一種具有剛性面板的可展結構制造技術

本發明專利技術公開了一種具有剛性面板的可展結構，該結構由下部徑向伸縮網架結構和上部剛性面板組成；下部徑向伸縮網架結構由兩個以上的環向鏈形剪式機構和兩個以上的徑向鏈形剪式機構組成，下部徑向伸縮網架結構在投影面上分為彼此連續的由三角形面板連接單元和四邊形面板連接單元組成的剛性面板連接單元；上部剛性面板由位于三角形面板連接單元的第一剛性板折疊單元和位于四邊形面板連接單元的第二剛性板折疊單元組成，第一剛性板折疊單元展開狀態下的幾何形狀為一等腰三角形板，第二剛性板折疊單元展開狀態下的幾何形狀為一對角線垂直的四邊形板。本發明專利技術結構伸縮自由，伸縮率大；構造合理、設計和施工簡單，特別適合中小跨度的建筑。

Deployable structure with rigid panel

The invention discloses a rigid panel of deployable structure, which is composed of a lower radial telescopic grid structure and the upper rigid panel; lower radial telescopic grid structure is composed of more than two ring chain shaped scissors mechanism and more than two radial chain shaped scissors mechanism, lower radial telescopic grid structure in the projection plane is divided into rigid panel continuous to each other by the triangle panel connecting element and quadrilateral panel connecting unit connecting unit; the upper rigid panel located by triangle panel connecting unit first rigid plate folding unit and in the quadrilateral panel connection unit second rigid plate folding unit, the first rigid plate folding unit expanded state the geometry is an isosceles triangular plate, second rigid plate folding unit of the unfolded state for a vertical diagonal quadrilateral geometry Shaped plate. The invention has the advantages of telescopic structure, freedom, high expansion rate, reasonable structure, simple design and construction, and is especially suitable for small and medium span buildings.

【技術實現步驟摘要】
一種具有剛性面板的可展結構
本專利技術涉及一種具有剛性面板的可展結構。
技術介紹
可展結構是近半個多世紀發展起來的一種新型結構，在宇航、建筑結構和軍事工程等領域起著重要作用。可展結構的主要特征是具有兩種穩定的構型：完全折疊狀態和完全展開工作狀態。在折疊狀態時，結構收攏在某一特定形狀，在外界驅動力的作用下，結構逐步展開，達到完全展開的工作狀態，然后鎖定為穩定狀態。這種結構完全折疊后成為緊密的捆狀，充分展開固定后達到初始工作狀態，能夠覆蓋較大的空間。但國內外建筑對于可展結構的應用十分有限，并且不能良好滿足人們對可展結構的建筑功能需求。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足，而提供了一種豎向剛度好、收縮率大且結構簡單易于折疊的具有剛性面板的可展結構。滿足建筑對可展結構的各項功能要求,還具有設計和施工方便等優點。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種具有剛性面板的可展結構，該結構由下部徑向伸縮網架結構和上部剛性面板組成；所述下部徑向伸縮網架結構由兩個以上的環向鏈形剪式機構和兩個以上的徑向鏈形剪式機構組成，環向鏈形剪式機構同心布置，徑向鏈形剪式機構沿所述環向鏈形剪式機構形成的圓環的徑向布置；環向鏈形剪式機構由多個環向對稱剪式鉸單元頭尾相連成環形；徑向鏈形剪式機構由多個徑向對稱剪式鉸單元頭尾相連成線形；所述環向對稱剪式鉸由兩個長度相等的第一連桿在桿中間鉸接組成，所述徑向對稱剪式鉸由兩個長度相等的第二連桿在桿中間鉸接組成；徑向鏈形剪式機構與環向鏈形剪式機構通過徑向對稱剪式鉸單元的第二連桿端部與環向對稱剪式鉸單元的第一連桿端部鉸接實現連接；所述下部徑向伸縮網架結構在投影面上分為彼此連續的由三角形面板單元和四邊形面板連接單元組成的剛性面板連接單元；所述三角形面板連接單元沿徑向鏈形剪式機構對稱，所述三角形面板連接單元的三個頂點包括兩個間隔的徑向鏈形剪式機構和最內側的環向鏈形剪式機構鉸接形成的第一頂點和第二頂點，以及位于第一和第二頂點中間的徑向鏈形剪式機構和最內側相鄰的環向鏈形剪式機構的鉸接點構成的第三頂點；所述四邊形面板連接單元沿徑向鏈形剪式機構對稱，所述四邊形面板連接單元的四個頂點位于相鄰的三個徑向鏈形剪式機構上并且都在徑向鏈形剪式機構和環向鏈形剪式機構的鉸接點上；所述四邊形面板連接單元的四個頂點包括位于相鄰的三個徑向鏈形剪式機構的中間徑向鏈形剪式機構與相間隔一個環向鏈形剪式機構的兩個環向鏈形剪式機構的鉸接點上的第四頂點和第五頂點，以及位于相鄰的三個徑向鏈形剪式機構中兩側的徑向鏈形剪式機構和被相間隔的環向鏈形剪式機構的鉸接點上的第六頂點和第七頂點；其中三角形面板連接單元S個，四邊形面板連接單元N個，X為徑向鏈形剪式機構的個數，Y為環向鏈形剪式機構的個數，則滿足所述上部剛性面板由位于所述三角形面板連接單元的第一剛性板折疊單元和位于所述四邊形面板連接單元的第二剛性板折疊單元組成；所述第一剛性板折疊單元由兩對以上的第一剛性板組鉸接而成且展開后成一等腰三角形，每對第一剛性板組為由兩塊剛性板沿所述等腰三角形的高所在位置鉸接的折疊結構，相鄰對第一剛性板組的兩塊剛性板之間的折疊方向相反，相鄰第一剛性板組之間的折疊方向相反；所述第二剛性板折疊單元由四對以上的第二剛性板組鉸接而成且展開后成一對角線垂直的四邊形板，每對第二剛性板組為由兩塊剛性板沿所述對角線所在位置鉸接的折疊結構，相鄰對第二剛性板組的兩塊剛性板之間的折疊方向相反，相鄰第二剛性板組之間的折疊方向相反。第一剛性板組沿所述等腰三角形的高等距布置；第二剛性板組沿所述四邊形板的對角線等距布置。所述徑向鏈形剪式機構在所述圓環上均勻布置，所述環向鏈形剪式機構在圓環的徑向上等距布置。所述環向鏈形剪式機構的個數為3～10個，所述徑向鏈形剪式機構的個數為10～40個。所述第一連桿為直桿。所述第一連桿為平面直桿。所述第二連桿為直桿。所述第二連桿為平面直桿。當伸縮網架處于完全展開狀態時，具有剛性面板的可展結構處于張緊狀態，承受外界及結構自身的荷載，此時剛性面板單元的固接角點之間的距離最大；當伸縮網架處于收縮狀態時，剛性面板單元的固接角點之間距離縮短。本專利技術具有剛性面板的可展結構糅合了可展結構和剛性面板結構的特點，使其有許多優點:1)自重輕。剛性面板可采用輕盈的材料，從而使結構重量降低，下部的支撐結構和基礎的斷面尺寸也可以相應縮小，大大降低工程造價。2)減少能源消耗，節省費用。剛性面板耗材少，并且可以選用有一定透光率的材料，在可展網架結構完全展開時可充分利用自然光，白天使用可以減少人工照明。3)施工速度快。本專利技術由徑向鏈形剪式機構和環向鏈形剪式機構同步進行伸縮，上部采用剛性面板，從而使得網架-剛性面板組合結構伸縮自由，伸縮率大；剪式鉸單元的折疊方向為豎直面，使網架-剛性面板組合結構具有較大的豎向剛度，而且構造合理、設計和施工簡單，特別適合中小跨度的建筑。附圖說明下面結合附圖及實施例對本專利技術進一步詳細說明：圖1是本專利技術具有剛性面板的可展結構示意圖。圖2是本專利技術具有剛性面板的可展結構的俯視圖。圖3是徑向鏈形剪式機構和環向鏈形剪式機構鉸接示意圖。圖4是組成鏈形剪式機構的對稱剪式鉸單元示意圖。圖5是三角形面板連接單元上的第一剛性板折疊單元展開狀態示意圖。圖6為三角形面板連接單元上的第一剛性板折疊單元折疊狀態示意圖。圖7是四邊形面板連接單元上的第二剛性板折疊單元展開狀態示意圖。圖8是四邊形面板連接單元上的第二剛性板折疊單元折疊狀態示意圖。具體實施方式下面參照說明書附圖，對本專利技術作出更為詳細的說明：如圖1所示，一種具有剛性面板的可展結構1。該結構由下部徑向伸縮網架結構和上部剛性面板組成，其中網架結構是由3個環向鏈形剪式機構2和16個徑向鏈形剪式機構4組成。其中，環向鏈形剪式機構2由48個環向對稱剪式鉸單元3組成，環向鏈形剪式機構2沿徑向均勻間隔布置；徑向鏈形剪式機構4由12個徑向對稱剪式鉸單元5組成，徑向鏈形剪式機構4沿環向均勻間隔布置。徑向伸縮網架結構在投影面上分為彼此連續的剛性面板連接單元，包括三角形面板連接單元ACE、四邊形面板連接單元ABCD。三角形面板連接單元中的兩個頂點A、E位于間隔的兩個徑向鏈形剪式機構和內側的環向鏈形剪式機構鉸接形成的第一頂點、第二頂點，以及位于第一和第二頂點中間的徑向鏈形剪式機構和最內側相鄰的環向鏈形剪式機構的鉸接點構成的第三頂點C；四邊形面板連接單元沿徑向鏈形剪式機構對稱，四邊形面板連接單元的四個頂點位于相鄰的三個徑向鏈形剪式機構上，其中，A、B頂點位于相鄰的三個徑向鏈形剪式機構的中間徑向鏈形剪式機構與兩個環向鏈形剪式機構的鉸接點上，另外兩個頂點C、D分別位于相鄰的三個徑向鏈形剪式機構中兩側的徑向鏈形剪式機構和環向鏈形剪式機構的鉸接點上；如圖2所示，在可展結構的投影面上連續分布著三角形面板連接單元7和四邊形面板連接單元8。具有剛性面板的可展結構有8個三角形面板連接單元7，16個四邊形面板連接單元8。剛性面板連接單元的角點與三角形、四邊形的頂點固接，相鄰單元之間在邊界處緊密過渡連接。如圖3所示，徑向鏈形剪式機構和環向鏈形剪式機構的連接節點構成如下：環向鏈形機構2和徑向鏈形機構4通過上下兩個剪式鉸單元連桿端部鉸節點6連接。由此，通過該本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有剛性面板的可展結構，該結構由下部徑向伸縮網架結構和上部剛性面板組成；所述下部徑向伸縮網架結構由兩個以上的環向鏈形剪式機構和兩個以上的徑向鏈形剪式機構組成，環向鏈形剪式機構同心布置，徑向鏈形剪式機構沿所述環向鏈形剪式機構形成的圓環的徑向布置；環向鏈形剪式機構由多個環向對稱剪式鉸單元頭尾相連成環形；徑向鏈形剪式機構由多個徑向對稱剪式鉸單元頭尾相連成線形；所述環向對稱剪式鉸由兩個長度相等的第一連桿在桿中間鉸接組成，所述徑向對稱剪式鉸由兩個長度相等的第二連桿在桿中間鉸接組成；徑向鏈形剪式機構與環向鏈形剪式機構通過徑向對稱剪式鉸單元的第二連桿端部與環向對稱剪式鉸單元的第一連桿端部鉸接實現連接；所述下部徑向伸縮網架結構在投影面上分為彼此連續的由三角形面板連接單元和四邊形面板連接單元組成的剛性面板連接單元；所述三角形面板連接單元沿徑向鏈形剪式機構對稱，所述三角形面板連接單元的三個頂點包括兩個間隔的徑向鏈形剪式機構和最內側的環向鏈形剪式機構鉸接形成的第一頂點和第二頂點，以及位于第一和第二頂點中間的徑向鏈形剪式機構和最內側相鄰的環向鏈形剪式機構的鉸接點構成的第三頂點；所述四邊形面板連接單元沿徑向鏈形剪式機構對稱，所述四邊形面板連接單元的四個頂點位于相鄰的三個徑向鏈形剪式機構上并且都在徑向鏈形剪式機構和環向鏈形剪式機構的鉸接點上；所述四邊形面板連接單元的四個頂點包括位于相鄰的三個徑向鏈形剪式機構的中間徑向鏈形剪式機構與相間隔一個環向鏈形剪式機構的兩個環向鏈形剪式機構的鉸接點上的第四頂點和第五頂點，以及位于相鄰的三個徑向鏈形剪式機構中兩側的徑向鏈形剪式機構和被相間隔的環向鏈形剪式機構的鉸接點上的第六頂點和第七頂點；其中三角形面板連接單元S個，四邊形面板連接單元N個，X為徑向鏈形剪式機構的個數，Y為環向鏈形剪式機構的個數，則滿足...

【技術特征摘要】
1.一種具有剛性面板的可展結構，該結構由下部徑向伸縮網架結構和上部剛性面板組成；所述下部徑向伸縮網架結構由兩個以上的環向鏈形剪式機構和兩個以上的徑向鏈形剪式機構組成，環向鏈形剪式機構同心布置，徑向鏈形剪式機構沿所述環向鏈形剪式機構形成的圓環的徑向布置；環向鏈形剪式機構由多個環向對稱剪式鉸單元頭尾相連成環形；徑向鏈形剪式機構由多個徑向對稱剪式鉸單元頭尾相連成線形；所述環向對稱剪式鉸由兩個長度相等的第一連桿在桿中間鉸接組成，所述徑向對稱剪式鉸由兩個長度相等的第二連桿在桿中間鉸接組成；徑向鏈形剪式機構與環向鏈形剪式機構通過徑向對稱剪式鉸單元的第二連桿端部與環向對稱剪式鉸單元的第一連桿端部鉸接實現連接；所述下部徑向伸縮網架結構在投影面上分為彼此連續的由三角形面板連接單元和四邊形面板連接單元組成的剛性面板連接單元；所述三角形面板連接單元沿徑向鏈形剪式機構對稱，所述三角形面板連接單元的三個頂點包括兩個間隔的徑向鏈形剪式機構和最內側的環向鏈形剪式機構鉸接形成的第一頂點和第二頂點，以及位于第一和第二頂點中間的徑向鏈形剪式機構和最內側相鄰的環向鏈形剪式機構的鉸接點構成的第三頂點；所述四邊形面板連接單元沿徑向鏈形剪式機構對稱，所述四邊形面板連接單元的四個頂點位于相鄰的三個徑向鏈形剪式機構上并且都在徑向鏈形剪式機構和環向鏈形剪式機構的鉸接點上；所述四邊形面板連接單元的四個頂點包括位于相鄰的三個徑向鏈形剪式機構的中間徑向鏈形剪式機構與相間隔一個環向鏈形剪式機構的兩個環向鏈形剪式機構的鉸接點上的第四頂點和第五頂點，以及位于相鄰的三個徑向鏈形剪式機構中兩側的徑向鏈形剪式機構和被相間隔的環向鏈形剪式機構的鉸接點上的第六頂點和第七頂點；其中三角形面板連接單元S...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡建國，吳森坤，馮健，王馨玉，朱奕鋒，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32