CN113685114B - 一种多叶片旋式开合结构及其组件和制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多叶片旋式开合结构及其组件和制作方法。整个开合结构由多个叶片环形阵列组成，单个叶片为一个直径为R的圆的一部分组成，包括首尾连接的第一侧边、第二侧边和第三侧边。第一侧边、第二侧边和第三侧边均为朝着同一侧隆起的圆弧，且曲率半径相同；第二侧边和第三侧边朝着第一侧边隆起。相邻两个所述叶片按照第一侧边与第三侧边邻接的方式拼接在一起，多个所述叶片形成所述多叶片旋式开合结构。每个叶片在开合过程中均在同一平面上绕自己的圆心转动，且彼此不发生干涉，因此从整体上减小了结构的厚度，且多叶片旋式开合结构的整体厚度不受叶片数量的影响，从而叶片的原材料和数量选择范围更大。

Description

一种多叶片旋式开合结构及其组件和制作方法

技术领域

本发明涉及一种多叶片旋式开合结构，具体而言，涉及一种多叶片旋式开合结构及其组件和制作方法。

背景技术

多叶片旋式开合结构常用于一些需要实现机械遮蔽的场景中，当前常用的类似结构中，各叶片通常呈相互叠加的状态，以保证叶片在旋开的过程中，除中心露出的位置外，各叶片之间不出现漏空部分，同时也避免各叶片合拢过程中相互干扰。

现有的多叶片旋式开合结构中，各叶片呈逐级叠加的状态，叶片部分结构的整体厚度等于单片叶片的厚度乘以叠加叶片的数量。实际应用场景中，为控制整体结构的厚度，通常采取对叶片的厚度和数量进行限制的方式。但是，由于叶片的厚度由实际的使用强度和材料加工成型工艺共同决定，叶片的材料和数量的选取存在较大的限制，在控制多叶片旋式开合结构的整体厚度上存在困难。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的多叶片旋式开合结构的厚度较厚，且其厚度不易控制，目的在于提供一种多叶片旋式开合结构及其结构和制作方法，使得在开合过程中，所有叶片均布局在同一平面内，避免出现传统结构中因叶片主机叠加导致整体结构过厚的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种多叶片旋式开合结构，包括多个叶片，所述叶片包括：第一侧边、第二侧边和第三侧边，所述第一侧边、所述第二侧边和所述第三侧边首尾连接；所述第一侧边、所述第二侧边和所述第三侧边均为朝着同一侧隆起的圆弧；所述第一侧边、所述第二侧边和所述第三侧边的曲率半径相同；所述第二侧边和所述第三侧边朝着所述第一侧边隆起；所述第一侧边所在的圆形C1与所述第二侧边所在的圆形C2相交，形成交点D1；所述圆形C1的圆心O1与所述交点D1的连线同所述圆形C2的圆心O2与所述交点D1的连线形成的夹角

，n表示所述叶片的数量；所述圆形C1与所述第三侧边所在的圆形C3相交，形成交点D2；所述圆心O1与所述交点D2的连线同所述圆心O1与所述交点D1的连线形成的夹角

，r表示所述交点D1到所述交点D2的直线距离，R表示所述圆形C1的直径；相邻两个所述叶片按照第一侧边与第三侧边邻接的方式拼接在一起，多个所述叶片形成所述多叶片旋式开合结构。

与现有的多叶片旋式开合结构相比，本发明提供的一种多叶片旋式开合结构在打开和闭合状态下所有叶片均处于同一平面，在任一状态下均不会出现叶片重合的情况。由于单个叶片是由一个直径为R的圆裁剪而成，其形状是通过模拟多叶片旋式开合结构从闭合到打开过程中，相邻两叶片的运动轨迹来确定的。每个叶片在开合过程中均绕自己的圆心转动，且彼此不发生干涉。利用相邻两叶片所在的圆形在再闭合和打开两个状态下彼此重叠形成弧，来确定叶片的边缘形状，从而保证相邻两叶片在闭合和打开状态下始终邻接在一起，不会出现缝隙和重叠部分。通过改变叶片的形状，使得多叶片旋式开合结构的厚度仅为单叶片的厚度，因此，在减小了多叶片旋式开合结构整体厚度的同时，叶片的原材料和数量选择范围更大。

作为对本发明的进一步描述，由于单个叶片所在的圆形直径为R，为保证多叶片选手开合结构能够遮蔽位于中心的半径r的圆形区域，因此，叶片数量n需满足n＞2。

作为对本发明的进一步描述，所述夹角

＞60°，在每个所述叶片的底面设置有转轴，所述转轴位于所述圆心O1上。当

=60°时，叶片所在的圆的圆心O1正好落在叶片的边缘上。因此，当

＞60°，即3＜叶片数量n＜6时，叶片所在原的圆心O1位于叶片内部，在圆心O1的位置设置转轴，实现叶片绕各自的圆心转动，保证各叶片之间相互不产生干涉。

作为对本发明的进一步描述，所述夹角

≤60°，在每个所述叶片的底面设置有转动机构，所述转动机构包括连接片和销钉，所述销钉穿过所述连接片上的通孔，所述销钉位于所述圆心O1上。

一种具有多叶片旋式开合结构的组件，包括底座、齿轮盘和多个齿轮轴，所述底座和所述齿轮盘为圆环结构，所述齿轮轴的数量与所述叶片的数量相同，所述齿轮轴与所述叶片一一对应。所述多叶片旋式开合结构设置在所述底座上，所述齿轮轴固定在所述叶片的上表面，所述齿轮盘位于所述多叶片旋式开合结构的上方；所述齿轮盘的内圆周上均匀分布有多个锯齿结构，多个所述齿轮轴与所述内圆周啮合。

外部机构带动齿轮盘转动，再由齿轮盘内圆周的锯齿结构带动齿轮轴转动，进一步多叶片转动，以此实现多叶片旋式开合结构的开口和闭合。

作为对本发明的进一步描述，所述底座的内径为2r，所述齿轮盘的内径≥2r。

作为对本发明的进一步描述，沿所述底座的外圆周设置有垂直于所述底座上表面的裙边；所述齿轮盘的底面上设置有与所述裙边相匹配的环形凹槽；所述裙边嵌入所述环形凹槽内，所述底座与所述齿轮盘形成环形空腔，所述多叶片旋式开合结构位于所述环形空腔内。

一种多叶片旋式开合结构的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：选择多块用于制作所述叶片的圆形板材，所述圆形板材的直径为R；

步骤2：制作外径为2R、内径为2r的环形圆盘，制作与所述圆形板材的形状和大小相同的板材模型；

步骤3：针对单块圆形板材，执行以下步骤：

步骤3.1：将所述圆形板材放置在所述环形圆盘上，使所述圆形板材的一条直径与所述环形圆盘的一条半径重合；将所述板材模型放置在所述圆形板材上，使所述板材模型与所述圆形板材重合；

步骤3.2：以所述环形圆盘的圆心在所述板材模型外圆周上的对应点为定点，将所述板材模型绕所述定点旋转

角度，沿所述板材模型与所述圆形板材重合形成的弧边，在所述圆形板材上描绘弧线L1，

，n表示所述叶片的数量，n＞2；

步骤3.3：还原所述板材模型的位置，使所述板材模型与所述圆形板材重合；

步骤3.4：将所述板材模型绕所述定点旋转

1角度，沿所述板材模型与所述圆形板材重合形成的弧边，在所述圆形板材上描绘弧线L2，

；

步骤3.5：沿所述弧线L1和所述弧线L2，裁剪所述圆形板材，得到所述叶片；所述叶片包括第一侧边、第二侧边和第三侧边，

步骤4：针对每一个所述圆形板材，执行所述步骤3，得到多个所述叶片；

步骤5：将多个所述叶片拼接在一起，得到所述多叶片旋式开合结构。

作为对本发明的进一步描述，所述步骤3.2中，当所述板材模型绕所述定点旋转的角度

＞60°时，在所述叶片的底面安装转轴，所述转轴安装在所述叶片的底面，与圆形板材的圆心对应的位置；当所述板材模型绕所述定点旋转的角度

≤60°时，在所述叶片的底面安装连接片，在所述连接片的远离所述叶片的一端开设通孔，所述通孔开设在与所述圆形板材的圆心对应的位置，在所述通孔上设置销钉。

作为对本发明的进一步描述，多个所述叶片的拼接方法为：按照相邻两个叶片的第一侧边与第三侧边邻接的方式将多个叶片拼接在一起，形成所述多叶片旋式开合结构。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明实施例提供的一种多叶片旋式开合结构及其组件和制作方法，使多叶片旋式开合结构的各叶片在旋转过程中相互不发生干涉，从整体上减小了结构的厚度；

2、本发明实施例提供的一种多叶片旋式开合结构及其组件和制作方法，使多叶片旋式开合结构的整体厚度不受叶片数量的影响，从而叶片的原材料和数量选择范围更大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的单叶片形状示意图；

图2为本发明实施例1提供的单叶片的结构形成原理示意图；

图3为本发明实施例1提供的单叶片各侧边的位置关系示意图；

图4为本发明实施例1提供的单叶片各侧边的结构关系示意图；

图5为本发明实施例1提供的由8个叶片形成的多叶片旋式开合结构示意图；

图6为本发明实施例2提供的叶片与底盘的位置关系示意图；

图7为本发明实施例2提供的具有多叶片旋式开合结构的组件的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-叶片，2-转轴，4-底座，5-齿轮盘，6-齿轮轴，11-第一侧边，12-第二侧边，13-第三侧边。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例1

为解决现有的多叶片旋式开合结构的厚度较厚，且其厚度不易控制的问题，本实施例提供了一种多叶片旋式开合结构，该多叶片旋式开合结构包括多个叶片1，所述叶片1包括：第一侧边11、第二侧边12和第三侧边13，所述第一侧边11、所述第二侧边12和所述第三侧边13首尾连接；所述第一侧边11、所述第二侧边12和所述第三侧边13均为朝着同一侧隆起的圆弧；所述第一侧边11、所述第二侧边12和所述第三侧边13的曲率半径相同；所述第二侧边12和所述第三侧边13朝着所述第一侧边11隆起。如图1所示。

如图2所示，所述叶片的结构形成原理为：相邻叶片所在的圆形绕圆心O旋转角度

，叶片数量为n，则

=360°/n。相邻相交的两个圆，可以确定组成叶片的两条圆弧L0和L1。为保证露出半径为r的圆形区域，叶片需要转动的角度为

1，存在关系

1=2arcsin（r/R）。如图3所示，转动后相邻两叶片出现相交，由此可确定圆弧L1和圆弧L2。按照上述原理可完全确定叶片的形状，由三段圆弧L0，L1和L2组成。

与上述叶片的形成原理对应的叶片的各侧边的结构关系可参考图4。如图，所述第一侧边11所在的圆形C1与所述第二侧边12所在的圆形C2相交，形成交点D1；所述圆形C1的圆心O1与所述交点D1的连线同所述圆形C2的圆心O2与所述交点D1的连线形成的夹角

，n表示所述叶片1的数量；所述圆形C1与所述第三侧边13所在的圆形C3相交，形成交点D2；所述圆心O1与所述交点D2的连线同所述圆心O1与所述交点D1的连线形成的夹角

，r表示所述交点D1到所述交点D2的直线距离，R表示所述圆形C1的直径。其中，单个叶片1所在的圆形的直径为R，为保证该多叶片开合结构能够遮蔽位于中心的半径r的圆形区域，因此，叶片数量n需满足n＞2，本实施例中，选择叶片1数量为8片。

相邻两个所述叶片按照第一侧边11与第三侧边13邻接的方式拼接在一起，多个所述叶片1形成所述多叶片旋式开合结构，如图5所示。

此外，从附图2可以看出，当

=60°时，叶片的圆心正好落在圆弧L1上。

所以，当

＞60°，即3＜n＜6时，叶片所在的圆形的圆心落在内部。由于叶片绕各自所在的圆形的圆心转动，因此，在每个所述叶片的底面设置有转轴，所述转轴位于所述圆心O1上，各叶片之间相互不产生干涉。此时，整个多叶片旋式开合结构的厚度即为单叶片的厚度与转轴的高度之和。当

≤60°，即n≥6时，叶片1所在的圆形的圆心位于叶片1的外部（包含边界），因此在每个所述叶片1的底面设置有转动机构，所述转动机构包括连接片和销钉，所述销钉穿过所述连接片上的通孔，所述销钉位于所述圆心O1上，如图1所示。此时，整个多叶片旋式开合结构的厚度即为单叶片1的厚度、连接片的厚度和销钉的高度之和。

由于因为改变了现有结构中各叶片呈逐级叠加的布局状态，多叶片旋式开合结构整体厚度与叶片的数量n不再有关系。和现有的叶片布局结构方案相比，在相同叶片数量n的要求下，本实施例中的单叶片厚度选择范围更大，使得叶片的原材料选取更加自由。

实施例2

在实施例1的一种具有多叶片旋式开合结构的基础上，本实施例提供一种具有多叶片旋式开合结构的组件，如图6和图7所示，包括底座4、齿轮盘5和多个齿轮轴6，所述底座4和所述齿轮盘5为圆环结构，所述齿轮轴6的数量与所述叶片1的数量相同，所述齿轮轴6与所述叶片1一一对应。所述多叶片旋式开合结构设置在所述底座4上，所述齿轮轴6固定在所述叶片1的上表面，所述齿轮盘5位于所述多叶片旋式开合结构的上方；所述齿轮盘5的内圆周上均匀分布有多个锯齿结构，多个所述齿轮轴6与内圆周啮合。

其中，所述底座4的内径为2r，所述齿轮盘5的内径≥2r。

沿所述底座4的外圆周设置有垂直于所述底座4上表面的裙边；所述齿轮盘5的底面上设置有与所述裙边相匹配的环形凹槽；所述裙边嵌入所述环形凹槽内，所述底座4与所述齿轮盘5形成环形空腔，所述多叶片旋式开合结构位于所述环形空腔内，底座4、齿轮盘5和多个齿轮轴6的结构关系见图6和图7所示。

外部机构带动齿轮盘5转动，再由齿轮盘5内圆周的锯齿结构带动齿轮轴6转动，进一步带动多叶片1转动，以此实现多叶片旋式开合结构的开口和闭合。

实施例3

一种多叶片旋式开合结构的制作方法，包括以下步骤：

步骤1：选择多块用于制作所述叶片的圆形板材，所述圆形板材的直径为R；

步骤2：制作外径为2R、内径为2r的环形圆盘，制作与所述圆形板材的形状和大小相同的板材模型；

步骤3：针对单块圆形板材，执行以下步骤：

步骤3.1：将所述圆形板材放置在所述环形圆盘上，使所述圆形板材的一条直径与所述环形圆盘的一条半径重合；将所述板材模型放置在所述圆形板材上，使所述板材模型与所述圆形板材重合；

步骤3.2：以所述环形圆盘的圆心在所述板材模型外圆周上的对应点为定点，将所述板材模型绕所述定点旋转

角度，沿所述板材模型与所述圆形板材重合形成的弧边，在所述圆形板材上描绘弧线L1，

，n表示所述叶片的数量，n＞2；

步骤3.3：还原所述板材模型的位置，使所述板材模型与所述圆形板材重合；

步骤3.4：将所述板材模型绕所述定点旋转

1角度，沿所述板材模型与所述圆形板材重合形成的弧边，在所述圆形板材上描绘弧线L2，

；

步骤3.5：沿所述弧线L1和所述弧线L2，裁剪所述圆形板材，得到所述叶片；所述叶片包括第一侧边、第二侧边和第三侧边，

步骤4：针对每一个所述圆形板材，执行所述步骤3，得到多个所述叶片；

步骤5：将多个所述叶片拼接在一起，得到所述多叶片旋式开合结构。

上述步骤3.2中，当所述板材模型绕所述定点旋转的角度

＞60°时，在所述叶片的底面安装转轴，所述转轴安装在所述叶片的底面，与圆形板材的圆心对应的位置；当所述板材模型绕所述定点旋转的角度

≤60°时，在所述叶片的底面安装连接片，在所述连接片的远离所述叶片的一端开设通孔，所述通孔开设在与所述圆形板材的圆心对应的位置，在所述通孔上设置销钉。

其中，多个所述叶片的拼接方法为：按照相邻两个叶片的第一侧边与第三侧边邻接的方式将多个叶片拼接在一起，形成所述多叶片旋式开合结构。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多叶片旋式开合结构，包括多个叶片（1），其特征在于，

所述叶片（1）包括：第一侧边（11）、第二侧边（12）和第三侧边（13），所述第一侧边（11）、所述第二侧边（12）和所述第三侧边（13）首尾连接；

所述第一侧边（11）、所述第二侧边（12）和所述第三侧边（13）均为朝着同一侧隆起的圆弧；所述第一侧边（11）、所述第二侧边（12）和所述第三侧边（13）的曲率半径相同；

所述第二侧边（12）和所述第三侧边（13）朝着所述第一侧边（11）隆起；

所述第一侧边（11）所在的圆形C1与所述第二侧边（12）所在的圆形C2相交，形成交点D1；所述圆形C1的圆心O1与所述交点D1的连线同所述圆形C2的圆心O2与所述交点D1的连线形成的夹角

，n表示所述叶片（1）的数量；

所述圆形C1与所述第三侧边（13）所在的圆形C3相交，形成交点D2；所述圆心O1与所述交点D2的连线同所述圆心O1与所述交点D1的连线形成的夹角

，r表示所述交点D1到所述交点D2的直线距离，R表示所述圆形C1的直径；

相邻两个所述叶片（1）按照第一侧边（11）与第三侧边（13）邻接的方式拼接在一起，多个所述叶片（1）形成所述多叶片旋式开合结构。

2.根据权利要求1所述的一种多叶片旋式开合结构，其特征在于，所述叶片（1）的数量n＞2。

3.根据权利要求2所述的一种多叶片旋式开合结构，其特征在于，所述夹角

＞60°，在每个所述叶片（1）的底面设置有转轴（2），所述转轴（2）位于所述圆心O1上。

4.根据权利要求2所述的一种多叶片旋式开合结构，其特征在于，所述夹角

≤60°，在每个所述叶片（1）的底面设置有转动机构，所述转动机构包括连接片和销钉，所述销钉穿过所述连接片上的通孔，所述销钉位于所述圆心O1上。

5.一种具有如权利要求1所述的多叶片旋式开合结构的组件，其特征在于，

包括底座（4）、齿轮盘（5）和多个齿轮轴（6），所述底座（4）和所述齿轮盘（5）为圆环结构，所述齿轮轴（6）的数量与所述叶片（1）的数量相同，所述齿轮轴（6）与所述叶片（1）一一对应；

所述多叶片旋式开合结构设置在所述底座（4）上，所述齿轮轴（6）固定在所述叶片（1）的上表面，所述齿轮盘（5）位于所述多叶片旋式开合结构的上方；

所述齿轮盘（5）的内圆周上均匀分布有多个锯齿结构，多个所述齿轮轴（6）与所述内圆周啮合。

6.根据权利要求5所述的一种具有多叶片旋式开合结构的组件，其特征在于，所述底座（4）的内径为2r，所述齿轮盘（5）的内径≥2r。

7.根据权利要求5或6所述的一种具有多叶片旋式开合结构的组件，其特征在于，

沿所述底座（4）的外圆周设置有垂直于所述底座（4）上表面的裙边；所述齿轮盘（5）的底面上设置有与所述裙边相匹配的环形凹槽；

所述裙边嵌入所述环形凹槽内，所述底座（4）与所述齿轮盘（5）形成环形空腔，所述多叶片旋式开合结构位于所述环形空腔内。

8.一种如权利要求1所述的多叶片旋式开合结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：选择多块用于制作所述叶片的圆形板材，所述圆形板材的直径为R；

步骤2：制作外径为2R、内径为2r的环形圆盘，制作与所述圆形板材的形状和大小相同的板材模型；

步骤3：针对单块圆形板材，执行以下步骤：

步骤3.1：将所述圆形板材放置在所述环形圆盘上，使所述圆形板材的一条直径与所述环形圆盘的一条半径重合；将所述板材模型放置在所述圆形板材上，使所述板材模型与所述圆形板材重合；

步骤3.2：以所述环形圆盘的圆心在所述板材模型外圆周上的对应点为定点，将所述板材模型绕所述定点旋转

角度，沿所述板材模型与所述圆形板材重合形成的弧边，在所述圆形板材上描绘弧线L1，

，n表示所述叶片的数量，n＞2；

步骤3.3：还原所述板材模型的位置，使所述板材模型与所述圆形板材重合；

步骤3.4：将所述板材模型绕所述定点旋转

1角度，沿所述板材模型与所述圆形板材重合形成的弧边，在所述圆形板材上描绘弧线L2，

；

步骤3.5：沿所述弧线L1和所述弧线L2，裁剪所述圆形板材，得到所述叶片；所述叶片包括第一侧边、第二侧边和第三侧边，

步骤4：针对每一个所述圆形板材，执行所述步骤3，得到多个所述叶片；

步骤5：将多个所述叶片拼接在一起，得到所述多叶片旋式开合结构。

9.根据权利要求8所述的一种多叶片旋式开合结构的制作方法，其特征在于，所述步骤3.2中，

当所述板材模型绕所述定点旋转的角度

＞60°时，在所述叶片的底面安装转轴，所述转轴安装在所述叶片的底面，与圆形板材的圆心对应的位置；

当所述板材模型绕所述定点旋转的角度

≤60°时，在所述叶片的底面安装连接片，在所述连接片的远离所述叶片的一端开设通孔，所述通孔开设在与所述圆形板材的圆心对应的位置，在所述通孔上设置销钉。

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