CN104879644A - 一种形状多变的环状剪式结构 - Google Patents

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Abstract

一种形状多变的环状剪式结构；包括若干首尾相接成环状结构的剪式单元，所述剪式单元包括铰链和相互堆叠的上层板、下层板组成，所述铰链依次穿过所述上层板和下层板；所述上层板和下层板的两端设有铰接点，所述上层板通过所述铰接点分别与相邻的所述下层板铰接；同一所述上层板的两个铰接点与所述铰链不在同一条直线上，当上层板与下层板绕着所述铰链发生相对转动，相邻剪式单元的上层板和下层板的侧壁之间形成通孔。本发明采用板状结构的上层板和下层板，使其在伸展状态时上下两层能相互支撑，不容易发生晃动和损坏，而且在收缩之后，能够成为一块完整的环状零件。

Description

一种形状多变的环状剪式结构
技术领域
本发明涉及剪式机械领域，特别是一种形状多变的环状剪式结构。
背景技术
剪式机构目前有很广泛的应用和发展，如可折叠的帐篷、可收缩的门帘、升降机、可折叠式台灯或机械臂等。它的特点是伸缩比大，可延伸长距离和大跨度，而当它收缩以后所占空间很小，因此被应用于许多行业中。目前大多数剪式机构的应用中采用的是单面剪式机构或双平行的剪式机构，如门帘采用的是单面剪式机构，升降机采用的是双平行的剪式机构，大多数的剪式机构的结构单一，无法满足一些特别场合的使用，如适用场地的大小有不规律的情形。
发明内容
本发明的目的在于提出一种形状多变的环状剪式结构，该剪式结构收缩自如，实用性广。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种形状多变的环状剪式结构；包括若干首尾相接成环状结构的剪式单元，所述剪式单元包括铰链和相互堆叠的上层板、下层板组成，所述铰链依次穿过所述上层板和下层板；
所述上层板和下层板的两端设有铰接点，所述上层板通过所述铰接点分别与相邻的所述下层板铰接；同一所述上层板的两个铰接点与所述铰链不在同一条直线上，当上层板与下层板绕着所述铰链发生相对转动，相邻剪式单元的上层板和下层板的侧壁之间形成通孔。
进一步的，所述上层板的两个铰接点分别与其几何中心的连线之间的最小夹角为β(β能被360整除)，所述剪式单元的数量与(360°/β)的运算结果相等。
更进一步的，所述上层板和所述下层板的边缘线均由直线段和弧形线首尾相接形成。
更进一步的，所述剪式单元首尾相连成环状结构时，所述弧形线组成所述环状结构的外轮廓，所述直线段组成所述环状结构的内轮廓。
更进一步的，所述最小夹角β的最优值为60°。
进一步的，所述环状结构在数值控制组件的驱动下自动完成展开或收缩的动作；
所述数值控制组件包括驱动电机、主动轮、传动件和固定在一个所述剪式单元的从动轮，被所述驱动电机驱动旋转的所述主动轮，通过传动件带动所述从动轮旋转，所述从动轮带动与之固定配合的所述剪式单元转动，转动的所述剪式单元带动相邻的剪式单元作适应性的转动，则整个所述环状结构完成展开或收缩的动作。
更进一步的，所述主动轮、传动件和从动轮为相互啮合的齿轮。
更进一步的，所述传动件为皮带，所述主动轮和从动轮上设有安装所述皮带的卡槽。
本发明根据上述内容，由于剪式结构在伸展的状态下，受力比较分散，因此容易出现弯折损坏的情况，承力不够大；本发明采用板状结构的上层板和下层板，使其在伸展状态时上下两层能相互支撑，不容易发生晃动和损坏，而且在收缩之后，能够成为一块完整的环状零件。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的整体结构示意图；
图2是本发明中剪式单元的一个实施例的结构示意图；
图3是本发明收缩到最小状态时一个实施例的结构示意图；
图4是本发明展开时一个实施例的结构示意图；
图5是本发明展开到最大状态时一个实施例的结构示意图；
图6是本发明中数值控制组件的一个实施例的结构示意图；
图7是图6中数值控制组件的的俯视图；
图8是本发明中数值控制组件的第二个实施例的结构示意图。
其中：剪式单元100，铰链101，上层板102，下层板103，铰接点104，通孔3；
数值控制组件400，驱动电机401，主动轮402，传动件403，从动轮404。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的实施方案进行详细描述。本领域技术人员将会理解，以下附图和具体实施方式仅为本发明的优选实施方式，以便于更好地理解本发明，因而不应视为限定本发明的范围。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
如图1及图2所示，一种形状多变的环状剪式结构；包括若干首尾相接成环状结构的剪式单元100，所述剪式单元100包括铰链101和相互堆叠的上层板102、下层板103组成，所述铰链101依次穿过所述上层板102和下层板103；
所述上层板102和下层板103的两端设有铰接点104，所述上层板102通过所述铰接点104分别与相邻的所述下层板103铰接；同一所述上层板102的两个铰接点104与所述铰链101不在同一条直线上，当上层板102与下层板103绕着所述铰链101发生相对转动，相邻剪式单元100的上层板102和下层板103的侧壁之间形成通孔3。
一个剪式单元中，上层板102和下层板103的结构完全相同，当上层板102与下层板103绕着铰链101发生相对转动时，若上层板102沿着顺时针转动，则与之相连的下层板103在其顺时针旋转过程中产生的牵引力的作用下，沿逆时针方向转动；下层板103逆时针转动后，又带动其另一侧的上层板102发生顺时针转动，这样依次传递，从而实现环状结构的伸缩；而同一剪式单元中，上层板102和下层板103之间相对转开角度的不同，则整个环状结构伸缩程度也不同，剪式结构呈现的外形结构也不一样。
而上层板102与下层板103绕着铰链101发生相对转动，除了各剪式单元100之间形成才内换孔2外，相邻剪式单元100的上层板和下层板的侧壁之间形成通孔3，结构灵活，可用作通孔、减重等。
由于剪式结构100在伸展的状态下，受力比较分散，因此容易出现弯折损坏的情况，承力不够大；本发明采用板状结构的上层板102和下层板103，使其在伸展状态时上下两层能相互支撑，不容易发生晃动和损坏(如图2)，而且在收缩之后，能够成为一块完整的环状零件，如图4。
所述上层板102的两个铰接点分别与其几何中心的连线之间的最小夹角为β(β能被360整除)，所述剪式单元100的数量与(360°/β)的运算结果相等。
如图2所示，当所述剪式单元100的数量与(360°/β)的运算结果相等时，各剪式单元100中的上层板102和下层板103之间相对转动的角度范围最大，整个剪式结构能完全地收缩在一起，形成强度和稳定性高的结构。
如图2及图3所示，所述上层板102和所述下层板103的边缘线均由直线段和弧形线首尾相接形成；所述剪式单元100首尾相连成环状结构时，所述弧形线组成所述环状结构的外轮廓，所述直线段组成所述环状结构的内轮廓。
当整个剪式结构能完全地收缩在一起时，相邻上层板102之间通过直线段与弧形边相互贴合，相邻的下层板103同样如此；而各个剪式单元100中，上层板102的弧形边与下层板103的弧形边重合，继而形成整个剪式结构的外边缘，这样的剪式结构紧凑自然，外边缘轮廓滑顺美观。
如图4及图5所示，所述最小夹角β的最优值为60°。
当各剪式单元100中的上层板102和下层板103之间呈最大角度相对转动时，所述环形结构的内环和外环呈现正六边形结构，结构稳定，外形美观。
如图6、图7及图8所示，所述环状结构在数值控制组件400的驱动下自动完成展开或收缩的动作；
所述数值控制组件400包括驱动电机401、主动轮402、传动件403和固定在一个所述剪式单元100的从动轮404，被所述驱动电机401驱动旋转的所述主动轮402，通过传动件403带动所述从动轮404旋转，所述从动轮404带动与之固定配合的所述剪式单元转动，转动的所述剪式单元100带动相邻的剪式单元作适应性的转动，则整个所述环状结构完成展开或收缩的动作。
通过调整驱动电机401的转速等参数，实现对主动轮402转速的控制，也是对从动轮404转速的调节，故而对整个所述环状结构展开或收缩的程度进行有效控制，提高装置的实用性。
所述主动轮402、传动件403和从动轮404为相互啮合的齿轮。
齿轮啮合的精度高，对所述环状结构的伸展程度进行更有效的控制。
所述传动件403为皮带，所述主动轮402和从动轮404上设有安装所述皮带的卡槽。
皮带的安装方便，提高工作效率。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种形状多变的环状剪式结构，其特征在于：包括若干首尾相接成环状结构的剪式单元，所述剪式单元包括铰链和相互堆叠的上层板、下层板组成，所述铰链依次穿过所述上层板和下层板；
所述上层板和下层板的两端设有铰接点，所述上层板通过所述铰接点分别与相邻的所述下层板铰接；同一所述上层板的两个铰接点与所述铰链不在同一条直线上，当上层板与下层板绕着所述铰链发生相对转动，相邻剪式单元的上层板和下层板的侧壁之间形成通孔。
2.根据权利要求1所述的一种形状多变的环状剪式结构，其特征在于：所述上层板的两个铰接点分别与其几何中心的连线之间的最小夹角为β(β能被360整除)，所述剪式单元的数量与(360°/β)的运算结果相等。
3.根据权利要求2所述的一种形状多变的环状剪式结构，其特征在于：所述上层板和所述下层板的边缘线均由直线段和弧形线首尾相接形成。
4.根据权利要求3所述的一种形状多变的环状剪式结构，其特征在于：所述剪式单元首尾相连成环状结构时，所述弧形线组成所述环状结构的外轮廓，所述直线段组成所述环状结构的内轮廓。
5.根据权利要求2所述的一种形状多变的环状剪式结构，其特征在于：所述最小夹角β的最优值为60°。
6.根据权利要求1所述的一种形状多变的环状剪式结构，其特征在于：所述环状结构在数值控制组件的驱动下自动完成展开或收缩的动作；
所述数值控制组件包括驱动电机、主动轮、传动件和固定在一个所述剪式单元的从动轮，被所述驱动电机驱动旋转的所述主动轮，通过传动件带动所述从动轮旋转，所述从动轮带动与之固定配合的所述剪式单元转动，转动的所述剪式单元带动相邻的剪式单元作适应性的转动，则整个所述环状结构完成展开或收缩的动作。
7.根据权利要求6所述的一种形状多变的环状剪式结构，其特征在于：所述主动轮、传动件和从动轮为相互啮合的齿轮。
8.根据权利要求6所述的一种形状多变的环状剪式结构，其特征在于：所述传动件为皮带，所述主动轮和从动轮上设有安装所述皮带的卡槽。
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