大型金属雕塑面板与支撑骨架的柔性连接结构

技术领域

本发明涉及建筑装饰领域，尤其涉及大型金属雕塑面板与支撑骨架的柔性连接结构。

背景技术

建筑工业化是随西方工业革命出现的概念，工业革命让造船、汽车生产效率大幅提升，随着欧洲兴起的新建筑运动，实行工厂预制、现场机械装配，逐步形成了建筑工业化最初的理论雏形。按照大工业生产方式改造建筑业，使之逐步从手工业生产转向社会化大生产的过程。它的基本途径是建筑标准化，构配件生产工厂化，施工机械化和组织管理科学化，并逐步采用现代科学技术的新成果，以提高劳动生产率，加快建设速度，降低工程成本，提高工程质量。室外招牌作为商业装饰不可或缺的一部分，它的标准化生产、精细化施工是其发展的必然趋势。近些年，室外招牌发展出大型金属雕塑结构，其包括面板和支撑面板的支撑骨架，通过面板的造型设计，使其兼具广告的商业性质和艺术的欣赏价值，作为一个城市的地标吸引游客。

现有的大型金属雕塑的面板和支撑骨架的连接方式都采用角铁、或圆或方金属管焊接等等刚性连接，表面似乎很牢固，但由于大型金属雕塑重量较重，电焊形成的刚性连接随着应力的累积，温差与内外受热不均衡导致热胀冷缩的变化、以及极端环境下的震动等，就会导致雕塑面板的开裂、扭曲、变型。

中国发明专利公开号CN112211332A公开了一种异形金属壁板的装配方法，整体异形金属采用装配式结构，通过调整滑动连接组件I在钢龙骨上的位置，滑动连接组件II在不锈钢管上的位置进行初步定位，然后利用几字形连接架将两个滑动连接组件进行螺栓连接，实现异形金属面板与钢龙骨之间的快速连接固定，利用M10螺栓、M8螺栓的螺杆长度进行距离的微调。该方法主要是为了解决装配问题，面板与龙骨之间的连接依然是刚性连接。

中国实用新型专利公开号CN205140463U公开了一种组装式室外招牌骨架，包括垂直支撑架和面板支撑杆，所述垂直支撑架由基本梁和连接梁组成，其中基本梁设有两根，两根基本梁之间设有四根连接梁，相邻的两根连接梁之间设有倾斜设置的加固梁；所述垂直支撑架共有三个，相互平行设置，三个垂直支撑架的底部设有两根加强杆，垂直支撑架的顶部设有四根面板支撑杆；所述基本梁、连接梁、加固梁之间通过组装板连接，加强杆、面板支撑杆与垂直支撑架之间通过组装板连接，该组装式室外招牌骨架的材料不再进行现场切割、焊接，全部由工厂进行同一加工，但是也未解决面板与骨架刚性连接存在的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的大型金属雕塑面板与支撑骨架之间采用刚性连接导致雕塑面板的开裂、扭曲、变型，为此提供一种大型金属雕塑面板与支撑骨架的柔性连接结构。

本发明的技术方案是：大型金属雕塑面板与支撑骨架的柔性连接结构，包括：基座，所述基座与基础固接；圆柱，所述圆柱的一端与基座固接；套筒，所述套筒一端开口与圆柱套接，所述套筒的另一端封闭；弹簧，所述弹簧连接于套筒的另一端内壁与圆柱的另一端之间；若干支臂，所述若干支臂的一端与圆柱表面铰接；若干弧形块，所述若干弧形块的表面分别与若干支臂的另一端固接；若干弹簧组，所述若干弹簧组固接于若干弧形块的底部；面板，所述面板的重心与套筒的另一端外壁固接，所述面板的周面与若干弹簧组固接。

上述方案中所述面板的周面开设有若干弧形槽，所述弧形块位于弧形槽内且间隙配合，所述弹簧组与弧形槽的底部固接。

上述方案中所述若干弧形块的表面与若干支臂的另一端螺纹连接。

上述方案的改进是所述弧形块的表面开设有若干螺纹孔，所述支臂的另一端具有与螺纹孔匹配的外螺纹段。

上述方案的进一步改进是所述圆柱表面设有凸台，所述凸台位于套筒顶部。

上述方案的更进一步改进是所述圆柱表面设有沿其轴向分布的滑槽，所述凸台与滑槽螺纹配合。

上述方案中所述若干支臂是三个围绕同一圆心均匀分布的支臂，所述若干弧形块是三个，所述弹簧组是三个。

上述方案中所述弹簧组是由若干弹簧矩阵式分布构成。

上述方案的又一改进是所述套筒的底部外扩有延展部，所述延展部与面板重心固接。

上述方案中所述延展部与套筒的底部可拆卸式连接。

本发明的有益效果是改变以往支撑骨架的框架式结构，利用套筒、圆柱、弹簧和面板的配合实现面板与基座的柔性连接，利用若干支臂、弧形块、弹簧组与面板的配合实现面板的姿态自适应性微调，在保证连接可靠的前提下可以有效释放应力；缓解温差导致的内外金属热胀冷缩变化带来的不利影响；缓解极端环境下震动对雕塑的破坏；有效缓解极端风荷风阻对雕塑受力面的压力；以上问题的解决，可以使室外大型金属雕塑更稳固，更安全，不易开裂，寿命更长久。

附图说明

图1是本发明的支撑骨架示意图；

图2是本发明的面板示意图；

图中，1、基座，2、圆柱，3、套筒，4、弹簧，5、支臂，6、弧形块，61、螺纹孔，7、弹簧组，8、面板，81、弧形槽，9、凸台。

具体实施方式

下面结合附图 ，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1所示，以面板为圆形为例，支撑骨架包括基座1、圆柱2、套筒3、弹簧4、三个支臂5、三个弧形块6和三个弹簧组7，所述基座与基础固接，这里的基础可以是墙面或是其它支撑结构，所述圆柱的一端与基座固接，所述套筒一端开口与圆柱套接，所述套筒的另一端封闭，所述弹簧连接于套筒的另一端内壁与圆柱的另一端之间，弹簧可以是螺旋弹簧、板弹簧或蝶形弹簧，所述三个支臂的一端与圆柱表面铰接，所述三个弧形块的表面分别与三个支臂的另一端固接，所述三个弹簧组固接于若干弧形块的底部，每个弹簧组内的每个弹簧可以是螺旋弹簧、板弹簧或蝶形弹簧，由于面板是圆形，其形状规则，重心位于其圆心，因此套筒与面板的圆心连接，如果面板是其它形状，那么找到重心后与套筒连接，套筒与面板的接触面积越大越好，但要在面板上留出足够的空间安装弧形块。弧形块围绕面板的圆形均匀分布。当安装好的面板遇到震动或是大风吹动时，套筒会相对于基座移动，吸收一部分垂直于面板方面的冲击力，在套筒移动的过程中，三个支臂会发生相对于铰接处的转动，进而带动三个弹簧组改变与面板之间的距离，这样可以吸收另外一部分垂直冲击力，与面板水平或者带有一定倾角方向的冲击力作用在面板某一侧面时，面板会有偏转的倾向，此时三个弹簧组会收到面板偏转作用力的影响发生压缩或拉伸，抵消这种影响。

实施例2：与实施例1的区别在于所述面板的周面开设有若干弧形槽81，所述弧形块位于弧形槽内且间隙配合，所述弹簧组与弧形槽的底部固接，弧形槽与弧形块间隙配合的好处是给弧形块一个微调的空间，同时也给弹簧组一个保护空间，避免弹簧直接收到外力作用。当面板发生偏转时，弧形块可以以微小的幅度晃动，进一步降低对面板的影响。之所以设计弧形块为弧形结构，是因为弧形结构的边长围绕面板重心的距离是相等的，这样弹簧组受力更均匀。

实施例3：与实施例1的区别在于所述若干弧形块的表面与若干支臂的另一端螺纹连接，这样便于拆卸安装弧形块，可以快速更换新的弧形块。更优选的是，所述弧形块的表面开设有若干螺纹孔61，所述支臂的另一端具有与螺纹孔匹配的外螺纹段，这样可以根据面板的不同形状来改变螺纹孔与支臂的连接点，进而改变弧形块下方弹簧组中每一个弹簧与面板的作用力大小，对面板姿态有纠偏的功能。

实施例4：与实施例1的区别在于所述圆柱表面设有凸台9，所述凸台位于套筒顶部，凸台用于给弹簧的拉伸/压缩距离限位，更优选的是，所述圆柱表面设有沿其轴向分布的滑槽，所述凸台与滑槽螺纹配合，这样可以根据需要调节凸台与套筒之间的距离，也就是套筒移动的距离。

实施例5：与实施例1的区别在于所述套筒的底部外扩有延展部，所述延展部与面板重心固接，优选是可拆卸式连接，可以更换不同大小的延展部，来匹配不同大小的面板。

上述实施例可以根据需要任意结合，只要得到的方案不冲突都属于本发明的保护范围内。

需要说明的是，本发明的面板不仅仅限于圆形，矩形、椭圆形或是其它规则的形状都适用本发明的构思。

本发明的使用方法是：将基座固定在基础上，基础比如是立柱，将基座固定在立柱侧面，面板朝外沿垂直面分布，当外力冲击时，面板收到不同方向的作用力，可以大致分解为水平作用力和垂直作用力，水平作用力作用于面板表面，通过弹簧的调节来吸收，垂直作用力通过弹簧组的各个弹簧之间的拉伸或收缩来吸收，这样室外大型金属雕塑更稳固，更安全，不易开裂，寿命更长久。