用于技术架构的梁部件、架构套件以及连接梁部件的方法与流程

本发明涉及设计成用于技术架构的梁和用于技术架构的套件，该套件包括所提出的梁部件和固定元件，所述固定元件是在垂直方向上连接多达6个所述梁部件的方法所必需的。

所提出的部件、套件和方法可以在由这些部件架构成的新产品、即形成用于小批量生产和业余爱好的结构框架和模型的产品中使用。建造的模型可以用作耐用的架构并支持其他电子设备和电子模块以及不是结构框架的元件的附加机械部件。

根据本发明的梁部件和成型角支架的主要设计以及部件的连接方法也可以用于建筑应用以及用于展示靴、广告牌、储物架、实验室仪器安装电气部件机架的解决方案和机器人等的结构。

背景技术：

益智玩具的概念从1901年起由frankhornby和meccano公司开发(例如1901年公开的gb1190100587a、1916年公开的us1166688a、1916年公开的us1202388a等专利申请)。meccano系统使用螺栓和螺母连接架构部件，但这不适用于需要简单的方式在空间中的许多轴上建造梁的架构。在小空间中组装架构部件时尤其复杂。

目前，现有的建造及架构套件使用不同的方法将部件接合在一起。

lego系统【www.lego.com并参考专利申请，例如1961年10月24日公开的us3005282(a)、1997年10月14日公告的美国外观设计专利d384986等】具有使用扣状件以摩擦、紧配装方式互锁至彼此的搭建积木。

在legotechnic系统中使用了几乎相同的方法。

lego系统的缺点如下：

-部件通常基于拐角中的接头数量和梁的长度方面的预制零部件；

-为了使不同的连接成为可能，许多不同的复杂零部件将以成组的方式出现；

-系统利用卡扣连接使梁保持在一起，这使得系统在应力下不太稳定且不太耐用；

-lego系统元件不可能以实用且耐用的方式实现梁的6向连接接头。

用于对基于卡扣连接或活栓和凹口配装以提供框架的梁部件进行接合的一些在原理上类似的方法通常用于益智/玩具架构两者并用于更重要的技术架构，例如用于竖向柱或可拆卸的已连接的竖向柱的连接(us3002315a、us3132443a、us4624383a等)和/或将竖向柱或可拆卸的已连接的竖向柱与水平梁连接(us3168793a、us3890738a等)，有时借助于接合支架或类似的连接体(如us8011156b1、ep0867593a2、gb1526058a——参见图1b)。

使用卡扣连接使得建立的架构在应力下不太稳定且不太耐用，因此建造的模型只能在非常有利的条件下使用。所有的梁必须以预制长度进行生产并且消费者不能改变梁的长度，例如，因为梁部件具有用于彼此连接的特殊表面。因此，这种架构组所制成的模型并不总能表达比例因子。

使用活栓和凹口配装的方法通常也需要预制长度的梁并且往往不能提供所需的架构强度。

在建造架构中还已知的是，在梁的端部与竖向柱的外侧之间使用套环形式的节点接头(us8782994b1)。

这种节点接头的主要缺点是：套环也会占据梁的外部体积之外的体积，并且该节点接头必须制成许多不同的变型以得到所需的所有连接组合。当应该增加额外的梁或部件时，该节点接头不能在不拆卸部件的情况下重新配装。该节点接头没有给自身提供一种将螺母在紧固之前保持就位的方法。

用于技术架构的常规部件通常包括位于梁本身之外的梁和固定部件，比如紧固在两个梁或要接合的轮廓的拐角内侧的三角形部件。

2004年公开的ep1441081b1中公开的连接装置用于借助于两个相反的三角形板的拐角固定元件来连接两个垂直的轮廓，所述两个相反的三角形板在板之间具有中间件(图1，a1)。这种三角形元件设计成接合到两个相交轮廓的拐角中并且使用至少一个螺钉固定。

1985年公开的ep155451a2中公开了互锁三角形部件形式的固定元件，该固定元件用于增强并固定待连接的游戏架构道路的拐角接头。这种互锁部件在其侧面上具有底切部以嵌入到所述杆上的纵向槽中并完全突出到杆上的槽(图1，a2)的外侧。

可以看出，已知的三角形固定元件通常加固拐角接头并且提供足够坚固的接合方法，但是所述三角形固定元件占据梁本身的外部的体积。因此，用于架构其他部件的空间将会减小，并且因此这种系统不适合小型架构。

尤其是当在一个接合中心部(节点接头)中将多于两个的梁固定在一起时，引入的每个新的梁将在梁周边的外部需要同样的更多空间。在依靠定位在梁外部的固定部件的接合方法中，这些固定部件将通常具有螺母，在固定元件的成形方式确定地允许所述固定元件在组装期间在梁内部保持就位的情况下，所述螺母必须在螺栓或螺钉进入螺纹之前保持就位。

总而言之，已知的现有技术的主要缺点是接头松动不牢固，从而导致架构的耐久性不足。另一个缺点是固定元件明显突出到待接合的部件之外，从而使附加零部件和设备的进一步安装变得复杂。

因此，本发明的目的是提供用于技术架构的梁部件、套件和连接梁部件的方法，从而允许为增加电子设备和附加的机械部件提供尽可能多的空间，并且能够比已能够提供的现有架构套件承受更大的载荷和应变。同样重要的是，在技术架构中的连接和形成节点接头的方法是用户友好型的，例如在节点接头内部小部件的位置处容易装配小部件，从而释放一只手用于组装工作。

技术实现要素：

本发明的主要目的是专门设计在技术架构中使用的梁部件，该梁部件包括腹板和至少一个凸缘，腹板在界定位于腹板的两侧的开放空间或开放通道，该梁部件沿着其整个长度被穿孔，其中，腹板穿有均匀间隔开的圆形孔，并且至少一个凸缘穿有至少平行的两排矩形孔。

本申请中的开放通道被限定为在梁材料外侧的处于凸缘与腹板之间的体积，从而形成长方体体积。

在本发明的优选实施方式中，梁部件为i形梁，其中，至少一个凸缘穿有平行的两排矩形孔并且平行的两排矩形孔之间的距离对应于腹板的厚度，基本上与图2中示出的一致。

凸缘的矩形孔的中心与腹板上的每个圆形孔或每个奇数圆形孔的中心位于同一平面上。

在本发明的优选实施方式中，凸缘的厚度与所述开放空间或开放通道的深度和宽度之比为1:2:3，基本上与图3中示出的一致。

本发明的另一重要目的是一种用于技术架构的套件，所述套件包括多个梁部件和固定元件，其中，梁部件是如上所述的梁部件，并且固定元件包括多个矩形支架、多个成型角支架和紧固元件，所述紧固元件优选为螺栓和螺母。

根据本发明的套件的矩形支架各自具有均匀间隔开的圆形孔，其中，矩形支架中的圆形孔之间的距离对应于所述梁部件的腹板上的圆形孔之间的距离，基本上与图4中示出的一致。

本发明的特定的成型角支架是台阶形的角支架，该成型角支架优选地具有w/m形轮廓的中央角和处于成型角支架的外侧边缘上的圆形孔，基本上与图6中示出的一致，该成型角支架设计成配装到垂直相交的梁部件的开放通道中并且固定在所述开放通道中。

本发明的矩形支架和矩形螺母设计成配装到所述梁部件的矩形孔中，并且成型角支架、螺栓和矩形螺母设计成配装到腹板处的对应的开放通道中；每个所述元件均未突出到梁部件的开放通道之外，从而完全地被嵌入。

本发明的架构套件中的矩形螺母中的一部分是方形螺母。

本发明的另一个主要目的是垂直地连接梁部件的方法，其中，该方法包括以下步骤：

a)提供所述的用于技术架构的套件，该套件至少包括如上所述的第一梁部件和第二梁部件；

b)以第一梁部件的其中一个凸缘来安置第一梁部件；

c)将矩形支架穿过第一梁部件的前部的矩形孔插入到以下位置中：在该位置中，所述支架的下部的孔的中心和所述第一梁部件的腹板上的圆形孔的中心匹配同一轴线；

d)添加第二梁部件，使两个梁部件的开放通道面向同一侧并形成组装单元，在直角拐角处通过将插入穿过第一梁部件的下部矩形孔的所述矩形支架的上部部分配装到第二梁部件的开放通道中来连接所述梁部件；以及

e)固定组装单元，优选地通过将所述矩形支架的下部和上部的孔与矩形螺母螺栓连接来固定组装单元，矩形螺母优选地穿过梁部件的适当的矩形孔而插入到每个待连接的梁部件的相应的对置开放通道中；

以便获得双向接头，

基本上与图5中示出的一致。

本发明的方法还包括以下步骤：

f)将第三梁部件垂直地设定到在前述步骤a)至e)中经过连接和固定的第一梁部件和第二梁部件的组装单元上；

g)将成型角支架配装到第一梁部件和第三梁部件两者的开放通道中；以及

h)优选地通过与穿过适当的矩形孔插入到每个待连接的梁部件的对置开放通道中的矩形螺母螺栓连接而借助于所述成型角支架来将所述第三梁固定至所述第一梁；

基本上与图7中示出的一致，

以便获得三向接头。

在关于获得多达六个方向的接头的优选方式中，本发明的方法还包括以下步骤：

i)将第四梁部件在与第一梁部件相反的方向上设定到在前述步骤f)至h)中经过连接和固定的组装单元上；

j)将第二成型角支架配装到第三梁部件和第四梁部件两者的开放通道中；并且

k)优选地通过与插入穿过待连接的第四梁部件上的适当的矩形孔的矩形螺母螺栓连接而借助于所述第二成型角支架来将所述第四梁固定至所述第三梁；

l)将第五梁部件在与第三梁部件相反的方向上设定到如在步骤k)中经过固定的组装单元上；

m)将第三成型角支架配装到第四梁部件和第五梁部件两者的开放通道中；并且

n)优选地通过与插入穿过待连接的第五梁部件上的适当的矩形孔的矩形螺母螺栓连接而借助于所述第三成型角支架来将所述第五梁固定至所述第四梁；

o)将第六梁部件在与第二梁相反的方向上设定到如在步骤n)中经过固定的组装单元上，以将插入穿过第一梁的矩形孔的矩形支架的上部部分配装到第六梁的开放通道中；以及

p)固定组装单元，优选地通过以下方式来固定组装单元：将所述矩形支架的下部的孔与插入穿过第六梁中的适当的矩形孔的矩形螺母螺栓连接，并且通过用在第一梁部件的开放通道中的方形螺母将所述矩形支架的上部的孔螺栓连接至第一梁而固定所述矩形支架的上部的孔；

基本上与图10中示出的一致。

在根据本发明的连接梁部件的方法中，可以在所述六个方向的任一方向上附接任何期望数量的中间梁部件。

本发明还涵盖用于技术架构的节点接头，该节点接头包括本发明的由固定元件接合的梁部件，其中，对于双向接头，该节点接头包括两个垂直的如上所述的梁部件的组装单元，所述梁部件根据如上所述的方法借助于矩形支架进行连接和固定，所述矩形支架优选与矩形螺母螺栓连接。

用于技术架构的节点接头的优选实施方式，对于三向至六向接头，该节点接头包括本发明的由固定元件接合的梁部件的组装单元，其中，多达六个垂直的如上所述的梁部件根据用于获得多达六向接头的本发明的方法借助于矩形支架和成型角支架进行连接和固定，所述矩形支架和所述成型角支架优选地与矩形螺母螺栓连接，基本上与图7的b至图10的b中示出的一致。

附图说明

在附图中：

图1是用于技术架构(现有技术)的常规连接元件的现有技术的图示：a1-根据ep155451的固定元件；a2-根据ep1441081的固定元件；b-根据gb1526058的i形梁连接；

图2示出了本发明的梁部件的立体图(左图-腹板上具有圆形孔，所述圆形孔对应于i形梁部件的凸缘上的矩形孔；右图-腹板上具有附加的中间圆形孔，用于可能的进一步组装)。

图3示出了i形梁部件的侧视图、俯视图和正视图，其中，示出了梁部件上的孔的相对比例；

图4是具有圆形孔的矩形支架的视图；

图5示出了如何使用矩形支架垂直地连接两个i形梁；

图6是成型角支架的视图及该成型角支架尺寸和孔的相对比例；

图7示出了(b)如何在3个垂直方向上连接三个i形梁部件，和(a)如何使用成型角支架、矩形支架和螺母来固定这种节点接头；

图8示出了(b)如何在4个垂直方向上连接四个i形梁部件，和(a)用于4个梁部件的节点接头的固定元件的位置；

图9示出了(b)如何在5个垂直方向上连接五个i形梁部件，和(a)用于5个梁部件的节点接头的固定元件的位置；

图10示出了(a)如何在6个垂直方向上连接多达六个i形梁部件，和(b)如何使用用于多达6个梁部件的节点接头的多个成型角支架和其他固定元件；

图11示出了获得根据本发明的多达六个梁部件的节点接头所需的固定元件的分解图；

图10示出了根据本发明的技术架构的产品的示例，a-用于xy-绘图仪的框架；b-用于电子学习套件的框架；c-用于下棋机器人的框架。

具体实施方式

本发明的主要目的之一是提供一种如图2至图3、图5和图7至图11所示的梁部件，该梁部件是用于所提出的技术架构的套件的主要部件。梁部件1至6优选为i形梁(h形梁)，但是在一些应用中梁部件1至6也可以是t形梁或l形梁等。

在图2中的特定实施方式中，i形梁示出为具有70个相对单位的长度(例如70mm)，但是所使用的长度可以是10个单位的任何模数。因此可以使用比如10、20、30、40等的长度。所提到的长度单位只是相对单位，并且可以用任何合适的物理尺寸来制造产品。

i形梁的内部相对尺寸设计成使得可以在所有的x轴、y轴和z轴方向及其组合上把多个i形梁一起在一个接头中接合。

如果需要，可以使用任何数量的中间梁部件来延长长度。

如果建造者需要具有不易获得的长度的i型钢，则可以将另一更长的i型钢切割到期望的长度。

i形梁部件包括连接腹板8和两个凸缘7，在腹板的两侧处形成两个开放通道9(图2和图3)。在优选实施方式中，凸缘7代表方形的、中间由腹板8连接的相反的侧部，凸缘的宽度和梁的高度相等，例如10个相对单位，并且凸缘的厚度和腹板的厚度相等，例如2个相对单位。

腹板8上均匀间隔开地形成有圆形孔10，其中，特定实施方式(图3)中的相邻圆形孔10的中心之间的距离是5个相对单位。在该特定实施方式中，圆形孔10将用于安装具有3个单位直径的螺栓。孔10优选地略大于所使用的螺栓，例如孔10的直径为3.1个单位，以在组装时易于配装。

梁的一个或两个凸缘7穿有两排矩形孔11。在特定实施方式(图3)中矩形孔11的尺寸是2×6个相对单位；平行的两排矩形孔11之间的距离是2个相对单位，并且该距离对应于腹板8的相对单位的厚度。特定实施方式中的矩形孔11相对于彼此间隔4个相对单位。

特定实施方式(图3)中的开放通道9的截面尺寸是4×6个相对单位。

每个梁部件1至6的内部相对尺寸设计成使得能够在所有轴线方向及其组合上将多个i形梁一起在一个接头中接合。

开放通道9用于安装固定元件，即支架、螺母和螺栓，如下所述。所有这些固定元件不会突出到开放通道9的界限之外。

接合i形梁的任何组合将具有用以隐藏所有的固定元件的相同的性质。

根据本发明的用于技术架构的套件包括多个梁部件和对应数量的特定固定元件，所述多个梁部件是在多达六个方向上进行连接并形成期望长度的梁所需的，所述对应数量的特定固定元件是形成和固定组装单元和节点接头所需的。

这些固定元件包括矩形支架12、成型角支架14和紧固元件，该紧固元件优选为螺栓16和螺母17、18。

每个矩形支架12在其端部具有至少两个圆形孔13。在图4中示出了特定实施方式，其中，矩形支架12具有2×6×15的相对单位的外部尺寸并且具有用于螺栓的三个均匀间隔开的圆形孔13，其中，圆形孔13的间距和尺寸对应于腹板上的圆形孔10的间距和尺寸。矩形支架12设计成插入穿过梁部件的矩形孔11或纵向地插入开放通道9中。矩形支架12在经由矩形孔11安置时配合两个凸缘7之间的空间；并且矩形支架12在被安置到开放通道9中时将借助于摩擦配合而保持就位，在这两种情况下矩形支架12都不会突出到之外并且经由圆形孔13(并且通过腹板的圆形孔10)用紧固元件进一步固定。

图5中示出了垂直地连接和固定两个i形梁所需的用于技术架构的套件，并且该套件除了包括所述的2个梁部件之外还包括至少1个矩形支架、2个矩形螺母和2个螺栓。

成型角支架14是台阶形角支架，该成型角支架14特别设计成将待连接的相交的i形梁之间的角度保持为90°。成型角支架14优选地包括w/m形轮廓的中央角部分15，并且在该中央角部分15的外侧边缘上具有垂直定向的圆形孔13，如图6所示。在本发明的特定实施方式中，w/m形轮廓的中央角部分15中的高宽比为1:1:1:1。w/m形轮廓的中央角部分15具有与梁凸缘和腹板的厚度相同的材料厚度。在本发明的优选实施方式中，当梁表面被限制为10×10个相对单位(例如10×10mm)时，该相同的厚度设计成2个相对单位(例如2mm)。w/m形轮廓的中央角部分的台阶例如为2mm、2mm、2mm等。

角支架14具有中央角部分15的w/m形轮廓(所有角度均为直角)的特定设计确保了将在i形梁的开放通道内部的节点接头的中心内保留内部空间。该内部空间为矩形支架12提供了可选地插入穿过矩形孔11的空间。同样地，安装在两个相交的i形梁的开放通道中(图7等)的成型角支架14的端部边缘外侧的空间足以将螺栓的头部隐藏在i形梁的开放通道内。由于这种特殊的设计，部件的任何部分都不会突出到i形梁的开放通道的界限之外并且最终被安装到节点接头中。

图7的(a)中示出了三个i形梁垂直接合所需的所有固定元件的位置。这种架构套件除了包括三个i形梁部件之外还包括至少1个成型角支架14、1个矩形支架12、4个直径为3个相对单位且长度为6个相对单位的螺栓和4个矩形螺母17。

相应地，图10的(a)中示出了多达六个i形梁垂直连接的方法所需的套件的位置、取向和所有的固定元件。在这种情况下，为了获得在多达6个方向上的节点接头，架构套件除了包括6个i形梁部件之外还包括至少3个成型角支架14、2个矩形支架12、4个直径为3个相对单位且长度为6个相对单位的螺栓和3个直径为3个相对单位且长度为8个相对单位的螺栓、4个矩形螺母17以及3个方形螺母18。

出于说明的目的，在图11中分别示出了所有提到的固定部件。该套件包括2个方形螺母18。在本申请的特定实施方式中，这些方形螺母18的尺寸是5.5×5.5×2相对单位，而矩形螺母17的尺寸是2×6×10单位。每种类型的螺母均具有直径为3个单位的螺栓。特定尺寸的螺母17、18将配装到i形梁部件的开放通道9中并且通过摩擦支承在开放通道9中，以便在组装期间保持就位并且不会掉出。

通过摩擦配合配装到开放通道9中的矩形螺母17和方形螺母18螺母的特定设计对于容易地将部件配装在一起是重要的。松动的螺母和支架会使它们在螺栓最终进入和固定之前难以操纵和保持就位。特别是在小空间和难以到达的位置中，所述特性将有助于加快建造速度并且易于组装。

在图5中示出了所使用的螺栓16。在本发明的特定实施方式中，螺栓16的直径为3个单位且长度——不包括螺栓的头部高度——为6个单位。如果要用同一个螺栓固定更多的支架，则需要更长的螺栓。

如上所述，部件的所给出的尺寸是相对的，并且可以以任何期望的物理尺寸来制造部件。除了为了方便可以对用于螺栓的孔的相对尺寸进行调整之外，必须保持相对的内部比例。对于这些尺寸，最好找到螺母尺寸和螺栓尺寸最接近的标准件。这样将可以使用其他制造商的现有螺母和螺栓。

所述部件可以用适合的材料生产，这取决于给定的架构中所需的强度和重量。出于轻量化的目的，i形梁可以由塑料材料制成并且固定部件由铝制成。对于需要更坚固架构的应用，i形梁也可以由金属制成。材料的导电性等其他性质也可以决定哪种类型的材料将是最适合的。

在特定实施方式中，如图5中示意性示出的用于获得双向接头的连接方法包括：

a)提供如上所述的套件，该套件包括两个i形梁部件1、2和至少一个矩形支架12、2个矩形螺母17以及2个螺栓；

b)以第一梁部件1的其中一个凸缘7来安置第一梁部件1；替代性地，第一梁部件可能不被安置在任何支承表面上(在附图中未示出)，而是以相应的取向拿在手中；

c)将矩形支架12竖向地穿过第一梁部件1的前部的矩形孔11插入到以下位置中：在该位置中，已插入的所述支架12的下部圆形孔13的中心和所述第一梁部件1的腹板8中的圆形孔10的中心匹配同一轴线。矩形孔11可以被选择为在梁部件1的端部或梁部件1的中间部分处，这取决于计划建造的结构；

d)垂直地添加第二梁部件2，使两个相交的梁部件1、2的开放通道9面向同一侧并形成组装单元，在直角拐角处通过将插入穿过第一梁部件1的所述矩形孔11、优选地穿过下部的前部的矩形孔的所述矩形支架12的上部部分配装到第二梁部件2的开放通道9中来连接所述梁部件；以及

e)固定组装单元，优选地通过将所述矩形支架12的下部和上部的圆形孔13与矩形螺母17螺栓连接来固定组装单元，所述矩形螺母17优选地穿过梁部件2的适当的矩形孔11而插入到每个待连接的梁部件的相应的对置开放通道9中。

在图5的(b)的左侧上，可以看到如何安装用于固定的矩形支架的分解图。存在两个矩形螺母17，所述两个矩形螺母17配装到i形梁1、2中的凸缘上的矩形孔中。还示出了一个矩形支架12，该矩形支架12配装到第一(下部)i形梁1中的矩形孔中，并且还纵向地配装到第二(上部)i形梁的开放通道9中。

图7中示出了用于获得三向接头的梁部件的连接方法。该方法包括重复如上所述的对两个i形梁进行垂直连接和固定的步骤a)至e)，并且该方法还包括以下附加的步骤：

f)将第三梁部件3垂直地设定到在前述步骤e)中经过固定的第一梁部件1和第二梁部件2的组装单元上；

g)将成型角支架14对角地配装到两个相交的第一梁部件1和所述第三梁部件3的开放通道9中；以及

h)优选地通过与穿过适当的矩形孔11插入到每个待连接的梁部件的对置开放通道9中的矩形螺母17螺栓连接而借助于所述成型角支架14来将所述第三梁3固定至所述第一梁1。

图10中示出了用于获得多达六向的接头的梁部件的连接方法的特定实施方式。该方法包括重复如上所述的对两个i形梁进行垂直连接和固定的步骤a)至e)以及添加第三i形梁部件的步骤f)至h)，并且该方法还包括以下附加的步骤：

i)将第四梁部件4在与第一梁部件1相反的方向上设定到在前述步骤h)中经过固定的组装单元上；

j)将第二成型角支架14对角地配装到由两个相交的第三梁部件3和第四梁部件4形成的开放通道9中；并且

k)优选地通过与插入穿过待连接的第四梁部件4上的适当的矩形孔11的矩形螺母17螺栓连接而借助于所述第二成型角支架14来将所述第四梁4固定至所述第三梁3，所述矩形螺母17；

l)将第五梁部件5在与第三梁部件3相反的方向上设定到如在步骤k)中经过固定的组装单元上；

m)将第三成型角支架14对角地配装到两个相交的第四梁部件4和第五梁部件5的开放通道9中；并且

n)优选地通过与插入穿过待连接的第五梁部件5上的适当的矩形孔11的矩形螺母17螺栓连接而借助于所述第三成型角支架14来将所述第五梁5固定至所述第四梁4；

o)将第六梁部件6在与第二梁2相反的方向上设定到如在步骤n)中经过固定的组装单元上，以将插入穿过第一梁1的矩形孔11的所述矩形支架12的上部部分配装到第六梁6的开放通道9中；以及

p)固定组装单元，优选地以下方式来固定组装单元：将所述矩形支架12的下部圆形孔13与插入穿过第六梁6中的适当的矩形孔11中的矩形螺母17螺栓连接，并且通过用在第一梁部件1的开放通道9中的方形螺母18将矩形支架12的上部圆形孔13螺栓连接至第一梁1而固定所述矩形支架12的上部圆形孔13。

例如，对于x-y绘图仪，任何期望数量的中间梁部件可以纵向地附接以至少延长用于组装较宽框架的水平梁。简单地将矩形支架插入到待对接地接合的梁的开放通道中，并且与从开放通道的相反侧插入的矩形螺母螺栓连接。

由本发明的两个梁部件通过固定元件连接而形成的节点双向接头包括两个垂直的梁部件1、2的组装单元，所述两个垂直的梁部件1、2如在上述相应的方法中描述的和在图5中示出的借助于矩形支架12进行连接和固定，并且与矩形螺母17螺栓连接。

相应地，对于三至六向节点接头中的每一者由本发明的多达六个梁部件形成，所述多达六个的梁部件通过本发明的固定元件连接，节点接头包括根据上述对应的方法的多达六个的垂直梁部件1至6的组装单元，所述多达六个的垂直梁部件1至6借助于矩形支架12和成型角支架14进行连接和固定，矩形支架12和成型角支架14优选地与矩形螺母17和方形螺母18螺栓连接。

图7的左侧的(a)示出了用于获得三个垂直的i形梁部件1至3的节点接头的所有固定元件。图7的右侧的(b)中示出了经组装的接头。没有元件突出到已连接的i形梁1至3的开放通道的界限之外。

通过将第四i形梁部件4添加至如上所述的连接和固定的3个垂直的梁部件1至3的组装单元，可以获得(4向)节点接头。图8的(b)中示出了这种节点接头。使用了附加的第二成型角支架14，该第二成型角支架14对角地配装到两个相交的梁部件3和4的开放通道中。为了固定两个相交的梁部件3和4，附加的矩形螺母12与6个相对单位的螺栓进行螺栓连接。可选地，在组装四个垂直的梁部件1至4时，可以使用一个附加的方形螺母18，该方形螺母18在第一成型角支架的一侧与8个单位的螺栓进行螺栓连接。图8的(a)中示出了如何紧固所有固定元件以获得本发明的(4向)节点接头的优选方式。没有元件突出到已连接的i形梁1至4的开放通道的界限之外。

在图9中示出了通过将第五i形梁部件5添加至四个垂直的梁部件1至4的组装单元来相应地获得(5向)节点接头，所述四个垂直的梁部件被连接和固定成上述4向节点接头。使用了附加的第三成型角支架14，该第三成型角支架对角地配装到两个相交的梁部件4和5的开放通道中。为了固定两个相交的梁部件4和5，附加的矩形螺母12与6个相对单位的螺栓进行螺栓连接。可选地，在组装五个垂直的梁部件1至5时，可以使用附加的方形螺母，该方形螺母可以与从第二成型角支架的一侧的8个单位的螺栓进行螺栓连接。图9的(a)中示出了如何紧固所有固定元件以获得本发明的(5向)节点接头的优选方式。没有元件突出到已连接的i形梁1至5的开放通道的界限之外。

在图10的(a)中的特定实施方式中，可以看到固定元件如何类似于前述那样连接以形成并固定六个垂直的i形梁部件的节点接头。图11示出了在特定实施方式中用于获得多达六个垂直方向的节点接头的所有固定元件的分解图。

图10的右侧的(b)中示出了经组装的6个i形梁部件的节点接头。没有元件突出到已连接的i形梁1至6的开放通道的界限之外。

以上参照附图和本发明的优选实施方式对本发明进行了说明。应当理解的是，这些参照并不限制本发明的范围，并且在不脱离本发明的范围的情况下，对大量部件和元件进行连接的其他变型和变换是可能的，并且这些变型和变换根据本说明书、附图和权利要求书对于本领域技术人员来说是清楚的。所有这些变型都被认为被本发明的范围所覆盖。

本发明的优点和工业实用性

据发明人所知，本发明与已知的现有技术的不同之处主要在于，梁部件和成型角支架的特殊设计以及梁部件的连接方法。

相应地，本发明使得中央i形梁部件能够用特定支架连接在接头中，从而确保耐用且牢固的连接方式，其中，该接头具有在2个方向到多达6个方向范围内的任意数量的轴线。

本发明强调如何使建造容易，并且特别地强调了在模型变小并具有紧凑区域的情况下建造并不困难。此外，所提及的主要部件的设计确保了用户友好性以及简单的操作和建造技术。该产品本质上提供了将电子或机械部件紧固及安装在耐用架构中的构架。当与摩擦和卡扣保持方法相比时，本发明能够比已能够提供的现有架构套件承受更大的载荷和应变。

使用最少的细节来实现相同的耐久性。

通过简单的支架、螺栓和螺母获得了耐用且坚固的架构，固定部件用螺栓和螺母固定到腹板中，从而固定到梁的中心。成型角支架具有w/m形中心部，该w/m形中心部减轻了支架拐角中的力。成型角支架还有利于固定支架和螺母紧固在梁的矩形孔中的强度。这使得组合接合的力在受到扭曲和弯曲时良好分配。

由于i形梁的固有几何结构，可以容易且紧凑地增加支架来保持电子模块和其他系统部件。此外，本发明释放了接合毂(节点接头)周围的空间，因此可以用其他i形梁部件或者将其他架构部件紧靠接头及紧靠彼此固定来靠近接头。另一方面，本发明的i形梁和固定部件的组装方法和几何结构允许将接收螺母安置在i形梁内侧，并在i形梁进一步固定至另一i形梁或固定到更大的架构中之前保持固定。使用磁性螺丝刀插入可具有磁性的螺栓，因此架构者在用一只手插入螺栓之前，可以用另一只手握住固定部件。

此外，该产品可以用于建造具有可移动零部件的模型。

由于本发明产生的架构具有固有强度，因此它可以用于制造具有移动零部件的模型，如建筑车辆、机器人、工业活化器和生产设备。

图12中示出了根据本发明架构的产品的一些示例。

本发明的方法受到商标“mechduino”(挪威商标注册号no.279245)的保护。

附图标记列表

1-6-梁部件；

7-梁部件的凸缘；

8-梁部件的腹板；

9-梁部件的开放通道；

10-腹板上的圆形孔；

11-凸缘上的矩形孔；

12-矩形支架(固定元件)；

13-矩形支架上的圆形孔或成型角支架上的圆形孔；

14-成型角支架(固定元件)；

15-成型角支架的w/m形轮廓的中央角部分；

16-螺栓；

17-矩形螺母；

18-方形螺母。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种梁部件，所述梁部件用于技术架构中，所述梁部件包括腹板(8)和至少一个凸缘(7)，所述腹板(8)界定位于所述腹板(8)的两侧的开放空间或开放通道(9)，其特征在于，所述梁部件(1-6)是单个元件并且沿着其整个长度被穿孔，其中，所述腹板(8)仅穿有均匀间隔开的圆形孔(10)，并且至少一个凸缘(7)穿有至少平行的两排纵向矩形孔(11)，其中，所述凸缘(7)的厚度与所述开放空间或开放通道(9)的深度和宽度之比为1:2:3。

2.根据权利要求1所述的梁部件，其特征在于，所述梁部件为i形梁，其中，平行的两排矩形孔(11)之间的距离对应于所述腹板(8)的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的梁部件，其特征在于，所述凸缘(7)上的矩形孔(11)的中心与所述腹板(8)上的每个圆形孔(10)或每个奇数圆形孔(10)的中心位于同一平面上。

4.一种成型角支架，所述成型角支架与如权利要求1至3所限定的梁部件(1-6)一起在技术架构中使用，其特征在于，所述成型角支架是台阶形角支架(14)，所述台阶形角支架(14)具有w/m形轮廓的中央角部分(15)和处于所述台阶形角支架(14)的外侧边缘上的圆形孔(13)，所述成型角支架(14)设计成配装到垂直相交的所述梁部件(1-6)的开放通道(9)中并且固定在所述开放通道(9)中。

5.一种用于技术架构的套件，所述套件包括多个梁部件和固定元件，其特征在于，梁部件是如权利要求1至3中所限定的梁部件(1-6)，并且固定元件包括多个矩形支架(12)、如权利要求4中所限定的多个成型角支架(14)和紧固元件，所述紧固元件优选为螺栓(16)和矩形螺母(17、18)。

6.根据权利要求5所述的套件，其特征在于，所述矩形支架(12)各自具有均匀间隔开的圆形孔(13)，其中，所述矩形支架上的圆形孔(13)对应于所述梁部件的所述腹板(8)上的圆形孔(10)。

7.根据权利要求5至6中的任一项所述的套件，其特征在于，所述矩形支架(12)和所述矩形螺母(17)设计成配装到所述梁部件的矩形孔(11)中，并且所述成型角支架(14)、所述螺栓(16)和所述矩形螺母(17、18)设计成配装到所述腹板(8)处的对应的开放通道(9)中；每个所述元件均未突出到所述梁部件的所述开放通道(9)之外，从而完全地被嵌入。

8.一种连接梁部件的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a)提供根据权利要求5至7所述的套件，所述套件至少包括第一梁部件(1)和第二梁部件(2)，所述第一梁部件(1)和所述第二梁部件(2)为如权利要求1至3中所限定的梁部件；

b)以第一梁部件(1)的其中一个凸缘(7)来安置所述第一梁部件(1)；

c)将矩形支架(12)穿过第一梁部件(1)的前部的矩形孔(11)插入到以下位置中：在该位置中，所述支架(12)的下部的孔(13)的中心和所述第一梁部件(1)的腹板(8)上的圆形孔(10)的中心匹配同一轴线；

d)添加所述第二梁部件(2)，使两个梁部件(1、2)的开放通道(9)面向同一侧并形成组装单元，在直角拐角处通过将插入穿过所述第一梁部件(1)的下部的矩形孔(11)的所述矩形支架(12)的上部部分配装到第二梁部件(2)的开放通道(9)中来连接所述梁部件(1、2)；以及

e)固定所述组装单元，优选地通过将所述矩形支架(12)的下部和上部的孔(13)与矩形螺母(17)螺栓连接来固定所述组装单元，所述矩形螺母(17)优选地穿过所述梁部件(1、2)的适当的矩形孔(11)而插入到每个待连接的梁部件的相应的对置开放通道(9)中，

以便获得双向接头。

9.根据权利要求8所述的连接梁部件的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

f)将第三梁部件(3)垂直地设定到在前述步骤a)至e)中经过连接和固定的第一梁部件(1)和第二梁部件(2)的组装单元上；

g)将成型角支架(14)配装到第一梁部件(1)和第三梁部件(3)两者的开放通道(9)中；以及

h)优选地通过与穿过适当的矩形孔(11)插入到每个待连接的梁部件的对置开放通道(9)中的矩形螺母(17)螺栓连接而借助于所述成型角支架(14)来将所述第三梁(3)固定至所述第一梁(1)，

以便获得三向接头。

10.根据权利要求9所述的连接梁部件的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

i)将第四梁部件(4)在与第一梁部件(1)相反的方向上设定到在前述步骤f)至h)中经过连接和固定的组装单元上；

j)将第二成型角支架(14)配装到所述第三梁部件(3)和所述第四梁部件(4)两者的开放通道(9)中；并且

k)优选地通过与插入穿过待连接的所述第四梁部件(4)上的适当的矩形孔(11)的矩形螺母(17)螺栓连接而借助于所述第二成型角支架(14)来将所述第四梁(4)固定至所述第三梁(3)；

l)将第五梁部件(5)在与第三梁部件(3)相反的方向上设定到如在步骤k)中经过固定的组装单元上；

m)将第三成型角支架(14)配装到所述第四梁部件(4)和所述第五梁部件(5)两者的开放通道(9)中；并且

n)优选地通过与插入穿过待连接的所述第五梁部件(5)上的适当的矩形孔(11)的矩形螺母(17)螺栓连接而借助于所述第三成型角支架(14)来将所述第五梁(5)固定至所述第四梁(4)；

o)将第六梁部件(6)在与所述第二梁(2)相反的方向上设定到如在步骤n)中经过固定的组装单元上，以将插入穿过所述第一梁(1)的矩形孔(11)的所述矩形支架(12)的上部部分配装到所述第六梁(6)的开放通道(9)中；以及

p)固定组装单元，优选地通过以下方式来固定组装单元：将所述矩形支架(12)的下部的孔(13)与插入穿过所述第六梁(6)中的适当的矩形孔(11)的矩形螺母螺栓连接；并且通过用在所述第一梁部件(1)的开放通道(9)中的方形螺母(18)将所述矩形支架(12)的上部的孔(13)螺栓连接至所述第一梁(1)而固定所述矩形支架(12)的上部的孔(13)，

以便获得多达六个方向的六向接头。

11.根据权利要求8至10中的任一项所述的连接梁部件的方法，其特征在于，能够在所述多达六个方向的六向接头的任一方向上附接任何期望数量的中间梁部件。

12.一种用于技术架构的节点接头，所述节点接头包括由固定元件接合的梁部件，其特征在于，对于双向接头，所述节点接头包括两个垂直的根据权利要求1至3所述的梁部件(1、2)的组装单元，所述梁部件(1、2)根据权利要求8所述的方法借助于矩形支架(12)进行连接和固定，所述矩形支架(12)优选地与矩形螺母(17)螺栓连接。

13.一种用于技术架构的节点接头，所述节点接头包括由固定元件接合的梁部件，其特征在于，对于三向至六向接头，所述节点接头包括多达六个垂直的根据权利要求1至3所述的梁部件(1-6)的组装单元，所述梁部件(1-6)根据权利要求9至10所述的方法借助于矩形支架(12)和如权利要求4中所限定的成型角支架(14)进行连接和固定，所述矩形支架(12)和所述成型角支架(14)优选地与矩形螺母(17、18)螺栓连接。