基于桁架结构的二维可收缩轻型船

1.本发明涉及可收缩船技术领域，尤其涉及一种基于桁架结构的二维可收缩轻型船。


背景技术：

2.大型船舶航行、渡水作业等情景需配备相应的救生艇，救生艇占地空间大，有必要设计一种能够压缩、快速展开、轻型的救生装备。桁架是以若干铰支的杆件组成的系统，是常用的维持稳定的一种结构，其应用于推拉门、上升架、栅栏等多种情景。通过单向的拉伸或压缩，能将桁架布置为期望的展开形态，利用杆件之间的摩擦，拉伸后对杆端进行固定，能够在无板单元的情境下保持稳定。
3.现有技术存在一种基于三浦技术的大压缩比折叠船方案，中国专利cn113715959a公开了基于双材料的3d打印折叠船。这种船质量轻、压缩后体积小且展开方便，但双材料的连接处容易产生疲劳，降低结构的安全性。
4.现有技术存在一种以蜂窝状聚丙烯为材料的纵向水密板折叠方案，美国专利us10266231b2公开了一种船身能够纵向折叠的收缩方案。这种船结构强度性能好，但全船采用板件结构导致质量增大、且装配耗时相对较久，无法承担救生功能。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种基于桁架结构的二维可收缩轻型船，收缩体积小、质量轻、能够快速展开且保持稳定。
6.为了实现上述目的，本发明提供一种基于桁架结构的二维可收缩轻型船，包括一后端支架、两剪叉式伸缩桁架、多个可收缩杆件和多个可折叠支撑板；两所述剪叉式伸缩桁架的第一端分别连接于所述后端支架的两侧；所述剪叉式伸缩桁架的两端和底部之间通过所述可收缩杆件相连；所述可折叠支撑板连接于所述剪叉式伸缩桁架底部的所述可收缩杆件上。
7.优选地，所述后端支架包括两竖直杆件，所述竖直杆件的下端开设有一滑槽；所述剪叉式伸缩桁架包括多个剪叉单元和两二分之一桁架杆件，每一所述剪叉单元包括中部枢接的两桁架杆件；相邻两所述剪叉单元的桁架杆件的端部与对应桁架杆件的端部相互枢接；所述剪叉式伸缩桁架的第一端的所述剪叉单元的顶端通过一所述可收缩杆件相连并与对应所述竖直杆件枢接；所述剪叉式伸缩桁架的第一端的所述剪叉单元的底端通过一所述可收缩杆件相连并可沿所述滑槽滑动地枢接于所述滑槽内；所述剪叉式伸缩桁架的第二端的顶端和底端分别枢接一所述二分之一桁架杆件的第一端；两所述二分之一桁架杆件的第二端相互枢接；两所述剪叉式伸缩桁架的所述二分之一桁架杆件的第二端之间通过所述可收缩杆件相连；两所述剪叉式伸缩桁架的对应所述桁架杆件的底端之间通过所述可收缩杆件相连。
8.优选地，所述可收缩杆件包括一横梁槽杆和两横梁侧端杆；两所述横梁侧端杆分
别卡扣连接于所述横梁槽杆的两端并分别枢接对应的所述剪叉式伸缩桁架。
9.优选地，所述横梁侧端杆一端的两侧分别形成有一凸起，两所述凸起之间开槽；所述横梁槽杆两端的两侧分别形成与所述凸起配合的一组第一开口；所述横梁槽杆中端的两侧形成与所述凸起配合的两组第二开口；所述横梁槽杆的顶面中部连接有若干底板固定单元；所述横梁侧端杆通过所述凸起与所述第一开口或所述第二开口配合与所述横梁槽杆卡扣连接。
10.优选地，所述可折叠支撑板包括两底板和若干合页；两所述底板通过所述合页铰接并连接于所述底板固定单元上。
11.优选地，所述合页采用180度自锁式合页。
12.优选地，所述滑槽的长度限制所述剪叉式伸缩桁架的第一端的所述桁架杆件与所述竖直杆件的夹角；所述夹角的范围为3.4
°
至34
°
。
13.优选地，所述后端支架还包括一船体后板，所述船体后板可拆卸地连接于所述竖直杆件之间。
14.优选地，所述剪叉式伸缩桁架的外围覆盖pvc防水软质材料。
15.优选地，所述底板固定单元两侧的所述横梁槽杆上连接有若干底板支撑体。
16.本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：
17.1、采用剪叉式伸缩桁架作为船侧结构，利用杆件摩擦与板件自锁防止内收，减轻了救生船质量且保证使用时的强度。
18.2、船底采用可收缩杆件，利用卡扣保证可收缩杆件在展开与收缩时的稳定，可收缩杆件上铰接可折叠支撑板，保证人员安全与船体稳定性。
19.3、船长与船宽方向均可收展，收缩后体积小于展开前的5％，便携且收展迅速。
附图说明
20.图1为本发明实施例的基于桁架结构的二维可收缩轻型船的展开后的立体图；
21.图2为本发明实施例的基于桁架结构的二维可收缩轻型船的展开后的俯视图；
22.图3为本发明实施例的基于桁架结构的二维可收缩轻型船的展开后的左视图；
23.图4为本发明实施例的基于桁架结构的二维可收缩轻型船的收缩后的立体图；
24.图5为本发明实施例的基于桁架结构的二维可收缩轻型船的收缩后的左视图；
25.图6为本发明实施例的横梁侧端杆的结构示意图；
26.图7为本发明实施例的横梁槽杆与横梁侧端杆收缩后的侧视图；
27.图8为本发明实施例的横梁槽杆与横梁侧端杆收缩后的俯视图；
28.图9为本发明实施例的可折叠支撑板的结构示意图。
具体实施方式
29.下面根据附图图1～图9，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。
30.请参阅图1～图9，本发明实施例的一种基于桁架结构的二维可收缩轻型船，包括一后端支架4、两剪叉式伸缩桁架1、多个可收缩杆件和多个可折叠支撑板6；两剪叉式伸缩桁架1的第一端分别连接于后端支架4的两侧；剪叉式伸缩桁架1的两端和底部之间通过可
收缩杆件相连；可折叠支撑板6连接于剪叉式伸缩桁架1底部的可收缩杆件上。
31.后端支架4包括两竖直杆件，竖直杆件的下端开设有一滑槽；剪叉式伸缩桁架1包括多个剪叉单元和两二分之一桁架杆件，每一剪叉单元包括中部枢接的两桁架杆件；相邻两剪叉单元的桁架杆件的端部与对应桁架杆件的端部相互枢接；剪叉式伸缩桁架1的第一端的剪叉单元的顶端通过一可收缩杆件相连并与对应竖直杆件枢接；剪叉式伸缩桁架1的第一端的剪叉单元的底端通过一可收缩杆件相连并可沿滑槽滑动地枢接于滑槽内；剪叉式伸缩桁架1的第二端的顶端和底端分别枢接一二分之一桁架杆件的第一端；两二分之一桁架杆件的第二端相互枢接；两剪叉式伸缩桁架1的二分之一桁架杆件的第二端之间通过可收缩杆件相连；两剪叉式伸缩桁架1的对应桁架杆件的底端之间通过可收缩杆件相连。
32.可收缩杆件包括一横梁槽杆3和两横梁侧端杆2；两横梁侧端杆2分别卡扣连接于横梁槽杆3的两端并分别枢接对应的剪叉式伸缩桁架1。
33.横梁侧端杆2一端的两侧分别形成有一凸起，两凸起之间开槽；横梁槽杆3两端的两侧分别形成与凸起配合的一组第一开口7；横梁槽杆3中端的两侧形成与凸起配合的两组第二开口；横梁槽杆3的顶面中部连接有若干底板固定单元9；横梁侧端杆2通过凸起与第一开口7或第二开口配合与横梁槽杆3卡扣连接。
34.可折叠支撑板6包括两底板和若干合页；两底板通过合页铰接并连接于底板固定单元9上。
35.合页采用180度自锁式合页。可折叠支撑板6在船体展开时受人体重力下压，实现紧密贴合的自锁结构，防止船体尤其是船侧桁架沿船长方向收缩。
36.滑槽的长度限制剪叉式伸缩桁架1的第一端的桁架杆件与竖直杆件的夹角；夹角的范围为3.4
°
至34
°
，保证端部在此范围内自由滑动而不超出此范围。
37.后端支架4还包括一船体后板5，船体后板5可拆卸地连接于竖直杆件之间。
38.剪叉式伸缩桁架1的外围覆盖pvc防水软质材料。
39.底板固定单元9两侧的横梁槽杆上连接有若干底板支撑体8。
40.以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种基于桁架结构的二维可收缩轻型船，其特征在于，包括一后端支架(4)、两剪叉式伸缩桁架(1)、多个可收缩杆件和多个可折叠支撑板(6)；两所述剪叉式伸缩桁架(1)的第一端分别连接于所述后端支架(4)的两侧；所述剪叉式伸缩桁架(1)的两端和底部之间通过所述可收缩杆件相连；所述可折叠支撑板(6)连接于所述剪叉式伸缩桁架(1)底部的所述可收缩杆件上。2.根据权利要求1所述的基于桁架结构的二维可收缩轻型船，其特征在于，所述后端支架(4)包括两竖直杆件，所述竖直杆件的下端开设有一滑槽；所述剪叉式伸缩桁架(1)包括多个剪叉单元和两二分之一桁架杆件，每一所述剪叉单元包括中部枢接的两桁架杆件；相邻两所述剪叉单元的桁架杆件的端部与对应桁架杆件的端部相互枢接；所述剪叉式伸缩桁架(1)的第一端的所述剪叉单元的顶端通过一所述可收缩杆件相连并与对应所述竖直杆件枢接；所述剪叉式伸缩桁架(1)的第一端的所述剪叉单元的底端通过一所述可收缩杆件相连并可沿所述滑槽滑动地枢接于所述滑槽内；所述剪叉式伸缩桁架(1)的第二端的顶端和底端分别枢接一所述二分之一桁架杆件的第一端；两所述二分之一桁架杆件的第二端相互枢接；两所述剪叉式伸缩桁架(1)的所述二分之一桁架杆件的第二端之间通过所述可收缩杆件相连；两所述剪叉式伸缩桁架(1)的对应所述桁架杆件的底端之间通过所述可收缩杆件相连。3.根据权利要求2所述的基于桁架结构的二维可收缩轻型船，其特征在于，所述可收缩杆件包括一横梁槽杆(3)和两横梁侧端杆(2)；两所述横梁侧端杆(2)分别卡扣连接于所述横梁槽杆(3)的两端并分别枢接对应的所述剪叉式伸缩桁架(1)。4.根据权利要求3所述的基于桁架结构的二维可收缩轻型船，其特征在于，所述横梁侧端杆(2)一端的两侧分别形成有一凸起，两所述凸起之间开槽；所述横梁槽杆(3)两端的两侧分别形成与所述凸起配合的一组第一开口(7)；所述横梁槽杆(3)中端的两侧形成与所述凸起配合的两组第二开口；所述横梁槽杆(3)的顶面中部连接有若干底板固定单元(9)；所述横梁侧端杆(2)通过所述凸起与所述第一开口(7)或所述第二开口配合与所述横梁槽杆(3)卡扣连接。5.根据权利要求4所述的基于桁架结构的二维可收缩轻型船，其特征在于，所述可折叠支撑板(6)包括两底板和若干合页；两所述底板通过所述合页铰接并连接于所述底板固定单元(9)上。6.根据权利要求5所述的基于桁架结构的二维可收缩轻型船，其特征在于，所述合页采用180度自锁式合页。7.根据权利要求2所述的基于桁架结构的二维可收缩轻型船，其特征在于，所述滑槽的长度限制所述剪叉式伸缩桁架(1)的第一端的所述桁架杆件与所述竖直杆件的夹角；所述夹角的范围为3.4
°
至34
°
。8.根据权利要求2所述的基于桁架结构的二维可收缩轻型船，其特征在于，所述后端支架(4)还包括一船体后板(5)，所述船体后板(5)可拆卸地连接于所述竖直杆件之间。9.根据权利要求1所述的基于桁架结构的二维可收缩轻型船，其特征在于，所述剪叉式伸缩桁架(1)的外围覆盖pvc防水软质材料。10.根据权利要求4所述的基于桁架结构的二维可收缩轻型船，其特征在于，所述底板固定单元(9)两侧的所述横梁槽杆(3)上连接有若干底板支撑体(8)。

技术总结
本发明提供一种基于桁架结构的二维可收缩轻型船，包括一后端支架、两剪叉式伸缩桁架、多个可收缩杆件和多个可折叠支撑板；两所述剪叉式伸缩桁架的第一端分别连接于所述后端支架的两侧；所述剪叉式伸缩桁架的两端和底部之间通过所述可收缩杆件相连；所述可折叠支撑板连接于所述剪叉式伸缩桁架底部的所述可收缩杆件上。本发明的一种基于桁架结构的二维可收缩轻型船，收缩体积小、质量轻、能够快速展开且保持稳定。保持稳定。保持稳定。


技术研发人员：王博岳 刘梓艺 李燊 胡悦 张律文
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/6/28