CN103469975A - 气膜建筑扫雪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气膜建筑扫雪装置，包括动力装置和置于气膜建筑屋顶表面并由动力装置驱动可沿气膜建筑屋顶表面绕一竖直轴线转动完成扫雪动作的扫雪条，本发明通过扫雪条绕一竖直轴线沿气膜建筑屋顶表面转动清除积雪，仅需开启动力装置即能实现并完成，使用本发明在气膜建筑屋顶积雪时能够气膜建筑的对屋顶表面进行清雪，不需人工清除，避免积雪对该气膜建筑带来的不利影响，保证其长周期中能够常使用，提高工作效率，不需增加气膜建筑的承压能力，从而节约气膜建筑的材料以及使用能源，保证其经济性和安全性；动力装置一般采用电机及其输出组件（变速器等）即可，操控方便，成本较低。

Description

气膜建筑扫雪装置

技术领域

本发明涉及一种气膜建筑附属设备，特别涉及一种用于气膜建筑扫雪的装置。

背景技术

气膜建筑是用特殊的建筑膜材做外壳，配备一套智能化的机电设备在气膜建筑内部提供空气的正压，把建筑主体支撑起来的一种建筑结构系统。气膜建筑由于自身的结构特性，使其具有足够的安全性，与现有的普通建筑相比具有较好的经济性、环保性、舒适性和施工便捷性，因而，越来越得到建筑领域的关注，并得到较多的实际应用。

虽然气膜建筑具有上述优点，但是由于该建筑与其他普通建筑一样，均处于自然环境之中，且气膜建筑通过气体正压实现支撑，一般建筑不需过分考虑的风以及积雪则成为气膜建筑必须对待的问题。特别是在北方，气膜建筑的屋顶积雪周期较长，并且积雪会逐渐成块并积累，对屋顶形成较大的压力，如需保持气膜建筑的正常使用，则需增大支撑力，浪费能源，积雪较大时甚至会压垮气膜建筑。

因此，需要一种用于气膜建筑屋顶清雪的装置，在气膜建筑屋顶积雪时能够气膜建筑的对屋顶表面进行清雪，不需人工清除，避免积雪对该气膜建筑带来的不利影响，保证其长周期中能够常使用，提高工作效率，节约气膜建筑的使用能源，保证其经济性和安全性。 

发明内容

有鉴于此，本发明的目的提供一种气膜建筑扫雪装置，在气膜建筑屋顶积雪时能够气膜建筑的对屋顶表面进行清雪，不需人工清除，避免积雪对该气膜建筑带来的不利影响，保证其长周期中能够常使用，提高工作效率，节约气膜建筑的使用能源，保证其经济性和安全性。 

本发明的气膜建筑扫雪装置，包括动力装置和置于气膜建筑屋顶表面并由动力装置驱动可沿气膜建筑屋顶表面绕一竖直轴线转动完成扫雪动作的扫雪条。

进一步，所述扫雪条至少可与气膜建筑屋顶表面在上下方向上折线形或柔性相适形；

进一步，所述扫雪条在转动面上具有折线形或柔性弯曲自由度，该弯曲自由度具有保证扫雪条完成扫雪动作的限位；

进一步，所述扫雪条为由扫雪条节段依次连接形成的鞭状结构；

进一步，所述扫雪条上转动配合设有用于支撑扫雪条使扫雪条与气膜建筑屋顶表面之间形成空隙的滚轮；

进一步，相邻扫雪条节段之间通过铰接的方式使扫雪条与气膜建筑屋顶表面在上下方向上折线形相适形和在转动方向上具有折线形弯曲自由度；

进一步，所述滚轮选择性的单自由度转动配合外套于扫雪条的扫雪条节段；所述滚轮外圆为具有弹性的柔性结构；

进一步，相邻扫雪条节段之间通过中间节段铰接，中间节段与其两端的扫雪条节段分别对应在上下方向和扫雪条的转动方向具有铰接转动自由度，所述扫雪条节段与其两端的中间节段分别对应在上下方向和扫雪条的转动方向具有铰接转动自由度；

进一步，所述中间节段与两端的扫雪条节段之间通过铰接头和使铰接头嵌入并铰接的铰接槽铰接，所述铰接头端部沿铰接转动方向形成与铰接槽槽底相配合用于保证铰接转动自由度并对该铰接转动自由度进行限位的限位斜面；

进一步，所述动力装置设有绕竖直轴线转动的转动动力输出端，所述扫雪条至少为两条沿径向呈放射状连接于动力装置的转动动力输出端。

本发明的有益效果：本发明的气膜建筑扫雪装置，利用动力装置驱动扫雪条摆动实现扫雪功能，下雪时或积雪到一定程度时启动动力装置，通过扫雪条绕一竖直轴线沿气膜建筑屋顶表面转动清除积雪，仅需开启动力装置即能实现并完成，使用本发明在气膜建筑屋顶积雪时能够气膜建筑的对屋顶表面进行清雪，不需人工清除，避免积雪对该气膜建筑带来的不利影响，保证其长周期中能够常使用，提高工作效率，不需增加气膜建筑的承压能力，从而节约气膜建筑的材料以及使用能源，保证其经济性和安全性；动力装置一般采用电机及其输出组件（变速器等）即可，操控方便，成本较低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明气膜建筑扫雪装置的原理示意图；

图2为扫雪条节段连成扫雪条的结构示意图；

图3为图2沿A向视图；

图4为图2中的中间节段的立体图。

具体实施方式

如图1和图2所示：本实施例的气膜建筑扫雪装置，包括动力装置1和置于气膜建筑屋顶表面的扫雪条2，所述扫雪条2由动力装置1驱动可沿气膜建筑屋顶表面绕一竖直轴线转动完成扫雪动作，该转动为扫雪鞭2绕竖直轴线形成的扫过面为扇形的公转运动；扫雪条2绕一竖直轴线转动的转动方式并不局限于沿同一方向转动，也可以是往复转动等，均能实现发明目的；动力装置1可采用电动机、发动机等，可配以必要的控制组件和动力输出组件，输出可为转动输出和摆动输出，也可采用凸轮、摇杆等现有技术的输出结构，使扫雪条的一端部向内，另一端部沿径向向外，绕该竖直轴线实现同一方向转动或往复转动，具体驱动结构在此不再赘述。

本实施例中，所述扫雪条2至少可与气膜建筑屋顶表面在上下方向上折线形或柔性相适形；相适形是指扫雪条2的形状与屋顶上表面的曲线形状能够相适应，以保证扫雪过程顺畅高效进行；折线形相适形是指扫雪条为折线结构，该折线结构在纵向上与屋顶曲线走向一致；而柔性相适形则是扫雪条为柔性结构，置于屋顶后可与屋顶表面相适形；两种结构均能实现本发明的目的。

本实施例中，所述扫雪条2在转动面上具有折线形或柔性弯曲自由度，该弯曲自由度具有保证扫雪条完成扫雪动作的限位；限位可使得扫雪条能够在雪的阻力下弯曲并具有刚性；在转动时，由于转动阻力使得扫雪条具有背向转动方向的弯曲，利于减小转动阻力，同时，该弯曲还能对积雪产生径向向外的推力，完成转动范围内自动清除积雪；对弯曲自由度的限位可采用现有技术的任何机械限位结构，保证扫雪条具有弯曲自由度，弯曲到设定弧度即进行限位，保证具有完成扫雪动作的刚度。扫雪条2的结构如图2所示。

本实施例中，所述扫雪条2为由扫雪条节段21依次连接形成的鞭状结构；结构简单，安装拆卸容易，节约成本；扫雪条节段21可为空心结构，为增加重量可在空心内部灌注沙石等物质，节约成本的同时利于扫雪功能的实现。

本实施例中，所述扫雪条2上转动设有用于支撑扫雪条2使扫雪条2与气膜建筑屋顶表面之间形成空隙的滚轮；扫雪条2转动扫雪的同时，滚轮沿气膜建筑屋顶上表面滚动，避免扫雪条与气膜建筑屋顶上表面之间的滑动摩擦而损坏屋顶，并减小驱动力，节约能源；所形成的空隙以能够扫除积雪为准，滚轮的结构可采用现有技术中现有的车轮结构、轴承结构等，均能够实现发明目的。

本实施例中，相邻扫雪条节段21之间通过铰接的方式使扫雪条2与气膜建筑屋顶表面在上下方向上折线形相适形和在转动方向上具有折线形弯曲自由度；也就是扫雪条节段21两端的铰接轴线相互垂直，一个铰接转动方向为转动扫雪方向，该方向需限位，另一铰接转动方向为上下方向，以与屋顶相适形；铰接结构简单实用，维护、安装、拆卸均较为简单；相邻扫雪条节段之间可直接铰接，也可采用中间部件铰接，均能实现发明目的。

本实施例中，所述滚轮选择性的单自由度转动配合外套于扫雪条的扫雪条节段21，单自由度转动配合是指在圆周方向转动，轴向固定的配合方式，可采用现有技术的任何机械固定结构，包括限位销等；所述滚轮外圆为具有弹性的柔性结构，采用柔性结构避免对气膜建筑的屋顶进行破坏，柔性结构具有弹性可减小滚动阻力，并具有支撑效果；滚轮选择性的与扫雪条节段21配合是指根据扫雪条的长度设定合理间距，在个别扫雪条节段21上设置滚轮4，以能够支撑扫雪条为准，不宜设定过多而影响扫雪工作；如图2所示，扫雪条节段21上的滚轮包括外套于扫雪条节段的滚动轴承3和外套于滚动轴承并具有轮胎的车轮4，形成总体滚轮结构；安装轮胎时先在扫雪条节段固定滚动轴承3，滚动轴承3内孔与扫雪条节段21外表面紧配合，为增加摩擦力在扫雪条节段于滚动轴承3固定部位压花，使滚动轴承3紧固在鞭节表面，车轮4轮毂上开有螺纹，利用螺丝将车轮压紧在滚动轴承外圆上，完成装配。

本实施例中，相邻扫雪条节段21之间通过中间节段22铰接，如图2和图3所示。中间节段22与其两端的扫雪条节段21分别对应在上下方向和扫雪条的转动方向具有铰接转动自由度，所述扫雪条节段21与其两端的中间节段22分别对应在上下方向和扫雪条2的转动方向具有铰接转动自由度；如图3所示，扫雪条节段21与中间节段22之间通过销钉进行铰接；采用中间节段的结构（参见图4），更使得扫雪条在上下和扫雪方向均能够灵活弯曲，保证扫雪过程的顺利进行。

本实施例中，所述中间节段22与两端的扫雪条节段21之间通过铰接头和使铰接头嵌入并铰接的铰接槽铰接，所述铰接头端部沿铰接转动方向形成与铰接槽槽底相配合用于保证铰接转动自由度并对该铰接转动自由度进行限位的限位斜面；如图4所示，本实施例中，中间节段22两端均形成为铰接头（图4中为铰接头22a和铰接头22b，二者的铰接轴线相互垂直），而扫雪条节段21两端均形成铰接槽（图2中为铰接槽21a和铰接槽21b，二者的铰接轴线相互垂直）；当然，中间节段22可一端形成铰接头，另一端形成铰接槽，与其相适应，扫雪条节段21一端形成铰接头另一端形成铰接槽，均能实现发明目的；如2图所示，铰接头（铰接头22a和铰接头22b）端部沿铰接转动方向上设有两个限位斜面，可使该铰接结构在往复转动方向上具有转动自由度并具有限位，结构简单。由于铰接头（铰接头22a和铰接头22b）上的限位斜面的阻挡，使得扫雪条节段21之间的相对转动角度在限位斜面限定的角度范围内；实际应用中，在上下方向的限位斜面a限定的角度范围大于在扫雪转动方向的限位斜面b限定的角度范围，可使扫雪条2在适应不同形状表面的同时在扫雪转动方向还具有一定的刚性。

本实施例中，所述动力装置1设有绕竖直轴线转动的转动动力输出端11，所述扫雪条2至少为两条沿径向呈放射状连接于动力装置的转动动力输出端11，径向是指转动动力输出端11转动的径向；本实施例采用对称设置的两条扫雪条2，在动力装置的驱动下使扫雪条2绕转动动力输出端的竖直轴线形成公转转动，如图1所示。

本发明在使用时，两条扫雪条2在绕竖直轴线转动的转动动力输出端11带动下绕竖直轴线慢速旋转，转速根据雪荷载的大小可调。扫雪条2转动时，将气膜顶面的雪逐渐推开，使其不会堆积结块。在冬天降雪较多时，可以防止积雪太厚压垮建筑。

动力装置1（一般采用电机）固定在气膜建筑顶部钢索的交汇处，遇到大风时不会被大风吹走。扫雪条节段由于具有重一定的重量，具有一定的防风能力，防止扫雪条在大风中乱摆损伤气膜。

图中由于扫雪条节段结构均相同，因而采用相同附图标记；中间节段结构均相同，采用相同附图标记。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。 

Claims (10)

1.一种气膜建筑扫雪装置，其特征在于：包括动力装置和置于气膜建筑屋顶表面并由动力装置驱动可沿气膜建筑屋顶表面绕一竖直轴线转动完成扫雪动作的扫雪条。

2.根据权利要求1所述的气膜建筑扫雪装置，其特征在于：所述扫雪条至少可与气膜建筑屋顶表面在上下方向上折线形或柔性相适形。

3.根据权利要求2所述的气膜建筑扫雪装置，其特征在于：所述扫雪条在转动面上具有折线形或柔性弯曲自由度，该弯曲自由度具有保证扫雪条完成扫雪动作的限位。

4.根据权利要求3所述的气膜建筑扫雪装置，其特征在于：所述扫雪条为由扫雪条节段依次连接形成的鞭状结构。

5.根据权利要求4所述的气膜建筑扫雪装置，其特征在于：所述扫雪条上转动配合设有用于支撑扫雪条使扫雪条与气膜建筑屋顶表面之间形成空隙的滚轮。

6.根据权利要求5所述的气膜建筑扫雪装置，其特征在于：相邻扫雪条节段之间通过铰接的方式使扫雪条与气膜建筑屋顶表面在上下方向上折线形相适形和在转动方向上具有折线形弯曲自由度。

7.根据权利要求6所述的气膜建筑扫雪装置，其特征在于：所述滚轮选择性的单自由度转动配合外套于扫雪条的扫雪条节段；所述滚轮外圆为具有弹性的柔性结构。

8.根据权利要求7所述的气膜建筑扫雪装置，其特征在于：相邻扫雪条节段之间通过中间节段铰接，中间节段与其两端的扫雪条节段分别对应在上下方向和扫雪条的转动方向具有铰接转动自由度，所述扫雪条节段与其两端的中间节段分别对应在上下方向和扫雪条的转动方向具有铰接转动自由度。

9.根据权利要求8所述的气膜建筑扫雪装置，其特征在于：所述中间节段与两端的扫雪条节段之间通过铰接头和使铰接头嵌入并铰接的铰接槽铰接，所述铰接头端部沿铰接转动方向形成与铰接槽槽底相配合用于保证铰接转动自由度并对该铰接转动自由度进行限位的限位斜面。

10.根据权利要求1至9任一权利要求所述的气膜建筑扫雪装置，其特征在于：所述动力装置设有绕竖直轴线转动的转动动力输出端，所述扫雪条至少为两条沿径向呈放射状连接于动力装置的转动动力输出端。

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