多邊形板及由其形成的三維結構的製作方法

2023-05-28 20:46:41 1

專利名稱:多邊形板及由其形成的三維結構的製作方法
多邊形板及由其形成的三維結構
實用新型領域
本實用新型涉及由板材料形成並且適用於不同的用途的三維結構。本實用新型 還涉及用於構造該結構的板材料和方法。
實用新型背景
可從收攏的、攜帶的以及儲藏的構造展開成直立可操作的構造(erectoperable configuration)的製造物品是眾所周知的。此物品的一個例子為可攜式梳洗用具或寵物餵 養碗(pet feeding bowl)以及通常在戶外活動過程中使用的類似物品。
美國專利No.5,187,819、No.5,682,623以及No.6,047,414中以及美國專利申請公 開No.2006/0150312中公開了可收攏的梳洗用具(collapsibletoilet)的例子。
實用新型概述
本實用新型涉及具有環帶扇區形狀的多邊形板，並且具體地涉及可從此板裝配 的三維結構。
依據本實用新型的一個方面，提供有具有環帶扇區形狀的多邊形板，其包括第 一排和第二排，第一排和第二排中的每一個包括至少三個面材，每個面材具有第一邊緣 以及第二邊緣以及在第一邊緣和第二邊緣之間延伸的對置的有錐度的邊緣；其中，第一 排和第二排中的每一個中的至少三個面材通過與環帶的半徑一致的它們相應的有錐度的 邊緣彼此鉸接地接合；並且第一排和第二排的面材還分別通過第一排的第二邊緣和第二 排的第一邊緣鉸接地接合。
依據本實用新型的另一個方面，提供有具有實質上中空的平截頭稜錐體形狀的 結構，從多邊形板裝配的所述結構包括具有環帶扇區形狀的多邊形板，該多邊形板包括 第一排和第二排，第一排和第二排中的每一個包括至少三個面材，每個面材具有第一邊 緣以及第二邊緣以及在第一邊緣和第二邊緣之間延伸的對置的有錐度的邊緣；其中，第 一排和第二排中的每一個中的至少三個面材通過與環帶的半徑一致的它們相應的有錐度 的邊緣彼此鉸接地接合；並且第一排和第二排的面材還分別通過第一排的第二邊緣和第 二排的第一邊緣鉸接地接合；並且其中，該結構通過沿著第一排和第二排之間的接合 部摺疊板以引起脊而形成，並且其中，第一排的第一邊緣和第二排的第二邊緣實質上齊 平，並形成結構的底座。
依據此方面的實施方式，至少末端的一對徑向對準的面材至少部分地重疊另一 對徑向對準的面材中的至少一個，以便將結構固定在其直立構造中。
依據此方面的另一個實施方式，該結構具有由第二排的面材界定的內腔，以及 由第一排的面材界定的外部封套(external envelope)。
依據此方面的又一個實施方式，結構的脊可以是筆直的，並且由所述脊界定的 平面可以實質上平行於由底座界定的平面。
依據本實用新型的又一個方面，提供有成套工具，該成套工具包括具有實質 上中空的平截頭稜錐體形狀的多邊形結構，從多邊形板裝配的所述結構包括具有環帶扇 區形狀的多邊形板，該多邊形板包括第一排和第二排，第一排和第二排中的每一個包括至少三個面材，每個面材具有第一邊緣以及第二邊緣以及在第一邊緣和第二邊緣之間延伸的對置的有錐度的邊緣；其中，第一排和第二排中的每一個中的至少三個面材通過與環帶的半徑一致的它們相應的有錐度的邊緣彼此鉸接地接合；並且第一排和第二排的面材還分別通過第一排的第二邊緣和第二排的第一邊緣鉸接地接合；並且其中，該結構通過沿著第一排和第二排之間的接合部摺疊板以引起脊而形成，並且其中，第一排的第一邊緣和第二排的第二邊緣實質上齊平並形成結構的底座；以及襯裡元件。[OO14] 依據此方面的一個實施方式，襯裡元件為塑膠袋子。
依據此方面的另一個實施方式，襯裡元件為紙袋子。[OO15] 依據此方面的又一個實施方式，成套工具還可以包括環形多邊形環，該環形多邊形環適合於配合在多邊形結構上方，並且將襯裡元件固定到多邊形結構。[OO16] 依據此方面的又一個實施方式，襯裡元件可以裝配有襯墊構件。[OO17] 接下來的實施方式中的任何一個可以應用到本實用新型的多個方面中的任何一個[OO18] 板在平坦構造1波紋管狀構造和具有實質上中空的平截頭稜錐體形狀的直立構造之間可展開；[OO19] 面材通過活動鉸鏈彼此鉸接；[0020] 多邊形板沿著第一排和第二排的至少三個面材的有錐度的邊緣可摺疊，以便呈現摺疊的波紋管狀構造；[0021] 分別在第一排和第二排上延伸的每兩個徑向對準的面材的接合通過中間面材進行；[0022] 中間面材具有等邊形狀，以使兩相鄰的中間面材形成菱形形狀；[0023] 兩排之間的接合部裝配有襯墊構件；[0024] 板至少部分地由半剛性材料製成；[0025] 板至少部分地由剛性但可彎折的材料製成；[0026] 板至少部分地由塑料材料製成；[0027] 板至少部分地由紙材料製成；[0028] 板至少部分地由紙板製成；[0029] 板至少部分地分層；[0030] 板至少部分地由布料製成；[0031] 板還包括加強層；[0032] 板還包括加強肋；[0033] 結構的脊由連續地接合的等邊形狀形成，使得每兩個等邊形狀形成類似菱形的形狀；[0034] 脊具有起伏的形狀；[0035] 脊裝配有襯墊構件；[0036] 還包括用於將摺疊的板固定在其直立構造中的至少一個緊固裝置(fasteninganangel工aent)[0037] 至少第一排中的面材中的一個末端面材設置有用於固定到所述排中其它末端面材的緊固裝置；[0038]緊固裝置包括在面材中的一個末端面材上的舌狀物以及所述至少三個面材中的 一個中的舌狀物接收槽口(tongue receiving notch)；
緊固裝置包括在所述一個末端面材上的折瓣(flap)，該折瓣適合於附著到所述其 它末端面材；
三維結構可以用作
用於植物的花盆固定器(potholder)；
用於寵物的餵養/水碗；
作為模具(例如蛋糕模具)，以使形成在多個排之間的內部空間或者由第二排界 定的腔被使用；
作為用於模具的襯裡；
作為如所描述的用在戶外或戶內的便壺(chamberpot)；等等
至少一個末端面材的一部分斜地切割。
附圖簡述
為了理解本實用新型以及理解在實踐中如何執行本實用新型，現在將僅通過非 限制性例子、參照附圖描述實施方式，其中

圖1為依據本實用新型的一個實施方式的處於展開構造的多邊形板材料的說 明；
圖2a為依據本實用新型的一個實施方式的使用圖1的板材料的摺疊步驟的說 明；
圖2b為依據本實用新型的一個實施方式的構造三維結構的方法中另一步驟的說 明；
圖3a為依據本實用新型的一個實施方式的處於其備用形式的三維結構的說明；
圖3b為處於其收攏/摺疊構造的圖3a板材料的說明；
圖4a和4b為依據本實用新型的一個實施方式的三維結構的說明，該三維結構具 有裝配到該三維結構的流體保持襯裡；
圖5為依據本實用新型的一個實施方式的成套工具的說明，其示出了依據本實 用新型的一個例子的三維結構、襯裡袋子以及環形連接器；
圖6為依據本實用新型的另一個實施方式的處於展開/平坦構造的板材料的說 明；
圖7a為依據本實用新型的一個實施方式的處於其備用形式的三維結構的說明；
圖7b為處於其實質上收攏/摺疊構造的圖7a板材料的說明；
圖8為依據本實用新型的一個實施方式的處於展開構造的板材料的說明，其具 有緊固裝置；以及
圖9和圖10為依據本實用新型的一些實施方式的處於備用形式的三維結構的說明。
實施方式詳述
附圖的圖1說明一種板材料，其具有實質上多邊形的形狀，一般地標註為10。 該板材料由多個樞軸轉動地接合的面材12和14構成。如圖1中可見的那樣，這些面材 水平地以及垂直地樞軸轉動地接合。如示出的那樣，垂直地連接的面材12和14分別形成排I和排II，或者面材12和14可以連接以形成三排接合的面材(由圖1中的虛線所示 的排III)。
應理解，本文中術語「水平地」和「垂直地」是為了方便而使用的，以便描述 處於其展開、實質上平坦位置的板材料。
沿著水平線的面材的數量可以從三個變化到想要的任何數量，取決於所想要的 三維結構的幾何形狀，即三角形(圖9所示)、四角形(圖10所示)、五邊形(圖3a所 示)等等。在其它情形中，對於板材料的至少一些徑向片段，沿著垂直線的面材的數量 可以從兩個變化到三個或更多。
板材料可以由半剛性、剛性但可彎折的材料比如塑料材料、金屬材料、紙材料 比如紙板、層壓紙或布料或這些材料的組合製成，可以具有或不具有加強層和/或肋等寸。
多面材板10的面材12、14可以通過活動鉸鏈16 ( 「整體式鉸鏈」)比如摺疊裝 置(fold)或摺疊輔助穿孔(未示出)連接，摺疊裝置或摺疊輔助穿孔將允許板材料關於線 摺疊成為想要的構造。
圖1中的板材料10為相對多邊形構造，以使第一排I中的每個面材12造形成具 有兩個實質上平行的邊緣Pl和P2以及兩個有錐度的邊緣T，其中邊緣P2比邊緣Pl短。 排II中的面材14為類似的形狀，每個面材14具有平行的邊緣P3和P4，其中邊緣P3和 P4彼此平行並且平行於邊緣Pl和P2，且進一步地，其中邊緣P4比邊緣P3短，邊緣P3 的長度等於邊緣P2的長度。
面材12、14沿著其有錐度的邊緣T水平地耦合，並通過邊緣P2和P3垂直地耦 合，邊緣P2和P3在本例子中是重疊的。
在圖6中，板20類似於圖1例證的板，該板具有位於在第一排I和第二排II上 延伸的每兩個徑向對準的面材22和24的接合之間的附加的中間面材S的改動。依據此 例子，中間面材S具有等邊形狀，並且每兩個相鄰的面材形成菱形形狀。
板材料10和20的總的外觀類似於環帶扇區，其中有錐度的邊緣T從環帶的共用 的虛中心點徑向地延伸，並且其中邊緣Pl —起構成扇區的外部拱形以及P4—起構成扇區 的內部拱形(然而，依據此例子的所述拱形由線性區段即邊緣Pl和P4構成)。依據本 實用新型的變化形式，至少邊緣Pl可以彎曲，從而提供具有起伏的外觀的外部拱形。
板材料任一側上的至少一個外部面材的一部分例如排I的邊緣可以如圖1上的分 段線23示意性地示出的那樣斜地切割。
現在參照圖2a和2b，其中圖2a和2b示出了構造多邊形三維結構的一種方法。 獲得依據圖1的板40，並且通過如箭頭M(圖2a)所示的山峰形摺疊(mountain fold)折 疊面材的兩排I和II，產生頂部脊R。如圖2a中所示的那樣，足以通過抓住對置的面材 12和14並像圖2a中示出的以及由箭頭32和34例證的那樣以山峰形形式摺疊M摺疊它 們來摺疊板。如圖2b中可見的那樣，在使用山峰形摺疊M摺疊板之後下一個步驟，展 開的以及摺疊的板40的兩個外部邊緣45和47在箭頭44和46的方向匯集在一起，以便 形成具有中心井狀腔的閉合的多邊形結構，該中心井狀腔從頂部脊R(與邊緣P2和P3 — 致)向由現在實質上齊平的邊緣Pl和P4形成的底座延伸。
該結構可以通過不同的裝置保持在其組裝的直立構造，上述裝置即粘合劑、搭扣型耦合器(snap-type coupler)、鉤子以及毛茸緊固件(hook andpile fastener)或形成在
邊緣之一處的突起45，其裝配成用於被形成在對置的邊緣上的對應的切口 47捕獲(如 圖8中所示，其示出了處於其平坦構造的板材料)。依據本實用新型的另一個例子(未 示出)，末端面材中的一個形成為具有舌狀物，而面材中的一個形成為具有舌狀物接收槽
依據另一個例子，為了增加結構在其直立構造中的剛度和穩定度，在匯集在一 起之後，邊緣進一步位移以使這些邊緣重疊地相符並將結構固定在其圖3a中所示的多邊 形三維形式而無須緊固裝置。然而，在此情形中，也可以應用緊固裝置以便將結構固定 在其直立構造中。
依據如圖10中所示的本實用新型的又一種改動，在裝配了構造之後實施另一步 驟，其中面材從每個邊緣的進一步的耦合重疊地相符。這賦予構造50更進一步的剛度和 穩定度以將其保持在直立構造中，由此其不大可能自發地展開。當處於其直立構造時， 內腔C (例如見圖3a、4a和圖10)由板的排II的面材14界定，並且外部周邊，即外部封 套由第一排I的面材12界定。
圖6中示出的板材料在裝配構造60中有用，其中與尖的線性脊(圖3a中的R) 不同，平面部分52各自具有創建的菱形外觀，而脊具有起伏的外觀，以使等邊的底座之 間的接合形成凹谷，並且等邊形狀的面材的頂點之間的接合形成峰凸。如果結構將用作 便壺，則該構造60可以是適合的，並且其中平面部分更好地符合使用它的個體的臀部。
也應注意，在圖3b和7b中，板材料可以摺疊成緊湊的山谷山峰波紋管狀構造， 以方便儲存、運輸等並在儲存、運輸等時佔用最小的空間。
依據本實用新型的構造可以用於若干用途。例如，該構造可以用作用於植物的 花盆固定器、用作用於寵物的餵養/水碗、用作模具或用於模具的襯裡，以使使用形成 在排之間的內部空間或由第二排界定的腔，或者依據本實用新型的具體例子，其可以根 據需要用作戶外或戶內使用的便壺。如果圖3a的三維結構將用作便壺，則結構的脊R可 以設置有襯墊，以便對用戶提供額外的舒適感。為了清潔用途，這些襯墊可以是可分離 地連接的。
便壺50還可以設置有例如由柔性塑料材料製成的一次性的流體不可滲透的襯裡 袋子。如果結構將用作便壺，則襯裡袋子55 (圖4a)可以設置有內部結合的流體吸收墊 子(未示出)。襯裡袋子55配合進入由內部面材II提供的腔，並且將如圖4b中所示的 那樣配合在該構造的脊R部分上方，以便像上文提到的那樣存在於由該結構的內部面材II 界定的多邊形腔C內。襯裡袋子可以事先地包括有材料板。其還可以以衛生的方式起到 封套消耗設備的作用，以用於處置該消耗設備。
依據一個例子，襯裡的頂部部分可以設有襯墊，在這裡，頂部部分重疊在構造 面材的脊R上。在使用之後，一次性襯裡袋子55可以通過例如用於處置的整體密封條 來密封，並且便壺同樣可以摺疊以便提供大致上的平坦構造，以便在不使用時攜帶和儲 存，如圖3b中所示的。襯裡袋子可以通過現有技術已知的各種裝置即彈性帶子固定在壺 50上方。
如圖5中所示的系統類似於參照圖3b界定的一種系統，然而依據本實用新型的 另外的例子，該構造還可以設置有環形多邊形環70，該環70的尺寸構造成配合在該構造的脊R上方，例如用於將襯裡袋子固定在該構造上方或此環可以設置有上文討論的襯 墊、一次性的或可再次使用的流體不可滲透的襯裡袋子等等。
應理解，雖然本敘述涉及五邊形構造，但是用於生產該五邊形構造的相同的板 可以用於生產四角形構造(圖9)。
本實用新型相關領域的技術人員應容易理解，可以做出各種改變、變化以及改 動加上必要的變更而不背離於本實用新型的範圍。另外，本實用新型不限制到具體用 途，並且前文提到的例子用於說明性目的。
權利要求
1.一種多邊形板，其具有環帶扇區形狀，所述多邊形板包括第一排和第二排，所述 第一排和所述第二排中的每一個包括至少三個面材，每個面材具有第一邊緣和第二邊緣 以及在所述第一邊緣和所述第二邊緣之間延伸的對置的有錐度的邊緣；其中a)所述第一排和所述第二排中的每一個中的所述至少三個面材通過與環帶的半徑一 致的所述至少三個面材的相應的有錐度的邊緣彼此鉸接地接合；並且b)所述第一排的面材和所述第二排的面材還分別通過所述第一排的第二邊緣以及所 述第二排的第一邊緣徑向地、鉸接地接合。
2.如權利要求
1所述的板，其中，所述面材通過活動鉸鏈彼此鉸接。
3.如權利要求
1所述的板，其中，所述多邊形板沿著所述第一排和所述第二排的所述 至少三個面材的有錐度的邊緣是可摺疊的，以便呈現摺疊的波紋管狀構造。
4.如權利要求
1所述的板，其中，分別在所述第一排和所述第二排上延伸的每兩個徑 向對準的面材的接合通過中間面材進行。
5.如權利要求
4所述的板，其中，所述中間面材具有等邊形狀，使得兩個相鄰的中間 面材形成菱形形狀。
6.如權利要求
1所述的板，其中，兩排之間的接合部裝配有襯墊構件。
7.如權利要求
1所述的板，其由半剛性材料、剛性但可彎折的材料、紙材料、布料或 這些材料的組合製成。
8.如權利要求
7所述的板，其中所述剛性但可彎折的材料是塑料材料。
9.如權利要求
7所述的板，其中所述紙材料是紙板或層壓紙。
10.如權利要求
1所述的板，其中，所述板還包括加強層或肋。
11.如權利要求
1所述的板，其在平坦構造、波紋管狀構造和形成為實質上中空的平 截頭稜錐體形狀的直立構造之間是可展開的。
12.—種具有實質上中空的平截頭稜錐體形狀的結構，所述結構通過沿著第一排和第 二排之間的接合部摺疊依據權利要求
1-6中任一權利要求
所述的多邊形板以引起脊而從 所述多邊形板裝配，並且其中，所述第一排的第一邊緣以及所述第二排的第二邊緣實質 上齊平，並形成所述結構的底座。
13.如權利要求
12所述的結構，其中，至少末端的一對徑向對準的面材至少部分地重 疊另一對徑向對準的面材中的至少一個，以便將所述結構固定在其直立構造中。
14.如權利要求
12所述的結構，其中，摺疊的板具有由所述第二排的面材界定的內 腔，以及由所述第一排的面材界定的外部封套。
15.如權利要求
12所述的結構，其中，所述脊為筆直的，並且由所述脊界定的平面平 行於由所述底座界定的平面。
16.如權利要求
12所述的結構，其中，所述脊由連續地接合的等邊形狀形成，使得每 兩個等邊形狀形成類似菱形的形狀。
17.如權利要求
12所述的結構，其中，所述脊裝配有襯墊構件。
18.如權利要求
12所述的結構，還包括至少一個緊固裝置，所述至少一個緊固裝置用 於將摺疊的板固定在其直立構造中。
19.如權利要求
18所述的結構，其中，所述緊固裝置包括位於面材中的一個末端面材 上的舌狀物以及在所述至少三個面材中的一個中的舌狀物接收槽口。
20.如權利要求
12-19中任一權利要求
所述的結構，其由半剛性材料、剛性但可彎折 的材料、紙材料、布料或這些材料的組合製成。
21.如權利要求
20所述的結構，其中所述剛性但可彎折的材料是塑料材料。
22.如權利要求
20所述的結構，其中所述紙材料是紙板或層壓紙。
23.如權利要求
20所述的結構，其中，所述結構還包括加強層或肋。
24.如權利要求
12所述的結構，其中，末端面材中的至少一個的一部分斜地切割。
25.—種成套工具，包括a)如權利要求
12-24中任一權利要求
所述的多邊形結構；以及b)襯裡元件。
26.如權利要求
25所述的成套工具，還包括環形多邊形環，所述環形多邊形環適合於 配合在所述多邊形結構上方，並將襯裡袋子固定到所述多邊形結構。
27.—種具有實質上中空的平截頭稜錐體形狀的結構，所述結構從多邊形板裝配，所 述多邊形板具有環帶扇區形狀，所述板包括第一排和第二排，所述第一排和所述第二排 中的每一個具有至少三個面材，每個面材具有第一邊緣和第二邊緣以及在所述第一邊緣 和所述第二邊緣之間延伸的對置的有錐度的邊緣；其中，所述第一排和所述第二排中的 每一個中的所述至少三個面材通過與環帶的半徑一致的所述至少三個面材的相應的有錐 度的邊緣彼此鉸接地接合；並且所述第一排的面材和所述第二排的面材還分別通過所述 第一排的第二邊緣以及所述第二排的第一邊緣鉸接地接合；並且其中，所述結構通過沿著所述第一排和所述第二排之間的接合部摺疊所述板以引起 脊而形成，並且其中，所述第一排的第一邊緣和所述第二排的第二邊緣實質上齊平，並 形成所述結構的底座。
專利摘要
一種多邊形板及由其形成的三維結構，該多邊形板具有環帶扇區形狀，包括第一排和第二排，第一排和第二排中的每一個包括至少三個面材。該三維結構通過沿著第一排和第二排之間的接合部摺疊板以引起直立構造中時的脊而形成。
文檔編號A45F3/20GKCN201790206SQ200890100096
公開日2011年4月13日 申請日期2008年8月28日
發明者哈達斯·克魯克, 麥可·萊夫科維奇, 阿納特·斯坦 申請人:茶與檸檬有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan