CN103882986B - 一种具有冗余约束的环形展开支架结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有冗余约束的环形展开支架结构，包括第一剪式单元圈、第二剪式单元圈、第三剪式单元圈以及连接板，第一剪式单元圈由第一X型连杆首尾相互串联销接而成；第二剪式单元圈由第二X型连杆首尾相互串联销接而成；第三剪式单元圈由第三X型连杆首尾相互串联销接而成；第一X型连杆、第二X型连杆、第三X型连杆以及连接板个数相同，连接板的上端与第一剪式单元圈在第一销接点和第二剪式单元圈在第二接点销接，连接板的下端与第三剪式单元圈在第三销接点销接。本发明提供的支架结构，共包括三圈剪式单元，如果在使用中铝板与其中的某个剪式单元的连接出现问题，另外两个剪式单元的存在仍然可以保证铝板的位置不变，减小了安全隐患。

Description

一种具有冗余约束的环形展开支架结构

技术领域

本发明涉及一种由剪式单元和矩形铝板组合而成的可展开结构，并通过销接节点的设置来实现结构的折叠与展开。

背景技术

可展结构是近半个多世纪来发展起来的一种新型结构，在宇航、建筑结构和军事工程等领域起着重要作用。可展结构的主要特征是具有两种稳定的构型：完全折叠状态和完全展开工作状态。在折叠状态时，结构收拢在某一特定形状，在外界驱动力的作用下，结构逐步展开，达到完全展开的工作状态，然后锁定为稳定状态。

可展剪式铰结构是一种基于剪式铰单元的空间结构，能够设计出丰富多彩的几何外形。这种结构完全折叠后成为紧密的捆状，充分展开固定后达到初始工作状态，能够覆盖较大的空间。同时整个结构可以在工厂成批生产，制作完成后折叠成捆状运输到工地展开使用；此外，这类结构极其便于拆迁。利用此特点，这结构可以广泛的应用于军事建筑，短期性建筑，以及体育场大剧院等大跨度空间结构中。

在已有的结构中，剪式铰结构多是作为竖向提升装置而存在的，利用剪式铰结构打开前和打开后在形状和高度上的巨大区别，其会有很好的提升效果。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种便于携带的、具有更大折叠率的、基于剪式单元的环形展开支架。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种环形展开支架结构，其特征在于：包括第一剪式单元圈、第二剪式单元圈、第三剪式单元圈以及连接板，所述的第一剪式单元圈由第一X型连杆首尾相互串联销接而成，第一X型连杆由两个第一连板销接而成，两个第一连板的销接点为第一销接点；所述的第二剪式单元圈由第二X型连杆首尾相互串联销接而成，第二X型连杆由两个第二连板销接而成，两个第二连板的销接点为第二销接点，所述的第三剪式单元圈由第三X型连杆首尾相互串联销接而成，第三X型连杆由两个第三连板销接而成，两个第三连板的销接点为第三销接点，所述的第一销接点和第二销接点位于半径不同的两个同心圆上，所述第一销接点所在同心圆的半径小于第二销接点所在同心圆的半径；所述的第一X型连杆、第二X型连杆、第三X型连杆以及连接板个数相同，所述连接板位于所述同心圆的径向上，连接板的上端与第一剪式单元圈在第一销接点和第二剪式单元圈在第二销接点销接，连接板的下端与第三剪式单元圈在第三销接点销接。

所述的连接板为48块。

所述的第一剪式单元圈的内端与第三剪式单元圈的内端在同一半径的圆上；所述的第二剪式单元圈的外端与第三剪式单元圈的外端在同一半径的圆上。一种环形展开的支撑结构，由剪式单元与矩形铝板通过销钉销接而成；所述剪式单元包括三圈，底部剪式单元由两块条形铝板通过销钉销接而成，在底部剪式单元之间分别在端部通过销钉销接在一起，展开以后形成一个环形的剪式单元圈；同样的，顶部外层剪式单元圈和顶部内层剪式单元圈分别由顶部外层剪式单元和顶部内层剪式单元与销钉销接而成；其中，在销钉与剪式单元的接触面，剪式单元之间的接触面上，都存在着四氟垫板；所述一块矩形铝板的下端与顶部剪式单元在其两块条形铝板相销接的位置与剪式单元销接在一起，所述矩形铝板的上端分别与顶部外层剪式单元和顶部内层剪式单元在其两块条形铝板相销接的位置与剪式单元销接在一起。且每块矩形铝板下端的一个销接点和上端的两个销接点都不在同一条竖直线上。

整个支架结构包括48块矩形铝板，展开后每两块矩形铝板之间的夹角为7.5°，所有矩形铝板的中心延长线指向同一个圆心。每隔90°固定一块矩形铝板。

更为优选的，所述48块矩形铝板的顶端的两个销接节点与底端的一个销接节点的相对位置是相同的。

有益效果：本发明提供的支架结构，采用上部两个剪式单元圈和下部一个剪式单元圈对中间的连接板进行展开和折叠，通过三个剪式单元圈与连接板形成的三个销接点定位，不仅可以简单的提高连接板的折叠率，而且展开在任一位置时，连接板的位置都是固定的指向圆心位置。并且，如果在使用中铝板与其中的某个剪式单元圈的连接出现问题，另外两个剪式单元圈的存在仍然可以保证铝板的位置不变，减小了安全隐患。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为顶部支架的结构示意图；

图3为底部支架的结构示意图；

图4为底部支架折叠状态的结构示意图；

图5为底部剪式单元圈与矩形铝板之间通过销钉销接的示意图；

图6为顶部剪式单元圈与矩形铝板之间通过销钉销接的示意图。

其中：1、第一剪式单元圈，11、第一X型连杆，111、第一连板，112、第一销接点，2、第二剪式单元圈，21、第二X型连杆，211、第二连板，212、第二销接点，3、第三剪式单元圈，31、第三X型连杆，311、第三连板，312、第,三销接点，4、连接板，5、销钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图所示为基于本发明思想的一种环形展开支架的结构示意图，由剪式单元与连接板4通过销钉5铰接而成，其中剪式单元包括居于底部的第三剪式单元圈3以及居于顶部的第一剪式单元圈1和第二剪式单元圈2，其中第一剪式单元圈1为内层剪式单元圈，第二剪式单元圈2为外层剪式单元圈，连接板4选用矩形铝板。

第三剪式单元圈1由两块条形铝板通过销钉5销接而成，在底部的第三剪式单元圈1之间分别在端部通过销钉5销接在一起，展开以后形成一个环形的剪式单元圈；同样的，顶部外层剪式单元圈和顶部内层剪式单元圈分别由顶部外层剪式单元和顶部内层剪式单元与销钉5销接而成；其中，在销钉5与剪式单元的接触面，剪式单元之间的接触面上，都存在着四氟垫板；所述一块矩形铝板的下端与底部剪式单元在其两块条形铝板相销接的位置与剪式单元销接在一起，所述矩形铝板的上端分别与顶部外层剪式单元和顶部内层剪式单元在其两块条形铝板相销接的位置与剪式单元销接在一起，如图5、6所示。且每块矩形铝板上端的两个销接点和下端的一个销接点都不在同一条竖直线上。每两块矩形铝板之间的夹角为7.5°，所有矩形铝板的中心延长线指向同一个圆心。每隔90°固定一块矩形铝板，如图1所示。

所述的环形展开的支撑结构，展开之后整个支撑结构包括48块矩形铝板4，如图1所示。

所述的环形展开的支撑结构，所述48块矩形铝板的顶端的两个销接节点与底端的一个销接节点的相对位置是相同的，如图1所示。

实施程序：首先利用计算机拟定矩形铝板展开后的位置，之后在指定位置布置剪式单元，将各个剪式单元连接起来，便形成了可折叠的环形支架。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种具有冗余约束的环形展开支架结构，其特征在于：包括第一剪式单元圈、第二剪式单元圈、第三剪式单元圈以及连接板，所述的第一剪式单元圈由第一X型连杆首尾相互串联销接而成，第一X型连杆由两个第一连板销接而成，两个第一连板的销接点为第一销接点；所述的第二剪式单元圈由第二X型连杆首尾相互串联销接而成，第二X型连杆由两个第二连板销接而成，两个第二连板的销接点为第二销接点，所述的第三剪式单元圈由第三X型连杆首尾相互串联销接而成，第三X型连杆由两个第三连板销接而成，两个第三连板的销接点为第三销接点，所述的第一销接点和第二销接点位于半径不同的两个同心圆上，所述第一销接点所在同心圆的半径小于第二销接点所在同心圆的半径；所述的第一X型连杆、第二X型连杆、第三X型连杆以及连接板个数相同，所述连接板位于所述同心圆的径向上，连接板的上端与第一剪式单元圈在第一销接点销接，与第二剪式单元圈在第二销接点销接，连接板的下端与第三剪式单元圈在第三销接点销接。

2.根据权利要求1所述的具有冗余约束的环形展开支架结构，其特征在于：所述的连接板为48块。

3.根据权利要求1所述的具有冗余约束的环形展开支架结构，其特征在于：所述的第一剪式单元圈的内端与第三剪式单元圈的内端在同一半径的圆上；所述的第二剪式单元圈的外端与第三剪式单元圈的外端在同一半径的圆上。