本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種內(nèi)部折疊開合屋蓋結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)及外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)，內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)為n個菱形四連桿機(jī)構(gòu)通過對角線上的兩個節(jié)點(diǎn)首尾相連構(gòu)成，環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)包括由首尾連接的n根直桿構(gòu)成的正n邊形桿，在每根直桿上分別設(shè)有連桿機(jī)構(gòu)單元，連桿機(jī)構(gòu)單元由內(nèi)置平行四邊形機(jī)構(gòu)和外置平行四邊形機(jī)構(gòu)組成，n根直桿的兩端與支座固定連接。本實(shí)用新型專利技術(shù)在正n邊形桿上的單自由度環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)增加了和支座連接處結(jié)構(gòu)的剛度，克服了傳統(tǒng)折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)受力性能較差和剛度較弱的缺點(diǎn)；而且由于外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)的單自由度特性，減小了驅(qū)動裝置的數(shù)量；另外，由于內(nèi)部使用了菱形四連桿機(jī)構(gòu)首尾相連構(gòu)成的連桿機(jī)構(gòu)，增大了屋蓋的開啟范圍。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及一種屋蓋結(jié)構(gòu)，尤其是一種開合屋蓋結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
折疊網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，主要是折疊網(wǎng)架以及折疊網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，具有工期短、易搬遷和可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，已引起了現(xiàn)代建筑師的極大興趣。國外對折疊網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的研究成果已經(jīng)相當(dāng)豐富，并已有應(yīng)用的工程實(shí)例。但其在折疊開合屋蓋中使用較少，主要原因有(1)折疊網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一般比較復(fù)雜，目前尚缺乏構(gòu)造簡單且實(shí)用、造價(jià)低廉的適合工程應(yīng)用的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)；(2)折疊網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的構(gòu)件除受軸力外，還受一定彎矩，受力性能不佳，造價(jià)較高；(3)折疊網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的剛度很差，位移較難滿足使用要求。·目前，已經(jīng)建成的開合屋蓋機(jī)構(gòu)，大多是剛性網(wǎng)格屋蓋單元的水平移動式或者水平旋轉(zhuǎn)移動式，而折疊開合屋蓋也是以索膜屋蓋結(jié)構(gòu)的折疊開合為主。對于前者，開合屋蓋建筑結(jié)構(gòu)形式較為簡單；對于后者其設(shè)計(jì)和施工均較為復(fù)雜，造價(jià)極高，一般只能用于意義重大的體育場館中，無法滿足一些中小型跨度建筑對屋蓋開啟閉合功能的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有開合屋蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)的缺陷，本技術(shù)提供了一種內(nèi)部折疊開合屋蓋結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不僅能滿足建筑對屋蓋開合的各項(xiàng)功能要求，還具有設(shè)計(jì)和施工方便等優(yōu)點(diǎn)，能較好地滿足中小跨度建筑對屋蓋開合功能的要求。為了達(dá)到上述目的，本技術(shù)采用了如下技術(shù)方案一種內(nèi)部折疊開合屋蓋結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)及外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)，所述的內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)為η個菱形四連桿機(jī)構(gòu)通過對角線上的兩個節(jié)點(diǎn)首尾相連構(gòu)成，菱形四連桿機(jī)構(gòu)另外一個對角線上的兩個節(jié)點(diǎn)為內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)和外圈節(jié)點(diǎn)，其中η不小于3且不大于720，其特征在于所述的環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)包括由首尾連接的η根直桿構(gòu)成的正η邊形桿，在每根直桿上分別設(shè)有連桿機(jī)構(gòu)單元，所述的連桿機(jī)構(gòu)單元由內(nèi)置平行四邊形機(jī)構(gòu)和外置平行四邊形機(jī)構(gòu)組成，所述η根直桿的兩端與支座固定連接，所述的內(nèi)置平行四邊形機(jī)構(gòu)由第一固定桿、第一邊桿、第一連桿及第一末桿組成，且第一固定桿為二分之一直桿，第一固定桿的一端與第一邊桿的一端轉(zhuǎn)動連接，第一邊桿的另一端與第一連桿的一端轉(zhuǎn)動連接，第一連桿的另一端與第一末桿的一端轉(zhuǎn)動連接，第一末桿的另一端與第一固定桿的另一端轉(zhuǎn)動連接，所述外置平行四邊形機(jī)構(gòu)由第二固定桿、第二邊桿、第二連桿及第二末桿組成，且第二固定桿為剩余二分之一直桿，第二固定桿的一端與第二邊桿的一端轉(zhuǎn)動連接，第二邊桿的另一端與第二連桿的一端轉(zhuǎn)動連接，第二連桿的另一端與第二末桿的一端轉(zhuǎn)動連接，第二末桿的另一端與第二固定桿的另一端轉(zhuǎn)動連接，所述第一末桿與第二末桿固定連接并形成一折桿，第一邊桿的延長線與第二邊桿的延長線在完全閉合狀態(tài)時(shí)相交于正η邊形桿的中心，一對相鄰連桿機(jī)構(gòu)單元中一個連桿機(jī)構(gòu)單元的第一邊桿與相鄰連桿機(jī)構(gòu)單元中另一個連桿機(jī)構(gòu)單元的第二邊桿連接并形成一根直線型桿件，所述內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)的外圈節(jié)點(diǎn)與環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)中的第一連桿和第一邊桿的鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動連接。所述的內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)可以為單層網(wǎng)格或雙層網(wǎng)格或多層網(wǎng)格。本技術(shù)的有益效果是，本技術(shù)由內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)和外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行伸縮，實(shí)現(xiàn)屋蓋的開合，而在屋蓋的開合過程中，位于外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)的正η邊形桿始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，因此，開合屋蓋結(jié)構(gòu)的正η邊形桿上的支撐點(diǎn)在屋蓋結(jié)構(gòu)運(yùn)動過程中沒有運(yùn)動，從而使得支承條件簡單；本技術(shù)設(shè)置在正η邊形桿上的單自由度環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)增加了和支座連接處結(jié)構(gòu)的剛度，克服了傳統(tǒng)折疊網(wǎng)架結(jié)構(gòu)受力性能較差和剛度較弱的缺點(diǎn)；而且由于外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)的單自由度特性，減小了驅(qū)動裝置的數(shù)量；另外，由于內(nèi)部使用了菱形四連桿機(jī)構(gòu)首尾相連構(gòu)成的連桿機(jī)構(gòu)，增大了屋蓋的開啟范圍，而且本技術(shù)構(gòu)造合理、設(shè)計(jì)和施工簡單，特別適合中小跨度的建筑。附圖說明以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本技術(shù)進(jìn)一步詳細(xì)說明圖I是本技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)中四連桿機(jī)構(gòu)示意圖。圖3是外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)示意圖。圖4是外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程示意圖。圖5是內(nèi)部折疊開合屋蓋閉合狀態(tài)示意圖。圖6是外部連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動界線示意圖。具體實(shí)施方式一種內(nèi)部折疊開合屋蓋結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)，在內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)的外部設(shè)有單自由度環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)，所述的單自由度環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)包括由首尾連接的η根直桿I構(gòu)成的正η邊形桿，η不小于3且不大于720，在每根直桿I上分別設(shè)有連桿機(jī)構(gòu)單元，所述的連桿機(jī)構(gòu)單元由內(nèi)置平行四邊形機(jī)構(gòu)I和外置平行四邊形機(jī)構(gòu)II組成，所述η根直桿I的兩端與支座固定連接，所述的內(nèi)置平行四邊形機(jī)構(gòu)I由第一固定桿、第一邊桿3、第一連桿4及第一末桿組成，且第一固定桿為二分之一直桿1，第一固定桿的一端與第一邊桿3的一端轉(zhuǎn)動連接，第一邊桿3的另一端與第一連桿4的一端轉(zhuǎn)動連接,第一連桿4的另一端與第一末桿的一端轉(zhuǎn)動連接，第一末桿的另一端與第一固定桿的另一端轉(zhuǎn)動連接，所述外置平行四邊形機(jī)構(gòu)II由第二固定桿、第二邊桿6、第二連桿5及第二末桿組成，且第二固定桿為剩余二分之一直桿1，第二固定桿的一端與第二邊桿6的一端轉(zhuǎn)動連接，第二邊桿6的另一端與第二連桿5的一端轉(zhuǎn)動連接，第二連桿5的另一端與第二末桿的一端轉(zhuǎn)動連接，第二末桿的另一端與第二固定桿的另一端轉(zhuǎn)動連接，并且，所述第一末桿的另一端與第二末桿的另一端連接并形成折桿2,第一邊桿3的延長線與第二邊桿6的延長線在屋蓋完全閉合狀態(tài)時(shí)相交于正η邊形桿的中心，一對相鄰連桿機(jī)構(gòu)單元中一個連桿機(jī)構(gòu)單元的第一邊桿3與相鄰連桿機(jī)構(gòu)單元中另一個連桿機(jī)構(gòu)單元的第二邊桿6連接并形成一根直線型桿件，所述的內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)為η個菱形四連桿機(jī)構(gòu)通過節(jié)點(diǎn)首尾相連構(gòu)成，其最外圈節(jié)點(diǎn)與單自由度環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)中的第一連桿4的任意一端的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動連接，在完全閉合狀態(tài)時(shí)，η個菱形四連桿機(jī)構(gòu)的最內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)均集中于正η邊形桿的中心，所述的內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)可以為單層網(wǎng)格或雙層網(wǎng)格或多層網(wǎng)格。下面參照說明書附圖，對本技術(shù)的具體實(shí)施方式作出更為詳細(xì)的說明如圖I所示，內(nèi)部折疊開合屋蓋結(jié)構(gòu)包括折疊連桿機(jī)構(gòu)和外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)。內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)通過其最外圈所有節(jié)點(diǎn)與外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)相鉸接。外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)的形成過程如下本實(shí)施例的外部連桿機(jī)構(gòu)包括8根直桿首尾相連組成的正8邊形桿，以及每根直桿上設(shè)置的內(nèi)置平行四邊形機(jī)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)為極線對稱結(jié)構(gòu)，取其中一個單元分析，如圖2所示，AB⑶為一四連桿機(jī)構(gòu)，DEFG為另一四連桿機(jī)構(gòu)， 如果將AD和ED鏈接為一根桿，CD和DG也鏈接為一根桿，則剪式單元AE-D-CG即為折桿剪式單元的特例，即一根為直桿，一根為折桿。這樣，如果A點(diǎn)和E點(diǎn)固定，則圖示連桿機(jī)構(gòu)為單自由度連桿機(jī)構(gòu)。利用結(jié)構(gòu)的極對稱性，鏡像可以得到如圖3所示的體系。需要指出的是，為了得到單自由度體系，鏡像完成后，應(yīng)將AB和AM連接為一根桿，同理將EF和EN連接為一根桿，其余桿件類似。將節(jié)點(diǎn)A、E等與和外切圓相交的節(jié)點(diǎn)作為固定節(jié)點(diǎn)和支座相連，則體系為一單自由度體系，從而達(dá)到減小驅(qū)動裝置數(shù)量的目的，其運(yùn)動后的示意如圖4所示。內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)為8個菱形四連桿機(jī)構(gòu)通過節(jié)點(diǎn)首尾相連構(gòu)成，其最外圈節(jié)點(diǎn)與單自由度環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)中的第一連桿4和第一邊桿3的交點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動連接，在完全閉合狀態(tài)時(shí)，8個菱形四連桿機(jī)構(gòu)的最內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)均集中于正8邊形桿的中心，如圖5所示。將內(nèi)部部折疊連桿機(jī)構(gòu)的最外圈節(jié)點(diǎn)與圖4所示外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)的Β、Ν等內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種內(nèi)部折疊開合屋蓋結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)及外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)，所述的內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)為n個菱形四連桿機(jī)構(gòu)通過對角線上的兩個節(jié)點(diǎn)首尾相連構(gòu)成，菱形四連桿機(jī)構(gòu)另外一個對角線上的兩個節(jié)點(diǎn)為內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)和外圈節(jié)點(diǎn)，其中n不小于3且不大于720，其特征在于：所述的環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)包括由首尾連接的n根直桿（1）構(gòu)成的正n邊形桿，在每根直桿（1）上分別設(shè)有連桿機(jī)構(gòu)單元，所述的連桿機(jī)構(gòu)單元由內(nèi)置平行四邊形機(jī)構(gòu)和外置平行四邊形機(jī)構(gòu)組成，所述n根直桿（1）的兩端與支座固定連接，所述的內(nèi)置平行四邊形機(jī)構(gòu)由第一固定桿、第一邊桿（3）、第一連桿（4）及第一末桿組成，且第一固定桿為二分之一直桿（1），第一固定桿的一端與第一邊桿（3）的一端轉(zhuǎn)動連接，第一邊桿（3）的另一端與第一連桿（4）的一端轉(zhuǎn)動連接，第一連桿（4）的另一端與第一末桿的一端轉(zhuǎn)動連接，第一末桿的另一端與第一固定桿的另一端轉(zhuǎn)動連接，所述外置平行四邊形機(jī)構(gòu)由第二固定桿、第二邊桿（6）、第二連桿（5）及第二末桿組成，且第二固定桿為剩余二分之一直桿（1），第二固定桿的一端與第二邊桿（6）的一端轉(zhuǎn)動連接，第二邊桿（6）的另一端與第二連桿（5）的一端轉(zhuǎn)動連接，第二連桿（5）的另一端與第二末桿的一端轉(zhuǎn)動連接，第二末桿的另一端與第二固定桿的另一端轉(zhuǎn)動連接，所述第一末桿與第二末桿固定連接并形成一折桿（2），第一邊桿（3）的延長線與第二邊桿（6）的延長線在屋蓋完全閉合狀態(tài)時(shí)相交于正n邊形桿的中心，一對相鄰連桿機(jī)構(gòu)單元中一個連桿機(jī)構(gòu)單元的第一邊桿（3）與相鄰連桿機(jī)構(gòu)單元中另一個連桿機(jī)構(gòu)單元的第二邊桿（6）連接并形成一根直線型桿件，所述內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)的外圈節(jié)點(diǎn)與環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)中的第一連桿（4）和第一邊桿（3）的鉸接點(diǎn)轉(zhuǎn)動連接。...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種內(nèi)部折疊開合屋蓋結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)及外部環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)，所述的內(nèi)部折疊連桿機(jī)構(gòu)為η個菱形四連桿機(jī)構(gòu)通過對角線上的兩個節(jié)點(diǎn)首尾相連構(gòu)成，菱形四連桿機(jī)構(gòu)另外一個對角線上的兩個節(jié)點(diǎn)為內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)和外圈節(jié)點(diǎn)，其中η不小于3且不大于720，其特征在于 所述的環(huán)形連桿機(jī)構(gòu)包括由首尾連接的η根直桿(I)構(gòu)成的正η邊形桿，在每根直桿(I)上分別設(shè)有連桿機(jī)構(gòu)單元，所述的連桿機(jī)構(gòu)單元由內(nèi)置平行四邊形機(jī)構(gòu)和外置平行四邊形機(jī)構(gòu)組成，所述η根直桿(I)的兩端與支座固定連接， 所述的內(nèi)置平行四邊形機(jī)構(gòu)由第一固定桿、第一邊桿(3)、第一連桿(4)及第一末桿組成，且第一固定桿為二分之一直桿(I)，第一固定桿的一端與第一邊桿(3)的一端轉(zhuǎn)動連接，第一邊桿(3)的另一端與第一連桿(4)的一端轉(zhuǎn)動連接，第一連桿(4)的另一端與第一末桿的一端轉(zhuǎn)動連接，第一末桿的另一端與第一固定桿的另一端轉(zhuǎn)動連接， 所述外置...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔡建國，馮健，
申請(專利權(quán))人：東南大學(xué)，
類型：實(shí)用新型
國別省市：
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