一种折叠柱的转动结构的制作方法

1.本发明涉及装配式钢结构建筑技术领域，具体涉及一种折叠柱的转动结构，模块化建筑是其主要应用场景。


背景技术：

2.模块化建筑是由多个预制子结构在施工现场组合而成的建筑建造模式，以集装箱式房屋最为常用；普通的集装箱房为固定式结构，占地面积较大，导致运输成本较高，而折叠式集装箱房可以大大降低运输过程中的成本。
3.集装箱箱体结构由顶梁、底梁、角柱与壁板组成，不同的是，折叠式集装箱房的角柱为折叠式柱体，折叠柱上具有转动节点，用于箱式折叠房屋的折叠和展立。
4.现有技术中，转动节点的机械性能不高，即转动节点在箱房折叠或展立时受载抵抗破坏的能力不强，无法形成受力框架结构；一方面是由于转动节点本身承力性能较弱，仅适配于单层箱房，若应用于重量较大的多层箱房，折叠和展立时极易发生晃动，组立后也达不到形成稳固框架的要求；另一方面是由于折叠箱房固定后铰链与外界不隔绝，水汽容易进入室内，腐蚀转动节点，进一步降低转动节点的承力性能；因此，现有的折叠角柱内转动节点的适用范围较小，极大限制折叠箱房的发展。


技术实现要素：

5.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中折叠柱的转动节点处的机械性能差进而限制箱房高度的缺陷，从而提供一种能够有效提高转动节点处的机械性能以扩大箱房的高度范围的折叠柱的转动结构。
6.为解决上述技术问题，本发明提供的一种折叠柱的转动结构，包括：
7.端部相接的上柱与下柱，其内部均具有空腔；
8.劲板，包括分别设于所述上柱与所述下柱腔内的上劲板与下劲板；
9.盒式铰链，由至少两块平行且间隔设置的板与夹置于所述板之间的块固定形成，所述板两端均具有一定角度的弯折端；
10.其中，两个所述弯折端末端分别与夹置于所述板之间的所述上劲板与所述下劲板转动连接，使所述上柱与所述下柱转动连接；
11.所述上柱与所述下柱相对转动至轴线重合时，所述盒式铰链被封闭于折叠柱腔内。
12.可选的，还包括：承力组件，在折叠柱直立时承担柱体受力，所述承力组件包括：
13.上柱端板，相贴固定于所述上柱的端部；
14.下柱端板，相贴固定于所述下柱的端部；
15.所述上柱端板与所述下柱端板均设有多个对应重叠的连接孔；
16.其中，所述上柱与所述下柱相对转动至轴线重合时，所述上柱端板与所述下柱端板面面接触，高强螺栓穿过所述连接孔拧紧固定，使所述上柱与所述下柱固定连接并保持
直立。
17.可选的，所述上劲板与所述下劲板为开口相对的u型板；
18.所述盒式铰链安装于所述u型板的开口内；
19.所述u型板的开口两侧分别固定于所述上柱与所述下柱腔内沿转动方向两侧的内壁上，用于折叠时辅助受力。
20.可选的，所述板为c型结构，所述盒式铰链的c型开口朝向所述折叠柱可折叠的方向；
21.所述弯折端包括第一弯折段与第二弯折段；
22.所述第一弯折段与所述第二弯折段的弯折角度为直角，使折叠柱自0度至180度平滑转动。
23.可选的，所述上柱端板上沿可折叠方向的一侧边缘处修切有上缺口；所述下柱端板沿可折叠方向的一侧边缘处修切有下缺口；
24.所述上缺口与所述下缺口的位置上下对应，用于转动时相互避让以防止边界碰撞。
25.可选的，所述上缺口内部分侧壁向下延伸有凸起；
26.其中，当所述上柱端板与所述下柱端板相贴时，所述凸起外侧壁与所述下缺口内侧壁之间留有缝隙，密封条插入所述缝隙内使转动节点内隔绝水汽。
27.可选的，多个所述连接孔均布于所述盒式铰链的两侧；
28.位于所述盒式铰链同侧的所述连接孔规整为排组形式。
29.可选的，还包括：安装手孔，分开设置在所述上柱与所述下柱的同一侧，且位于所述连接孔的排组延长线与壁体相交处，用于安装位于腔内的所述高强螺栓。
30.可选的，所述上柱端板与所述下柱端板上分别贯穿有铰链孔，所述盒式铰链自所述铰链孔中穿过。
31.可选的，所述盒式铰链、所述劲板、所述连接孔的排组均平行于折叠方向所在平面。
32.本发明技术方案，具有如下优点：
33.1.本发明提供的折叠柱的转动结构，通过提供一种用于转动节点处的盒式连接部件，实现有效提高转动节点机械性能的目的，盒式铰链为立体式设计，刚度大，承载能力强，且夹置于板之间的块联接板成为一体，形成多层复合的受力结构，折叠过程中承担来自水平和竖向方向上的高强度作用力，使连接部件不易变形，达到稳固连接的目的，提高箱房高度的选择范围；连接部件随转动隐于柱体内部，盒式铰链随展立过程被完全收入柱体内，相对于现有的普通铰链，避免盒式铰链与外界接触，保护链体免受外界物体的冲击或环境因素腐蚀，有效保证其机械性能的稳定，延长使用寿命。
34.2.本发明提供的折叠柱的转动结构，通过在转动节点内设置高强螺栓与端板组合的高强承力组件，实现折叠柱稳固展立的目的，有效传递拉、压、剪力和弯矩；高强螺栓具有较大的预紧力，同时上柱端板与下柱端板具有较大的接触面积，使上柱端板与下柱端板之间具有极高的摩擦力，并采用静摩擦力抵抗剪力，提高转动节点处的承载能力。
35.3.本发明提供的折叠柱的转动结构，劲板辅助承受剪应力的作用，提高转动节点抗剪应力的性能，增加转动时结构的侧向稳定性，并且有效减少结构在转动时的振动与微
小偏移，提高受力性能。
36.4.本发明提供的折叠柱的转动结构，通过在上柱端板与下柱端板相干涉的边界结构上修切缺口槽，即所述上缺口与所述下缺口，消除折叠转动时的干涉，实现上柱与下柱从0度至180度平滑稳定转动，无顿挫感，降低施工难度，提高转动节点使用寿命。
37.5.本发明提供的折叠柱的转动结构，凸起旁侧与下缺口槽内壁之前围合而成方形的条隙，取密封条穿入并填满在所述条隙内，实现转动节点防水隔气的目的，对转动结构形成全面保护，确保转动节点的使用效能，提高结构的耐久性。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本发明折叠柱的转动结构处于展立状态的正视图；
40.图2为本发明折叠柱的转动结构的侧视图；
41.图3为本发明折叠柱的转动结构的透视图；
42.图4为本发明折叠柱的转动结构折叠过程的示意图；
43.图5为本发明盒式铰链的示意图；
44.图6为本发明转动结构的折叠角度为150度的示意图；
45.图7为本发明转动结构的折叠角度为120度的示意图；
46.图8为本发明转动结构的折叠角度为90度的示意图；
47.图9为本发明转动结构的折叠角度为60度的示意图；
48.图10为本发明转动结构的折叠角度为0度且处于折叠状态的示意图。
49.附图标记说明：
50.1、上柱；2、下柱；3、劲板；31、上劲板；32、下劲板；4、盒式铰链；41、板；42、块；43、弯折端；44、第一弯折段；45、第二弯折段；5、上柱端板；51、连接孔；52、上缺口；53、凸起；6、下柱端板；61、高强螺栓；62、下缺口；7、铰链孔；8、安装手孔；9、密封条。
具体实施方式
51.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
52.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
53.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
54.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
55.实施例一
56.结合图1-图10所示，本实施例提供的折叠柱的转动结构，包括：
57.端部相接的上柱1与下柱2，其内部均具有空腔；
58.劲板3，包括分别设于所述上柱1与所述下柱2腔内的上劲板31与下劲板32；
59.盒式铰链4，由至少两块平行且间隔设置的板41与夹置于所述板41之间的块42固定形成，所述板41两端均具有一定角度的弯折端43；
60.其中，两个所述弯折端43末端分别与夹置于所述板41之间的所述上劲板31与所述下劲板32转动连接，使所述上柱1与所述下柱2转动连接；
61.所述上柱1与所述下柱2相对转动至轴线重合时，所述盒式铰链4被封闭于折叠柱腔内。
62.需要说明的是，上柱1与位于盒式铰链4上端的弯折端43借助上销轴转动连接，下柱2与位于盒式铰链4下端的弯折端43借助下销轴转动连接，盒式铰链4具有约束两个柱端运动的作用；上柱1与下柱2作相对转动时，上柱1绕上销轴的轴心线转动，下柱2绕下销轴的轴心线转动。
63.结合图1至图2所示，上柱1与下柱2相对转动时，盒式铰链4持续受到来自上柱1与下柱2的作用力；夹置于板41之间的块42联接板41为一体，形成多层复合的立体受力结构，提高盒式铰链4的抗剪切与抗拉力性能，提高整体结构的刚度，抵抗上柱1与下柱2施加的拉力与剪力；盒式铰链4的相对厚度为板41与块42的总厚度之和，盒式铰链4抗剪切的能力倍增；盒式铰链受到横向力的作用，板41承担主要剪力，块42辅助受剪，由于多个板41经由块42聚合联接，单个板41的抗剪增强，盒式铰链4刚度增大；盒式铰链4受到纵向力的作用，受到的拉应力分散至多个板41上，单个板41所受到的拉力大小倍减；针对受到的剪切力与拉应力，盒式铰链4始终处于极限承载范围内。
64.上柱1与下柱2均为空心柱体；折叠柱处于折叠状态时，盒式铰链4两端的弯折端43分别固定在上柱1与下柱2的腔内；上柱1与下柱2转动使相对角度由0度至180度时，盒式铰链4的上半链体陆续进入上柱1腔内，下半链体陆续进入下柱2腔内；折叠柱处于展立状态时，盒式铰链4完全封闭于柱体内部；在折叠柱的折叠至展立过程中，上柱1与下柱2均相对于盒式铰链4转动，使得随转动过程盒式铰链4逐渐进入柱体内部。
65.可选的，盒式铰链4的板41与块42的材料均为钢料基材，可直接在施工现场制作，就地取材，加工制作方便，实用性与经济性强。
66.本实施例中，通过提供一种用于转动节点处的盒式连接部件，实现有效提高转动节点机械性能的目的，盒式铰链4为立体式设计，刚度大，承载能力强，且夹置于板41之间的块42联接板41成为一体，形成多层复合的受力结构，折叠过程中承担来自水平和竖向方向上的高强度作用力，使连接部件不易变形，达到稳固连接的目的，提高箱房高度的选择范围；连接部件随转动隐于柱体内部，盒式铰链4随展立过程被完全收入柱体内，相对于现有
的普通铰链，避免盒式铰链4与外界接触，保护链体免受外界物体的冲击或环境因素腐蚀，有效保证其机械性能的稳定，延长使用寿命。
67.具体的，还包括：承力组件，在折叠柱直立时承担柱体受力，所述承力组件包括：
68.上柱端板5，相贴固定于所述上柱1的端部；
69.下柱端板6，相贴固定于所述下柱2的端部；
70.所述上柱端板5与所述下柱端板6均设有多个对应重叠的连接孔51；
71.其中，所述上柱1与所述下柱2相对转动至轴线重合时，所述上柱端板5与所述下柱端板6面面接触，高强螺栓61穿过所述连接孔51拧紧固定，使所述上柱1与所述下柱2固定连接并保持直立。
72.结合图3-图10所示，折叠柱的使用方式为：取至少一个盒式铰链4转动联接在上柱1与下柱2之间，借助吊车使上柱1与下柱2绕折叠方向相对转动，使上柱1与下柱2相对角度不断由0度增大至180度，折叠柱展立，上柱端板5压在下柱端板6上，取高强螺栓61穿过重合的连接孔51，并施加较大的预紧力使上柱端板5与下柱端板6之间产生较大挤压力，进而在上柱端板5与下柱端板6之间形成有较大的静摩擦力以抵抗柱体受力，上柱1与下柱2紧固，折叠柱保持直立。
73.本实施例中，通过在转动节点内设置高强螺栓61与端板组合的高强承力组件，实现折叠柱稳固展立的目的，有效传递拉、压、剪力和弯矩；高强螺栓61具有较大的预紧力，同时上柱端板5与下柱端板6具有较大的接触面积，使上柱端板5与下柱端板6之间具有极高的摩擦力，并采用静摩擦力抵抗剪力，提高转动节点处的承载能力。
74.具体的，所述上劲板31与所述下劲板32为开口相对的u型板；
75.所述盒式铰链4安装于所述u型板的开口内；
76.所述u型板的开口两侧分别固定于所述上柱1与所述下柱2腔内沿转动方向两侧的内壁上，用于折叠时辅助受力。
77.结合图3所示，所述上劲板31与所述下劲板32的相对两侧分别固定在所述上柱1与所述下柱2的腔内壁上，且平行于折叠方向设置；上柱1与下柱2相对转动时，剪切力与拉应力作用在盒式铰链4上，劲板3辅助承受剪应力的作用，提高转动节点抗剪应力的性能，增加转动时结构的侧向稳定性，并且有效减少结构在转动时的振动与微小偏移，提高受力性能。
78.具体的，所述板41为c型结构，所述盒式铰链4的c型开口朝向所述折叠柱可折叠的方向；
79.所述弯折端43包括第一弯折段44与第二弯折段45；
80.所述第一弯折段44与所述第二弯折段45的弯折角度为直角，使折叠柱自0度至180度平滑转动。
81.结合图6至图10所示，盒式铰链4上链体的两端具有至少两个弯折段，朝远离链体的方向分别为第一弯折段44与第二弯折段45；受上柱1与下柱2均为直角方钢的影响，所述第一弯折段44与所述第二弯折段45的弯折角度均为直角，转动过程中盒式铰链4上的直角弯折段与柱端上的直角端部相配合，同时盒式铰链4的外廓尺寸降至最小，使上柱1与下柱2能够由0度至180度平滑转动，防止与劲板3发生磕碰。
82.具体的，所述上柱端板5上沿可折叠方向的一侧边缘处修切有上缺口52；所述下柱端板6沿可折叠方向的一侧边缘处修切有下缺口62；
83.所述上缺口52与所述下缺口62的位置上下对应，用于转动时相互避让以防止边界碰撞。
84.结合图1所示，上柱1与下柱2折叠转动时，端板上沿可转动方向一侧的边缘相互空间干涉，通过在上柱端板5与下柱端板6相干涉的边界结构上修切缺口槽，即所述上缺口52与所述下缺口62，消除折叠转动时的干涉，实现上柱1与下柱2从0度至180度平滑稳定转动，无顿挫感，降低施工难度，提高转动节点使用寿命。
85.具体的，所述上缺口52内部分侧壁向下延伸有凸起53；
86.其中，当所述上柱端板5与所述下柱端板6相贴时，所述凸起53外侧壁与所述下缺口62内侧壁之间留有缝隙，密封条9插入所述缝隙内使转动节点内隔绝水汽。
87.结合图1所示，折叠柱处于展立状态时，上柱端板5压紧在下柱端板6上，凸起53与下缺口62凹凸配合，且凸起53旁侧与下缺口62槽内壁之前围合而成方形的条隙，取密封条9穿入并填满在所述条隙内，实现转动节点防水隔气的目的，对转动结构形成全面保护，确保转动节点的使用效能，提高结构的耐久性。
88.具体的，多个所述连接孔51均布于所述盒式铰链4的两侧；
89.位于所述盒式铰链4同侧的所述连接孔51规整为排组形式。
90.具体的，还包括：安装手孔8，分开设置在所述上柱1与所述下柱2的同一侧，且位于所述连接孔51的排组延长线与壁体相交处，用于安装位于腔内的所述高强螺栓61。
91.结合图4所示，多个连接孔51分别对称设于盒式铰链4两侧的端板上，使得高强螺栓61对称式布置，端板两侧受力均匀，减少振动与偏移；同时，位于盒式铰链4同侧的连接孔51规整为排，同时，连接孔51与安装手孔8呈一条直线设置，操作者易于安装和拆卸高强螺栓61至上下柱端板上，所有连接孔51均处于安装手孔8的安装范围内。
92.具体的，所述上柱端板5与所述下柱端板6上分别贯穿有铰链孔7，所述盒式铰链4自所述铰链孔7中穿过。
93.结合图4所示，由于盒式铰链4两端转动连接在上柱1与下柱2的腔内，则上柱端板5与下柱端板6阻碍盒式铰链4的布置；通过在上柱端板5与下柱端板6上设置重合的铰链孔7，使盒式铰链4顺畅穿过上下柱端板，保证上柱1与下柱2自0度至180度平滑转动。
94.具体的，所述盒式铰链4、所述劲板3、所述连接孔51的排组均平行于折叠方向所在平面。
95.结合图3所示，所述盒式铰链4与所述劲板3处于同一平面内，同时，所述盒式铰链4与所述劲板3的布置方向均与折叠方向保持一致，使盒式铰链4与劲板3具有较高的机械效能，提高承载能力；所述连接孔51组成的排组均与折叠方向保持平行，顺应上下柱作用力的方向，提高稳固性。
96.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种折叠柱的转动结构，其特征在于，包括：端部相接的上柱(1)与下柱(2)，其内部均具有空腔；劲板(3)，包括分别设于所述上柱(1)与所述下柱(2)腔内的上劲板(31)与下劲板(32)；盒式铰链(4)，由至少两块平行且间隔设置的板(41)与夹置于所述板(41)之间的块(42)固定形成，所述板(41)两端均具有一定角度的弯折端(43)；其中，两个所述弯折端(43)末端分别与夹置于所述板(41)之间的所述上劲板(31)与所述下劲板(32)转动连接，使所述上柱(1)与所述下柱(2)转动连接；所述上柱(1)与所述下柱(2)相对转动至轴线重合并直立时，所述盒式铰链(4)被封闭于折叠柱腔内。2.根据权利要求1所述的折叠柱的转动结构，其特征在于，还包括：承力组件，在折叠柱直立时承担柱体受力，所述承力组件包括：上柱端板(5)，相贴固定于所述上柱(1)的端部；下柱端板(6)，相贴固定于所述下柱(2)的端部；所述上柱端板(5)与所述下柱端板(6)均设有多个对应重叠的连接孔(51)；其中，所述上柱(1)与所述下柱(2)相对转动至轴线重合时，所述上柱端板(5)与所述下柱端板(6)面面接触，高强螺栓(61)穿过所述连接孔(51)拧紧固定，使所述上柱(1)与所述下柱(2)固定连接并保持直立。3.根据权利要求1所述的折叠柱的转动结构，其特征在于，所述上劲板(31)与所述下劲板(32)为开口相对的u型板；所述盒式铰链(4)安装于所述u型板的开口内；所述u型板的开口两侧分别固定于所述上柱(1)与所述下柱(2)腔内沿转动方向两侧的内壁上，用于折叠时辅助受力。4.根据权利要求1所述的折叠柱的转动结构，其特征在于，所述板(41)为c型结构，所述盒式铰链(4)的c型开口朝向所述折叠柱可折叠的方向；所述弯折端(43)包括第一弯折段(44)与第二弯折段(45)；所述第一弯折段(44)与所述第二弯折段(45)的弯折角度为直角，使折叠柱自0度至180度平滑转动。5.根据权利要求2所述的折叠柱的转动结构，其特征在于，所述上柱端板(5)上沿可折叠方向的一侧边缘处修切有上缺口(52)；所述下柱端板(6)上沿可折叠方向的一侧边缘处修切有下缺口(62)；所述上缺口(52)与所述下缺口(62)的位置上下对应，用于转动时相互避让以防止边界碰撞。6.根据权利要求5所述的折叠柱的转动结构，其特征在于，所述上缺口(52)内部分侧壁向下延伸有凸起(53)；其中，当所述上柱端板(5)与所述下柱端板(6)相贴时，所述凸起(53)外侧壁与所述下缺口(62)内侧壁之间留有缝隙，密封条(9)插入所述缝隙内使转动节点内隔绝水汽。7.根据权利要求2所述的折叠柱的转动结构，其特征在于，多个所述连接孔(51)均布于所述盒式铰链(4)的两侧；位于所述盒式铰链(4)同侧的所述连接孔(51)规整为排组形式。
8.根据权利要求7所述的折叠柱的转动结构，其特征在于，还包括：安装手孔(8)，分开设置在所述上柱(1)与所述下柱(2)的同一侧，且位于所述连接孔(51)的排组延长线与壁体相交处，用于安装位于腔内的所述高强螺栓(61)。9.根据权利要求2所述的折叠柱的转动结构，其特征在于，所述上柱端板(5)与所述下柱端板(6)上分别贯穿有铰链孔(7)，所述盒式铰链(4)自所述铰链孔(7)中穿过。10.根据权利要求7所述的折叠柱的转动结构，其特征在于，所述盒式铰链(4)、所述劲板(3)、所述连接孔(51)的排组均平行于折叠方向所在平面。

技术总结
本发明涉及装配式钢结构筑技术领域，具体涉及一种折叠柱的转动结构。所述折叠柱的转动结构包括：端部相接的上柱与下柱，其内部均具有空腔；劲板，包括设于上柱与下柱腔内的上劲板与下劲板；盒式铰链，由至少两块平行且间隔设置的板与夹置于板之间的块固定形成，板两端均具有一定角度的弯折端；其中，两个弯折端末端分别与夹置于板之间的上劲板与下劲板转动连接，使上柱与下柱转动连接；上柱与下柱相对转动至轴线重合时，盒式铰链被封闭于折叠柱腔内。本发明提供的折叠柱的转动结构，通过设置一种盒式连接部件，有效提高转动节点的机械性能；夹置于板之间的块联接板为一体，刚度大，承载能力强，同时随转动隐于柱内，延长寿命。延长寿命。延长寿命。


技术研发人员：刘现荣 徐恩祥 董凯 陈韬 常明媛 雷杰 桑兴洁 张旭
受保护的技术使用者：中建科工集团有限公司
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/9/9