专利名称：空间构架的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种用于各种结构骨架的空间构架。
背景技术：
图12和13中示出了现有技术已知的一种关于这种类型的空间构架。构架50包括矩形上格架51、矩形下格架52以及对角线元件57a和57b，所述上格架51分别包括竖直方向和水平方向上的弦元件53a和53b；相似地所述下格架52分别包括竖直方向和水平方向上的弦元件54a和54b；所述对角线元件将所述两个格架51和52中弦元件的每个相交点55和56相互连接。
在这种空间构架50中，许多的弦元件53a、53b、54a和54b以及对角线元件57a和57b必须组合成彼此相交，并且它们必须在相交点55和56处相互连接以构成空间构架50。因此，不仅每个元件的处理例如它们的管理和运输是很麻烦的，而且这些元件的连接工作也是很棘手的。因此，希望尽可能地减少元件数量或者尽可能地简化连接工作。
然而，通常在上述已知的空间构架中，因为竖直方向和水平方向上的弦元件53a、53b、54a和54b以及对角线元件57a和57b是通过连接短杆元件58和59来形成的，所述短杆元件在每个相交点之间分开，因此元件的数量十分庞大，并且它们的处理和装配工作也异常麻烦。
如果弦元件53a、53b、54a和54b以及对角线元件57a和57b由杆元件形成，该杆元件的长度与各自的格架51和52的尺寸相等，则元件的数量可以减少，但与之相反各元件的长度会变长，这会使得这种元件的制造、保管、运输以及类似处理变得困难。
虽然可以考虑使用具有中等长度的杆元件，该长度覆盖了位于这些杆元件若干长度处的多个相交点，但在根据构架尺寸在竖直方向和水平方向上组合这多个杆元件以连接它们时，尤其是在构架的竖直尺寸和水平尺寸彼此不同的情况下，必须使用三到四种长度互相不同的杆元件。而且，在一些情况中，因为在每个相交点处将要互相连接的元件的数量都彼此不同，因此需要使用的零件例如垫圈和垫片也彼此不同。从而，这些零件的管理和连接工作也相当麻烦。
本发明的一个技术问题是减少将要使用的杆元件的数量和种类，从而使得它们的处理工作简单并且使得构架的制造工作简化，其方式是通过连接每个都具有可通用的特定长度和特定形状的杆元件来形成弦元件和对角线元件，该竖直方向和水平方向上的弦元件组成空间构架的上格架和下格架，而该对角线元件连接所述的两个格架。
发明内容
为解决该问题，本发明的一种空间构架包括矩形上格架和矩形下格架以及对角线元件，每个上格架和下格架都包括竖直方向和水平方向上的弦元件，该弦元件彼此相交，该对角线元件将两个格架中的弦元件的相交点相互连接。两个格架中的竖直方向和水平方向上的弦元件利用作为主要元件的长杆元件形成，该长杆元件的长度为相交点之间距离的两倍，该长杆元件包括位于杆元件两个末端和中央的连接部分，该弦元件还通过在竖直方向和水平方向上排列多个长杆元件、在每个相交点处将与一长杆元件相交的长杆元件的连接末端连接到该长杆元件的中央、以及替代长杆元件将短杆元件与所述长杆元件的长度过长处的弦元件的末端连接来形成，该短杆元件的长度等于相交点之间的距离，该短杆元件包括位于其两个末端的连接部分。此外，对角线元件由作为主要元件的V字形弯杆元件形成，该弯杆元件在杆元件的两个末端和中央具有连接部分，该对角线元件还通过将多个弯杆元件排列成彼此相交以及在各个相交点处与两个格架的弦元件斜交、在每个相交点处将与一弯杆元件相交的弯杆元件末端连接到该弯杆元件的中央、以及替代弯杆元件将直线杆元件与弯杆元件的长度过长处的对角线元件的末端连接来形成，该直线杆元件的长度等于弯杆元件V字一侧的长度，该直线杆元件包括位于其两个末端的连接部分。
本发明包括上述构造的空间构架按如下方式配置。也就是说，组成上格架和下格架的竖直方向和水平方向上的弦元件使用作为主要元件的长杆元件，该长杆元件的长度为相交点之间距离的两倍，并且该长杆元件以特定模式按顺序连接。此外，上述对角线元件使用作为主要元件的V字形弯杆元件，并且该弯杆元件以特定的模式按顺序连接。因此，将要使用的杆元件的数量和种类都很少，而且它们的处理也很容易。此外，因为每个杆元件都可以以固定的模式按顺序连接，因此构架的制造工作以及类似方面也都可以得到简化。
在本发明中，每个杆元件的中央连接部分和末端连接部分各自通过杆元件的扁平部分来形成。
根据本发明具体构造的实施例，中央连接部分和末端连接部分具有彼此相同的尺寸，在两个格架的每个相交点处，竖直方向和水平方向上的弦元件和对角线元件的每个杆元件的连接部分都直接或者通过垫片放置于其它连接部分的上面，弦元件和对角线元件通过螺栓和螺母的紧固而相互连接，并且垫圈设置于连接部分的两侧。
根据另一个具体构造的实施例，每个杆元件的末端连接部分的尺寸为杆元件的中央连接部分的一半，并且加强元件整体设置于每个连接部分的一侧上，该加强元件同样用作垫片，并且在两个格架的每个相交点处，竖直方向和水平方向上的弦元件和对角线元件的与一杆元件相交两个杆元件的末端连接部分彼此相对地直接放置于所述一杆元件的中央连接部分的上面，每个连接元件都通过多个螺栓和螺母的紧固而相互连接，并且垫圈设置于连接元件的两侧。
在本发明中，在每个弦元件与对角线元件相互连接的相交点中，在除了两个格架外围部分相交点以外的每个内部相交点处，弦元件和对角线元件的杆元件的连接数量各自为三个，并且弦元件和对角线元件在每个内部相交点处通过相同的连接结构而互相连接。
因此，由于在每个相交点处上述弦元件和对角线元件都可以通过相同的零件和相同的方法进行连接，从而构架的制造也变得更为简单。
图1是一个平面图，示意性地表示了本发明空间构架的实施例，图中重点描绘了上格架和下格架。
图2是一个平面图，示意性地表示了本发明空间构架的实施例，图中重点描绘了对角线元件。
图3是空间构架的示意性侧视图。
图4(A)是组成本发明空间构架弦元件的长杆元件的平面图，而图4(B)是同一空间构架的短杆元件的平面图。
图5是一个部分平面图，表示了上格架中的弦元件在分解状态下的构造实施例。
图6(A)是组成本发明空间构架对角线元件的弯杆元件的侧视图，而图6(B)是同一空间构架的直线杆元件的侧视图。
图7是一个部分平面图，表示了对角线元件在分解状态下的构造实施例。
图8是主要部分的平面图，典型地表示了本发明空间构架中的弦元件和对角线元件关于上格架相交点处的连接结构。
图9是一个剖视图，由图8中A-A线位置处的弦元件横截面和B-B线位置处的横截面综合组成。
图10是主要部分的剖视图，典型地表示了本发明空间构架中的弦元件和对角线元件关于上格架相交点处连接结构的第二实施例，其横截面位置与图9的位置相似。
图11是图10的分解透视图。
图12是一个平面图，表示了传统空间构架的整体构造。
图13是同一空间构架的侧视图。
具体实施例方式
在下文中，将基于附图具体描述本发明。图1-3示意性地示出了本发明空间构架的一个实施例。空间构架1具有与图12和13中示出的传统构架50共有的基本形式。空间构架1包括矩形上格架2、矩形下格架3以及对角线元件4a、4b，该上格架包括竖直方向和水平方向上的彼此相交的弦元件2a、2b，该矩形下格架也相似地包括竖直方向和水平方向上的弦元件3a、3b，该对角线元件相互连接上格架2中弦元件2a、2b的相交点5和下格架3中弦元件3a、3b的相交点6。然而，在与上述弦元件2a、2b、3a和3b以及对角线元件4a和4b相关的构造中，该空间构架1与上述的传统构架50不同，这将在下文中描述。
顺便提一下，为了简化附图，在图1中，上格架2和下格架3中竖直方向和水平方向上的弦元件2a、2b、3a和3b被表示为厚度彼此不同的实线，而对角线4a和4b被表示为点划线。因此上格架2和下格架3被重点突出。在图2中对角线4a和4b被表示为实线，而上格架2和下格架3分别被表示为点划线和虚线。因此，对角线4a和4b被重点突出。
上述的上格架2和下格架3中竖直方向和水平方向上的弦元件2a、2b、3a和3b每个都由长杆元件8形成，如图4(A)所示，作为主要材料，该长杆元件的长度为相交点5之间距离L的两倍。如图4(B)所示，长度与相交点之间距离L相等的短杆元件9被用在部分弦元件的末端。长杆元件8和端杆元件9中的任意一个都由横截面为圆形或正方形的金属管状元件组成。对于长杆元件8而言，它包括位于其两个末端和中央的扁平矩形连接部分8a和8b。对于短杆元件9而言，它包括位于其两个末端的扁平矩形连接部分9a。每个连接部分8a、8b和9a都具有彼此相同的尺寸。而且，附图中的附图标记12代表了形成于上述每个连接部分8a、8b和9a中的螺栓孔。于是，上述上格架2和下格架3利用这些长杆元件8和短杆元件9按照下述方式构造形成。顺便提一下，这些格架2和3二者仅仅在它们的尺寸上彼此不同，而它们的构造基本上是相同的。因此，通过举例说明上述格架2来描述它们的构造。
也就是说，如放大图5所示，上格架2中竖直方向和水平方向上的弦元件2a和2b通过在竖直方向和水平方向上排列上述长杆元件8以按顺序连接长杆元件8来形成。在那时，在轴线方向上，任一组弦元件2a或2b的相邻弦元件中的长杆元件8的布置位置按长杆元件8的半长而相互错位，即按相交点之间的距离L而相互错位，因而与长杆元件8相交的长杆元件8的末端连接部分8a被各自连接到长杆元件8的中央连接部分8b。连接模式被反复执行。于是，如图1所示，在将长杆元件8连接到弦元件末端的情况下当上述长杆元件8的长度过长时，就将短杆元件9替代长杆元件8连接到弦元件末端。通过以这种模式按顺序连接长杆元件8和短杆元件9，最后形成矩形上格架2。同样下格架3按相似的方式形成。
此外，上述对角线元件4a和4b由作为主要元件的弯杆元件10形成，如图6(A)所示，该弯杆元件弯曲成V字形。如图6(B)所示，长度与上述弯杆元件10的V字一侧相同的直线杆元件11被用于部分对角线元件的末端。上述弯杆元件10和直线杆元件11都由金属管状元件制成。对于弯杆元件10而言，它包括位于其两个末端和中央的扁平矩形连接部分10a、10b。对于直线杆元件11而言，它包括位于其两个末端的扁平矩形连接部分11a。这些连接部分10a、10b和11a每一个的尺寸都与上述长杆元件8和短杆元件9的连接部分8a、8b和9a中每一个的尺寸相同。
于是，从图2和7中可以清楚看出，多个弯杆元件10按顺序布置成彼此相交，并且布置成在各个相交点5和6处与竖直方向和水平方向上的两个格架2和3的弦元件2a、2b、3a和3b斜交。于是与弯杆元件10相交的弯杆元件10的末端连接部分10a各自连接到弯杆元件10的中央连接部分8b。而且，在将弯杆元件10连接到对角线元件末端的情况下当上述弯杆元件10的长度过长时，就将上述直线杆元件11代替弯杆元件10连接到对角线元件4a或4b的末端。图6中的附图标记13代表了形成于每个连接部分10a、10b和11a中的螺栓孔。
当附图从左至右看时对角线元件4a向上倾斜，在该对角线元件中上述弯杆元件10各自以倒V字的形式排列，其中央连接部分10b朝上并且连接到上格架2的弦元件2a和2b的相交点5，而两端连接部分10a连接到下格架3的弦元件3a和3b的相交点6。另一方面，当从左至右看时对角线元件4b向下倾斜，在该对角线元件中上述弯杆元件10各自以V字的形式排列，其中央连接部分10b朝下并且连接到下格架3的弦元件3a和3b的相交点6，而两端连接部分10a连接到上格架2的弦元件2a和2b的相交点5。
组成每个弦元件2a、2b、3a和3b以及每个对角线元件4a和4b的每个上述杆元件8、9、10和11在弦元件2a、2b、3a和3b的每个上述相交点5和6处整体连接。图8和9典型地示出了在弦元件2a和2b的一个连接点5处，上格架2中竖直方向和水平方向上的弦元件2a和2b与对角线元件4a和4b的连接结构。该相交点5是除了上格架2外围部分相交点5a(见图1)以外的相交点5中的一个，该相交点5位于所述相交点5a的内侧。在每一个格架内部相交点5处，竖直方向和水平方向上的弦元件2a和2b与对角线元件4a和4b以相同的连接结构互相连接。也就是说，在一个方向上组成弦元件2a的长杆元件8的中央连接部分8b、以及与上述长杆元件8相交的弦元件2b的末端连接部分8a，相互放置于另一个的上面，并且在一个方向上组成对角线元件4a的弯杆元件10的中央连接部分10b、以及组成与上述对角线元件4a相交的对角线元件4b的弯杆元件10的末端连接部分10a相互放置于另一个的上面，而垫片14a和14b在放置部分安放于它们之间。该放置部分由螺栓16和螺母17进行紧固，同时将垫圈15安放在该放置部分之间的两个末端上。
顺便提一下，在图9中示出了沿图8中A-A线关于竖直方向和水平方向上的弦元件2a和2b相交部分的横截面，以及沿图8中B-B线关于对角线元件4a和4b相交部分的横截面。
如上所述，在每个上述的上格架2内部相交点5处，竖直方向和水平方向上的弦元件2a和2b相互连接的杆元件8和9的数量、以及对角线元件4a和4b相互连接的杆元件10和11的数量各自为三个，即都是同样的数量。因此，各个元件可以以相同的连接结构进行连接，该连接结构使用通用的垫片14a和14b、垫圈15、螺栓16、螺母17以及类似零件，因而零件的管理、连接工作以及类似方面都非常简单。该优点可以通过按上述特殊模式连接每个上述杆元件8和10来实现，这些杆元件组成了竖直方向和水平方向上的弦元件2a和2b以及对角线元件4a和4b。在下格架3的内部的相交点6处也同样是这种情况。
另一方面，在格架2和3的外围部分相交点5a和6a处，连接的杆元件8、9、10和11的数量要少于上述内部相交点5和6处的数量，但是杆元件8-11也可以通过相同的垫片14a和14b、垫圈15、螺栓16、螺母17以及类似零件来相互连接。
顺便提一下，相交点5和6的连接结构不限于上述例子，其它的连接结构也可以使用。例如，每个杆元件8、9、10和11的连接部分8a、8b、9a、10a、10b和11a可以直接放置于另一个的上面，而省略上述垫片14。作为另一种选择，还可以使用图10和11示出的第二实施例的连接结构。
图10和11典型地示出了弦元件2a和2b与杆元件4a和4b连接结构的第二实施例，与图8和9中的情况相似，所示出的是关于上格架2的一个内部相交点5处的结构。在第二实施例中，各个杆元件8和10的末端连接部分8a和10a的尺寸为中央连接部分8b和10b的一半，同样用作垫片的厚加强元件20a、20b、21a和21分别整体形成于每个连接部分8a、8b、10a和10b的一侧。加强元件20a、20b、21a和21具有与连接部分基本相同的形状和尺寸，加强元件20a、20b、21a和21附着于该连接部分上，并且该加强元件可以通过用焊接或类似方式固定金属板来形成。而且，四个螺栓孔12各自形成于长杆元件8a和弯杆元件10的中央连接部分8b和10b的相应位置上。两个螺栓孔12形成于长杆元件8的每个末端连接部分8a上。另一方面，在弯杆元件10的末端连接部分10a中，一个螺栓孔12形成于每个连接部分10a的中心处，并且半孔12a各自形成于连接部分10a的两个末端上。于是当两个弯杆元件10a的连接部分10a彼此相对放置时，两个连接部分10a彼此相对的两个半孔12a组成一个螺栓孔12。
然后，将两个长杆元件8的末端连接部分8a直接放置于长杆元件8的中央连接部分8b的上面，该前述的两个长杆元件在一个方向上组成与弦元件2a相交的弦元件2b，该后述的长杆元件在一个方向上组成弦元件2a，其放置方式是将彼此的没有加强元件20a和20b的背面相互紧靠，使连接部分8a的边缘彼此相对。此外，将两个弯杆元件10的末端连接部分10a直接放置于一弯杆元件10的中央连接部分10b的上面，该前述的两个弯杆元件在一个方向上组成与对角线元件4a相交的对角线元件4b，该后述的弯杆元件在一个方向上组成对角线元件4a，其放置方式是将彼此的没有加强元件21a和21b的背面相互紧靠，使连接部分10a的边缘彼此相对。而且，弦元件2a和2b以及对角线元件4a和4b的每个连接部分都相互放置于另一个的上面，使加强元件20a和21a彼此紧靠，并且每个连接部分都通过四个螺栓16和四个螺母17紧固，同时垫圈15放置于连接部分之间的两侧。因此，连接部分被相互连接。
顺便提一下，在第二个实施例中，虽然没有特别示出，但短杆元件9和直线杆元件11的末端连接部分9a和11a的尺寸与长杆元件8和弯杆元件10的连接部分8a和10a的相同，并且加强元件20a和21a整体形成于各个连接部分上。此外，由于在上述格架2外围部分相交点5a处将要连接的杆元件数量很少，因此不存在彼此相对放置的连接部分，在这种情况下厚度与连接部分相同的垫片可以独立地设置于将通过与图9所示相同的方法进行连接的部分上。
上述第二实施例中的相交点的连接结构与下格架3的完全相同。
因此空间构架1对竖直方向和水平方向上的弦元件2a、2b、3a和3b以及对角线元件4a和4b进行配置，使得该弦元件通过以特定模式按顺序连接作为主要元件的长杆元件8来组成上格架2和下格架3，该长杆元件的长度为相交点之间距离L的两倍，并且使得该对角线元件通过以特定模式按顺序连接作为主要元件的弯杆元件10来连接格架2和3，该弯杆元件的形状为V字形。因此，将要使用的杆元件的数量差不多被减至传统构架杆元件数量的一半，该传统构架由按每个相交间隔分开的短杆元件形成，因而杆元件的处理也比较容易。而且，因为每个杆元件都可以以固定模式按顺序连接，因此构架1的装配工作和类似方面也同样被简化。因为每个相交点5和6处的杆元件的连接数量和连接结构都成为通用的，并且零件例如加强元件、垫圈、螺栓和螺母也同样成为通用的，因此构架的装配工作和类似方面变得更为简单，将要使用的零件的管理工作也变得简单。
通过使用直线长杆元件8和短杆元件9来各自形成竖直方向和水平方向上的弦元件2a、2b、3a和3b，上述构架1也可以形成平面形状，通过使用均弯曲成弧形的长杆元件8a和短杆元件9来形成竖直方向或水平方向上的弦元件2a、3a或2b、3b，该构架1还可以形成弧形形状。
工业可利用性如上所述，根据本发明的空间构架，组成上格架和下格架的竖直方向和水平方向上的弦元件、以及连接这些弦元件的对角线元件通过连接杆元件来形成，这些杆元件具有可通用的特定长度和特定形状。因此，本发明适于减少将要使用的元件的数量和种类以使元件的处理简单，并且使得构架的制造和类似工作简化。
权利要求
1.一种空间构架，特征在于矩形上格架和矩形下格架，每个上格架和下格架包括竖直方向和水平方向上的弦元件以及对角线元件，所述弦元件彼此相交，所述对角线元件将所述两个格架中的所述弦元件的相交点相互连接，其中所述两个格架中的竖直方向和水平方向上的所述弦元件利用作为主要元件的长杆元件形成，该长杆元件的长度为相交点之间距离的两倍，所述长杆元件包括位于所述杆元件两个末端和中央的连接部分，该弦元件还通过在竖直方向和水平方向上排列多个长杆元件、在每个所述相交点处将与一长杆元件相交的长杆元件的末端连接到所述一长杆元件的中央、以及替代所述长杆元件将短杆元件与所述长杆元件长度过长处的弦元件的末端连接来形成，所述短杆元件的长度等于相交点之间的距离，所述短杆元件包括位于其两个末端的连接部分，其中所述对角线元件由作为主要元件的V字形弯杆元件形成，所述弯杆元件在所述杆元件的两个末端和中央具有连接部分，该对角线元件还通过将多个弯杆元件排列成彼此相交以及在所述各个相交点处与两个所述格架的所述弦元件斜交、在每个所述相交点处将与一弯杆元件相交的弯杆元件的末端连接到所述一弯杆元件的中央、以及替代所述弯杆元件将直线杆元件与所述弯杆元件长度过长处的对角线元件的末端连接来形成，所述直线杆元件的长度等于所述弯杆元件V字的一侧，所述直线杆元件包括位于其两个末端的连接部分。
2.根据权利要求1所述的空间构架，其中每个所述杆元件的所述中央连接部分和所述末端连接部分各自由所述杆元件的扁平部分形成。
3.根据权利要求2所述的空间构架，其中所述中央连接部分和所述末端连接部分相互具有相同的尺寸，并且在所述两个格架的每个相交点处，竖直方向和水平方向上的所述弦元件和所述对角线元件的每个所述杆元件的所述连接部分都直接或通过垫片放置于其它连接部分的上面，所述弦元件和所述对角线元件通过螺栓和螺母的紧固而相互连接，并且垫圈设置于所述连接部分的两侧。
4.根据权利要求2所述的空间构架，其中每个所述杆元件的所述末端连接部分的尺寸为所述杆元件的中央连接部分尺寸的一半，并且加强元件整体设置于每个所述连接部分的一侧上，所述加强元件同样用作垫片，并且在所述两个格架的每个所述相交点处，竖直方向和水平方向上的所述弦元件和所述对角线元件的与一杆元件相交的两个杆元件的末端连接部分彼此相对地直接放置于所述一杆元件的所述中央连接部分的上面，每个所述连接元件都通过多个螺栓和螺母的紧固而相互连接，并且垫圈设置于所述连接元件的两侧。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的空间构架，其中在所述弦元件与所述对角线元件相互连接的各相交点中，在除了位于所述两个格架外围部分的相交点以外的每个内部相交点处，所述弦元件和所述对角线元件的所述杆元件的连接数量各自为三个，并且所述弦元件和所述对角线元件在每个所述内部相交点处通过相同的连接结构而互相连接。
全文摘要
一种空间构架，该构架减少了纵向和横向弦元件或对角线元件的数量，并且简化了装配操作或类似工作。上格架和下格架(2、3)中的纵向和横向弦元件(2a、2b；3a、3b)通过按格架样子布置长杆元件(8)形成，该长杆元件的长度为相交距离的两倍，并且该弦元件还通过将与中央连接部分(8b)相交的长杆元件(8，8)的末端连接部分(8a，8a)连接到前者来形成，而与两个格架(2，3)中弦元件的相交点(5，6)相交的对角线元件(4a，4b)通过按格架样子布置V形弯杆元件(10)形成，并且还通过将与每个弯杆元件(10)的中央连接部分(10b)相交的弯杆元件(10，10)的末端连接部分(10a，10a)连接到连接部分(10b)来形成。
文档编号E04B1/58GK1650075SQ0380950
公开日2005年8月3日 申请日期2003年3月13日 优先权日2002年3月13日
发明者守屋弓男 申请人:株式会社Mia