專利名稱：徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的制作方法。
背景技術(shù)：
迄今為止，世界上已有的可開啟屋蓋結(jié)構(gòu)的類型按照屋蓋開啟運(yùn)動方式可以分為1.水平運(yùn)動開啟，例如日本的Ariake Colosseum；2.剛體轉(zhuǎn)動開啟，例如上海旗忠網(wǎng)球中心；3.上下運(yùn)動開啟，例如蒙特利爾奧林匹克體育館。當(dāng)前研究中有一類新型的可開啟屋蓋結(jié)構(gòu)，它運(yùn)用了剪式鉸的概念。剪式鉸節(jié)點(diǎn)是一種類似于剪刀節(jié)點(diǎn)的鉸節(jié)點(diǎn)，其特點(diǎn)在于通過剪式鉸節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)的各構(gòu)件相互之間可以自由轉(zhuǎn)動。西班牙工程師Pinero[1]最早將剪式鉸運(yùn)用到開啟式建筑當(dāng)中，后來Escrig和Zeigler[2]對之進(jìn)行改進(jìn)。美國的Hoberman[3，4]發(fā)明了簡單角單元(Simple Angulated Element)，并設(shè)計(jì)了Aris Dome。
參考文獻(xiàn)[1].Pinero，E.P.，1961.Spain Patent Number 266801. .Zeigler，T.R.，1981.Collapsible self-supporting structures and panels andhub therefore，US Patent 4,290,244. .Hoberman，C.，1990.Reversibly expandable doubly-curved truss structures.US Patent 4,942,700. .Hoberman，C.，1991.Radial expansion retraction truss structure.US Patent5,024,031.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的制作方法。
它的步驟如下1)選擇開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)或開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)，并根據(jù)所選結(jié)構(gòu)確定設(shè)計(jì)參數(shù)；2)設(shè)計(jì)開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的覆板單元弧線邊界類三角形覆板單元，開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的覆板單元折線邊界類三角形覆板單元，主要公式如下rmax=lsinπn·cos[(k-2)πn+ψ1+ψ22],]]>
Φ=π-(k-2)2πn-(ψ1+ψ2);]]>3)確定兩種覆板單元上鉸聯(lián)孔位置，首先建立極坐標(biāo)系，那么鉸聯(lián)孔中心的坐標(biāo)是(ρi，θi)，(i＝1，2…k)，主要公式如下ρi=lsinπn·sin[(i-1)πn+ψ12](i=1,2···k),]]>θi=(k-i)πn+ψ22(i=1,2···k);]]>4)兩種徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的覆板單元按照組合方式通過剪式鉸聯(lián)結(jié)。
開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)由n個正面朝上的弧線邊界類三角形覆板單元和n個背面朝上的弧線邊界類三角形覆板單元按照組合方式通過剪式鉸節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)而成，一個正面朝上的弧線邊界類三角形覆板單元分別和k個背面朝上的弧線邊界類三角形覆板單元相連，節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)關(guān)系是最內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)對應(yīng)相連，次內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)對應(yīng)相連，依次類推，最外圈節(jié)點(diǎn)對應(yīng)相連。
開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)由n個正面朝上的折線邊界類三角形覆板單元和n個背面朝上的折線邊界類三角形覆板單元按照組合方式通過剪式鉸節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)而成，一個正面朝上的折線邊界類三角形覆板單元分別和k個背面朝上的折線邊界類三角形覆板單元相連，節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)關(guān)系是最內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)對應(yīng)相連，次內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)對應(yīng)相連，依次類推，最外圈節(jié)點(diǎn)對應(yīng)相連。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)本制作方法制成的結(jié)構(gòu)的造型優(yōu)美豐富、構(gòu)思巧妙、設(shè)計(jì)靈活、結(jié)構(gòu)的開啟率大；結(jié)構(gòu)閉合時中央完全封閉，不留孔洞；開啟時所有剪式鉸節(jié)點(diǎn)均沿著各自的徑向線作直線運(yùn)動，所有覆板單元均同步運(yùn)動，易于控制。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明圖1(a)是本發(fā)明開啟后具有梅花形開口的徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)閉合狀態(tài)示意圖；圖1(b)是本發(fā)明開啟后具有梅花形開口的徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)開啟狀態(tài)示意圖；圖2(a)是本發(fā)明開啟后具有多邊形開口的徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)閉合狀態(tài)示意圖；圖2(b)是本發(fā)明開啟后具有多邊形開口的徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)開啟狀態(tài)示意圖；圖3(a)～(d)是本發(fā)明弧線邊界類三角形覆板單元設(shè)計(jì)流程圖；圖3(e)是本發(fā)明弧線邊界類三角形覆板單元上鉸聯(lián)孔位置確定圖；圖4(a)～(d)是本發(fā)明折線邊界類三角形覆板單元設(shè)計(jì)流程圖；圖4(e)是本發(fā)明折線邊界類三角形覆板單元上鉸聯(lián)孔位置確定圖；圖5(a)是本發(fā)明開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)正面覆板單元編號圖；圖5(b)是本發(fā)明開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)背面覆板單元編號圖；圖5(c)是本發(fā)明開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)覆板單元組合方式示意圖；圖5(d)是本發(fā)明開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)覆板單元組裝完成圖；圖6(a)是本發(fā)明開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)正面覆板單元編號圖；圖6(b)是本發(fā)明開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)背面覆板單元編號圖；圖6(c)是本發(fā)明開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)覆板單元組合方式示意圖；圖6(d)是本發(fā)明開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)覆板單元組裝完成圖；圖7(a)～(d)是本發(fā)明實(shí)施例1具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)覆板單元組裝完成圖。
具體實(shí)施例方式
一、本發(fā)明制作的徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)描述這種可開啟結(jié)構(gòu)閉合時整體構(gòu)形為圓形，它可以分為兩大類，一類是開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)(如圖1所示)，它是一種雙層的結(jié)構(gòu)，每一層均由n個弧線邊界類三角形覆板單元按照一定的組合方式通過剪式鉸節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)而成，每一個弧線邊界類三角形覆板單元均相同。結(jié)構(gòu)特征是閉合時結(jié)構(gòu)中央不留孔洞；開啟時各覆板單元相互之間不碰撞，所有剪式鉸節(jié)點(diǎn)均沿著各自的徑向線移動，移動過程中整個結(jié)構(gòu)僅具有一個自由度；開啟后結(jié)構(gòu)中央開口的形狀是一種由多段弧線組合的一個閉合圖形，將這種開口形狀稱為梅花形開口。另一類是開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，它是一種雙層的結(jié)構(gòu)，每一層均由n個折線邊界類三角形覆板單元按照一定的組合方式通過剪式鉸節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)而成，每一個折線邊界類三角形覆板單元均相同。結(jié)構(gòu)特征是閉合時結(jié)構(gòu)中央不留孔洞；開啟時各覆板單元相互之間不碰撞，所有剪式鉸節(jié)點(diǎn)均沿著各自的徑向線移動，移動過程中整個結(jié)構(gòu)僅具有一個自由度；開啟后結(jié)構(gòu)中央開口的形狀是一種由多條線段組合的一個閉合多邊形，將這種開口形狀稱為多邊形開口。
二、本發(fā)明的涉及到的主要變量和公式ρi=lsinπn·sin[(i-1)πn+ψ12](i=1,2···k)---(1)]]>θi=(k-i)πn+ψ22(i=1,2···k)---(2)]]>rmax=lsinπn·cos[(k-2)πn+ψ1+ψ22]---(3)]]>Φ=π-(k-2)2πn-(ψ1+ψ2)---(4)]]>n代表可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)每一層中類三角形覆板單元數(shù)目；(圖1中，n＝8；圖2中，n＝9)k代表單個覆板單元內(nèi)包含的鉸聯(lián)孔數(shù)；(圖1中，k＝3；圖2中，k＝3)ψ1代表閉合角；ψ2代表開啟角；rj代表鉸聯(lián)孔半徑；l代表同一個覆板單元上相鄰鉸聯(lián)孔中心的距離；R代表閉合時整個結(jié)構(gòu)的半徑；三、本發(fā)明的制作步驟如下(一)選擇開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)或開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)，并根據(jù)所選結(jié)構(gòu)的造型確定設(shè)計(jì)參數(shù)k、n、ψ1和ψ21)k的取值只有兩種情況3或4，設(shè)計(jì)時盡量選取k等于3；2)n≥2k，盡量不取等號。
3)ψ1和ψ2的取值不可相差太大，盡量相等。
4)k＝3，ψ1和ψ2取值在5°～20°之間為宜；k＝4，ψ1和ψ2取值在5°～10°之間為宜。
根據(jù)選擇結(jié)構(gòu)的半徑和剪式鉸的尺寸，確定R或l以及鉸聯(lián)孔半徑rj；R＞ρk+rj，R的取值不要過大，只要比取值下限稍大一些即可。
注意按照上述要求選取的設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)出來的徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)絕大部分是可行的。萬一設(shè)計(jì)失敗，另選取一組設(shè)計(jì)參數(shù)，直到設(shè)計(jì)有效為止。
(二)弧線邊界類三角形覆板單元和折線邊界類三角形覆板單元的設(shè)計(jì)1)弧線邊界類三角形覆板單元設(shè)計(jì)步驟如圖3(a)所示，建立極坐標(biāo)系，以極點(diǎn)O作為圓弧起點(diǎn)，(ρ0，-θ0)為圓心，作圓弧OF，交極軸于F點(diǎn)。ρ0·cosθ0=l·sinΦ2,]]>注意ρ0和θ0的取值范圍。
ρ0∈(l,rmax)∪(rmax,∞),θ0∈(π2-Φ2,π2-πn)∪(π2-πn,π2)(k=3)]]>ρ0∈(l,rmax),θ0∈(π2-Φ2,π2-πn)(k=4)]]>a)如圖3(b)所示，以F為第二段圓弧起點(diǎn)，在極軸上周期性重復(fù)畫相等圓弧FG。通常來說，重復(fù)畫圓弧1至2次即可。
b)如圖3(c)所示，將圓弧OF和FG逆時針轉(zhuǎn)過 角度，再重復(fù)a、b步驟一次，畫圓弧OP和PQ。
c)如圖3(d)所示，以極點(diǎn)O為圓心，R為半徑，作圓弧ST交圓弧FG于T，交圓弧PQ于S。
2)折線邊界類三角形覆板單元設(shè)計(jì)步驟a)如圖4(a)所示，建立極坐標(biāo)系，以極點(diǎn)O作為圓弧起點(diǎn)，(ρ0，-θ0)為圓心，作圓弧OF，交極軸于F點(diǎn)。ρ0·cosθ0=l·sinΦ2,]]>注意ρ0和θ0的取值范圍。用多段折線代替圓弧。例如圖4(a)中，圓弧中點(diǎn)為A，用折線OAF代替圓弧OFρ0∈(l,rmax)∪(rmax,∞),θ0∈(π2-Φ2,π2-πn)∪(π2-πn,π2)(k=3)]]>ρ0∈(l,rmax),θ0∈(π2-Φ2,π2-πn)(k=4)]]>b)如圖4(b)所示，以F點(diǎn)作為為第二段折線起點(diǎn)，在極軸上周期性重復(fù)畫相等折線FBG。通常來說，重復(fù)畫折線1至2次即可。
c)如圖4(c)所示，將折線OAF和FBG逆時針轉(zhuǎn)過 角度，再重復(fù)a、b步驟一次，畫折線OCP和折線PDQd)如圖4(d)所示，以極點(diǎn)O為圓心，R為半徑，作圓弧ST折線FBG于T，交折線PDQ于S。
(三)確定兩種覆板單元上鉸聯(lián)孔位置1)弧線邊界類三角形覆板單元上鉸聯(lián)孔位置的確定如圖3(e)所示，截去各圓弧的多余部分，以(ρi，θi)為圓心，rj為半徑，作鉸聯(lián)孔，分別給鉸聯(lián)孔編號，以鉸聯(lián)孔到極點(diǎn)距離從小到大的順序依次編號孔1、孔2……孔k。至此，弧線邊界類三角形覆板單元的設(shè)計(jì)已經(jīng)全部完成，從外形上看，它是由圓弧OF、圓弧FT、圓弧OP、圓弧PS、圓弧ST組合而成的閉合圖形，中間有k個半徑為rj的鉸聯(lián)孔。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于鉸聯(lián)孔必須處在覆板單元各邊界之內(nèi)。
2)折線邊界類三角形覆板單元上鉸聯(lián)孔位置的確定如圖4(e)所示，截去各折線的多余部分，以(ρi，θi)為圓心，rj為半徑，作鉸聯(lián)孔，分別給鉸聯(lián)孔編號，以鉸聯(lián)孔到極點(diǎn)距離從小到大的順序依次編號孔1、孔2……孔k。至此，折線邊界類三角形覆板單元的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，從外形上看，它是由折線OAF、折線FBT、折線OCP、折線PDS、圓弧ST組合而成的閉合圖形，中間有k個半徑為rj的鉸聯(lián)孔。設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于鉸聯(lián)孔必須處在覆板單元各邊界之內(nèi)。
(四)開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的覆板單元按照組合方式通過剪式鉸聯(lián)結(jié)和開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的覆板單元按照組合方式通過剪式鉸聯(lián)結(jié)。
1)開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的組合方式a)如圖5(a)所示，將設(shè)計(jì)好的n個弧線邊界類三角形覆板單元正面朝上，依次編號為CAF1，CAF2……CAFn。
b)如圖5(b)所示，將設(shè)計(jì)好的另外n個弧線邊界類三角形覆板單元背面朝上，依次編號為CAB1，CAB2……CABn。
c)如圖5(c)所示，CAF1的1號點(diǎn)與CAB1的1號點(diǎn)相連，CAF1的2號點(diǎn)與CAB2的2號點(diǎn)相連，CAF1的3號點(diǎn)與CAB3的3號點(diǎn)相連，CAF1的4號點(diǎn)與CAB4的4號點(diǎn)相連(如果有4號點(diǎn))；以此類推，CAFN的1號點(diǎn)與CABN的1號點(diǎn)相連，CAFN的2號點(diǎn)與CABx的2號點(diǎn)相連，CAFN的3號點(diǎn)與CABY的3號點(diǎn)相連，CAFN的4號點(diǎn)與CABz的4號點(diǎn)相連(如果有4號點(diǎn))。
X=N+1,N≤n-1N+1-n,N=n]]>Y=N+2,N≤n-2N+2-n,N>n-2]]>Z=N+3,N≤n-3N+3-n,N>n-3]]>d)制作好的開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)如圖5(d)所示。
2)開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的組合方式a)如圖6(a)所示，將設(shè)計(jì)好的n個折線邊界類三角形覆板單元正面朝上，依次編號為CPF1，CPF2……CPFn。
b)如圖6(b)所示，將設(shè)計(jì)好的另外n個折線邊界類三角形覆板單元背面朝上，依次編號為CPB1，CPB2……CPBn。
c)如圖6(c)所示，CPF1的1號點(diǎn)與CPB1的1號點(diǎn)相連，CPF1的2號點(diǎn)與CPB2的2號點(diǎn)相連，CPF1的3號點(diǎn)與CPB3的3號點(diǎn)相連，CPF1的4號點(diǎn)與CPB4的4號點(diǎn)相連(如果有4號點(diǎn))；以此類推，CPFN的1號點(diǎn)與CPBN的1號點(diǎn)相連，CPFN的2號點(diǎn)與CPBX的2號點(diǎn)相連，CPFN的3號點(diǎn)與CPBY的3號點(diǎn)相連，CPFN的4號點(diǎn)與CPBZ的4號點(diǎn)相連(如果有4號點(diǎn))。
X=N+1,N≤n-1N+1-n,N=n]]>Y=N+2,N≤n-2N+2-n,N>n-2]]>Z=N+3,N≤n-3N+3-n,N>n-3]]>d)制作好的開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)如圖6(d)所示。
實(shí)施例1擬設(shè)計(jì)一個半徑為115mm的開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)，剪式鉸的直徑為5.8mm。
1)選取n＝8，k＝3，ψ1＝20°，ψ2＝20°，rj＝3mm；根據(jù)R＞ρ3+rj，代入(1)式，即 解得1＜52.323mm，取1＝50mm。
2)將設(shè)計(jì)參數(shù)代入(3)式和(4)式中，計(jì)算得rmax＝96.3299mm，Φ＝95°；選取ρ0＝55.5mm，根據(jù)ρ0·cosθ0=l·sinΦ2,]]>計(jì)算得θ0＝48.378°。ρ0∈(50，96.3299)，θ0∈(42.5°，67.5°)(k＝3)3)如圖3(a)所示，建立極坐標(biāo)系，以極點(diǎn)O作為圓弧起點(diǎn)，(ρ0，-θ0)為圓心，作圓弧OF，交極軸于F點(diǎn)。
4)如圖3(b)所示，以F為第二段圓弧起點(diǎn)，在極軸上周期性重復(fù)畫相等圓弧FG。
5)如圖3(c)所示，將圓弧OF和FG逆時針轉(zhuǎn)過45°，再重復(fù)3、4步驟一次，畫圓弧OP和PQ。
6)如圖3(d)所示，以極點(diǎn)O為圓心，R為半徑，作圓弧ST交圓弧FG于T，交圓弧PQ于S。
7)將設(shè)計(jì)參數(shù)代入(1)式和(2)式中，分別計(jì)算得到 8)如圖3(e)所示，截去各圓弧的多余部分，分別以(ρ1，θ1)，(ρ2，θ2)，(ρ3，θ3)為圓心，作3mm半徑的鉸聯(lián)孔，分別給鉸聯(lián)孔編號，以鉸聯(lián)孔到極點(diǎn)距離從小到大的順序依次編號孔1、孔2、孔3。
9)重復(fù)1～8步驟16次。
10)如圖7(a)所示，將設(shè)計(jì)好的8個弧線邊界類三角形覆板單元正面朝上，依次編號為CAF1，CAF2……CAF8。
11)如圖7(b)所示，將設(shè)計(jì)好的另外8個弧線邊界類三角形覆板單元背面朝上，依次編號為CAB1，CAB2……CAB8。
12)圖7(c)所示，CAF1的1號點(diǎn)與CAB1的1號點(diǎn)相連，CAF1的2號點(diǎn)與CAB2的2號點(diǎn)相連，CAF1的3號點(diǎn)與CAB3的3號點(diǎn)相連；以此類推，CAFN的1號點(diǎn)與CABN的1號點(diǎn)相連，CAFN的2號點(diǎn)與CABX的2號點(diǎn)相連，CAFN的3號點(diǎn)與CABY的3號點(diǎn)相連。
X=N+1,N≤n-1N+1-n,N=n]]>Y=N+2,N≤n-2N+2-n,N>n-2]]>Z=N+3,N≤n-3N+3-n,N>n-3]]>13)制作好的開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)如圖7(d)所示。
實(shí)施例2擬設(shè)計(jì)一個半徑為81mm的開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)，剪式鉸的直徑為3.8mm。
1)選取n＝9，k＝3，ψ1＝15°，ψ2＝20°，rj＝2mm；根據(jù)R＞ρ3+rj，代入(1)式，即 解得l＜36.6478mm，取l＝36mm。
2)將設(shè)計(jì)參數(shù)代入(3)式和(4)式中，計(jì)算得rmax＝83.5059mm，Φ＝105°；選取ρ0＝37.3647mm，根據(jù)ρ0·cosθ0=l·sinΦ2,]]>計(jì)算得θ0＝40.1484°。ρ0∈(36，83.5059)，θ0∈(37.5°，70°)(k＝3)3)如圖4(a)所示，建立極坐標(biāo)系，以極點(diǎn)O作為圓弧起點(diǎn)，(ρ0，θ0)為圓心，作圓弧OF，交極軸于F點(diǎn)，圓弧中點(diǎn)為A，用折線OAF代替圓弧OF。
4)如圖4(b)所示，以F點(diǎn)作為為第二段折線起點(diǎn)，在極軸上周期性重復(fù)畫相等折線FBG。
5)如圖4(c)所示，將折線OAF和FBG逆時針轉(zhuǎn)過40°，再重復(fù)3、4步驟一次，畫折線OCP和折線PDQ。
6)如圖4(d)所示，以極點(diǎn)O為圓心，R為半徑，作圓弧ST折線FBG于T，交折線PDQ于S。
7)將設(shè)計(jì)參數(shù)代入(1)式和(2)式中，分別計(jì)算得到 8)如圖4(e)所示，截去各折線的多余部分，分別以(ρ1，θ1)，(ρ2，θ2)，(ρ3，θ3)為圓心，作3mm半徑的鉸聯(lián)孔，分別給鉸聯(lián)孔編號，以鉸聯(lián)孔到極點(diǎn)距離從小到大的順序依次編號孔1、孔2、孔3。
9)重復(fù)1～8步驟18次。
10)如圖6(a)所示，將設(shè)計(jì)好的9個折線邊界類三角形覆板單元正面朝上，依次編號為CPF1，CPF2……CPF9。
11)如圖6(b)所示，將設(shè)計(jì)好的另外9個折線邊界類三角形覆板單元背面朝上，依次編號為CPB1，CPB2……CPB9。
12)圖6(c)所示，CPF1的1號點(diǎn)與CPB1的1號點(diǎn)相連，CPF1的2號點(diǎn)與CPB2的2號點(diǎn)相連，CPF1的3號點(diǎn)與CPB3的3號點(diǎn)相連；以此類推，CPFN的1號點(diǎn)與CPBN的1號點(diǎn)相連，CPFN的2號點(diǎn)與CPBx的2號點(diǎn)相連，CPFN的3號點(diǎn)與CPBY的3號點(diǎn)相連。
X=N+1,N≤n-1N+1-n,N=n]]>Y=N+2,N≤n-2N+2-n,N>n-2]]>Z=N+3,N≤n-3n+3-n,N>n-3]]>13)制作好的開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)如圖6(d)所示。
權(quán)利要求
1.一種徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，它的步驟如下1)選擇開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)或開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)，并根據(jù)所選結(jié)構(gòu)確定設(shè)計(jì)參數(shù)；2)設(shè)計(jì)開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的覆板單元弧線邊界類三角形覆板單元，開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的覆板單元折線邊界類三角形覆板單元，主要公式如下rmax=lsinπn·cos[(k-2)πn+ψ1+ψ22],]]>Φ=π-(k-2)2πn-(ψ1+ψ2);]]>3)確定兩種覆板單元上鉸聯(lián)孔位置，首先建立極坐標(biāo)系，那么鉸聯(lián)孔中心的坐標(biāo)是(ρi，θi)，(i＝1，2…k)，主要公式如下ρi=lsinπn·sin[(i-1)πn+ψ12]]]>(i＝1，2…k)，θi=(k-i)πn+ψ22]]>(i＝1，2…k)；4)兩種徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的覆板單元按照組合方式通過剪式鉸聯(lián)結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述的兩種覆板單元按照組合方式通過剪式鉸節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)由n個正面朝上的弧線邊界類三角形覆板單元和n個背面朝上的弧線邊界類三角形覆板單元按照組合方式通過剪式鉸節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)而成，一個正面朝上的弧線邊界類三角形覆板單元分別和k個背面朝上的弧線邊界類三角形覆板單元相連，節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)關(guān)系是最內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)對應(yīng)相連，次內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)對應(yīng)相連，依次類推，最外圈節(jié)點(diǎn)對應(yīng)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，所述的兩種覆板單元按照組合方式通過剪式鉸節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)由n個正面朝上的折線邊界類三角形覆板單元和n個背面朝上的折線邊界類三角形覆板單元按照組合方式通過剪式鉸節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)而成，一個正面朝上的折線邊界類三角形覆板單元分別和k個背面朝上的折線邊界類三角形覆板單元相連，節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)關(guān)系是最內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)對應(yīng)相連，次內(nèi)圈節(jié)點(diǎn)對應(yīng)相連，依次類推，最外圈節(jié)點(diǎn)對應(yīng)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的制作方法。它的步驟如下1)選擇開啟后具有梅花形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)或開啟后具有多邊形開口的可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)，并根據(jù)所選結(jié)構(gòu)確定設(shè)計(jì)參數(shù)；2)設(shè)計(jì)兩種徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的覆板單元弧線邊界類三角形覆板單元、折線邊界類三角形覆板單元；3)確定兩種覆板單元上鉸聯(lián)孔位置；4)兩種徑向可開啟圓形板式結(jié)構(gòu)的覆板單元按照組合方式通過剪式鉸聯(lián)結(jié)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)本制作方法制成的結(jié)構(gòu)的造型優(yōu)美豐富、構(gòu)思巧妙、設(shè)計(jì)靈活、結(jié)構(gòu)的開啟率大；結(jié)構(gòu)閉合時中央完全封閉，不留孔洞；開啟時所有剪式鉸節(jié)點(diǎn)均沿著各自的徑向線作直線運(yùn)動，所有覆板單元均同步運(yùn)動，易于控制。
文檔編號E04B7/16GK1715581SQ20051005040
公開日2006年1月4日 申請日期2005年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者羅堯治, 毛德燦 申請人:浙江大學(xué)