[發明專利]平面徑向開合屋蓋結構

有效

• 申請號: 201610829448.3
• 申請日: 2016-09-19
• 公開（公告）號: CN106284808B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 蔡建國;馬瑞君;吳森坤;馮健;陸棟;朱奕鋒
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E04B7/16
• 分類號: E04B7/16
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明涉及一種平面徑向開合屋蓋結構，尤其是一種具有徑向雙層鏈形剪式機構和環向鏈形剪式機構的平面徑向開合屋蓋結構。

背景技術

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。

可展剪式鉸結構是一種基于剪式鉸單元的空間結構，能夠設計出豐富多彩的幾何外形。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。同時整個結構可以在工廠成批生產，制作完成后折疊成捆狀運輸到工地展開使用；此外，這類結構極其便于拆遷。利用此特點，這種結構可以廣泛應用于軍事建筑、短期性建筑、體育場以及大劇院等大跨度空間結構中。

目前可展結構存在尺寸跨度小，杠件數量多，節點構造復雜的問題，并且結構剛度較差，穩定問題突出，不利于設計和施工。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足，而提供一種豎向剛度好、收縮率大且結構簡單易于折疊的平面徑向開合屋蓋結構。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種平面徑向開合屋蓋結構，其特征在于，由兩個以上的環向鏈形剪式機構和兩個以上的徑向雙層鏈形剪式機構組成，所述環向鏈形剪式機構同心布置，所述徑向雙層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；所述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，所述環向對稱剪式鉸單元的折疊方向垂直所述圓環所在平面，每個環向對稱剪式鉸單元由兩個長度相等的第一連桿在第一連桿的中部鉸接而成，相鄰兩環向對稱剪式鉸單元的第一連桿之間在第一連桿的端部鉸接；所述徑向雙層鏈形剪式機構由上下對齊的兩層水平鏈形剪式機構組成，其中每層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，所述徑向對稱剪式鉸單元的折疊方向在水平面內，每個徑向對稱剪式鉸單元由兩個長度相等的第二連桿在第二連桿的中部鉸接而成，相鄰兩徑向對稱剪式鉸單元的第二連桿之間在第二連桿的端部鉸接；所述徑向上下兩層鏈形剪式機構分別與所述環向鏈形剪式機構通過所述徑向對稱剪式鉸單元的第二連桿端部與所述環向對稱剪式鉸單元的第一連桿端部鉸接實現連接，并且徑向雙層鏈形剪式機構伸出最外圈環向鏈形剪式機構的端部，并固定于只具有水平轉動自由度的鉸支座。

所述徑向雙層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，所述徑向雙層鏈形剪式機構的個數為5～40個。

所述第一連桿為平面直桿。

所述第二連桿為平面直桿。

有益效果：本發明由徑環向鏈形剪式機構同步伸縮實現平面徑向開合屋蓋結構的開合，從而使得平面徑向開合屋蓋伸縮自由，伸縮率大，而且其構造合理、設計和施工簡單，環向剪式機構的剪式鉸單元的折疊方向為豎直面，徑向雙層剪式機構由上下兩層剪式機構組成，從而使平面徑向開合屋蓋結構具有較大的豎向剛度，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發明進一步詳細說明：

圖1是本發明平面徑向開合屋蓋結構示意圖。

圖2是平面徑向開合屋蓋結構環向鏈形剪式機構示意圖。

圖3是平面徑向開合屋蓋結構徑向雙層鏈形剪式機構示意圖。

圖4是平面徑向開合屋蓋結構的徑環向鏈形剪式機構鉸接示意圖。

圖5是組成徑環向鏈形剪式機構的對稱剪式鉸單元示意圖。

具體實施方式

下面參照說明書附圖，對本發明作出更為詳細的說明：

如圖1所示，一種平面徑向開合屋蓋結構1。平面徑向開合屋蓋結構1是由3個環向鏈形剪式機構2和16個徑向雙層鏈形剪式機構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；徑向雙層鏈形剪式機構4由上下對齊的兩層鏈形剪式機構組成，其中每層鏈形剪式機構由14個徑向對稱剪式鉸單元5組成，徑向雙層鏈形剪式機構4沿環向均勻間隔布置。并且徑向雙層鏈形剪式機構4伸出最外圈環向鏈形剪式機構一定的長度，并固定于只具有水平轉動自由度的鉸支座7。

如圖2所示，環向鏈形剪式機構由48個環向對稱剪式鉸單元頭尾連接成環，相鄰兩剪式鉸單元之間在第一連桿的端部鉸接；