January 26, 2026
Description
模型基于克雷斯林折纸弹簧结构重新设计,参考了原始论文、数篇衍生论文以及网友 Mathew Lim 的视频。当然,这些意义都不大。通过我的试验,论文中的数学模型似乎只能提供一个大概的指引,因为需要进行厚板折叠,而且弹簧本身的弹力也并不是来自结构,所以最终我用反向推理的方法制作了这个模型。
以下是核心设计思路与方法,如果你不想尝试制作它,可以跳过!
首先,数学模型并不太具有参考性,因为关键参数是材料应力,所以最终只能靠试验得到最终成品!
克雷斯林折纸弹簧结构非常容易进入双稳态区间。所谓单稳态,实际就是弹簧结构在进入第二个稳态之前消耗掉所有的形变应力,此时弹簧自动会恢复到第一稳态!
建模思路:首先画出立体弹簧结构,从结构线获取单一面的两个三角形详细参数,把三角形铺平以后得到平面结构线,通过平面结构线制作 6 个连续面就可以完成制作。绘制立体弹簧结构也很简单:新建一个六边形,向上复制一个,高度略微大于六边形宽;旋转上方六边形,给予 35 度(60 度以上更加容易得到单稳态结构);连接单面的两个点以及一条对角线,此时得到两个三角形。取其中一个三角形置于平面中,复制多份形成完全展开面,此时已经得到制作弹簧的整体框架!
由于弹簧很容易进入双稳态结构,制作单稳态时,只需通过铰链宽度限制弹簧活动范围即可得到单稳态结构!喜欢的朋友可以尝试制作,遗憾没有配图!!
说明
关于公差的补充说明
模型圆孔与圆柱的大小均为3.92毫米,为了结构强度是没有给与任何公差的,正常情况下用钳子直接按压上去即可,这个相当于过盈配合,因为走线会有溢出,实际大小肯定会超过这个值,比如接缝。
这个结构我是不太满意的,但是这个结构我已经做了4个版本,4种不同的连接方法,这是最简单最有效的一种。也是绝对可以安装上去的!只是需要工具!
如果你使用了工具还是无法安装,那大概率是耗材设置问题,流量过多引起的,请开启“自动圆形轴孔补偿”,开启即可,无需其他设置!
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