[发明专利]制造穹顶结构单元的模具及其使用方法

说明书

技术领域

本公开涉及用于制作穹状结构单元的模具和使用其的方法。

背景技术

类似于半球或空心上半球的结构通常称为穹顶。由各种材料制成的穹顶结构具有很长的建筑世系。它们的普遍使用产生了许多类型和变化，例如洋葱型穹顶、牛腿型穹顶、网格穹顶、椭圆形穹顶、多边形穹顶、帆型穹顶、蝶形穹顶、伞形穹顶等。

应急避难所是为居民建造并且在人为或自然灾害(例如火灾、洪水、龙卷风或地震)期间或之后居住的结构。在例如龙卷风等某些灾害中，幸存在很大程度上取决于应急避难所的机械强度和质量。市场上供应的能适用于个人使用的临时应急避难所(例如廉价的帐篷)缺乏必要的强度、耐用的质量以及在自然灾害期间幸存的环境适应性。克服临时避难所的不足中的一些的应急避难所通常主要是为了其他目的所建造，例如学校、教堂、体育馆等。它们造价更高且更难以建造、实际上并不为家庭所有并且在灾情期间需要生存的人有时在附近找不到它们。

球形球或圆球是三维物体，其具有在三维空间中表征为正圆形几何物体的球面。球面具有点集，其离空间中的指定点全部是相同距离，称为球的半径r。该指定点称为球心。连接完全处于球上的两个点的最短路径是经过那些点的大圆的劣弧。在球上，大圆的弧的圆心角是半径从弧的每端到球的中心所跨越的角度。球的平截面是圆形。球的大圆(也称为大圆弧或黎曼圆)是球与经过该球的中心点的平面的交集，其与平面不需要经过中心的球的广义圆相对。球可以被经过它的中心的任何平面分成两个相等的半球。

球形球在许多方面都是独特的。例如，与其他三维物体相比，球形球对于最小表面面积具有最大体积：球在包封指定体积的所有表面中具有最小表面面积并且它在具有指定表面面积的所有封闭表面中包封最大体积。

由于上面的原因，类似于半球的穹顶结构可以具有较低的构造材料消耗、较低成本、较高封闭空间供使用、较高结构强度和更好的安全性的益处。然而，构造穹顶结构是困难的，因为最大障碍之一是提供与半球的结构相似性。如此，对于预先制造的穹顶结构单元的模具可以解决该问题，并且可以在例如应急避难所、建造建筑物或玩具等领域中提供广泛应用。

发明内容

本文公开用于制作穹顶结构单元的模具，其包括：第一模具件、第二模具件、第三模具件；该第三模具件配置成夹在第一与第二模具件之间并且与它们一起组装；其中第一模具件、第二模具件和第三模具件的装配件配置成形成模具腔；其中第三模具件包括多个侧壁板；其中在第三模具件与第一和第二模具件一起组装时，该多个侧壁板与相同的球面垂直。

根据模具的实施例，第一模具件包括第一球面。

根据模具的实施例，多个侧壁板中的每个包括与第一球面相符的端面。

根据模具的实施例，第二模具件包括第二球面。

根据模具的实施例，多个侧壁板中的每个包括与第二球面相符的端面。

根据模具的实施例，模具腔的横截面在形状上是等边三角形。

根据模具的实施例，模具腔的横截面在形状上是三角形。

根据模具的实施例，模具腔的横截面在形状上是等腰梯形。

根据模具的实施例，第三模具件包括三个或以上侧壁板。

根据模具的实施例，模具进一步包括多个紧固件，其配置成使多个侧壁板彼此联接。

根据模具的实施例，模具进一步包括多个紧固件，其配置成使多个侧壁板与第一模具件或第二模具件联接来形成模具腔。

根据模具的实施例，多个侧壁板包括多个直通孔。

根据模具的实施例，第二模具件包括用于与第三模具件联接的多个定位孔。

根据模具的实施例，多个定位孔包括第一组的四个定位孔，其在第二球面的第一大圆的第一劣弧上。

根据模具的实施例，多个定位孔包括第二组的两个定位孔，其在第二球面的第二大圆的第二劣弧上。

根据模具的实施例，模具进一步包括底座，其配置成支承第一、第二和第三模具件的装配件。

根据模具的实施例，模具腔配置成用于收容模塑材料来制作穹顶结构单元。

根据模具的实施例，模具进一步包括注入孔，用于收容模塑材料进入模具腔内。

根据实施例，使用模具的方法包括：将多个侧壁板组装来形成第三模具件；将第二模具件和第三模具件组装；将第一模具件与第二模具件和第三模具件一起组装来形成第一级模具的模具腔；将模塑材料注入模具腔内；通过允许模塑材料成型来形成第一级穹顶结构的单元；打开第一级模具；提取第一级穹顶结构的单元。