一种可自动伸缩的刚性板遮阳系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种由上部拉索、剪式铰系统、刚性板、光照传感器和驱动控制系统组成的可自动伸缩的刚性板遮阳系统，可实现遮阳系统的自动开合，适用于各种民用建筑及构筑物。
【背景技术】
[0002]近年来，可展结构的研究逐渐形成体系，在工程汇总的应用也越来越广泛，而剪式铰单元是许多可展结构的重要组成部分。从几何学角度来考虑，这类剪式单元的每对连杆通过中间的一个销接节点相连，每对连杆仅能绕垂直与该对连杆所在平面的轴线作相对转动，而其它自由度完全受到了限制；同时剪式单元间的连接是通过单元端部节点铰接实现。剪式单元可以实现结构较大的折叠率，除了剪式铰单元外，其他的销接体系在各类可展结构中也有较大的用途。
【发明内容】
[0003]技术问题:为了制造出可以根据光线强度自动控制开启和闭合的遮阳系统，该系统不仅能满足普通遮阳棚的所有功能，还具有设计和施工方便等优点，在结合了剪式单元的优点的基础上，使其拥有更好的稳定性及承载力，可以应用于各种民用建筑和构筑物，也是可持续建筑结构发展的重要环节。
[0004]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
一种可自动伸缩的刚性板遮阳系统，包括伸缩支架，其特征在于:所述伸缩支架包括上部拉索、剪式铰系统以及驱动控制系统，所述驱动控制系统包括驱动台车以及控制器，所述剪式铰系统包括第一剪式单元和第二剪式单元，所述第一剪式单元和第二剪式单元平行，所述第一剪式单元和第二剪式单元均由首尾相连的剪式铰单元构成，每一个剪式铰单元包括一个中间节点和四个端部节点，所述第一剪式单元和第二剪式单元的一端分别与所述驱动台车连接用于展开或折叠所述剪式铰单元，在所述第一剪式单元和第二剪式单元的每个剪式铰单元之间的两个下端部节点上设置两块可折叠的刚性板；所述驱动台车与所述控制器连接，在所述控制器上还连接有一光照传感器，所述控制器根据所述光照传感器获取的光照信息控制所述台车展开或折叠所述剪式铰系统。
[0005]在每个所述剪式铰单元中间节点上设置一弹簧，该弹簧连接到两块所述刚性板的折叠线上以控制刚性板的折叠运动。
[0006]在所述每个剪式铰单元的两个上端部节点之间连接有拉索。
[0007]所述剪式铰单元均由两根直杆组成，每两个直杆之间通过销杆销接而成，两根直杆在空间上相互错开。
[0008]所述第一剪式单元和第二剪式单元与所述驱动台车之间通过球铰相连转。
[0009]所述驱动台车位于一固定线轨上。
[0010]本发明一种可自动伸缩的刚性板遮阳系统，由上部拉索、剪式铰系统、刚性板、光照传感器和驱动控制系统五部分组成，上部拉索与数量可自行确定的剪式铰单元通过上部节点相连接，第一个剪式铰单元的上部与驱动台车以球铰的形式相连，下部刚性板通过设置在剪式铰单元下部节点之间的圆杆与系统相连，上部拉索、剪式铰系统、刚性板三者协同工作，在通过外部驱动系统共同组成了一种可自动伸缩的刚性板遮阳系统。下部刚性板通过销接体系与剪式单元协调从而实现整个系统的开展与收合。拉索是由金属材料、非金属材料、或者金属材料与非金属材料的复合材料制成的单股的或者多股的条状结构。
[0011]有益效果:本发明由上部拉索、剪式铰系统、刚性板三者协同工作，在通过外部驱动系统共同组成了一种可自动伸缩的刚性板遮阳系统。本发明可自动伸缩的刚性板遮阳系统，可根据外界光线强度的强弱实现遮阳系统的自动开启或关闭，具有折叠率高的优点，整个系统传力路径明确，受力合理，上部拉索的设置提高了系统的稳定性及承载能力，完全展开状态系统可具有任意的几何外形，具有较强的建筑表现力，刚性板可实现循环多次使用，且易于更换，整个系统轻便灵活，有较大的应用前景。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的空间示意图；
图2为本发明的平面示意图；
图3为本发明的下部销杆的示意图；
图4为本发明采用的剪式铰单元与下部销杆连接三维示意图；
图5为上部直杆与驱动台车之间通过球铰相连示意图；
图6为上部拉索与直杆连接处的示意图；
图7为本发明的下部刚性板示意图；
图8为剪式铰下部的刚性板之间的连接示意图；
图9为本发明的刚性板与结构之间的关系示意图；
其中:1、上部拉索；2、剪式铰系统；3、刚性板；4、光照传感器；5、驱动控制系统；6、7、8、9、直杆；10、驱动台车；11、弹簧；12、下部销杆；13、球铰；14、线轨；15、刚性板连接销杆；16、上部销杆；17、连接器；18、下部连接直杆。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0014]本发明一种刚性板遮阳系统，其三维形态如图1所示，由相互平行的第一剪式单元和第二剪式单元组成，第一剪式单元和第二剪式单元均由首尾相连的剪式铰单元构成。刚性板遮阳系统的正立面如图2所示，其包括伸缩支架以及设置在伸缩支架上的刚性板3，伸缩支架包括上部拉索1、剪式铰系统2以及驱动控制系统5，其中上部拉索I数量与剪式铰单元同为η，η为自定义的剪式铰单元数量，每一个剪式铰单元包括一个中间节点和四个端部节点，四个端部节点包括两个上端部节点和两个下端部节点。每两个剪式铰单元之间的连接设计四根直杆(6、7、8、9)，四根杆件的长度分别为a，b，c和d，其长度关系满足a+b=c+d，直杆6与直杆7销接，直杆7的端部与直杆9的端部通过上部销杆16转动连接，直杆9与直杆8销接，直杆8的端部与直杆6的端部通过下部销杆12转动连接，之后的剪式铰单元间也需要满足此长度和连接关系。其中下部销杆12的示意图如图3所示，内侧所开的两个孔洞用来连接下部连接直杆15，本系统所采用的剪式铰单元之间的连接示意如图4所示，每个剪式铰单元的两直杆不在同一平面内。
[0015]驱动控制系统5由驱动台车10以及控制器等组成，第一剪式单元和第二剪式单元的一端分别与驱动台车10连接用于展开或折叠剪式单元，通过驱动台车10正向与反向运动实现这个系统的开启与闭合，直杆6与驱动台车10之间通过球铰13相连，直杆6可绕驱动台车10任意旋转，球铰13的球心在驱动台车10的顶面之下以保证直杆6固定在驱动台车10上不会滑落，驱动台车10上开一个槽孔，为直杆6在运动的过程中提供足够的空间，从而实现整个系统的高折叠率，驱动台车10设置在线轨14之上，驱动台车10上设有电机，可接收控制器信号结合位移和速度传感器，形成控制回路，有效的控制台车运动的行程范围和速度，实现系统的自动开启和闭合，其详图如图5所示。在上部拉索与直杆7与直杆9的相交节点处，三者通过上部销杆16相连，上部拉索I通过连接器17固定于上部销杆16两端，可以绕上部销杆16转动，其详图如图6所示。刚性板之间采用销接的方式连接，因此刚性板端部都设有连接的销孔，刚性板的示意如图7所示。刚性板可根据驱动台车10的运动绕刚性板连接销杆15以及下部连接直杆18转动以实现整个系统的开合，在剪式铰单元下部的刚性板连接销杆15上设置弹簧11连接剪式铰的中间销接节点，以保证系统在开始闭合时刚性板不发生反向转动，同时也提高了结构的稳定性。剪式铰下部的刚性板之间的连接示意如图8所示。刚性板与两侧剪式单元的连接关系如图9所示。本系统上方布置光照传感器4，驱动台车10和光照传感器4均与控制器连接，控制器根据所述光照传感器4获取的光照信息控制驱动台车10展开或折叠所述剪式铰系统2实现系统的开启与收合。此系统具有较高的折叠率，移动性强，便于运输储存，具有多样的建筑造型，拥有较好的建筑表现力，并且整个系统受力合理，传力路径明显。
[0016]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。
【主权项】
1.一种可自动伸缩的刚性板遮阳系统，包括伸缩支架，其特征在于:所述伸缩支架包括上部拉索、剪式铰系统以及驱动控制系统，所述驱动控制系统包括驱动台车以及控制器，所述剪式铰系统包括第一剪式单元和第二剪式单元，所述第一剪式单元和第二剪式单元平行，所述第一剪式单元和第二剪式单元均由首尾相连的剪式铰单元构成，每一个剪式铰单元包括一个中间节点和四个端部节点，所述第一剪式单元和第二剪式单元的一端分别与所述驱动台车连接用于展开或折叠所述剪式铰单元，在所述第一剪式单元和第二剪式单元的每个剪式铰单元之间的两个下端部节点上设置两块可折叠的刚性板；所述驱动台车与所述控制器连接，在所述控制器上还连接有一光照传感器，所述控制器根据所述光照传感器获取的光照信息控制所述台车展开或折叠所述剪式铰系统。2.根据权利要求1所述的刚性板遮阳系统，其特征在于:在每个所述剪式铰单元中间节点上设置一弹簧，该弹簧连接到两块所述刚性板的折叠线上以控制刚性板的折叠运动。3.根据权利要求2所述的刚性板遮阳系统，其特征在于:所述两块刚性板之间采用销轴连接，所述弹簧连接在所述销轴上。4.根据权利要求1所述的刚性板遮阳系统，其特征在于:在所述每个剪式铰单元的两个上端部节点之间连接有拉索。5.根据权利要求1所述的刚性板遮阳系统，其特征在于:所述剪式铰单元均由两根直杆组成，每两个直杆之间通过销杆销接而成，两根直杆在空间上相互错开。6.根据权利要求1所述的刚性板遮阳系统，其特征在于:所述第一剪式单元和第二剪式单元与所述驱动台车之间通过球铰相连转。7.根据权利要求6所述的刚性板遮阳系统，其特征在于:所述驱动台车位于一固定线轨上。
【专利摘要】本发明公开了一种可自动伸缩的刚性板遮阳系统，包括伸缩支架，伸缩支架包括上部拉索、剪式铰系统以及驱动控制系统，驱动控制系统包括驱动台车以及控制器，剪式铰系统包括第一剪式单元和第二剪式单元，第一剪式单元和第二剪式单元均由首尾相连的剪式铰单元构成，第一剪式单元和第二剪式单元的一端分别与驱动台车连接用于展开或折叠剪式铰单元，在第一剪式单元和第二剪式单元的每个剪式铰单元之间的两个下端部节点上设置两块可折叠的刚性板。本发明可根据外界光线强度的强弱实现遮阳系统的自动开启或关闭，具有折叠率高的优点，刚性板可随系统的运动实现展开与收合，且因为其易于更换，可以实现循环多次使用。
【IPC分类】E04F10/10
【公开号】CN105350727
【申请号】CN201510903855
【发明人】蔡建国, 任政, 冯健
【申请人】东南大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月9日