動態形變幾何機構的制作方法
【專利說明】動態形變幾何機構
[0001]在當今的數學領域里，有“平面幾何”，并有正多邊形，等邊多邊形或有規則的多邊形等。在立體幾何里，有正多面體，等邊多面體或有規則的多面體。還有平面圓，球體，球面，曲面等。
[0002]在平面幾何和立體幾何里，研究的是固態的，靜態的，穩定的各種平面多邊形，立體多面體，各種組合形體。還有組合結構體與圓，球體，球面，曲面的相互關系，相互組合規律等。還包括旋轉作圖法，點的軌跡作圖法等。
[0003]本發明的目的是要在原有幾何形態規律的基礎上，進行改進與創新這些規律，開創出一個新的“動態形變空間”。把固態體，變成固態支撐區域體，把靜態的變成動態的。把穩定的變成形變的(或動態形變而又可穩定的)。在“平面幾何，立體幾何”學科的基礎上，開創出一門新的《動態形變幾何》學科。把固態的，靜態的，穩定的形體，物體或機構，變成“空間組合動態形變機構”。即《動態形變幾何機構》。
[0004]本發明的目的是由現有理論與技術，包括采用平面幾何與立體幾何的有關理論、規則、規律及其方法，再加上新開創的理論、技術、與方法來進行實施。
[0005]動態形變幾何，與動態形變幾何機構，二者緊密相連。有共同的特點與相同規律，動態形變狀態相似。只要把動態形變幾何里的相等線段變為“相等的桿件”交點變為“鉸接鉸點”動態形變幾何就能變成動態形變幾何機構。那么“桿件，鉸接鉸點”就成為動態形變幾何機構的“動態形變組合單元件”。或“機構”;這些單元體或機構可再進一步進行組合，組合成各種“動態形變幾何機構”。
[0006]第一部分:動態形變幾何基礎及機構
[0007]一、基本原理，基本單元體，基本動態形變多面體及其機構:
[0008](I)平面動態形變，基本形狀、形體及其機構。
[0009]圖1是一個平面動態形變圖，具體細分類，是平面的動態形變矩形圖。把AB與CD兩相等的直線段的中點相交于O點，連接A、C、B、D點，使其AB、⑶兩直線組成以A、C、B、D為頂點所組成的矩形平面。AB、CD就成為該矩形的相交的對角線。當AB、CD兩線對“O”點發生轉動時，“ACBD”矩形平面就發生變化，矩形的邊線長短與矩形的形狀同時都在變化，這種變化稱為“動態形變”。
[0010]下面，就進入平面動態形變，基本原理，基本結構的實施，具體展現如下:
[0011]AB、⑶兩相等的直線線段的中點相交于0，在動態形變幾何里，AB、⑶不能稱為對角線，而是命名為《平交母線》。兩根平交母線的中點保持連接于O點不變，但可轉動。兩母線可在“ACBD”平面中轉動，也就是發生了 “動態”與“形變”，統稱為“動態形變”。
[0012]在平交母線動態的過程中，AB、CD永遠保持長度不變。由兩根平交母線的四個端點A、C、B、D的連線及連線組成的矩形，它都是瞬時變化的，這些連線稱為“動態瞬時線”或稱為“動態軌跡線”，“動態形變區域線”或“動態形體邊線”。由這些連線組成的矩形平面稱為“動態瞬時平面”。
[0013]由A、C、B、D四端點在交點O不動的條件下,動態時所形成的點的軌跡是一個圓,這個圓就稱為“平交母線動態形變區域線”或“區域邊線”。(通稱為“動態軌跡線”)。由A、C、B、D四端點連接線組成的矩形稱為“動態形變矩形”，在瞬時變化中，可稱為“動態形變瞬時矩形”。
[0014]在動態形變幾何里，平交母線的動態為“實動”或“主動”，虛線及虛線所形成的動態為“虛動”或“被動”。實動與虛動，主動與被動在動態形變幾何及其機構里，將發揮它所具有新的與特有的重要功能和作用。
[0015]圖2是平面動態形變矩形的中心與直角坐標軸的中心重合的“對稱受控”的動態示意圖，是圖1加入坐標，再進行動態分析的圖樣。如圖2所示，當AB、CD平交母線進行動態運行到Ai B' ,C1 Di時，該動態形變瞬時矩形將接近X軸，稱為“橫向動態”。其動態的極限就是與X軸重合，其動態瞬時平面變為直線，“橫向動態極限”為橫向的一條“直線段”。當AB，⑶平交母線動態運行到A" B"，C" D"時，該動態形變瞬時矩形將接近Y軸，稱為“豎向動態”。其動態極限就是與Y軸重合，動態瞬時平面變為直線，豎向動態極限為豎向的一條“直線段”。因此不難看出，動態瞬時平面的“橫向動態極限”與“豎向動態極限”的夾角互為90°，亦可稱為“平交母線動態形變90°極限”。另外，還有90°從量變到質變的轉換位置，稱為“90°量變極限”或“90°質變臨界”，這是動態形變幾何具有的特性之一(后詳述)。圖2中的圓周虛線:稱為“平交母線動態形變區域邊線”，邊線內的區域稱為“平交母線動態形變區域”。區域的邊線稱為“受控動態形變區域線”。在這種條件和區域里發生的動態，可稱為“受控動態”。圖2中的受控為中心(原點)受控。
[0016]圖3是:按照圖1和圖2所述，同理，把圖1中的平面動態形變矩形的O點放入Y軸，動態時不離開Y軸；把平交母線的D端點與B端點放入X軸，動態時，不離開X軸，如圖3所示。其平面母線動態形變的受控區域為圖3所示的曲線與X軸相交所形成的平面。
[0017]圖4是:同理，把平交母線的端點A放入Y軸，動態時不離開Y軸；把平交母線的端點B放入X軸,動態時不離開X軸；把平交母線的端點D放入直角坐標軸Χ,Υ的交點上保持不動，這樣就得到了圖4中的受控動態形變區域圖。
[0018]通過圖2，圖3，圖4的所述表明，受控位置不一樣，受控動態區域就不一樣。組合不一樣，動態形變的形體就不一樣。因此，不同的受控連接與動態，產生不同的“受控動態形變區域”。受控位置與受控方式的不同，其受控動態也不同，受控動態極限的形體與位置也不同。因而產生了，“一形雙極限”或“一形多極限”。產生了極限形態自變、互變與互換。這是動態形變組合的一個重要特征。在往后的各種組合中，既是必然的規律，又起重要的作用。
[0019]圖1、圖2中的動態形變矩形在平面里的動態形變瞬時的特殊狀態是“正方形”。
[0020]在動態形變幾何里:《平交母線》與之所組成的“平面的動態形變矩形”，是最基本的動態形變平面幾何圖形之一，在現有技術中已有所應用。但能夠進入到動態形變立體幾何及其機構中，是很少有的圖形之一。在動態形變幾何里，也是最基本的動態形變的形體。由此，就開啟了動態形變幾何及其機構的“大門”。
[0021]圖5是動態形變幾何機構的最基本的結構，稱為“動態形變平面矩形單元件”。圖5中ΑΒ、CD為兩《平交母線桿》。平交母線桿的桿件上有三個孔。中孔為鉸接孔，鉸接兩桿后，但桿件可以轉動。桿件兩端的孔中心距離為桿件長度，并與桿的中心孔“O”連成一線，這一線就是桿件的平交母線。兩頭孔中心稱為端點。這樣動態形變的規律規則就同圖1所述的一樣。桿件的中心線還可稱為動態形變幾何機構的平面的“基準線”。而不同之處是動態形變矩形體的動態極限不一定是直線段，而不重合的是動態矩形。例如:其最小的寬度接近桿件的寬度。如圖2、圖3、圖4的圖形基本相似。
[0022](2)棱柱形動態形變幾何及其機構。
[0023]圖6是動態形變三棱柱體圖，它是由圖1中的三個動態形變矩形組合而成。用矩形ACBD，矩形CEFB和矩形EADF組成。在每個動態形變矩形里都分別有兩根平交母線，這些含有平交母線的平面稱為“實動母線平面”或簡稱為“實動平面”。把每根母線端頭依次連接起來，分別組成“ACE”與“DBF”兩個三角形，稱為“虛動平面”或“被動平面”。三個豎立的實動(主動)的動態形變矩形組成“動態形變三棱柱體”。在動態形變三棱柱體上，含有平交母線的平面，是實動平面，或稱為主動平面；沒有含平交母線的平面，是虛動平面或被動平面。當這些棱柱體豎向縮小時，它的極限為豎立的直線段。在橫向自動形成虛動(被動)的上下兩個動態形變的正三角形平面發生動態時，這兩個平面會上下相對平動，遠離和接近。并且接近的極限就是此兩三角形重合。由此可以看出:動態形變三棱柱的動態極限橫向為極限平面是正三角形，其邊的長度同平交母線長度。而豎向動態形變的極限為一條直線段，故橫向極限與豎向極限互相垂直，即成90°角度。
[0024]另外，上下虛動(被動)的兩正三角形，是一個特殊的動態形變穩動結構(后面有述)該動態形變平面，可稱為動態形變虛動正三角形平面。統稱為虛動平面或被動平面。在圖6中的動態形變三棱柱上，有三個動態形變平面矩形，它們是平交母線相交的中點，依次分別為OpO2'O3，這三個中心點也是動態形變矩形平面的中點。
[0025]動態形變二棱柱是最基本的動態形變幾何圖形之一，是最基本的“空間組合動態形變體”，而且也是一個動態形變組合的“基本單元體”。
[0026]根據圖6中內容所述，圖7是圖6的“動態形變極限圖”，圖8是圖6的“動態形變簡圖”。
[0027]在動態形變幾何里，圖形會越來越復雜，在圖的繪制與視圖上都很復雜，因此只有用動態極限圖(動態形變簡圖)來表示，就容易得多了。因此，在動態行形變幾何里，要采用新的“動態形變簡圖”來制圖。(識圖時，也請用形變極限的概