[發(fā)明專利]一種基于張拉整體原理的懸浮柱狀發(fā)光體系

有效

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• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN103939783A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王暉;許賢;羅堯治
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V23/06;F21V19/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于張拉整體原理的懸浮柱狀發(fā)光體系，尤其涉及一種由離散布置的發(fā)光管和連續(xù)布置的導(dǎo)線組成的柱狀發(fā)光體系。

背景技術(shù)

張拉整體是由連續(xù)的受拉單元和間斷的受壓單元所組成的自平衡體系。張拉整體是張力海洋中壓力的孤島，即受壓單元總是被受拉單元所包圍。該類體系的剛度由預(yù)應(yīng)力提供，且系統(tǒng)內(nèi)部的預(yù)應(yīng)力自我相互平衡，一旦預(yù)應(yīng)力喪失，體系將不再成立。張拉整體體系具有質(zhì)量輕、造型優(yōu)美等優(yōu)點，受到了學(xué)術(shù)及工程界的廣泛關(guān)注。

傳統(tǒng)上，張拉整體一直被視為一種結(jié)構(gòu)體系，其應(yīng)用領(lǐng)域或潛在的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在結(jié)構(gòu)工程界，例如作為大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)的索穹頂、懸支穹頂、張弦桁架等新型結(jié)構(gòu)體系均基于一定的張拉整體思想。此外，航空航天領(lǐng)域利用張拉整體的原理提出了可展結(jié)構(gòu)、自適應(yīng)結(jié)構(gòu)等新型結(jié)構(gòu)體系；機械領(lǐng)域的學(xué)者提出了基于張拉整體的可動機器人的設(shè)想。目前尚無基于張拉整體原理的柱狀發(fā)光體系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于張拉整體原理的懸浮柱狀發(fā)光體系。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種基于張拉整體原理的懸浮柱狀發(fā)光體系，所述柱狀發(fā)光體系由若干基本模塊通過一定的規(guī)則豎向組合而成，且所有節(jié)點位于同一外接圓柱面上。整個柱狀發(fā)光體系的具體組成由以下參數(shù)唯一確定：對應(yīng)的外接圓柱的半徑r、層數(shù)(即基本模塊數(shù))m、單個基本模塊包含的發(fā)光管數(shù)量n、單個基本模塊的高度h、層間重疊率μ以及層間扭轉(zhuǎn)角

進一步地，當(dāng)層數(shù)m＝1時，整個柱狀發(fā)光體系由單個獨立模塊組成，該獨立模塊包括2n個節(jié)點、n根發(fā)光管和3n根拉索；當(dāng)層數(shù)m＝2時，整個柱狀發(fā)光體系由2個端模塊組成，當(dāng)層數(shù)m≥3時，整個柱狀發(fā)光體系由位于兩端的2個端模塊和位于中間的m-2個中間模塊組成，每個端模塊包括3n個節(jié)點、n根發(fā)光管和5n根拉索，每個中間模塊包括4n個節(jié)點、n根發(fā)光管和7n根拉索。

進一步地，當(dāng)層數(shù)m＝1時，所述獨立模塊的2n個節(jié)點分為兩組，每組n個節(jié)點，其中，底部的n個節(jié)點為一組，編號分別為A₁、A₂、…、A_n；頂部的n個節(jié)點為一組，編號分別為B₁、B₂、…、B_n。節(jié)點A_i和節(jié)點B_i之間連接發(fā)光管A_iB_i，其中下標(biāo)i＝1、2、…、n；連接節(jié)點A_i和節(jié)點A_i+1的拉索、連接節(jié)點A_n和節(jié)點A₁的拉索、連接節(jié)點B_i和節(jié)點B_i+1的拉索、連接節(jié)點B_n和節(jié)點B₁的拉索稱為水平索，其中下標(biāo)i＝2、3、…、n-1；連接節(jié)點A_i和節(jié)點B_i-1的拉索以及連接節(jié)點A₁和節(jié)點B_n的拉索稱為豎索，其中下標(biāo)i＝2、3、…、n；頂面正n邊形與底面正n邊形的相對扭轉(zhuǎn)角滿足如下方程：