一种可组装的纸板球幕影院的制作方法

本发明涉及便携式球幕影院，数学、力学、天文学教具，具体是一种可组装的纸板球幕影院。

背景技术：

1、现有固定式球幕影院缺点：

2、(1)球幕造价高昂。球幕造价往往可高达数十万至上百万元，学校、乡村等场所无法承受其造价和建设工时。

3、(2)球幕建造技术复杂，观众无法参与体验。银幕铝板之间有拼接(无重叠)和搭接(有重叠)两种连接方式，采用微小拼缝技术(nanoseam)的拼接式银幕，肉眼难以察觉银幕拼缝，虽然画面整体效果、沉浸感更好，但却不能让观众了解这类构造的结构，也是一种遗憾。

4、(3)球幕影院建筑外观的数学原理——柏拉图多面体，尚没有得到生动展示。

5、现有移动式球幕影院的缺点：

6、(1)造价依旧较贵。无论充气式球幕影院还是负压球幕影院，都需要专门的气囊、充气机或排气机及金属或碳纤维穹顶骨架，费用在十万元左右。

7、(2)有运行噪音。上述两类移动式球幕影院需要充气机或排气机保持运行，对观看天象节目有噪音干扰。

8、(3)主要部件易损坏。气囊一旦因划伤或老化而漏气，需要寻找漏气点，做修补或替换。影响稳定使用。

9、展示球幕影院的设计来源于柏拉图多面体，古希腊数学家泰阿泰德发现只存在5种正多面体，如图1所示，从左向右依次为：

10、正四面体(4个正三角形)；

11、正六面体(6个正方形)；

12、正八面体(8个正三角形)；

13、正十二面体(12个正五边形)；

14、正二十面体(20个正三角形)。

15、不存在第6种正多面体，其最早证明的出现在欧几里得的《几何原本》中，这5种正多面体被称为“柏拉图立体”。

16、很多球形建筑都是从正多面体变化而来的，方法是选择面数最大的正多面体——正二十面体，把它的每个三角形切分成4个三角形，然后将每一个新的三角形再同样切分，依次切分下去，得到若干小三角形侧面，将它们“吹鼓”起来变成类球体形状。

17、中国科技馆球幕影院就是按照上述方法构造的外形，它球体表面的12个特殊的点就是原本正二十面体的12个顶点。生活中，还可以看到类似的物品，比如足球其实是截去顶点并稍加吹鼓起来的正二十面体。

18、实际上，中国科技馆球幕影院外观并不是一个完整的球，而是球冠，底座内有几个特殊点就没有了。每个特殊点由5个三角形围成，而非特殊点都是由6个三角形围成的。这是多面体几何性质约束的结果。观众可以来科技馆寻找这12个特殊点。

19、传统球幕影院内部银幕一般采用穿孔铝板拼接而成，每条经线上的多块铝板为曲边梯形，形状、大小均不相同。不同经度的经线上的铝板配置相同，按子午线方向以铆钉的固定在外圈龙骨上，形成一个半球形球冠。

20、中国科技馆球幕影院外壳为大量金属材质三角形拼接，不允许观众参与建造、改造，教育功能没有充分发挥。

21、本发明旨在向观众展示一种基于测地线原理的穹顶构造方式，它不同于上述的地球仪般的球坐标经纬线划分方式。展示了柏拉图立体在构造穹顶建筑中发挥的作用，并可以成为放映银幕发挥作用。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种可组装的纸板球幕影院既可以展示球幕影院外结构的一种几何原理——柏拉图多面体，也可以起到球幕影院内部放映银幕的作用——展示天象，还可以请观众动手建造一个球幕或穹顶，体会其中的科学原理。

2、为了解决上述问题，本发明的技术方案为：一种可组装的纸板球幕影院，包括纸穹制作方案，所述纸穹制作方案包括如下步骤：

3、s1、裁剪纸质三角单元，所述纸质三角三元包括两种尺寸的等腰三角形，包括x三角和y三角，所述x三角有四十五个，所述y三角有三十个，所述x三角和y三角共有七十五个；

4、s2、标记，对每个三角形的边做标签；

5、s3、拼装，搭建顺序为先内圈后外圈，先组装出穹顶最高点，然后逐圈向外扩展，最后是半球的边缘；

6、s4、底座选择；

7、s5、最终尺寸确定；

8、s6、安装投影仪；

9、s7、穹顶外观装饰。

10、进一步，所述步骤s1中，七十五个所述三角形的频率为3v，所述三角形板材厚度不低于3毫米，所述材质可以为支板、亚克力板、金属板中的一种，每个所述三角形板的边缘处设有用于夹住、粘合固定的边缘体。

11、进一步，所述步骤s2中，所述x和y三角的底边均记为a；x三角形的腰记为b；y三角形的腰记为c。

12、进一步，所述步骤s3中，边缘可使用活页夹、双面胶、磁力贴的方式固定。

13、进一步，所述步骤s4中，如需举高整体球幕，可再裁剪14块或15块81×74厘米的矩形，半球形的穹顶的下缘为正十五边形，15块矩形分别在穹顶边缘每块三角的下方，首尾相接成环形。

14、进一步，所述步骤s5中，不含底座按图拼装后的球幕直径为4.0米，穹顶高1.9米，占地面积为12.36平方米，可容纳儿童观众最多20人，可容纳成人观众最多10人。

15、进一步，所述步骤s6中，在搭建完成的球幕内部，内接球球心附近安放一台鱼眼镜头的投影仪，即可播放天象节目、球幕电影，镜头可选用球面镜。

16、进一步，所述步骤s7中，穹顶外观装饰方案可以采用星图外观装饰。

17、本发明与现有的技术相比的优点在于：

18、(1)本发明造价低，容易制作。纸穹本身材质价格低廉，由于只有两种单元零件，形状简单，方便使用激光切割、线切割甚至手工裁剪等各种加工形式大量制造；

19、(2)本发明重量轻，安全，简单。纸板重量低，可以由少数几位观众甚至儿童来建造。建造操作的专业技术门槛低，步骤简单且更安全；

20、(3)本发明节省空间，反复利用。由于采用拼接的形式，该教具可以反复拆装，拆卸后层叠储存，占据空间少，更有利于充分发挥作用。

技术特征：

1.一种可组装的纸板球幕影院，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种可组装的纸板球幕影院，其特征在于：所述步骤s1中，七十五个所述三角形的频率为3v，所述三角形板材厚度不低于3毫米，所述材质可以为支板、亚克力板、金属板中的一种，每个所述三角形板的边缘处设有用于夹住、粘合固定的边缘体。

3.根据权利要求1所述的一种可组装的纸板球幕影院，其特征在于：所述步骤s2中，所述x和y三角的底边均记为a；x三角形的腰记为b；y三角形的腰记为c。

4.根据权利要求1所述的一种可组装的纸板球幕影院，其特征在于：所述步骤s3中，边缘可使用活页夹、双面胶、磁力贴的方式固定。

5.根据权利要求1所述的一种可组装的纸板球幕影院，其特征在于：所述步骤s4中，如需举高整体球幕，可再裁剪14块或15块81×74厘米的矩形，半球形的穹顶的下缘为正十五边形，15块矩形分别在穹顶边缘每块三角的下方，首尾相接成环形。

6.根据权利要求1所述的一种可组装的纸板球幕影院，其特征在于：所述步骤s5中，不含底座按图拼装后的球幕直径为4.0米，穹顶高1.9米，占地面积为12.36平方米，可容纳儿童观众最多20人，可容纳成人观众最多10人。

7.根据权利要求1所述的一种可组装的纸板球幕影院，其特征在于：所述步骤s6中，在搭建完成的球幕内部，内接球球心附近安放一台鱼眼镜头的投影仪，即可播放天象节目、球幕电影，镜头可选用球面镜。

8.根据权利要求1所述的一种可组装的纸板球幕影院，其特征在于：所述步骤s 7中，穹顶外观装饰方案可以采用星图外观装饰。

技术总结本发明公开了一种可组装的纸板球幕影院，包括纸穹制作方案，所述纸穹制作方案包括如下步骤：S1、裁剪纸质三角单元，所述纸质三角三元包括两种尺寸的等腰三角形，包括X三角和Y三角；S2、标记，对每个三角形的边做标签；S3、拼装，搭建顺序为先内圈后外圈，先组装出穹顶最高点，然后逐圈向外扩展，最后是半球的边缘；S4、底座选择；S5、最终尺寸确定；S6、安装投影仪；S7、穹顶外观装饰。本发明与现有的技术相比的优点在于：可以展示球幕影院外结构的一种几何原理——柏拉图多面体，也可以起到球幕影院内部放映银幕的作用——展示天象，还可以请观众动手建造一个球幕或穹顶，体会其中的科学原理。技术研发人员：贾硕受保护的技术使用者：贾硕技术研发日：技术公布日：2024/5/27