本發(fā)明涉及一種平面徑向開合屋蓋結(jié)構(gòu)，尤其是一種具有徑向雙層鏈形剪式機(jī)構(gòu)和環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)的平面徑向開合屋蓋結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

可展結(jié)構(gòu)是近半個多世紀(jì)發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)，在宇航、建筑結(jié)構(gòu)和軍事工程等領(lǐng)域起著重要作用?？烧菇Y(jié)構(gòu)的主要特征是具有兩種穩(wěn)定的構(gòu)型：完全折疊狀態(tài)和完全展開工作狀態(tài)。在折疊狀態(tài)時，結(jié)構(gòu)收攏在某一特定形狀，在外界驅(qū)動力的作用下，結(jié)構(gòu)逐步展開，達(dá)到完全展開的工作狀態(tài)，然后鎖定為穩(wěn)定狀態(tài)。

可展剪式鉸結(jié)構(gòu)是一種基于剪式鉸單元的空間結(jié)構(gòu)，能夠設(shè)計出豐富多彩的幾何外形。這種結(jié)構(gòu)完全折疊后成為緊密的捆狀，充分展開固定后達(dá)到初始工作狀態(tài)，能夠覆蓋較大的空間。同時整個結(jié)構(gòu)可以在工廠成批生產(chǎn)，制作完成后折疊成捆狀運輸?shù)焦さ卣归_使用；此外，這類結(jié)構(gòu)極其便于拆遷。利用此特點，這種結(jié)構(gòu)可以廣泛應(yīng)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(jié)構(gòu)中。

目前可展結(jié)構(gòu)存在尺寸跨度小，杠件數(shù)量多，節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜的問題，并且結(jié)構(gòu)剛度較差，穩(wěn)定問題突出，不利于設(shè)計和施工。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種豎向剛度好、收縮率大且結(jié)構(gòu)簡單易于折疊的平面徑向開合屋蓋結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種平面徑向開合屋蓋結(jié)構(gòu)，其特征在于，由兩個以上的環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)和兩個以上的徑向雙層鏈形剪式機(jī)構(gòu)組成，所述環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)同心布置，所述徑向雙層鏈形剪式機(jī)構(gòu)沿所述環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)形成的圓環(huán)的徑向布置；所述環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)由多個環(huán)向?qū)ΨQ剪式鉸單元頭尾相連成環(huán)形，所述環(huán)向?qū)ΨQ剪式鉸單元的折疊方向垂直所述圓環(huán)所在平面，每個環(huán)向?qū)ΨQ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(huán)向?qū)ΨQ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(jī)構(gòu)由上下對齊的兩層水平鏈形剪式機(jī)構(gòu)組成，其中每層鏈形剪式機(jī)構(gòu)由多個徑向?qū)ΨQ剪式鉸單元頭尾相連成線形，所述徑向?qū)ΨQ剪式鉸單元的折疊方向在水平面內(nèi)，每個徑向?qū)ΨQ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?qū)ΨQ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(jī)構(gòu)分別與所述環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)通過所述徑向?qū)ΨQ剪式鉸單元的第二連桿端部與所述環(huán)向?qū)ΨQ剪式鉸單元的第一連桿端部鉸接實現(xiàn)連接，并且徑向雙層鏈形剪式機(jī)構(gòu)伸出最外圈環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)的端部，并固定于只具有水平轉(zhuǎn)動自由度的鉸支座。

所述徑向雙層鏈形剪式機(jī)構(gòu)在所述圓環(huán)上均勻布置，所述環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)在圓環(huán)的徑向上等距布置。

所述環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)的個數(shù)為3～10個，所述徑向雙層鏈形剪式機(jī)構(gòu)的個數(shù)為5～40個。

所述第一連桿為直桿。

所述第一連桿為平面直桿。

所述第二連桿為直桿。

所述第二連桿為平面直桿。

有益效果：本發(fā)明由徑環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)同步伸縮實現(xiàn)平面徑向開合屋蓋結(jié)構(gòu)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(gòu)造合理、設(shè)計和施工簡單，環(huán)向剪式機(jī)構(gòu)的剪式鉸單元的折疊方向為豎直面，徑向雙層剪式機(jī)構(gòu)由上下兩層剪式機(jī)構(gòu)組成，從而使平面徑向開合屋蓋結(jié)構(gòu)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(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1是本發(fā)明平面徑向開合屋蓋結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是平面徑向開合屋蓋結(jié)構(gòu)環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)示意圖。

圖3是平面徑向開合屋蓋結(jié)構(gòu)徑向雙層鏈形剪式機(jī)構(gòu)示意圖。

圖4是平面徑向開合屋蓋結(jié)構(gòu)的徑環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)鉸接示意圖。

圖5是組成徑環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)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(fā)明作出更為詳細(xì)的說明：

如圖1所示，一種平面徑向開合屋蓋結(jié)構(gòu)1。平面徑向開合屋蓋結(jié)構(gòu)1是由3個環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)2和16個徑向雙層鏈形剪式機(jī)構(gòu)4組成。其中，環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)2由48個環(huán)向?qū)ΨQ剪式鉸單元3組成，環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)2沿徑向均勻間隔布置；徑向雙層鏈形剪式機(jī)構(gòu)4由上下對齊的兩層鏈形剪式機(jī)構(gòu)組成，其中每層鏈形剪式機(jī)構(gòu)由14個徑向?qū)ΨQ剪式鉸單元5組成，徑向雙層鏈形剪式機(jī)構(gòu)4沿環(huán)向均勻間隔布置。并且徑向雙層鏈形剪式機(jī)構(gòu)4伸出最外圈環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)一定的長度，并固定于只具有水平轉(zhuǎn)動自由度的鉸支座7。

如圖2所示，環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)由48個環(huán)向?qū)ΨQ剪式鉸單元頭尾連接成環(huán)，相鄰兩剪式鉸單元之間在第一連桿的端部鉸接；

如圖3所示，徑向雙層鏈形剪式機(jī)構(gòu)由上下對齊的兩層鏈形剪式機(jī)構(gòu)組成，并且上下兩層鏈形剪式機(jī)構(gòu)在網(wǎng)架開合過程中保持同步伸縮；所述上下兩層鏈形剪式機(jī)構(gòu)均由14個徑向?qū)ΨQ剪式鉸單元連接而成，相鄰兩剪式鉸單元之間在第二連桿的端部鉸接。

如圖4所示，徑環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)的連接節(jié)點構(gòu)成如下：環(huán)向鏈形機(jī)構(gòu)2分別和徑向雙層鏈形機(jī)構(gòu)4的上下兩層鏈形剪式機(jī)構(gòu)通過環(huán)向?qū)ΨQ剪式鉸單元第一連桿和徑向?qū)ΨQ剪式鉸單元第二連桿端部鉸節(jié)點6連接。由此，通過該鉸節(jié)點的作用，實現(xiàn)平面徑向開合屋蓋結(jié)構(gòu)開合過程中徑向雙層鏈形剪式機(jī)構(gòu)4和環(huán)向鏈形剪式機(jī)構(gòu)2的同步伸縮。

如圖5所示的組成環(huán)向和徑向鏈形剪式機(jī)構(gòu)的對稱剪式鉸單元是目前應(yīng)用最為廣泛的平行剪式鉸單元。剪式鉸單元的連桿長度相等，且通過連桿中間的一個銷接節(jié)點相連，每對連桿僅能繞垂直與該對連桿所在平面的軸線作相對轉(zhuǎn)動，而其它自由度完全受到了限制；同時剪式鉸單元間的連接是通過連桿端部鉸節(jié)點鉸接實現(xiàn)。該單元在運動過程中其端部鉸節(jié)點的連線保持平行。