开启屋顶的机械结构设计与运作原理可以归纳为以下几个方面：

1.机械结构设计：开启屋顶的机械结构主要包括支撑结构、移动结构和传动结构三部分。支撑结构通常由钢结构或混凝土结构组成，用于支撑屋顶的重量和承受风力等荷载；移动结构通常采用电动机、液压缸等装置，可实现屋顶的平移、旋转、折叠等运动；传动结构则用于将电机或液压缸的动力传递到移动结构，多采用链条、齿轮等机械传动方式。

2.运作原理：开启屋顶的运作原理可以分为手动和自动两种方式。手动方式通常需要人工操作卡尺或手柄等机械装置来推动移动结构，实现屋顶的开闭；自动方式则需要借助一些传感器、控制器等电子装置，根据预设的程序自动控制屋顶的开闭。这些传感器可以感应环境温度、湿度、风速等因素，并通过控制器来自动调整屋顶的运作状态，达到节能、自动化的目的。

3.安全设计：由于屋顶的运动涉及到人员和物品的安全，因此在机械结构的设计上需要采用多种安全措施，例如设置安全限位装置、防护栏杆、紧急停止按钮等。同时，在运行过程中需要定期检查维护，确保机械运作的稳定和安全。

总之，开启屋顶的机械结构设计与运作原理需要兼顾结构强度、动力传递和安全性等方面的因素，才能实现屋顶的平稳运行和安全使用。