所述的第一折叠单元的第二连接位置通过第六转动副连接；
所述的第一折叠单元的第三连接位置与所述的第四杆单元的第一连接位置通过第一球副连接；所述的第二折叠单元的第三连接位置与所述的第五杆单元的第一连接位置通过第二球副连接；所述的第三折叠单元的第三连接位置与所述的第六杆单元的第一连接位置通过第三球副连接；
所述的第四折叠单元的第一连接位置与所述的第四杆单元的第二连接位置通过第七转动副连接；所述的第四折叠单元的第二连接位置与所述的第五杆单元的第二连接位置通过第八转动副连接；所述的第四折叠单元的第三连接位置与所述的第六杆单元的第二连接位置通过第九转动副连接；
所述的第一折叠单元、所述的第二折叠单元和所述的第三折叠单元关于所述对称轴线三重对称；所述的第一杆单元、所述的第二杆单元和所述的第三杆单元关于所述对称轴线三重对称，第四杆单元、第五杆单元、第六杆单元关于所述对称轴线三重对称；
所述的第一转动副、所述的第三转动副和所述的第五转动副关于所述对称轴线三重对称；所述的第二转动副、所述的第四转动副和所述的第六转动副关于所述对称轴线三重对称；所述的第七转动副、所述的第八转动副和所述的第九转动副关于所述对称轴线三重对称。
所述的第一球副、所述的第二球副和所述的第三球副关于所述对称轴线三重对称。
所述的第一转动副、所述的第三转动副、所述的第五转动副、所述的第七转动副、所述的第八转动副和所述的第九转动副的轴线与所述对称轴线汇交于一点；所述的第二转动副、所述的第四转动副和所述的第六转动副与所述对称轴线汇交于一点。
2.根据权利要求1所述的一种可折展四面体结构，其特征在于，上述各个转动副为铰链、合页或轴承。
3.根据权利要求1所述的一种可折展四面体结构，其特征在于，所述第一折叠单元、所述第二折叠单元、所述第三折叠单元均具有等腰三角形的轮廓；该等腰三角形的第一顶点、第二顶点、第三顶点分别为所述第一折叠单元、所述第二折叠单元、所述第三折叠单元各自的第一连接位置、第二连接位置和第三连接位置；
所述第四折叠单元具有等边三角形的轮廓，该等边三角形的第一顶点、第二顶点、第三顶点分别为所述第四折叠单元的第一连接位置、第二连接位置和第三连接位置。
4.根据权利要求3所述的一种可折展四面体结构，其特征在于，所述第一折叠单元、所述第二折叠单元、所述第三折叠单元均为等腰三角形片体结构，所述第四折叠单元为等边三角形片体结构；所述第一杆单元、所述第二杆单元、所述第三杆单元、所述第四杆单元、所述第五杆单元、所述第六杆单元均为直杆结构。
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