具有四个自由度的桁架结构

摘要

本发明公开了一种具有四个自由度的桁架结构，包括连杆机构和拉索，连杆机构由n个四连杆机构通过n-1节点相互连接而成，四连杆机构由第一连杆、第二连杆、第三连杆及第四连杆相互转动连接组成，n-1个节点包括第一铰接点、第二铰接点以及n-3个销接节点，连杆机构被第一铰接点、第二铰接点、第一支座铰接点以及第二支座铰接点分为三个子连杆机构，在每个子连杆结构上设置第一拉索和第二拉索，在第一铰接节点连接的相邻两个四连杆机构的第二连杆和第三连杆的连接节点之间设置一根伸缩杆。本发明采用连杆机构，并利用三根第一拉索、三根第二拉索和一根伸缩杆驱动连杆机构，形成具有多个稳定几何构形的桁架结构；其构造合理、设计和施工简单，适合各种跨度的建筑。

主权项

一种具有四个自由度的桁架结构，包括连杆机构和拉索，所述的连杆机构由n个四连杆机构通过n‑1节点相互连接而成，n不小于3且不大于720，所述的四连杆机构由第一连杆、第二连杆、第三连杆及第四连杆相互转动连接组成，所述的四连杆机构的第三连杆及第四连杆和相邻四连杆机构的第一连杆和第二连杆共用一个节点，n个四连杆机构中第一个四连杆机构的第一连杆和第二连杆的节点与第一支座铰接点转动连接，最后一个四连杆机构的第三连杆和第四连杆的节点也与第二支座铰接点转动连接，其特征在于：所述的n‑1个节点包括第一铰接点、第二铰接点以及n‑3个销接节点，第一铰接点和第二铰接点间隔的布置在n‑3个销接节点之间，与每个销接节点连接的两个四连杆机构的第一四连杆机构的第三连杆和另一个四连杆机构的第一连杆形成一根杆件，与每个销接节点连接的两个四连杆机构的第一四连杆机构的第四连杆和另一个四连杆机构的第二连杆形成一根杆件；所述的连杆机构被第一铰接点、第二铰接点、第一支座铰接点以及第二支座铰接点分为三个子连杆机构，在每个子连杆机构中首尾均为铰接节点，在每个子连杆结构上设置第一拉索和第二拉索，所述第一拉索从该子连接结构首个节点开始，穿过第一个四连杆机构的第一连杆和第四连杆的连接节点，然后穿过第一个四连杆机构的第二连杆和第三连杆的连接节点，再穿过第二个四连杆机构的第一连杆和第四连杆的连接节点，随后再穿过第二个四连杆机构的第二连杆和第三连杆的连接节点，如此反复，直至连接到尾部的节点，所述的第二拉索连接子连杆机构首尾的两个节点；在第一铰接节点或第二铰接点连接的相邻两个四连杆机构的第二连杆和第三连杆的连接节点之间设置一根伸缩杆。