布は経糸と緯糸の二方向の糸が交互に織られています。糸の方向、つまり縦と横には引っ張っても伸びませんが、斜め(バイアス方向)に引っ張ると伸びます。よく観察すると斜めに引っ張ったとき、引っ張ったのとは直交する方向には縮むことがわかります。
この動きは、かたい材料と回転ジョイントで作ることができ、パンタグラフ機構と呼ばれています。菱形が四辺の長さを保って対角線方向へ変形する動きです。
パンタグラフ機構を連結するとマジックハンドのような1自由度の機構(一か所を固定すると全体形状が確定する構造。一か所を動かすことで全体が連動する。)になります。ハサミのように動くことから、シザース機構とも呼ばれます。
このような変形の性質を使うと折り畳んで展開したり、さまざまに曲面変形させたりできる構造物が作れます。
Fabric is made by weaving together two sets of yarns in perpendicular directions, called the warp and weft. While the fabric resists stretching when pulled along the direction of the yarns (i.e., vertically or horizontally), it stretches when pulled diagonally (bias direction). Upon closer inspection, it can be observed that when stretched diagonally, the fabric contracts perpendicular to the pulling direction.
This behavior can be replicated using rigid materials and rotating joints, resulting in what is known as a pantograph mechanism. This mechanism allows a rhombus shape to deform along its diagonal while maintaining the length of its four sides.
Connecting multiple pantograph mechanisms creates a one-degree-of-freedom structure similar to a magic arm (a structure where fixing one point determines the overall shape, and moving one point causes the entire structure to move synthetically). Due to its scissor-like movement, this mechanism is also referred to as a scissors mechanism.
Utilizing the scissors mechanism, it is possible to create deployable structures that can be folded to a compact form or undergo various curved surface deformations.
沖縄のおもちゃです。指を抜こうとして引っ張るとすぼまって抜けなくなります。縮めながら指を抜きます。
縦横には伸び縮みせず、斜めには伸びます。ポアソン比は正です。
Transformable Scissors Surface / Seri Nishimoto, Tomohiro Tachi
Buckling rhombic dodecahedron / Hiroaki Deguchi