Миура складка
Складка Миура ( ミウラ折り , Miura-ori ) — метод складывания плоской поверхности, например листа бумаги, на меньшую площадь. Складка названа в честь своего изобретателя, японского астрофизика Корё Миуры . [1]
Складки складок Миуры образуют мозаику поверхности параллелограммами . В одном направлении складки лежат по прямым линиям, причем каждый параллелограмм образует зеркальное отражение своего соседа в каждой складке. В другом направлении складки образуют зигзаг, и каждый параллелограмм представляет собой перемещение своего соседа через складку. Каждая из зигзагообразных дорожек складок состоит исключительно из складок гор или складок долин , причем горы чередуются с долинами от одной зигзагообразной дорожки к другой. Каждый из прямых путей складок чередуется между складками гор и долин. [2] Складка Миура связана со складкой Креслинга , складкой Йошимуры и шестиугольной складкой и может быть представлена как обобщение этих складок. [3]
Складка Миура — это форма жесткого оригами , что означает, что складку можно выполнять непрерывным движением, при котором на каждом этапе каждый параллелограмм становится полностью плоским. Это свойство позволяет использовать его для складывания поверхностей из жестких материалов, что отличает его от складки Креслинга и складки Йошимуры , которые не могут быть жестко сложены и требуют деформации панели для сжатия до компактного состояния. [4] Например, большие массивы солнечных батарей для космических спутников японской космической программы были сложены перед запуском «Миуры», а затем развернуты в космосе. [5] [6] Сложенную складку Miura можно упаковать в компактную форму, ее толщина отражает только толщину сложенного материала. Сложенный материал можно распаковать одним движением, потянув за противоположные концы, а также сложить, сложив два конца вместе. В применении солнечных батарей это свойство уменьшает количество двигателей, необходимых для раскрытия этой формы, уменьшая вес и сложность.
Приложения
[ редактировать ]В 1996 году космический летный отряд развернул 2D Array из сложенной конфигурации Miura. [7]
Надувная мембранная конструкция спутника SPROUT выносится в космос в сложенном состоянии «Миура», а затем развертывается с помощью надувных трубок, которые сами выносятся в космос в сложенном состоянии «Восьмиугольник». [8] [9]
Другие потенциальные применения этой складки включают хирургические устройства, такие как стенты и складную плоскую мебель. [10]
Исследователи из Университета Фрибурга использовали складку Миуры для укладки гидрогелевых пленок, генерируя электричество подобно электрическим угрям . Сгиб Миуры используется для одновременного соприкосновения многих частей стопки друг с другом. [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Форбс, Питер (2006), Нога геккона: как ученые берут лист из книги природы , Harper Perennial, стр. 181–195 .
- ^ Бейн, Ян (1980), «Карта Миура-Ори» , New Scientist . Воспроизведено в журнале British Origami , 1981 г., и размещено в Интернете на веб-сайте Британского общества оригами.
- ^ Рид, Остин (2017), «Геометрия и конструкция сильфонов оригами с настраиваемым откликом», Physical Review E , 95 (1): 013002, arXiv : 1609.01354 , Bibcode : 2017PhRvE..95a3002R , doi : 10.1103/PhysRevE.95.0130 02 , ПМИД 28208390 , S2CID 20057718
- ^ Кидамби, Нараянан (2020), «Динамика развертывания оригами Креслинга», Physical Review E , 101 (6): 063003, arXiv : 2003.10411 , Bibcode : 2020PhRvE.101f3003K , doi : 10.1103/PhysRevE.101.06 3003 , ПМИД 32688523 , С2КИД 214611719
- ^ Миура, К. (1985), Способ упаковки и развертывания больших мембран в космосе , Tech. Отчет 618, Институт космоса и астронавтики.
- ^ Нишияма, Ютака (2012), «Складывание Миуры: применение оригами к исследованию космоса» (PDF) , Международный журнал чистой и прикладной математики , 79 (2): 269–279
- ^ 2D Array , Японское агентство аэрокосмических исследований, заархивировано из оригинала 25 ноября 2005 г.
- ^ Проект наноспутника SPROUT
- ^ SPROUT (Космические исследования уникальных технологий) , заархивировано из оригинала 1 мая 2016 г.
- ^ «Проектирование всплывающего будущего: простое складывание оригами может стать ключом к созданию всплывающей мебели, медицинского оборудования и научных инструментов» , Science News , Science Daily , 26 января 2016 г.
- ^ Майер, Майкл; Ян, Джерри; Штейн, Макс; Сентябрь, Дэвид; ВанРентергем, Глория; Ламуре, Аарон; Гуха, Анирван; Шредер, Томас Б.Х. (декабрь 2017 г.), «Источник мягкой энергии на основе электрического угря из сложенных гидрогелей», Nature , 552 (7684): 214–218, Bibcode : 2017Natur.552..214S , doi : 10.1038/nature24670 , ISSN 1476-4687 , PMC 6436395 , PMID 29239354