[发明专利]带定点运动的类椭圆形开合结构的制作方法

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。

主权项

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n、各定点位置及定点区域半径r_d；各定点按L₀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n₁，矩形上、下直线段上的定点数目均为n₂；2）选择开启角度φ ，确定覆板单元切线位置；选择的开启角度φ需满足条件：；其中r'_d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φ确定各覆板单元切线与相应定点间连线的夹角ξ₁和ξ₂，角度取顺时针为正，主要公式如下：，；其中，，；θ、R₁和θ₁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2n₁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x和y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A₁、B₁、C₁、D₁的坐标值分别为：；；，；，；其中h_A为定点P_i至通过点A_i的连系梁轴线的最小距离；l_O1B1、l_O1D1、α_B、α_D为计算过程中的参量；类三角形覆板单元FB_i内连接节点与定点P_i的相对位置固定（其中i=1,2,…,n₁, n₁+n₂+1,n₁+n₂+2,…,2n₁+n₂），即确定覆板单元FB₁内连接节点A₁、B₁、C₁、D₁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FB_2n1+2n2内连接节点A_2n1+2n2(B_2n1+2n2)、C_2n1+2n2(D_2n1+2n2)的坐标值分别为：；；类四边形覆板单元FB_i内连接节点与定点P_i的相对位置固定（其中i=n₁+1,n₁+2,…,n₁+n₂, 2n₁+n₂+1,2n₁+n₂+2,…,2n₁+2n₂），即确定类四边形覆板单元FB_2n1+2n2中连接节点A_2n1+2n2(B_2n1+2n2)、C_2n1+2n2(D_2n1+2n2)与定点P_2n1+2n2的相对位置后，其余类四边形覆板单元内连接节点的布置方式均相同；为保证运动过程中连系梁与定点不相互碰撞，若连系梁的宽度为b，则定点至连系梁轴线的最小距离h_A、h_C需满足条件：；；其中x_P1和y_P1分别为定点P₁的横纵坐标,其坐标值为；为保证运动过程中连系梁间不相互碰撞，连系梁间的最小距离Δ₁、Δ₂需满足条件：；，其中，；；l_O1C1、α_C为计算过程中的参量；或者取，此时点B_i和C_i重合，其中i=1,2,…,n₁, n₁+n₂+1,n₁+n₂+2,…,2n₁+n₂，即两根直梁合并成一根角梁，连系梁由2n₁根退化为n₁根；4）确定覆板单元外边界，要求需将各定点、连系梁的各连接节点包络在边界线之内；按上述方法，覆板单元最终划分成2n₁块类三角形覆板单元、2n₂块类四边形覆板单元和2n₂块四边形覆板单元；相应覆板单元间通过2n₁根或n₁根连系梁于各连接节点处连接，得到带定点运动的类椭圆形开合结构。