L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
МОДУЛЬ СКЛАДНОЙ
| Название | МОДУЛЬ СКЛАДНОЙ |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Коротич Андрей Владимирович |
| Вид объекта патентного права | Полезная модель |
| Регистрационный номер | 207516 |
| Дата регистрации | 01.11.2021 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) |
| Область применения (класс МПК) | E04B 7/10 (2006.01) E04B 1/32 (2006.01) E04B 1/343 (2006.01) |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
Настоящая полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным раздвижным строительным модулям, используемым в качестве быстровозводимых галерей и аварийных переходов, трансформируемых складчатых модульных блоков временного жилья в труднодоступных районах, покрытий буровых установок, а также гибких космических шлюзов как элементов космического строительства.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение диапазона эффективного функционального использования конструкции за счет возможности свободной обратимой трансформации замкнутой трубчатой оболочки модуля и повышения степени ее пакетируемости.
Данная задача решается за счет того, что в модуле складном, имеющем трубчатое очертание и включающем складчатые кольцеобразные секции, последовательно состыкованные друг с другом по сторонам равносторонних многоугольных оснований и составленные из идентичных неравносторонних треугольных панелей, соединенных по кромкам гибкими/шарнирными связями, идентичные треугольные панели выполнены таким образом: когда наиболее длинная сторона каждой из них является диагональю описанного квадрата, вторая сторона проходит от угла квадрата к середине противолежащей его стороны, а третья является половиной стороны квадрата; при этом равносторонние многоугольные основания состыкованных складчатых кольцеобразных секций выполнены в виде правильных девятиугольников.
Настоящая полезная модель относится к области строительства, а именно к пространственным раздвижным строительным модулям, используемым в качестве быстровозводимых галерей и аварийных переходов, трансформируемых складчатых модульных блоков временного жилья в труднодоступных районах, покрытий буровых установок, а также гибких космических шлюзов как элементов космического строительства.
Из существующего перечня аналогичных технических решений известна складчатая трубчатая структура из перегнутых по диагонали ромбовидных складок, аппроксимирующих цилиндрическую оболочку (пат. США №4058945, Складчатая оболочечная структура, 1977, кл. 52-244).
Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является невозможность свободной обратимой трансформации трубчатой оболочки без деформации граней и разрушения структуры.
Известен комплекс складчатых трансформируемых структур, имеющих плоские развертки из многоугольных пластин широкой номенклатуры и способных при трансформации складываться в разомкнутый пакет, а также принимать в процессе трансформации сводчатые, купольные, цилиндроподобные, зонтичные и сфероподобные формы (пат. США №4359842, Трапецеидальные структуры, 1982, кл. 52-18).
Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является невозможность обратимой трансформации замкнутых объемов трубчатого типа, что исключает его использование в качестве шлюзов и галерей а, следовательно, понижает диапазон эффективного функционального использования.
Наиболее близким к заявляемому техническим решением является складчатая структура, включающая ромбовидные складки из треугольных пластин и трапецеидальные грани, способная при трансформации образовывать сводчатые, торообразные и трубчатые формы (пат. США №3524288, Структуры сложной формы, 1970, кл. 52-81).
Недостатком данного технического решения, препятствующим получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, является невозможность свободной обратимой трансформации замкнутых объемов трубчатого типа без деформации и разрушения оболочки, что исключает его использование в качестве шлюзов и покрытий, тем самым понижая диапазон эффективного функционального использования.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение диапазона эффективного функционального использования конструкции.
Данная задача решается за счет того, что в модуле складном, имеющем трубчатое очертание и включающем складчатые кольцеобразные секции, последовательно состыкованные друг с другом по сторонам равносторонних многоугольных оснований и составленные из идентичных неравносторонних треугольных панелей, соединенных по кромкам гибкими/шарнирными связями, идентичные треугольные панели выполнены таким образом: когда наиболее длинная сторона каждой из них является диагональю описанного квадрата, вторая сторона проходит от угла квадрата к середине противолежащей его стороны, а третья является половиной стороны квадрата; при этом равносторонние многоугольные основания состыкованных складчатых кольцеобразных секций выполнены в виде правильных девятиугольников.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является расширение диапазона эффективного функционального использования конструкции за счет возможности свободной обратимой трансформации замкнутой трубчатой оболочки модуля и повышения степени ее пакетируемости.
Примечание. Опыты автора с экспериментальными объемными моделями показали, что степень пакетируемости модуля (отношение длины конструкции в полностью раскрытом состоянии к ее толщине в виде плотного пакета в максимально сложенном состоянии) при реализации совокупности существенных признаков может достигать значения 40:1. При этом именно заявленная совокупность существенных признаков позволяет осуществлять принципиальную трансформацию модуля наиболее эффективно: складчатые секции модуля, имеющие иное число сторон многоугольных оснований или составляющие треугольники с другими пропорциями, не создают возможности производить спиральную трансформацию структуры.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображена плоская развертка складчатой кольцеобразной секции модуля складного с обозначением пропорций составляющих треугольных панелей.
На фиг. 2 показан модуль складной в состоянии максимально плотно сложенного пакета.
На фиг. 3 показана начальная стадия трансформации модуля из пакета.
На фиг. 4 показан модуль складной в раскрытом состоянии.
На фиг. 5 показан модуль складной, складчатые кольцеобразные секции которого на различных участках имеют разное раскрытие.
На фиг. 6 показан модуль складной в максимально возможном раскрытом состоянии, где складчатые кольцеобразные секции упруго деформированы в цилиндрическую оболочку.
Модуль складной имеет трубчатое очертание и включает складчатые кольцеобразные секции 1, последовательно состыкованные друг с другом по сторонам равносторонних многоугольных оснований 2 и составленные из идентичных неравносторонних треугольных панелей 3, соединенных по кромкам гибкими/шарнирными связями.
Идентичные треугольные панели 3 выполнены таким образом: когда наиболее длинная сторона 4 каждой из них является диагональю описанного квадрата, вторая сторона 5 проходит от угла квадрата к середине противолежащей его стороны, а третья сторона 6 является половиной стороны квадрата; при этом равносторонние многоугольные основания 2 состыкованных складчатых кольцеобразных секций 1 выполнены в виде правильных девятиугольников.
Раскрытие модуля складного, а также обратное его плотное пакетирование осуществляется путем спиральной трансформации (вращение крайних многоугольных оснований 2 складчатых кольцеобразных секций 1 в противоположных направлениях с одновременным их складыванием или раздвижкой вдоль оси).
При этом степень развертывания складчатых секций 1 на различных участках конструкции может быть автономной и различной (например, некоторые секции могут быть максимально раскрыты, а соседние секции сложены в плотный пакет).
При максимально возможной раздвижке многоугольных оснований 2 складчатых кольцеобразных секций 1 происходит упругая деформация треугольных панелей 3 из плоского состояния в криволинейное цилиндрическое; при этом все гибкие связи между треугольными панелями 3 также искривляются по цилиндрической поверхности (фиг. 6). При этом в случае выполнения модуля складного из упруго пластичных материалов (например, различные виды стеклопластиков) упругая деформация панелей 3 является обратимой.
В общем случае треугольные панели 3 модуля складного изготавливаются, например, из многослойных композитных материалов или слоистых плит типа «сэндвич» и соединяются по кромкам гибкими/шарнирными связями известными способами.
Формула полезной модели
Модуль складной, имеющий трубчатое очертание и включающий складчатые кольцеобразные секции, последовательно состыкованные друг с другом по сторонам равносторонних многоугольных оснований и составленные из идентичных неравносторонних треугольных панелей, соединенных по кромкам гибкими шарнирными связями, отличающийся тем, что идентичные треугольные панели выполнены таким образом: когда наиболее длинная сторона каждой из них является диагональю описанного квадрата, вторая сторона проходит от угла квадрата к середине противолежащей его стороны, а третья является половиной стороны квадрата; при этом равносторонние многоугольные основания состыкованных складчатых кольцеобразных секций выполнены в виде правильных девятиугольников.
Медаль Альфреда Нобеля