一種具有冗余約束的環(huán)形展開支架結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有冗余約束的環(huán)形展開支架結(jié)構(gòu)，包括第一剪式單元圈、第二剪式單元圈、第三剪式單元圈以及連接板，第一剪式單元圈由第一X型連桿首尾相互串聯(lián)銷接而成；第二剪式單元圈由第二X型連桿首尾相互串聯(lián)銷接而成；第三剪式單元圈由第三X型連桿首尾相互串聯(lián)銷接而成；第一X型連桿、第二X型連桿、第三X型連桿以及連接板個(gè)數(shù)相同，連接板的上端與第一剪式單元圈在第一銷接點(diǎn)和第二剪式單元圈在第二接點(diǎn)銷接，連接板的下端與第三剪式單元圈在第三銷接點(diǎn)銷接。本發(fā)明提供的支架結(jié)構(gòu)，共包括三圈剪式單元，如果在使用中鋁板與其中的某個(gè)剪式單元的連接出現(xiàn)問題，另外兩個(gè)剪式單元的存在仍然可以保證鋁板的位置不變，減小了安全隱患。
【專利說明】 一種具有冗余約束的環(huán)形展開支架結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由剪式單元和矩形鋁板組合而成的可展開結(jié)構(gòu)，并通過銷接節(jié)點(diǎn)的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的折疊與展開。
【背景技術(shù)】
[0002]可展結(jié)構(gòu)是近半個(gè)多世紀(jì)來發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)，在宇航、建筑結(jié)構(gòu)和軍事工程等領(lǐng)域起著重要作用。可展結(jié)構(gòu)的主要特征是具有兩種穩(wěn)定的構(gòu)型:完全折疊狀態(tài)和完全展開工作狀態(tài)。在折疊狀態(tài)時(shí)，結(jié)構(gòu)收攏在某一特定形狀，在外界驅(qū)動(dòng)力的作用下，結(jié)構(gòu)逐步展開，達(dá)到完全展開的工作狀態(tài)，然后鎖定為穩(wěn)定狀態(tài)。
[0003]可展剪式鉸結(jié)構(gòu)是一種基于剪式鉸單元的空間結(jié)構(gòu)，能夠設(shè)計(jì)出豐富多彩的幾何外形。這種結(jié)構(gòu)完全折疊后成為緊密的捆狀，充分展開固定后達(dá)到初始工作狀態(tài)，能夠覆蓋較大的空間。同時(shí)整個(gè)結(jié)構(gòu)可以在工廠成批生產(chǎn)，制作完成后折疊成捆狀運(yùn)輸?shù)焦さ卣归_使用；此外，這類結(jié)構(gòu)極其便于拆遷。利用此特點(diǎn)，這結(jié)構(gòu)可以廣泛的應(yīng)用于軍事建筑，短期性建筑，以及體育場大劇院等大跨度空間結(jié)構(gòu)中。
[0004]在已有的結(jié)構(gòu)中，剪式鉸結(jié)構(gòu)多是作為豎向提升裝置而存在的，利用剪式鉸結(jié)構(gòu)打開前和打開后在形狀和高度上的巨大區(qū)別，其會(huì)有很好的提升效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種便于攜帶的、具有更大折疊率的、基于剪式單元的環(huán)形展開支架。
[0006]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種環(huán)形展開支架結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括第一剪式單元圈、第二剪式單元圈、第三剪式單元圈以及連接板，所述的第一剪式單元圈由第一 X型連桿首尾相互串聯(lián)銷接而成，第一 X型連桿由兩個(gè)第一連板銷接而成，兩個(gè)第一連板的銷接點(diǎn)為第一銷接點(diǎn)；所述的第二剪式單元圈由第二 X型連桿首尾相互串聯(lián)銷接而成，第二 X型連桿由兩個(gè)第二連板銷接而成，兩個(gè)第二連板的銷接點(diǎn)為第二銷接點(diǎn)，所述的第三剪式單元圈由第三X型連桿首尾相互串聯(lián)銷接而成，第三X型連桿由兩個(gè)第三連板銷接而成，兩個(gè)第三連板的銷接點(diǎn)為第三銷接點(diǎn)，所述的第一銷接點(diǎn)和第二銷接點(diǎn)位于半徑不同的兩個(gè)同心圓上，所述第一銷接點(diǎn)所在同心圓的半徑小于第二銷接點(diǎn)所在同心圓的半徑；所述的第一 X型連桿、第二 X型連桿、第三X型連桿以及連接板個(gè)數(shù)相同，所述連接板位于所述同心圓的徑向上，連接板的上端與第一剪式單元圈在第一銷接點(diǎn)和第二剪式單元圈在第二銷接點(diǎn)銷接，連接板的下端與第三剪式單元圈在第三銷接點(diǎn)銷接。
[0007]所述的連接板為48塊。
[0008]所述的第一剪式單元圈的內(nèi)端與第三剪式單元圈的內(nèi)端在同一半徑的圓上；所述的第二剪式單元圈的外端與第三剪式單元圈的外端在同一半徑的圓上。一種環(huán)形展開的支撐結(jié)構(gòu)，由剪式單元與矩形鋁板通過銷釘銷接而成；所述剪式單元包括三圈，底部剪式單元由兩塊條形鋁板通過銷釘銷接而成，在底部剪式單元之間分別在端部通過銷釘銷接在一起，展開以后形成一個(gè)環(huán)形的剪式單元圈；同樣的，頂部外層剪式單元圈和頂部內(nèi)層剪式單元圈分別由頂部外層剪式單元和頂部內(nèi)層剪式單元與銷釘銷接而成；其中，在銷釘與剪式單元的接觸面，剪式單元之間的接觸面上，都存在著四氟墊板；所述一塊矩形鋁板的下端與頂部剪式單元在其兩塊條形鋁板相銷接的位置與剪式單元銷接在一起，所述矩形鋁板的上端分別與頂部外層剪式單元和頂部內(nèi)層剪式單元在其兩塊條形鋁板相銷接的位置與剪式單元銷接在一起。且每塊矩形鋁板下端的一個(gè)銷接點(diǎn)和上端的兩個(gè)銷接點(diǎn)都不在同一條豎直線上。
[0009]整個(gè)支架結(jié)構(gòu)包括48塊矩形鋁板，展開后每兩塊矩形鋁板之間的夾角為7.5°，所有矩形鋁板的中心延長線指向同一個(gè)圓心。每隔90°固定一塊矩形鋁板。
[0010]更為優(yōu)選的，所述48塊矩形鋁板的頂端的兩個(gè)銷接節(jié)點(diǎn)與底端的一個(gè)銷接節(jié)點(diǎn)的相對位置是相同的。
[0011]有益效果:本發(fā)明提供的支架結(jié)構(gòu)，采用上部兩個(gè)剪式單元圈和下部一個(gè)剪式單元圈對中間的連接板進(jìn)行展開和折疊，通過三個(gè)剪式單元圈與連接板形成的三個(gè)銷接點(diǎn)定位，不僅可以簡單的提高連接板的折疊率，而且展開在任一位置時(shí)，連接板的位置都是固定的指向圓心位置。并且，，如果在使用中鋁板與其中的某個(gè)剪式單元圈的連接出現(xiàn)問題，另外兩個(gè)剪式單元圈的存在仍然可以保證鋁板的位置不變，減小了安全隱患。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為頂部支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為底部支架的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為底部支架折置狀態(tài)的結(jié)構(gòu)意圖；
圖5為底部剪式單元圈與矩形鋁板之間通過銷釘銷接的示意圖；
圖6為頂部剪式單元圈與矩形鋁板之間通過銷釘銷接的示意圖。
[0013]其中:1、第一剪式單兀圈，11、第一 X型連桿，111、第一連板，112、第一銷接點(diǎn),2、第二剪式單元圈，21、第二 X型連桿，211、第二連板，212、第二銷接點(diǎn)，3、第三剪式單元圈，31、第三X型連桿，311、第三連板，312、第，三銷接點(diǎn)，4、連接板，5、銷釘。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0015]如圖所示為基于本發(fā)明思想的一種環(huán)形展開支架的結(jié)構(gòu)示意圖，由剪式單元與連接板4通過銷釘5鉸接而成，其中剪式單元包括居于底部的第三剪式單元圈3以及居于頂部的第一剪式單元圈I和第二剪式單元圈2，其中第一剪式單元圈I為內(nèi)層剪式單元圈，第二剪式單元圈2為外層剪式單元圈，連接板4選用矩形鋁板。
[0016]第三剪式單元圈I由兩塊條形鋁板通過銷釘5銷接而成，在底部的第三剪式單元圈I之間分別在端部通過銷釘5銷接在一起，展開以后形成一個(gè)環(huán)形的剪式單元圈；同樣的，頂部外層剪式單元圈和頂部內(nèi)層剪式單元圈分別由頂部外層剪式單元和頂部內(nèi)層剪式單元與銷釘5銷接而成；其中，在銷釘5與剪式單元的接觸面，剪式單元之間的接觸面上，都存在著四氟墊板；所述一塊矩形鋁板的下端與底部剪式單元在其兩塊條形鋁板相銷接的位置與剪式單元銷接在一起，所述矩形鋁板的上端分別與頂部外層剪式單元和頂部內(nèi)層剪式單元在其兩塊條形鋁板相銷接的位置與剪式單元銷接在一起，如圖5、6所示。且每塊矩形鋁板上端的兩個(gè)銷接點(diǎn)和下端的一個(gè)銷接點(diǎn)都不在同一條豎直線上。每兩塊矩形鋁板之間的夾角為7.5°，所有矩形鋁板的中心延長線指向同一個(gè)圓心。每隔90°固定一塊矩形鋁板，如圖1所示。
[0017]所述的環(huán)形展開的支撐結(jié)構(gòu)，展開之后整個(gè)支撐結(jié)構(gòu)包括48塊矩形鋁板4，如圖1所示。
[0018]所述的環(huán)形展開的支撐結(jié)構(gòu)，所述48塊矩形鋁板的頂端的兩個(gè)銷接節(jié)點(diǎn)與底端的一個(gè)銷接節(jié)點(diǎn)的相對位置是相同的，如圖1所示。
[0019]實(shí)施程序:首先利用計(jì)算機(jī)擬定矩形鋁板展開后的位置，之后在指定位置布置剪式單元，將各個(gè)剪式單元連接起來，便形成了可折疊的環(huán)形支架。
[0020]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有冗余約束的環(huán)形展開支架結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括第一剪式單元圈、第二剪式單元圈、第三剪式單元圈以及連接板，所述的第一剪式單元圈由第一 X型連桿首尾相互串聯(lián)銷接而成，第一 X型連桿由兩個(gè)第一連板銷接而成，兩個(gè)第一連板的銷接點(diǎn)為第一銷接點(diǎn)；所述的第二剪式單元圈由第二X型連桿首尾相互串聯(lián)銷接而成，第二X型連桿由兩個(gè)第二連板銷接而成，兩個(gè)第二連板的銷接點(diǎn)為第二銷接點(diǎn)，所述的第三剪式單元圈由第三X型連桿首尾相互串聯(lián)銷接而成，第三X型連桿由兩個(gè)第三連板銷接而成，兩個(gè)第三連板的銷接點(diǎn)為第三銷接點(diǎn)，所述的第一銷接點(diǎn)和第二銷接點(diǎn)位于半徑不同的兩個(gè)同心圓上，所述第一銷接點(diǎn)所在同心圓的半徑小于第二銷接點(diǎn)所在同心圓的半徑；所述的第一 X型連桿、第二 X型連桿、第三X型連桿以及連接板個(gè)數(shù)相同，所述連接板位于所述同心圓的徑向上，連接板的上端與第一剪式單元圈在第一銷接點(diǎn)和第二剪式單元圈在第二銷接點(diǎn)銷接，連接板的下端與第三剪式單元圈在第三銷接點(diǎn)銷接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冗余約束的環(huán)形展開支架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的連接板為48塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有冗余約束的環(huán)形展開支架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的第一剪式單元圈的內(nèi)端與第三剪式單元圈的內(nèi)端在同一半徑的圓上；所述的第二剪式單元圈的外端與第三剪式單元圈的外端在同一半徑的圓上。
【文檔編號】E04B1/344GK103882986SQ201410139019
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】蔡建國, 丁一凡, 馮健 申請人:東南大學(xué)