专利名称:多边形板及由其形成的三维结构的制作方法
多边形板及由其形成的三维结构
实用新型领域
本实用新型涉及由板材料形成并且适用于不同的用途的三维结构。本实用新型 还涉及用于构造该结构的板材料和方法。
实用新型背景
可从收拢的、携带的以及储藏的构造展开成直立可操作的构造(erectoperable configuration)的制造物品是众所周知的。此物品的一个例子为便携式梳洗用具或宠物喂 养碗(pet feeding bowl)以及通常在户外活动过程中使用的类似物品。
美国专利No.5,187,819、No.5,682,623以及No.6,047,414中以及美国专利申请公 开No.2006/0150312中公开了可收拢的梳洗用具(collapsibletoilet)的例子。
实用新型概述
本实用新型涉及具有环带扇区形状的多边形板，并且具体地涉及可从此板装配 的三维结构。
依据本实用新型的一个方面，提供有具有环带扇区形状的多边形板，其包括第 一排和第二排，第一排和第二排中的每一个包括至少三个面材，每个面材具有第一边缘 以及第二边缘以及在第一边缘和第二边缘之间延伸的对置的有锥度的边缘；其中，第一 排和第二排中的每一个中的至少三个面材通过与环带的半径一致的它们相应的有锥度的 边缘彼此铰接地接合；并且第一排和第二排的面材还分别通过第一排的第二边缘和第二 排的第一边缘铰接地接合。
依据本实用新型的另一个方面，提供有具有实质上中空的平截头棱锥体形状的 结构，从多边形板装配的所述结构包括具有环带扇区形状的多边形板，该多边形板包括 第一排和第二排，第一排和第二排中的每一个包括至少三个面材，每个面材具有第一边 缘以及第二边缘以及在第一边缘和第二边缘之间延伸的对置的有锥度的边缘；其中，第 一排和第二排中的每一个中的至少三个面材通过与环带的半径一致的它们相应的有锥度 的边缘彼此铰接地接合；并且第一排和第二排的面材还分别通过第一排的第二边缘和第 二排的第一边缘铰接地接合；并且其中，该结构通过沿着第一排和第二排之间的接合 部折叠板以引起脊而形成，并且其中，第一排的第一边缘和第二排的第二边缘实质上齐 平，并形成结构的底座。
依据此方面的实施方式，至少末端的一对径向对准的面材至少部分地重叠另一 对径向对准的面材中的至少一个，以便将结构固定在其直立构造中。
依据此方面的另一个实施方式，该结构具有由第二排的面材界定的内腔，以及 由第一排的面材界定的外部封套(external envelope)。
依据此方面的又一个实施方式，结构的脊可以是笔直的，并且由所述脊界定的 平面可以实质上平行于由底座界定的平面。
依据本实用新型的又一个方面，提供有成套工具，该成套工具包括具有实质 上中空的平截头棱锥体形状的多边形结构，从多边形板装配的所述结构包括具有环带扇 区形状的多边形板，该多边形板包括第一排和第二排，第一排和第二排中的每一个包括至少三个面材，每个面材具有第一边缘以及第二边缘以及在第一边缘和第二边缘之间延伸的对置的有锥度的边缘；其中，第一排和第二排中的每一个中的至少三个面材通过与环带的半径一致的它们相应的有锥度的边缘彼此铰接地接合；并且第一排和第二排的面材还分别通过第一排的第二边缘和第二排的第一边缘铰接地接合；并且其中，该结构通过沿着第一排和第二排之间的接合部折叠板以引起脊而形成，并且其中，第一排的第一边缘和第二排的第二边缘实质上齐平并形成结构的底座；以及衬里元件。[OO14] 依据此方面的一个实施方式，衬里元件为塑料袋子。
依据此方面的另一个实施方式，衬里元件为纸袋子。[OO15] 依据此方面的又一个实施方式，成套工具还可以包括环形多边形环，该环形多边形环适合于配合在多边形结构上方，并且将衬里元件固定到多边形结构。[OO16] 依据此方面的又一个实施方式，衬里元件可以装配有衬垫构件。[OO17] 接下来的实施方式中的任何一个可以应用到本实用新型的多个方面中的任何一个[OO18] 板在平坦构造1波纹管状构造和具有实质上中空的平截头棱锥体形状的直立构造之间可展开；[OO19] 面材通过活动铰链彼此铰接；[0020] 多边形板沿着第一排和第二排的至少三个面材的有锥度的边缘可折叠，以便呈现折叠的波纹管状构造；[0021] 分别在第一排和第二排上延伸的每两个径向对准的面材的接合通过中间面材进行；[0022] 中间面材具有等边形状，以使两相邻的中间面材形成菱形形状；[0023] 两排之间的接合部装配有衬垫构件；[0024] 板至少部分地由半刚性材料制成；[0025] 板至少部分地由刚性但可弯折的材料制成；[0026] 板至少部分地由塑料材料制成；[0027] 板至少部分地由纸材料制成；[0028] 板至少部分地由纸板制成；[0029] 板至少部分地分层；[0030] 板至少部分地由布料制成；[0031] 板还包括加强层；[0032] 板还包括加强肋；[0033] 结构的脊由连续地接合的等边形状形成，使得每两个等边形状形成类似菱形的形状；[0034] 脊具有起伏的形状；[0035] 脊装配有衬垫构件；[0036] 还包括用于将折叠的板固定在其直立构造中的至少一个紧固装置(fasteninganangel工aent)[0037] 至少第一排中的面材中的一个末端面材设置有用于固定到所述排中其它末端面材的紧固装置；[0038]紧固装置包括在面材中的一个末端面材上的舌状物以及所述至少三个面材中的 一个中的舌状物接收槽口(tongue receiving notch)；
紧固装置包括在所述一个末端面材上的折瓣(flap)，该折瓣适合于附着到所述其 它末端面材；
三维结构可以用作
用于植物的花盆固定器(potholder)；
用于宠物的喂养/水碗；
作为模具(例如蛋糕模具)，以使形成在多个排之间的内部空间或者由第二排界 定的腔被使用；
作为用于模具的衬里；
作为如所描述的用在户外或户内的便壶(chamberpot)；等等
至少一个末端面材的一部分斜地切割。
附图简述
为了理解本实用新型以及理解在实践中如何执行本实用新型，现在将仅通过非 限制性例子、参照附图描述实施方式，其中
图1为依据本实用新型的一个实施方式的处于展开构造的多边形板材料的说 明；
图2a为依据本实用新型的一个实施方式的使用图1的板材料的折叠步骤的说 明；
图2b为依据本实用新型的一个实施方式的构造三维结构的方法中另一步骤的说 明；
图3a为依据本实用新型的一个实施方式的处于其备用形式的三维结构的说明；
图3b为处于其收拢/折叠构造的图3a板材料的说明；
图4a和4b为依据本实用新型的一个实施方式的三维结构的说明，该三维结构具 有装配到该三维结构的流体保持衬里；
图5为依据本实用新型的一个实施方式的成套工具的说明，其示出了依据本实 用新型的一个例子的三维结构、衬里袋子以及环形连接器；
图6为依据本实用新型的另一个实施方式的处于展开/平坦构造的板材料的说 明；
图7a为依据本实用新型的一个实施方式的处于其备用形式的三维结构的说明；
图7b为处于其实质上收拢/折叠构造的图7a板材料的说明；
图8为依据本实用新型的一个实施方式的处于展开构造的板材料的说明，其具 有紧固装置；以及
图9和图10为依据本实用新型的一些实施方式的处于备用形式的三维结构的说明。
实施方式详述
附图的图1说明一种板材料，其具有实质上多边形的形状，一般地标注为10。 该板材料由多个枢轴转动地接合的面材12和14构成。如图1中可见的那样，这些面材 水平地以及垂直地枢轴转动地接合。如示出的那样，垂直地连接的面材12和14分别形成排I和排II，或者面材12和14可以连接以形成三排接合的面材(由图1中的虚线所示 的排III)。
应理解，本文中术语“水平地”和“垂直地”是为了方便而使用的，以便描述 处于其展开、实质上平坦位置的板材料。
沿着水平线的面材的数量可以从三个变化到想要的任何数量，取决于所想要的 三维结构的几何形状，即三角形(图9所示)、四角形(图10所示)、五边形(图3a所 示)等等。在其它情形中，对于板材料的至少一些径向片段，沿着垂直线的面材的数量 可以从两个变化到三个或更多。
板材料可以由半刚性、刚性但可弯折的材料比如塑料材料、金属材料、纸材料 比如纸板、层压纸或布料或这些材料的组合制成，可以具有或不具有加强层和/或肋等寸。
多面材板10的面材12、14可以通过活动铰链16 ( “整体式铰链”)比如折叠装 置(fold)或折叠辅助穿孔(未示出)连接，折叠装置或折叠辅助穿孔将允许板材料关于线 折叠成为想要的构造。
图1中的板材料10为相对多边形构造，以使第一排I中的每个面材12造形成具 有两个实质上平行的边缘Pl和P2以及两个有锥度的边缘T，其中边缘P2比边缘Pl短。 排II中的面材14为类似的形状，每个面材14具有平行的边缘P3和P4，其中边缘P3和 P4彼此平行并且平行于边缘Pl和P2，且进一步地，其中边缘P4比边缘P3短，边缘P3 的长度等于边缘P2的长度。
面材12、14沿着其有锥度的边缘T水平地耦合，并通过边缘P2和P3垂直地耦 合，边缘P2和P3在本例子中是重叠的。
在图6中，板20类似于图1例证的板，该板具有位于在第一排I和第二排II上 延伸的每两个径向对准的面材22和24的接合之间的附加的中间面材S的改动。依据此 例子，中间面材S具有等边形状，并且每两个相邻的面材形成菱形形状。
板材料10和20的总的外观类似于环带扇区，其中有锥度的边缘T从环带的共用 的虚中心点径向地延伸，并且其中边缘Pl —起构成扇区的外部拱形以及P4—起构成扇区 的内部拱形(然而，依据此例子的所述拱形由线性区段即边缘Pl和P4构成)。依据本 实用新型的变化形式，至少边缘Pl可以弯曲，从而提供具有起伏的外观的外部拱形。
板材料任一侧上的至少一个外部面材的一部分例如排I的边缘可以如图1上的分 段线23示意性地示出的那样斜地切割。
现在参照图2a和2b，其中图2a和2b示出了构造多边形三维结构的一种方法。 获得依据图1的板40，并且通过如箭头M(图2a)所示的山峰形折叠(mountain fold)折 叠面材的两排I和II，产生顶部脊R。如图2a中所示的那样，足以通过抓住对置的面材 12和14并像图2a中示出的以及由箭头32和34例证的那样以山峰形形式折叠M折叠它 们来折叠板。如图2b中可见的那样，在使用山峰形折叠M折叠板之后下一个步骤，展 开的以及折叠的板40的两个外部边缘45和47在箭头44和46的方向汇集在一起，以便 形成具有中心井状腔的闭合的多边形结构，该中心井状腔从顶部脊R(与边缘P2和P3 — 致)向由现在实质上齐平的边缘Pl和P4形成的底座延伸。
该结构可以通过不同的装置保持在其组装的直立构造，上述装置即粘合剂、搭扣型耦合器(snap-type coupler)、钩子以及毛茸紧固件(hook andpile fastener)或形成在
边缘之一处的突起45，其装配成用于被形成在对置的边缘上的对应的切口 47捕获(如 图8中所示，其示出了处于其平坦构造的板材料)。依据本实用新型的另一个例子(未 示出)，末端面材中的一个形成为具有舌状物，而面材中的一个形成为具有舌状物接收槽
依据另一个例子，为了增加结构在其直立构造中的刚度和稳定度，在汇集在一 起之后，边缘进一步位移以使这些边缘重叠地相符并将结构固定在其图3a中所示的多边 形三维形式而无须紧固装置。然而，在此情形中，也可以应用紧固装置以便将结构固定 在其直立构造中。
依据如图10中所示的本实用新型的又一种改动，在装配了构造之后实施另一步 骤，其中面材从每个边缘的进一步的耦合重叠地相符。这赋予构造50更进一步的刚度和 稳定度以将其保持在直立构造中，由此其不大可能自发地展开。当处于其直立构造时， 内腔C (例如见图3a、4a和图10)由板的排II的面材14界定，并且外部周边，即外部封 套由第一排I的面材12界定。
图6中示出的板材料在装配构造60中有用，其中与尖的线性脊(图3a中的R) 不同，平面部分52各自具有创建的菱形外观，而脊具有起伏的外观，以使等边的底座之 间的接合形成凹谷，并且等边形状的面材的顶点之间的接合形成峰凸。如果结构将用作 便壶，则该构造60可以是适合的，并且其中平面部分更好地符合使用它的个体的臀部。
也应注意，在图3b和7b中，板材料可以折叠成紧凑的山谷山峰波纹管状构造， 以方便储存、运输等并在储存、运输等时占用最小的空间。
依据本实用新型的构造可以用于若干用途。例如，该构造可以用作用于植物的 花盆固定器、用作用于宠物的喂养/水碗、用作模具或用于模具的衬里，以使使用形成 在排之间的内部空间或由第二排界定的腔，或者依据本实用新型的具体例子，其可以根 据需要用作户外或户内使用的便壶。如果图3a的三维结构将用作便壶，则结构的脊R可 以设置有衬垫，以便对用户提供额外的舒适感。为了清洁用途，这些衬垫可以是可分离 地连接的。
便壶50还可以设置有例如由柔性塑料材料制成的一次性的流体不可渗透的衬里 袋子。如果结构将用作便壶，则衬里袋子55 (图4a)可以设置有内部结合的流体吸收垫 子(未示出)。衬里袋子55配合进入由内部面材II提供的腔，并且将如图4b中所示的 那样配合在该构造的脊R部分上方，以便像上文提到的那样存在于由该结构的内部面材II 界定的多边形腔C内。衬里袋子可以事先地包括有材料板。其还可以以卫生的方式起到 封套消耗设备的作用，以用于处置该消耗设备。
依据一个例子，衬里的顶部部分可以设有衬垫，在这里，顶部部分重叠在构造 面材的脊R上。在使用之后，一次性衬里袋子55可以通过例如用于处置的整体密封条 来密封，并且便壶同样可以折叠以便提供大致上的平坦构造，以便在不使用时携带和储 存，如图3b中所示的。衬里袋子可以通过现有技术已知的各种装置即弹性带子固定在壶 50上方。
如图5中所示的系统类似于参照图3b界定的一种系统，然而依据本实用新型的 另外的例子，该构造还可以设置有环形多边形环70，该环70的尺寸构造成配合在该构造的脊R上方，例如用于将衬里袋子固定在该构造上方或此环可以设置有上文讨论的衬 垫、一次性的或可再次使用的流体不可渗透的衬里袋子等等。
应理解，虽然本叙述涉及五边形构造，但是用于生产该五边形构造的相同的板 可以用于生产四角形构造(图9)。
本实用新型相关领域的技术人员应容易理解，可以做出各种改变、变化以及改 动加上必要的变更而不背离于本实用新型的范围。另外，本实用新型不限制到具体用 途，并且前文提到的例子用于说明性目的。
权利要求
1.一种多边形板，其具有环带扇区形状，所述多边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个包括至少三个面材，每个面材具有第一边缘和第二边缘 以及在所述第一边缘和所述第二边缘之间延伸的对置的有锥度的边缘；其中a)所述第一排和所述第二排中的每一个中的所述至少三个面材通过与环带的半径一 致的所述至少三个面材的相应的有锥度的边缘彼此铰接地接合；并且b)所述第一排的面材和所述第二排的面材还分别通过所述第一排的第二边缘以及所 述第二排的第一边缘径向地、铰接地接合。
2.如权利要求
1所述的板，其中，所述面材通过活动铰链彼此铰接。
3.如权利要求
1所述的板，其中，所述多边形板沿着所述第一排和所述第二排的所述 至少三个面材的有锥度的边缘是可折叠的，以便呈现折叠的波纹管状构造。
4.如权利要求
1所述的板，其中，分别在所述第一排和所述第二排上延伸的每两个径 向对准的面材的接合通过中间面材进行。
5.如权利要求
4所述的板，其中，所述中间面材具有等边形状，使得两个相邻的中间 面材形成菱形形状。
6.如权利要求
1所述的板，其中，两排之间的接合部装配有衬垫构件。
7.如权利要求
1所述的板，其由半刚性材料、刚性但可弯折的材料、纸材料、布料或 这些材料的组合制成。
8.如权利要求
7所述的板，其中所述刚性但可弯折的材料是塑料材料。
9.如权利要求
7所述的板，其中所述纸材料是纸板或层压纸。
10.如权利要求
1所述的板，其中，所述板还包括加强层或肋。
11.如权利要求
1所述的板，其在平坦构造、波纹管状构造和形成为实质上中空的平 截头棱锥体形状的直立构造之间是可展开的。
12.—种具有实质上中空的平截头棱锥体形状的结构，所述结构通过沿着第一排和第 二排之间的接合部折叠依据权利要求
1-6中任一权利要求
所述的多边形板以引起脊而从 所述多边形板装配，并且其中，所述第一排的第一边缘以及所述第二排的第二边缘实质 上齐平，并形成所述结构的底座。
13.如权利要求
12所述的结构，其中，至少末端的一对径向对准的面材至少部分地重 叠另一对径向对准的面材中的至少一个，以便将所述结构固定在其直立构造中。
14.如权利要求
12所述的结构，其中，折叠的板具有由所述第二排的面材界定的内 腔，以及由所述第一排的面材界定的外部封套。
15.如权利要求
12所述的结构，其中，所述脊为笔直的，并且由所述脊界定的平面平 行于由所述底座界定的平面。
16.如权利要求
12所述的结构，其中，所述脊由连续地接合的等边形状形成，使得每 两个等边形状形成类似菱形的形状。
17.如权利要求
12所述的结构，其中，所述脊装配有衬垫构件。
18.如权利要求
12所述的结构，还包括至少一个紧固装置，所述至少一个紧固装置用 于将折叠的板固定在其直立构造中。
19.如权利要求
18所述的结构，其中，所述紧固装置包括位于面材中的一个末端面材 上的舌状物以及在所述至少三个面材中的一个中的舌状物接收槽口。
20.如权利要求
12-19中任一权利要求
所述的结构，其由半刚性材料、刚性但可弯折 的材料、纸材料、布料或这些材料的组合制成。
21.如权利要求
20所述的结构，其中所述刚性但可弯折的材料是塑料材料。
22.如权利要求
20所述的结构，其中所述纸材料是纸板或层压纸。
23.如权利要求
20所述的结构，其中，所述结构还包括加强层或肋。
24.如权利要求
12所述的结构，其中，末端面材中的至少一个的一部分斜地切割。
25.—种成套工具，包括a)如权利要求
12-24中任一权利要求
所述的多边形结构；以及b)衬里元件。
26.如权利要求
25所述的成套工具，还包括环形多边形环，所述环形多边形环适合于 配合在所述多边形结构上方，并将衬里袋子固定到所述多边形结构。
27.—种具有实质上中空的平截头棱锥体形状的结构，所述结构从多边形板装配，所 述多边形板具有环带扇区形状，所述板包括第一排和第二排，所述第一排和所述第二排 中的每一个具有至少三个面材，每个面材具有第一边缘和第二边缘以及在所述第一边缘 和所述第二边缘之间延伸的对置的有锥度的边缘；其中，所述第一排和所述第二排中的 每一个中的所述至少三个面材通过与环带的半径一致的所述至少三个面材的相应的有锥 度的边缘彼此铰接地接合；并且所述第一排的面材和所述第二排的面材还分别通过所述 第一排的第二边缘以及所述第二排的第一边缘铰接地接合；并且其中，所述结构通过沿着所述第一排和所述第二排之间的接合部折叠所述板以引起 脊而形成，并且其中，所述第一排的第一边缘和所述第二排的第二边缘实质上齐平，并 形成所述结构的底座。
专利摘要
一种多边形板及由其形成的三维结构，该多边形板具有环带扇区形状，包括第一排和第二排，第一排和第二排中的每一个包括至少三个面材。该三维结构通过沿着第一排和第二排之间的接合部折叠板以引起直立构造中时的脊而形成。
文档编号A45F3/20GKCN201790206SQ200890100096
公开日2011年4月13日 申请日期2008年8月28日
发明者哈达斯·克鲁克, 迈克尔·莱夫科维奇, 阿纳特·斯坦 申请人:茶与柠檬有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan