[发明专利]一种滑动索驱动的可展索穹顶结构

权利要求书

1.一种滑动索驱动的可展索穹顶结构，其特征在于，包括12段外竖杆（1）、12段内竖杆（2）、24段外脊索（3）、24段外斜索（4）、24段内脊索（5）、24段内斜索（6）、12段外环索（7）、12段内环底索（8）、12段内环顶索（9）九类构件以及12个外环顶节点（10）、12个外环底节点（11）、12个内环顶节点（12）、12个内环底节点（13）、12个固定节点（14）五类节点，根据节点与索的连接方式，所述的外环底节点（11）包括端部外环底节点（11-a）和中部外环底节点（11-b），所述的内环顶节点（12）包括端部内环顶节点（12-a）和中部内环顶节点（12-b），所述的内环底节点（13）包括端部内环底节点（13-a）和中部内环底节点（13-b），固定节点（14）包括端部固定节点（14-a）和中部固定节点（14-b）；所述的可展索穹顶结构关于正多边形法线呈旋转对称，旋转角为π/6；每根滑动索上均设置有索长调节装置，通过调节滑动索长度来改变索穹顶结构的形状，实现索穹顶结构的折叠与展开；

所述的外竖杆（1）和内竖杆（2）分别沿圆周均匀分布；端部固定节点（14-a）、端部外环底节点（11-a）、端部内环顶节点（12-a）、端部内环底节点（13-a）的数量均为3，沿圆周均匀分布；所有的环索、斜索、脊索分别被端部节点所在的位置均匀划分为三根等长的滑动索，每段滑动索的中部在相应节点处通过滑轮连接，每段滑动索的两端与相应节点铰接；

所述的固定节点（14）沿圆周均匀分布，垂直高度相同，位于索穹顶结构的最外侧，每一个固定节点（14）分别与两段外斜索（4）和两段外脊索（3）相连；所述的端部固定节点（14-a）处设置四个铰接点，分别与四根拉索铰接；所述的中部固定节点（14-b）处设有角度可变的滑轮一（16）和滑轮二（17），位于上部的滑轮一（16）连接相邻两段外脊索（3）；位于下部的滑轮二（17）连接相邻两段外斜索（4）；

所述的外环顶节点（10）、外环底节点（11）、内环顶节点（12）、内环底节点（13）为自由节点，所述自由节点的坐标在折叠与展开过程中动态变化；

所述的外环顶节点（10）位于外竖杆（1）的顶端，每一个外环顶节点（10）分别与两段外脊索（3）、两段内脊索（5）和两段内斜索（6）相连；所述的外环顶节点（10）处设有滑轮五（20）、滑轮六（21）和滑轮七（22），位于一侧的滑轮五（20）连接相邻两段外脊索（3），使得两端部固定节点（14-a）之间的外脊索依次绕经交替的外环顶节点（10）滑轮五（20）与中部固定节点（14-b）滑轮一（16），形成一根通长的滑动外脊索；位于另一侧下部的滑轮六（21）连接相邻两段内斜索（6），使得两端部内环底节点（13-a）之间的内斜索依次绕经交替的外环顶节点（10）滑轮六（21）与中部内环底节点（13-b）滑轮四（19），形成一根通长的滑动内斜索；位于另一侧上部的滑轮七（22）连接相邻两段内脊索（5），使得两端部内环顶节点（12-a）之间的内脊索依次绕经交替的外环顶节点（10）滑轮七（22）与中部内环顶节点（12-b）滑轮四（19），形成一根通长的滑动内脊索；

所述的外环底节点（11）位于外竖杆（1）的底端，每一个外环底节点（11）分别与两段外斜索（4）和两段外环索（7）相连；所述的端部外环底节点（11-a）处设有滑轮八（23）和两个铰接点，位于一侧的滑轮八（23）连接相邻两段外斜索（4）；位于另一侧的两个铰接节点分别与相邻两段外环索（7）连接；所述的中部外环底节点（11-b）处设有滑轮三（18）和滑轮四（19），位于一侧的滑轮三（18）连接相邻两段外环索（7），使得两端部外环底节点（11-a）之间的外环索形成一根通长的滑动外环索；位于另一侧的滑轮四（19）连接相邻两段外斜索（4），使得两端部固定节点（14-a）之间的外斜索依次绕经交替的中部外环底节点（11-b）滑轮四（19）与中部固定节点（14-b）滑轮二（17）、端部外环底节点（11-a）滑轮八（23），形成一根通长的滑动外斜索；

所述的内环顶节点（12）位于内竖杆（2）的顶端，每一个内环顶节点（12）分别与两段内环顶索（9）和两段内脊索（5）相连；所述的端部内环顶节点（12-a）处设置四个铰接点，分别与四根拉索铰接；所述的中部内环顶节点（12-b）处设有滑轮三（18）和滑轮四（19），位于一侧的滑轮三（18）连接相邻两段内环顶索（9），使得两端部内环顶节点（12-a）之间的内环顶索形成一根通长的滑动内环顶索；位于另一侧的滑轮四（19）连接相邻两段内脊索（5）；

所述的内环底节点（13）位于内竖杆（2）的底端，每一个内环底节点（13）分别与两段内环底索（8）和两段内斜索（6）相连；所述的端部内环底节点（13-a）处设置四个铰接点，分别与四根拉索铰接；所述的中部内环底节点（13-b）处设有滑轮三（18）和滑轮四（19），位于一侧的滑轮三（18）连接相邻两段内环底索（8），使得两端部内环底节点（13-a）之间的内环底索形成一根通长的滑动内环底索；位于另一侧的滑轮四（19）连接相邻两段内斜索（6）；

折叠过程中，滑动外环索、滑动内环底索、滑动内环顶索长度增加，滑动外斜索、滑动内斜索、滑动外脊索、滑动内脊索长度减少；展开过程中，滑动外环索、滑动内环底索、滑动内环顶索长度减小，滑动外斜索、滑动内斜索、滑动外脊索、滑动内脊索长度增加。