一种滑动索驱动的月牙形可展索网结构制造技术

本发明专利技术公开了可展结构和索网结构技术领域的一种滑动索驱动的月牙形可展索网结构，包括内环端部固定节点、内环自由节点、外环固定节点、以及三根拉索；内环端部固定节点和内环自由节点位于第一圆弧线上；外环固定节点均匀固定在第二、三圆弧线上，分别位于第二、三圆弧线上的外环固定节点关于第一圆弧线所在的平面对称，且关于内环端部节点连线的法平面对称；第一拉索依次穿过第一圆弧线上的节点，第二拉索交替穿过第二圆弧线上的节点和第一圆弧线上的节点，第三拉索交替穿过第三圆弧线上的节点和第一圆弧线上的节点，三根拉索长度可调，实现索网结构的折叠与展开，满足不同的建筑屋盖开口要求；结构构成和控制方式简单，具有较高的收纳比。有较高的收纳比。有较高的收纳比。

【技术实现步骤摘要】
一种滑动索驱动的月牙形可展索网结构


[0001]本专利技术涉及索网结构与可展结构
，具体为一种滑动索驱动的月牙形可展索网结构。

技术介绍

[0002]索网结构是根据Fuller所提出的“张拉整体体系Tensegrity”这一概念而产生的，其大量采用预应力钢索，压杆少而短，不仅能充分发挥钢材的抗拉强度，结构效率极高。此种结构形式在学术界成为热点的同时，也在工程中被广泛的应用。其主要有结构自重轻、造价低、造型美观等优点成为许多大跨度体育场馆的屋盖建筑形式。
[0003]传统的索网结构的研究与应用多停留在静态建筑结构的领域。为更有效的实现屋盖的开合度控制，本专利技术采用滑动索装置替代传统的拉索形式的同时，减少了索长控制器的个数，提出一种滑动索驱动的月牙形可展索网结构。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种结构新颖、可调节开口大小的滑动索驱动的月牙形可展索网结构。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供技术方案：
[0006]一种滑动索驱动的月牙形可展索网结构，包括内环端部固定节点、内环自由节点、外环固定节点、第一拉索、第二拉索和第三拉索；
[0007]所述的内环端部固定节点和内环自由节点位于第一圆弧线上，所述的内环端部固定节点固定在第一圆弧线的两端，内环自由节点排列在两个内环端部节点之间；所述的外环固定节点均匀固定在第二圆弧线上和第三圆弧线上，分别位于第二圆弧线上和第三圆弧线上的外环固定节点关于第一圆弧线所在的平面对称，且关于内环端部节点连线的法平面对称；
[0008]所述的第一拉索依次穿过第一圆弧线上的节点，第二拉索交替穿过第二圆弧线上的节点和第一圆弧线上的节点，第三拉索交替穿过第三圆弧线上的节点和第一圆弧线上的节点，三根拉索长度可调，实现索网结构的折叠与展开。
[0009]进一步的，位于第二圆弧线和第三圆弧线两端的外环固定节点的弧度角小于内环端部节点的弧度角。
[0010]进一步的，第二圆弧线和第三圆弧线的半径大于第一圆弧线的半径。
[0011]进一步的，位于第二圆弧线上和第三圆弧线上的外环固定节点数量均为p，位于第一圆弧线上的内环自由节点数量为p
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1，位于第一圆弧线上的内环端部固定节点数量为2。
[0012]进一步的，所述的三根拉索均设置有索长调节装置。
[0013]进一步的，所述的内环端部固定节点处设置三个铰接点，三根拉索的两端均与内环端部固定节点铰接。
[0014]进一步的，所述的内环自由节点处设置有滑轮一、滑轮二和滑轮三，滑轮一位于第
一圆弧线所在平面，滑轮二和滑轮三关于第一圆弧线所在的平面对称；所述的外环固定节点处设有朝向第一圆弧线圆心位置的滑轮四。
[0015]进一步的，所述的第一拉索依次绕经位于第一圆弧线上的内环自由节点的滑轮一；第二拉索交替绕经位于第二圆弧线上的外环固定节点的滑轮四和位于第一圆弧线上的内环自由节点的滑轮二；所述的第三拉索交替绕经位于第三圆弧线上的外环固定节点的滑轮四和位于第一圆弧线上的内环自由节点的滑轮三。
[0016]进一步的，增加第二拉索和第三拉索的长度，缩短第一拉索的长度，索网结构展开；缩短第二拉索和第三拉索的长度，增加第一拉索的长度，索网结构折叠。
[0017]进一步的，第一拉索上各点的预应力相同，第二拉索和第三拉索上各点的预应力相同。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0019]1、本专利技术提供了一种滑动索驱动的月牙形可展索网结构，由传统的段式拉索更改为通长的拉索和滑轮构成，使用通长的滑动索，只需调节拉索的长度即可驱动索网结构的变形，有利于减少结构控制、监测系统的复杂度，也可以减少索杆连接处节点的复杂度。
[0020]2、由于结构可通过拉索的长度来控制屋盖的开合度，在使用需求等方面的适应性显著增强，提高了结构的功能性。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的立体图；
[0022]图2是本专利技术的俯视图；
[0023]图3是本专利技术的平视图；
[0024]图4是本专利技术的外环固定节点示意图；
[0025]图5是本专利技术的自由节点示意图；
[0026]图6是本专利技术的内环端部固定节点示意图；
[0027]图7是本专利技术的当内环角度为π时的变化的过程示意图；
[0028]图8是本专利技术的当内环角度为1.5π时的变化的过程示意图；
[0029]图中：1
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环索；2
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上斜索；3
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下斜索；4
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外环顶固定节点；5
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外环底固定节点；6
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内环端部固定节点；7
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内环自由节点。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术中的附图，来对本次专利技术实施中的技术进行清楚、完整的描述，诚然，以下所描述的实施例仅仅是本次专利技术中一部分实施例，并非全部。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]请参阅图1，本专利技术实施为一种滑动索驱动的月牙形可展索网结构，整个结构有3p+1个节点，包括p个外环顶固定节点4，p个外环底固定节点5，2个内环端部固定节点6，p
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1个内环自由节点7，共计4种节点，其中内环端部固定节点6和内环自由节点7位于第一圆弧线上，所述的内环端部固定节点6固定在第一圆弧线的两端，内环自由节点7排列在两个内环端部节点之间；外环顶固定节点4和外环底固定节点5是相同的结构，两种节点分别固定在
第二圆弧线上和第三圆弧线上，且外环顶固定节点4和外环底固定节点5关于第一圆弧线所在的平面对称，且关于内环端部节点连线的法平面对称；位于第二圆弧线和第三圆弧线两端的外环固定节点的弧度角小于内环端部节点的弧度角，例如图2所示，内环端部节点的弧度角θ＝π，位于第二圆弧线和第三圆弧线两端的外环固定节点的弧度角小于π。
[0032]结构具有三组拉索，为了便于描述，将第一拉索、第二拉索和第三拉索定义为环索、上斜索和下斜索，其中环索被p
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1个内环自由节点7划分为p段，上斜索被p个外环顶固定节点4和p
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1个内环自由节点7划分为2p段，下斜索被p个外环底固定节点5和p
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1个内环自由节点7划分为2p段。
[0033]环索依次穿过第一圆弧线上的节点，上斜索交替穿过第二圆弧线上的节点和第一圆弧线上的节点，下斜索交替穿过第三圆弧线上的节点和第一圆弧线上的节点，每一根拉索上各点的预应力相同，三根拉索长度可通过索长调节装置进行调节，实现索网结构的折叠与展开。
[0034]初始状态下，各组节点均匀分布在其所在的圆弧线上，位于环索中部的节点采用动滑轮连接，位于环索两端的节点采用铰接的方式连接；两组斜索与外环节点处采用定滑轮连接，与内环节点处采用动滑轮连接。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滑动索驱动的月牙形可展索网结构，其特征在于，包括内环端部固定节点(6)、内环自由节点(7)、外环固定节点、第一拉索、第二拉索和第三拉索；所述的内环端部固定节点和内环自由节点位于第一圆弧线上，所述的内环端部固定节点固定在第一圆弧线的两端，内环自由节点排列在两个内环端部节点之间；所述的外环固定节点均匀固定在第二圆弧线上和第三圆弧线上，分别位于第二圆弧线上和第三圆弧线上的外环固定节点关于第一圆弧线所在的平面对称，且关于内环端部节点连线的法平面对称；所述的第一拉索依次穿过第一圆弧线上的节点，第二拉索交替穿过第二圆弧线上的节点和第一圆弧线上的节点，第三拉索交替穿过第三圆弧线上的节点和第一圆弧线上的节点，三根拉索长度可调，实现索网结构的折叠与展开。2.根据权利要求1所述的一种滑动索驱动的月牙形可展索网结构，其特征在于，位于第二圆弧线和第三圆弧线两端的外环固定节点的弧度角小于内环端部节点的弧度角。3.根据权利要求1所述的一种滑动索驱动的月牙形可展索网结构，其特征在于，第二圆弧线和第三圆弧线的半径大于第一圆弧线的半径。4.根据权利要求1所述的一种滑动索驱动的月牙形可展索网结构，其特征在于，位于第二圆弧线上和第三圆弧线上的外环固定节点数量均为p，位于第一圆弧线上的内环自由节点数量为p
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1。5.根据权利要求1所述的一种滑动索驱动的月牙形可...

【专利技术属性】
技术研发人员：马烁，卢葵勇，章玉容，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：