专利名称：：带定点运动的类椭圆形开合结构的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种开合结构的制作方法，具体是一种带定点运动的类椭圆形开合结构的制作方法。
背景技术：
：根据开合机理对刚性屋盖结构的开合方式进行分类，可分为水平移动、水平旋转(即绕竖向轴转动)、空间移动、空间旋转(即绕水平轴转动)及以上各方式的组合。其中无重叠水平旋转开合屋盖结构在展开过程中形似花朵的绽放，具有独特的动态效果，且开启空间较大，引起了较多学者与工程师的兴趣与关注。我国的上海旗忠森林体育城网球中心开合屋盖是无重叠水平旋转开合结构的第一个工程实例。其覆板单元间相互独立，由计算机控制进行同步运动；结构闭合时，整体外形为圆形[1]。类似的水平旋转开启概念结构还有Rodriguez与Chiltont2]提出的旋板结构(swiveldiaphragm)和Jensen与Pellegrino提出的径向可开启板式结构(RadiallyRetractablePlateStructures)M。其中旋板结构闭合时整体外形为正多边形，由若干完全相同的三角形板单元通过连杆相互连接而成，在展开过程中各板单元均绕着各自的定点做等速率旋转。径向可开启板式结构是由双层类三角形板单元相互连接而成，在展开过程中所有板间连接节点均做径向直线运动，各板单元则是在做平移与旋转相叠加的复杂运动。此外，罗尧治、毛德灿等人改进了径向可开启板式结构的设计方法，提出了具有多开口形状的径向可开启圆形和类椭圆形板式结构[4]。这几类径向可开启板式结构在开合过程中板单元内部均不存在不动点。[I]林颖儒，徐晓明，林高，李剑锋，陈海华.上海旗忠网球中心平面旋转开闭屋盖结构设计研究[A].第五届全国现代结构工程学术研讨会论文集，2005，261-266.RodriguezC，Chilton,J.Swiveldiaphragmanewalternativeforretractableringstructures[J].JournaloftheInternationalAssociationforShellandSpatialStructures,2003,44(143):181-188.JensenFV,PellegrinoS.Expandablestructuresformedbyhingedplates[A]·InProceedingsoftheFifthInternationalConferenceonSpaceStructures[C],Surrey,UK:[s.n.]，2002，19-21.Luo,Y.Z.,Mao,D.C.,You,Z.Onatypeofradiallyretractableplatestructures[J].InternationalJournalofSolidsandStructures,2007,44(10):3452-3467。
发明内容本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种带定点运动的类椭圆形开合结构的制作方法。带定点运动的类椭圆形开合结构的制作方法的步骤如下I)根据使用要求，选择结构外形为椭圆形或者类椭圆形，确定定点总数/7、各定点位置及定点区域半径各定点按Ztl等距布置于两个半圆加矩形组成的类椭圆形上，左、右半圆上的定点数目均为A，矩形上、下直线段上的定点数目均为Th。2)选择开启角度0，确定覆板単元切线位置。选择的开启角度需满足条件权利要求1.带定点运动的类椭圆形开合结构的制作方法，其特征在于该方法包括以下步骤1)根据使用要求，选择结构外形为椭圆形或者类椭圆形，确定定点总数/K各定点位置及定点区域半径rd;各定点按Ztl等距布置于两个半圆加矩形组成的类椭圆形上，左、右半圆上的定点数目均为A，矩形上、下直线段上的定点数目均为n2；2)选择开启角度0，确定覆板单元切线位置；选择的开启角度需满足条件=^CSCsm(JL-ly>rd.ZZnlZnlZ其中为定点距离覆板单元切线的最小距离；覆板单元的划分方式采用扇形划分与平行线划分形式相结合的方式；扇形划分段中，切线起点分别为左右半圆的圆心；平行线划分段中，三条平行切线等距且其起点或中点位于椭圆或类椭圆长轴上；根据开启角度确定各覆板单元切线与相应定点间连线的夹角f工和，角度取顺时针为正，主要公式如下tl=丁’S=-沒；-S-COtI-COt-Tf2M1arcsm^、/1和I为计算过程中的参量；3)确定覆板单元与连系梁相连接处的节点位置；当各覆板单元间采用2nx根连系梁连接时，结构在闭合状态下，以左半圆的圆心O1为坐标原点，建立直角坐标系，用^和_7表示相应点的横纵坐标，则类三角形覆板单元FB1内连接节点ApB:、CpD1的坐标值分别为A1-cot-——hAAVa2,A,Al.f,ViOlBl=W+IvAl-4J,=—+arcsin——^c03^B^^O1I1SmJ^O1B1DiPolDtcos￠^0,Z0iDisinjO1Dl.T.feTl,^cl—^jO-L0f,Od=—+arcstn----nI^OlDi其中hk为定点Pi至通过点Ai的连系梁轴线的最小距离；7raB1、Ioim,cB>cD为计算过程中的参量；类三角形覆板单元FBi内连接节点与定点Pi的相对位置固定(其中i=l，2，".’nvW1.W2，...,2^+仏)，即确定覆板单元FB1内连接节点ApBpCrD1与定点P1的相对位置后，其余类三角形覆板单元内连接节点的布置方式均相同；类四边形覆板单元FB2/31+2/32内连接节点八2/31+2/2(B2/3I+2/32)、C^i+2^2(D2/3I+2/32)的坐标值分别为全文摘要本发明公开了一种带定点运动的类椭圆形开合结构的制作方法。其步骤如下1)根据使用要求，选择结构外形为椭圆形或者类椭圆形，确定定点位置及相关设计参数；2)选择开启角度，确定开合结构覆板单元切线位置；3)确定覆板单元与连系梁相连接处的节点位置；4)确定覆板单元外边界，得到各类覆板单元；将相应覆板单元间用连系梁连接，得到带定点运动的类椭圆形开合结构。本发明制作得到的开合结构造型优美；闭合时结构中央能完全封闭，完全开启时结构中央开启空间较大；开合过程中，中间覆板单元先向两侧水平移动开启，进一步所有覆板单元可绕各自单元内部的定点转动开启，结构整体性较好、旋转运动同步性易于控制。文档编号E04B7/16GK102587557SQ20121008722公开日2012年7月18日申请日期2012年3月29日优先权日2012年3月29日发明者王戴薇,罗尧治申请人:浙江大学