用於連接用來支撐結構的杆的裝置和方法

2023-06-01 17:26:21

專利名稱：用於連接用來支撐結構的杆的裝置和方法
技術領域：
本發明的主題涉及用於連接支撐結構的裝置和方法，所述支撐
結構例如為柔性杆，用來支撐如帳篷這樣的結構。
背景技術：
野營帳篷和背包可攜式帳篷的設計都趨向於質輕、緊湊、快速 和容易架立。因此，所有的現代帳篷都是由高彈性的織物和結構化的可支 撐的杆組件組成的。全部結構組件通常被稱為"杆組"。"杆組"包括多根 杆，每根杆由多個節段形成。典型地，各杆節段在縱向通過鬆緊線連成一 行，由此提供較小的縱向張力以便架立過程中杆的裝配和處理。例如，帳篷杆通常都是長管組件，它們通過滑配合節頭在縱向 相互連接在一起，以形成細長結構支撐。這些杆彎曲成曲線形狀，與帳篷 的織物連接並支撐織物。例如， 一頂標準的供兩人使用的雙杆楔形帳篷通 常有一個簡單的杆組，它由兩根146.5"長的直杆組成，每根杆由10個16" 長的節段組成，在九個連接處的每一個上，每個節段通過連接裝置與下一 個節段相互連接並有1.5"長的搭接；杆節段通過一根縱向穿過管形節段的 中部的彈性繩被固定在一起。越來越多的現代帳篷具有便於杆之間相互連接的分岔式杆結 構。這樣可以減輕重量和增加強度。在把杆與織物夾在一起時，用到了兩 種不同類型的夾子。 一種夾子簡單地套在杆上，另外一種夾子與固定在杆 上面的元件搭配。傳統帳篷的安裝包括展開帳篷的織物主體，將杆節段裝配成杆， 然後將杆連接到帳篷上。在帳篷上有套筒的情況下，杆是通過滑行穿過織 物的長細孔道而穿進套筒的，長細孔道即套筒。而將交連杆或分岔杆穿過 套筒即使可行，也是非常困難的
發明內容
本發明公開的主題涉及一種便於以快速、簡便的方式將支撐杆 互鎖在一起的裝置，通常作為在結構安裝之前搭設必要結構的最後幾個步 驟之一。這裡的"結構"是一個集合概念，適用於掩體、圍牆、住處、住 房等等任何形式，也包括帳篷。這使得結構容易搭建，也使得新的支撐構 造用於結構中。本發明公開的主題使得當帳篷基本上安裝好後，帳篷杆以結實 和簡便的方式被相互連接在一起。在杆穿過帳篷織物上的套筒和/或用夾子 將帳篷杆與帳篷織物連接起來後，就可實施這種連接。本發明公開的主題包括夾子結構，該結構使得裝置夾在帳篷織 物上。該夾子結構使得即使沒有戶外經驗的人也能以最小的力氣和難度將 分岔和交叉杆結構進行安裝和拆解。例如，獨立的杆能被選擇性地與本發 明公開的裝置連接和拆解，而不是作為單個的笨重的單元。本發明公開的裝置允許杆在裝配到預定的支撐結構後能被相互 鎖定。這在杆穿過帳篷織物的套筒前或者穿過套筒後都可以進行。比如， 在杆穿過後，本發明公開的裝置允許杆鎖定到一根相配的杆上，從而搭建 一個用於帳篷的互鎖杆結構。另外，與傳統帳篷的杆組件相比，本發明公 開的裝置中的杆的拆卸更容易。本發明公開的裝置還允許連接在一起的杆的相對定位。公開的主題涉及一種至少連接第一桿和第二桿的裝置。該裝置 包括由諸如彈性材料製成的主體。該主體具有沿著主體延伸的用於接納和 保持第一桿的孔。還有一個延伸進主體的槽口，該槽口以卡配合或其它鎖 定配合的方式容納第二桿，並通過鎖定的方式將杆保持在槽口。槽口形成 局部圓柱形，其截面形狀可以為部分圓角化或部分圓形。局部圓柱形延伸 入主體，可以形成大於180。的圓弧。槽口有一個開口面，限定出一個容納 第二桿的開口。主體的孔和槽口可以呈基本上相互垂直的定位。槽口也可 具有凹槽和/或突脊，分別用於容納具有環形元件的杆，分別使環形元件就 位於凹槽或凹口中以及配合到突脊上，使槽口中的杆更加穩定。


下面注意參看附圖，其中相同的數字或標記表示相應或相同的構件。在圖中:圖1是表示本發明帳篷的示範操作的透視圖；圖2是圖1中本發明公開的裝置的替代布置圖；圖3是本發明公開的裝置的第一實施例的透視圖；圖4是圖3中的第一實施例的主體的側視圖；圖5是沿圖3中的3-3剖線的第一實施例主體的截面圖；圖6-9是沿圖3中的3-3剖線的第一實施例的截面圖，示出了
杆組件；圖IO是本發明公開的第二實施例的透視圖；圖ll是沿圖10中的10-10剖線的第二實施例的主體的截面圖；圖12是第二實施例的匹配杆端部的組裝截面圖；圖13-16是沿圖10中的10-10剖線的第二實施例的截面圖，示
出了杆組件；圖17是沿圖11中的11-11剖線的第二實施例的截面圖，示出 了組裝好的杆組件；圖18是本發明公開的第三實施例的透視圖；圖19是沿圖18中的18-18剖線的第三實施例的主體的截面圖；圖20是本發明公幵的第三實施例的透視圖，示出了組裝好的杆 組件；圖21是圖20中的第三實施例沿圖19中的19-19剖線的截面圖；圖22是本發明公開的第四實施例的透視圖；圖23是本發明公開的第四實施例的側視圖；圖24是圖22中的第四實施例的沿圖23中的24-24剖線的截面
圖；圖25A和圖25B是圖22中的第四實施例沿圖23中的25-25剖 線的截面圖；圖26是按照第四實施例的裝置的側視圖，示出了連接著帳篷織 物的示範操作； '圖27是本發明公開的第五實施例的透視圖；圖28是圖27中的裝置沿圖27中的27-27剖線的截面圖29是本發明公開的第六實施例的透視圖；圖30是圖29中的裝置沿圖29中的29-29剖線的截面圖。
具體實施例方式圖1示出了用於帳篷10中的杆連接器裝置P1 (代表了杆連接 器裝置100a、 100b、 100c、 100d、 100f和100g，下面將詳細介紹)的示例性 操作，其用於連接形成帳篷10的織物20的支撐物的杆50， 60。杆50， 60 可以是柔性的或能被彎曲或折彎成曲線形(定位)。帳篷材料20可包括用 於容納帳篷杆50， 60的材料圈環21。裝置P1可以包括夾子300 (圖24)， 該夾子使得它與帳篷10的織物20相連，以進一步支撐織物20。圖2類似 於圖l，但帳篷10a包括多個連接器裝置，即中心裝置P1和周圍裝置P2， 它們以另一可選擇的方式連接著帳篷杆50， 60， 70。類似於裝置P1，裝置 P2也代表著裝置100a、 100b、 100c、 100d、 100f和100g，以下將詳述。圖3示出了具有帳篷杆50， 60的連接器裝置100a的示範性操 作。帳篷杆50， 60—般是相同的和通用的，由輕質材料如聚合物、合成物、 金屬、玻璃纖維等類似物製成，可以由凸形節段51， 61 (具有邊緣面51a, 61a和延伸部分51b， 61b)和凹形節段52， 62 (具有邊緣面52a， 62a和容 納部分52b， 62b)(還如圖6-9所示)組裝而成。這些節段51， 52， 61， 62以可滑動的方式凹凸配合相互接納。當杆50， 60彎曲的時候，該凹凸配 合通過摩擦保持緊密，使得杆50， 60保持連接，直到節段被人為的很大的 拉力扳直而彼此分開時，由杆50， 60支撐的結構才被拆解。再參看圖4和5，連接器裝置100a包括一個帶槽口 110的主體 100，該槽口包括開口 111。槽口 IIO例如在主體IOO的第一端點EI處可以 是局部圓柱形。此槽口 110可以沿著其表面llla採用摩擦固定接合的方式 容納杆50，例如快速卡合的方式。槽口 110的彎曲曲率可以比杆50略小， 以便更加利於摩擦接合。另外，形成開口 111的空間的槽口 IIO弧度小於 180。，或者可選擇地，小於槽口lll周長的一半(因此，槽口表面llla形 成的弧度大於180。，或者可選擇地，大於槽口 IIO周長的一半)，這樣當杆 50插入槽口 IIO時就可被接合，並且互鎖在槽內(如圖9所示)。支腿112具有深入到主體100的開口 113，並且支腿位於槽口110的兩側。在杆接合併互鎖時，支腿的開口 113為支腿提供額外的彈力(類 似彈性或者彈簧的性能)，下面將細述。從槽口 110的周邊lllc延伸出向 外錐斜的凸緣lllb，以便為杆50與槽口 IIO接合提供了明顯的路徑(下文 進一步細述)。開口 120位於主體100的中央部分M，同時孔121在各開口 120 之間延伸。孔121例如包括具有兩種直徑的部分，直徑小的部分121a位於 兩個直徑大的部分121b之間。各部分121a和121b的直徑差異產生了臺肩 121a，(圖5)，其用作杆節段61, 62或杆60的止動面或移動界限，這些杆 通過各個開口 120被置入孔121內並被接合。孔部分121a，121b的直徑允許 杆節段61， 62或杆60通過開口 120滑進各個部分121a，121b中，並通過沿 著表面121x (位於各臺肩121a，之間)摩擦卡緊的方式，保持固定在121a 部分中。表面121x的長度是恆定值(在圖5中該長度由尺寸標記"x"標 明)，雖然圖示為連續的，但也可以是間斷的。主體100的相反一端E2處有一基腳130。為了把主體100與帳 篷或其它結構的織物連接牢固，基腳130可以連接到夾子或類似物，如圖 26所示，並在下面將描述。主體100例如是一體的構件，由彈性材料如塑料、彈性體等等制 成，它能使杆卡合到槽口 IIO中，並且在其內摩擦接合，還與孔部分121a 摩擦接合。適用於主體的示例材料包括聚碳酸酯，例如LEXAN⑧(General Electric Plastics),以及醋酸基，例如DELRIN⑧(DuPont)。主體100可由這 些材料通過傳統的成型技術成型的，如注射成型法、機加工法等。圖6-9為主體100的截面圖，以示例性的連接方式示出了連接 器裝置100a，其中帳篷杆50， 60被連接在一起。如圖6所示，開始，帳篷 杆的凸形節段61已被插入(如滑入)孔部分121a。帳篷杆的凸形節段61 (延伸部分61b)例如通過滑動進入凹凸接合狀態而容納在凹形節段62內 (在容納部分62b中)，其中設定有適宜的公差，允許在沒有明顯擺動的情 況下傳遞力，同時在拆卸時又很容易用手分開。在凸形杆61的邊緣61a和 凹形杆62的邊緣62a之間有凹口63，長度可為"G"。長度"G"可以比長 度"x"稍大，並且與直徑小的孔部分121a相對應，這樣在各個邊緣面61a， 62a鄰接孔部分121a的臺肩121a'時，其公差可以限制它們在孔121內的移動和行程。接著如圖7所示，杆50此時擱置在槽口 110的開口 111處的凸 緣lllb上(在槽口 IIO的外部)。杆50此時準備通過沿箭頭150的方向被 推進主體100的槽口 110內而與主體100連接。如圖8所示，杆50向內推進槽口 110 (沿箭頭150的方向)致 使主體100的支腿112沿箭頭152的方向向外彎曲。一旦杆50進入槽口 110， 支腿112就沿箭頭154的方向移動(向內)彈回至它們的初始位置或者類 似這些初始位置(取決於槽口 IIO的曲率)。隨著支腿112回到向內的定位 位置，杆50與主體100的槽口 IIO摩擦接合(且杆50與槽口 110的表面 llla相接觸)，如圖9所示。可選擇地，在該互鎖位置，杆50可與槽口 110 的一部分表面llla相接觸(例如，如圖16所示)。圖10和11示出了本發明公開的又一實施例的裝置100b。在元 件、結構和材料上，該裝置100b都類似於裝置100a。裝置100b的相同的 和/或相似的元件與裝置100a的那些具有相同的標記，並且這些元件與裝置 100a的描述相一致。裝置100b和裝置100a的差別下面將詳述。裝置100b在主體IOO裡的槽口 110裡有凹槽114。凹槽114在 槽口 110處切入主體100，切入深度和寬度適合容納與槽口 110嚙合的環 200或者其它圍繞在杆50上的元件。例如，凹槽114的深度可以使杆50 置於槽口110中，並與槽口表面llla的全部或部分摩擦接觸，同時如圖12 所示，凹槽114的寬度比環200的寬度"g"稍大，以便通過摩擦固定的方 式容納環200。只要杆50被接合或鎖定在槽口 110中，當環200就位於槽 口 110的凹槽114中後，就將阻止杆50滑動，如圖17所示。圖12-17詳細描述了帳篷杆50， 60插入裝置100b的示範組裝 過程。圖12細述了杆50由凸形節段51和凹形節段52組裝的過程。凸形 節段51具有主要部分51b'及從其突出的延伸部分51b。延伸部分51b小於 主要部分51b'的直徑，這樣在兩部分51b',51b的連接處形成臺肩51a'，其 限定了邊緣面51a。臺肩51a'的邊緣面51a用作環200的移動界限(或者如 果沒有環200，作為凹形節段52的邊緣面52a的移動界限)。延伸部分51b的直徑可以是恆定值，這樣環200能在延伸部分 51b上滑動，且以摩擦緊密配合的方式保持於延伸部分上，當延伸部分51b滑動進入容納部分52b時，凹形節段52的容納部分52b以摩擦緊密配合的 方式容納延伸部分51b。在典型的嚙合方式中，為限定連接好的杆50，環 200鄰接邊界表面5 la，並且(凹形節段52的容納部分52b的)邊界表面52a 鄰接環200。環形200的寬度可以略小於"g"(杆50中節段51和52之間 的凹口53)，因此其尺寸適合使環在杆50完全組裝後(為了在槽口110中 嚙合並固定)就位於此凹口 53中。在圖13中，杆60己與裝置100b相連接，與前面已詳述的裝置 100a類似。此時連接好的杆50相對於裝置100b的主體100就位，使得環 200對準凹槽114。杆50沿著箭頭160方向移動，與槽口110接觸，使得 環200就位於凹槽114，如圖14-16所示。如圖15所示，沿著箭頭160方向連續的移動使得支腿112沿著 箭頭162的方向向外移動。 一旦杆50就位於槽口 IIO中，支腿112沿著箭 頭164方向移動(向內)彈回它們的初始位置或者類似這些初始位置(取 決於槽口 IIO的曲率)，如圖16所示。隨著支腿112返回向內的定位位置， 環IOO就位於凹槽114中，同時杆的表面與槽口 110的全部或部分表面llla 以摩擦接觸。杆50接合在主體100的槽口 110中，如圖17所示。儘管裝 置100b只顯示了上仍單個凹槽114，在槽口 110內設置多個凹槽114也是 可能的。這些多個凹槽能夠容納具有一個或多個環200的杆50。圖18和19示出了本發明公開的又一實施例裝置100c。在元件、 結構和材料上該裝置100c都類似於裝置100a， 100b。裝置100c的相同的 和/或類似的元件與裝置100a， 100b的那些具有相同的標記，並且這些元件 與上面關於裝置100a， 100b的描述相一致。裝置100c和裝置100a，裝置 100b的差別在下面詳述。裝置100c在主體100內的槽口 110裡有突脊115。突脊115 從槽口 110的表面突出，並擁有合適的高度用於容納杆50中的相應凹口 53。 凹口53可以沿著凸形節段51的延伸部分51b形成，位於凸形節段51的邊 緣面51a和凹形節段52的容納部分52b的邊緣面52a之間。凹口 53的高 度和寬度"g"(圖21)可以適合通過摩擦固定接合的方式固定杆50 (其具有 相應的配置)，以阻止杆50在槽口 IIO內滑動。杆50(圖18中的杆50)， 60在裝置100c中的組裝類似於上述的裝置100a和100b,裝置100c中的杆50， 60的接合效果與上述裝置100a 和100b的類似，如圖20和21所示。儘管裝置100c只示出了具有單個突脊115，在槽口 110內設置 多個突脊115也是可能的。這些多個突脊可以適配具有一個或多個凹口 53 的杆50。可選擇地，類似於裝置100a,100b和100c的裝置可以使得槽口 110具有任何數量的凹槽114和突脊115，只要它們可適配相應數量的環200 和/或凹口 53。圖22-25B示出了本發明公開的又一實施例裝置100d。在元件、 結構和材料上，該裝置100d都類似於裝置100b。裝置100d的相同的和/ 或相似的元件與裝置100b的那些具有相同的標記，並且這些元件與上面關 於裝置100b的描述相一致。裝置100d和100b的差別在下面詳述。裝置100d具有開口 120，開口 120包括底洞122和向外錐斜的 開口部分124，這樣使得杆60沿著雙箭頭170的方向在其內樞轉。開口包 括底洞122。孔部分121a包括凸輪面126，凸輪面126形成了孔部分121a 的主要面(在兩主要面之間的為孔部分121a的次要面，由圖24中的線條 126x表示)。凸輪面126的形狀可以是菱形，由邊緣126a形成。邊緣126a 由彎曲部分127和平直部分128形成。凸輪面126是對稱的同心的(並沿 著軸線Y1共軸)，並彼此相對布置。如圖25A和25B進一步所示，凸輪面 126在彎曲邊緣128之間和在相對定位的平直邊128之間的寬度比位於杆 60的凸部分61和凹部分62之間的凹口 63的長度(尺寸)G'(可能等於 長度(尺寸)G，詳見上述)稍小。凸輪面126的如此布置，起到杆60 (沿 著雙箭頭170的方向)樞轉時的導向作用。例如，在圖25A中，杆60處於初始位置，該位置中凹口63在 凸輪面126的邊緣126a的兩彎曲部分127之間延伸。如圖25B所示， 一旦 沿著箭頭170a的任何方向樞轉，凹口 63在邊緣126a的平直部分128之間 延伸，而樞轉極限是杆60的凸形節段61和凹形節段62分別鄰接各個開口 部分124。圖26顯示了裝置100d的示例性操作，其也可為裝置100a,100b 和100c的示例。在該操作中，主體IOO通過基腳130與夾子300相連。夾
ii子300例如可以是傳統的彈簧夾。夾子300以夾持的方式接合住帳篷20的 材料的小垂片310，從而把帳篷20保持在各個杆上。圖27和28示出了本發明公開的又一實施例裝置100f。在元件、 結構、材料和操作上，裝置100f都類似於裝置100d，因為它允許杆(例如， 類似於圖22-25B中所示的杆60)在孔121中樞轉。該裝置100f的相同的 和/或相似的元件與裝置100d的那些具有相同的標記，並且這些元件與上 面關於裝置100d的描述相一致。裝置100f與裝置100d的區別只是支腿112' 沒有開口 (與裝置100d的支腿112相比)，並且除了孔121夕卜，主體100 的中央部分M是實心的。圖29和30示出了本發明公開的又一實施例裝置100g。在元件、 結構、材料和操作上，裝置100g類似於裝置100f，因為其允許杆60在孔 121中樞轉。裝置100g的相同的和/或相似的元件與裝置100f的那些具有 相同的標記，並且這些元件與上面關於裝置100f的描述相一致。裝置100g 與裝置100f的區別只是在於它在端部E2(與端部E1相反)有較寬的底部131 而沒有裝置100f中的基腳130.儘管描述的是本發明公開的優選實施例，以便本領域技術人員 能夠實踐公開的方案，但前面的描述的意圖僅僅是解釋性的。它不能用來 限制本發明公開的範圍，該範圍應該參見後面的權利要求書來確定。
權利要求
1. 一種至少連接第一桿和第二桿的裝置，包括主體，其包括穿過主體延伸的孔，所述孔被構造成用於容納第一桿並保持第一桿；和延伸到主體中的槽口，用於以卡配合的方式容納第二桿並以鎖定的方式將第二桿保持在槽口中。
2. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述主體由彈性材料製成。
3. 如權利要求l所述的裝置，其特徵在於，所述槽口包括局部圓柱部 分，該圓柱部分在主體兩端之間沿主體延伸。
4. 如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述局部圓柱部分的截面 為圓形，且弧度大於180。。
5. 如權利要求l所述的裝置，其特徵在於，所述孔和所述槽口被定向 成基本上相互垂直。
6. 如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述槽口包括一個基本上 垂直於槽口的延伸方向而延伸的凹槽，該凹槽用於容納連接在第二桿上的 環。
7. 如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述槽口包括一個基本上 垂直於槽口的延伸方向而延伸的突出，該突出用於被第二桿上的凹槽容納。
8. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述孔包括多個直徑大的 部分和位於所述直徑大的部分中間的一個直徑小的部分，所述直徑小的部 分被構造成用於保持第一桿，約束其在孔的延伸方向上的滑動。
9. 如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述直徑小的部分與所述 直徑大的部分連接以限定出臺肩，該臺肩用作第一桿上那些在孔內連接以 形成第一桿的節段的移動界限。
10. 如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述孔包括大於第一桿寬 度的直徑大的部分，並且所述直徑小的部分包括至少一個凸輪面，該至少 一個凸輪面限定出導向件，其允許第一桿繞該至少一個凸輪面樞轉。
11. 如權利要求IO所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個凸輪麵包 括兩個凸輪面，它們彼此相對布置。
12. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述主體包括一個基腳， 該基腳構造為與夾子部件相連接。
13. 如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述槽口包括局部圓柱部 分，該局部圓柱部分在主體兩端之間沿主體延伸，並且主體包括鄰近槽口 兩側邊的開口，為主體提供額外的彈性性能。
全文摘要
一種允許諸如帳篷杆之類的杆在被組裝成預想的支撐結構時能互鎖的裝置和系統。該裝置包括具有孔和槽口的主體，孔延伸穿過主體以容納杆，槽口延伸穿過主體以容納另一桿。該槽口便利了通過快速卡合或其他互鎖卡合的方式使杆的連接。這些杆可以由節段組成，例如，以凹凸卡合的方式連接在一起。
文檔編號E04H15/34GK101440671SQ20081017787
公開日2009年5月27日 申請日期2008年11月3日 優先權日2007年11月1日
發明者羅濟建 申請人:羅濟建