定点旋转式圆形可开启结构的制作方法

摘要

本发明公开了一种定点旋转式圆形可开启结构的制作方法。其步骤如下：1)选择开启后具有弧形开口或折线形开口的定点旋转式圆形可开启结构，并确定设计参数；2)设计定点旋转式圆形可开启结构的类扇形盖板单元：弧线边界类扇形盖板单元或折线边界类扇形盖板单元；3)确定定点旋转式圆形可开启结构类扇形盖板单元内部定点的位置；4)确定类扇形盖板单元间连接角梁段在类扇形盖板单元内的位置；5)类扇形盖板单元通过连接角梁段连接，得到定点旋转式圆形可开启结构。本发明制作得到的可开启结构的造型丰富优美；闭合时结构完全封闭，开启时结构开口面积大；开合过程中，类扇形盖板单元均绕各自内部的定点转动，且所有类扇形盖板单元均同步运动，易于控制。

主权项

一种定点旋转式圆形可开启结构的制作方法，其特征在于它的步骤如下：1)选择开启后具有弧形开口或折线形开口的定点旋转式圆形可开启结构，并确定类扇形盖板单元块数n、开启角度Φ、开启后中央开口半径r、定点区域半径rd、连接角梁段宽度b；2)设计开启后具有弧形开口或折线形开口的定点旋转式圆形可开启结构的类扇形盖板单元，具有弧形开口的定点旋转式圆形可开启结构的类扇形盖板单元的两条半径由多个弧形边界组成，具有折线形开口的定点旋转式圆形可开启结构的类扇形盖板单元的两条半径由多个折线形边界组成：类扇形盖板单元的弧形边界的计算公式如下： ρ 0 · cos θ 0 = r · sin π n , ρ0∈(r,∞)， θ 0 ∈ ( π 2 - Φ 2 , π 2 ) , Φ ≤ 2 π n ; 其中ρ0为弧形边界对应的半径，θ0为弧形边界对应的圆心角；类扇形盖板单元的折线形边界是在弧形边界上取点，并依次用直线段将这些点连接；3)确定具有弧形开口或折线形开口的定点旋转式圆形可开启结构的类扇形盖板单元内部定点的位置，以极坐标表示，类扇形盖板单元内部定点中心的坐标G(ρ,θ)的计算公式如下： ρ = 1 2 sin π n , θ = π n - Φ 2 ; 其中ρ代表定点至结构中心的距离，θ代表定点和结构中心连线与类扇形盖板单元边界的夹角，l代表类扇形盖板单元之间连接角梁段JⅠi和连接角梁段JⅡi的长度；4)确定类扇形盖板单元之间连接角梁段JⅠi、连接角梁段JⅡi在类扇形盖板单元内的位置，以极坐标表示，连接角梁段JⅠi的一个端点坐标为DⅠi1(ρ1,θ1)，连接角梁段JⅠi和连接角梁段JⅡi的长度为l，计算公式如下： ρ 1 = h min sin [ ( π n - Φ 2 ) ] , θ 1 = [ π - ( π n - Φ 2 ) ] , h min = r d + b 2 l = r sin Φ 2 · sin π n ; 若连接角梁段JⅠi的端点DⅠi1在第i块类扇形盖板单元内部且ρ1满足ρ1≤l，则连接角梁段JⅠi和极坐标轴平行，由此得到连接角梁段JⅠi的另一端 点DⅠi2，连接角梁段JⅡi和连接角梁段JⅠi的轴线首尾相连，即连接角梁段JⅡi的一个端点DⅡi1和连接角梁段JⅠi的端点DⅠi2重合，连接角梁段JⅡi和连接角梁段JⅠi间的夹角为π‑2π/n，由此得到连接角梁段JⅡi的另一端点DⅡi2；若连接角梁段JⅠi的端点DⅠi1不在第i块类扇形盖板单元内部或ρ1＞l，则需减小θ1，此时连接角梁段JⅡi和连接角梁段JⅠi的轴线不再相连，在闭合状态下，连接角梁段JⅠi的一个端点坐标为DⅠi1(ρ1,θ1)，连接角梁段JⅠi和连接角梁段JⅡi的长度为l： ρ 1 = h min sin [ j · ( π n - Φ 2 ) ] , θ 1 = [ π - j · ( π n - Φ 2 ) ] , j＝2,3,4…， h min = r d + b 2 l = r sin Φ 2 · sin π n ; 逐步增大j直至连接角梁段JⅠi的端点DⅠi1在第i块类扇形盖板单元内部且ρ1满足ρ1≤l，连接角梁段JⅡi的一个端点DⅡi1通过连接角梁段JⅠi的端点DⅠi1先绕第i块类扇形盖板单元的定点逆时针旋转η角度，再绕可开启结构中心顺时针旋转2π/n角度得到，连接角梁段JⅡi和连接角梁段JⅠi间的夹角仍为π‑2π/n，由此得到连接角梁段JⅡi的另一端点DⅡi2，第一次旋转角度η应满足： b 2 sin α ≤ ρ 1 sin [ η 2 - π n ] , α = π + η 2 - Φ - π n - j ( π n - Φ 2 ) ; 5)设计完成第一组连接角梁段JⅠ1、连接角梁段JⅡ1和弧形边界类扇形盖板单元PA1或折线形边界类扇形盖板单元PP1后，其余各组的连接角梁段JⅠi、连接角梁段JⅡi和弧形边界类扇形盖板单元PAi或折线形边界类扇形盖板单元PPi可相应的通过第一组连接角梁JⅠ1、连接角梁JⅡ1和弧形边界类扇形盖板单元PA1或折线形边界类扇形盖板单元PP1绕可开启结构中心顺时针旋转2π(i‑1)/n得到；弧形边界类扇形盖板单元PAi或折线形边界类扇形盖板单元PPi通过连接角梁段JⅠi、连接角梁段JⅡi‑1和弧形边界类扇形盖板单元PAi+1或折线形边界类扇形盖板单元PPi+1相连接，弧形边界类扇形盖板单元PA1或折线形边界类扇形盖板单元PP1通过连接角梁段JⅠ1、连接角梁段JⅡn和弧形边界类扇形盖板单元PA2或折线形边界类扇形盖板单元PP2相连接，弧形边界类扇形盖板单元PAn或折线形边界类扇形盖板单元PPn通过连接角梁段JⅠn、连接角梁段JⅡn‑1和弧形边界类扇形盖板单元PA1或折线形边界类扇形盖板单元PP1相连接，得到定点 旋转式圆形可开启结构。