弹出式可折叠构件 【技术领域】
本发明涉及可折叠玩具构件，例如帐篷和玩具小屋(或儿童游戏室)。
背景技术
用于玩具小屋的可折叠式构件在本领域是公知的。它们一般折叠成小的体积，但可容易地由不同的部件支撑，包括使用可伸展的框架和可膨胀管。美国专利US 6,305,396描述了一种可折叠构件，其设置有多个可折叠框架部件，每个部件具有一折叠和打开方向。提供一织物材料，以用于覆盖每个框架部件的一部分，以形成侧壁(或侧面)。通过围绕铰接部分折叠侧壁和彼此相叠的相应框架部件以使所述侧壁和框架部件互相重叠，从而可以折叠和储存该构件。然后，重叠的侧壁和框架部件通过扭曲和折叠形成多个同心框架部件，以充分地减小所述构件的尺寸。
上述构件具有许多优点，但是其具有不能产生具有不规则侧壁或特殊形状的构件的局限性。该问题的一个解决方案是通过Airmaze空气游戏帐篷来解决，其使用一个将外壳吹开的风扇。然而，该风扇明显地特别是对小孩可能带来危险。因此，本发明的一个目的是提供一种改进的折叠构件。
【发明内容】
因此，本发明提供了一种可折叠外壳构件，其包括：一织物罩，当该织物罩展开到一展开位置时可限定出一所需形状；一连接到所述罩上的第一支撑框架；以及一第二支撑框架，其设置在所述罩内，并可旋转地与所述第一框架联接，以使得所述第二框架可在一折叠位置和一展开位置之间移动。根据本发明的构件，所述第二框架在折叠位置与第一框架重叠，以便于存储，但其可轴向旋转，以在展开位置与第一框架相交，从而将所述罩支撑为所需形状。为了确保所述构件在展开位置稳定，提供有固定部件，以用于在展开位置将所述第二框架固定地连接到所述第一框架上。
在优选实施例中，所述两个框架的形状与通过该框架和所述罩连接点的所述罩的剖面形状相同，以使得它们可以在所述展开位置有效地支撑所述罩。
在另一实施例中，所述第一和第二框架均固定地缝合到所述罩上。所述框架可以缝合到罩的内侧或外侧。第一和第二框架之间的相交处不缝合，这样两个框架可以彼此相对地轴向旋转。
在另一优选实施例中，所述第一和第二框架中的每一个可从一打开位置折叠至一折叠位置，所述折叠位置可通过将所述框架扭曲和折叠成至少两个同心圆来达到。因为该两个框架在折叠位置相互重叠，所以非常便于使用者同时将两个框架扭曲和折叠在一起。这将使折叠后构件的总面积减小到最小。
在一个玩具小屋的具体实施例中，所述第一和第二框架中的每一个具有大致环状形状，并分别包含第一和第二垂直中心轴线。所述第一和第二框架彼此联接，以使第一和第二垂直中心轴线互相重合，且第二框架可沿其旋转。在该实施例中，该两个环状物可通过一个设置在框架之间地顶部相交处的弹性带互相联接在一起。在另一优选实施例中，所述固定部件是一组维可牢(Velcro)带，其允许在所述第二框架旋转到展开位置之后使所述两个框架固定地连接在一起。
在另一实施例中，所述固定部件是一个用于安装到外壳底部的底部衬垫。该底部衬垫具有一个与所需形状的底部形状配合的底部框架，用于在展开位置使第一和第二框架邻接。
在所述构件的顶部附近，至少一个加强框架可进一步沿着处于展开位置的所述第一和第二框架的周边连接，以将所述罩支撑为所需形状。优选的是，在第一和第二框架布置成展开位置之后，该加强框架连接到第一和第二框架上。
在另一优选实施例中，所述罩限定了一个在其中用于庇护至少一个人的完整外壳，其带有一个顶部、一个底部和侧面部分，该罩还设置有用于供人进入其中的至少一个开口。
在另一优选实施例中，第一和第二框架中的每一个具有大致环状形状，且分别具有第一和第二水平中心轴线。该第一和第二框架彼此联接，以使所述第一和第二水平中心轴线互相重合，且第二框架可沿其旋转。该实施例适于如飞机和飞船的形状。在该优选实施例中，固定部件是可沿垂直周边连接到所述第一和第二框架上的至少一个环状物，以便于展开位置的邻接。
在本发明的一个方面，提供了一种支撑一织物外壳的方法，其包含：提供多个刚性或半刚性环状物，其具有该外壳剖面的形状，并在其中限定出一中心轴线；将环状物之一固定地连接到该外壳的剖面上；将其它环状物与该被连接的环状物在一位置联接，在该位置处，所述环状物可沿所述中心轴线相对于所述被连接的环状物旋转。在该优选方法中，处于预定相对位置的环状物利用一加强框架被邻接到适当位置。
利用这里所提供的技术，可以制造各种形状的许多不同构件。所述构件可以展开成巨大的外壳，但易于折叠成非常小包装的同心圆，以利于搬运和储存。构筑该构件所需要的时间和技巧是极小的，因为其能释放展开，且环状物互相联接，从而使得仅需将它们旋转到适当的展开位置并连接固定部件。
【附图说明】
图1A是本发明一实施例的支撑结构的分解图。其中，为便于理解，未示出织物罩。
图1B示出了与图1A相同的实施例的装配好的支撑结构。其中，未示出织物罩。
图1C示出了与图1A相同的实施例的带有可设置在罩上的窗户和开口的外壳构件的全展开罩的透视图。
图1D示出了将一框架折叠成三个同心圆的折叠过程的步骤；
图2A示出了本发明的第二实施例，其中第一、第二和第三框架在一展开位置可沿一水平轴线旋转。
图2B示出了设置在图2A所示构件内的附加加强环状物。
图2C和2D示出了分别设置在图2B所示构件内的第二和第三加强环状物。
图3示出了本发明的第三实施例，其中提供了附加结构。
【具体实施方式】
在下面的描述和权利要求书中，术语“织物”仅仅用于描述一种材料，其具有织物的可收缩和可折叠特性，而并非将本发明限制于任何特殊类型的材料。在其它情况下，所述罩可由尼龙、棉花、皮革、PVC和其它天然、人造或混合材料制成。术语“环状物”广义地定义为任何刚性或半刚性框架，其形成一个完整部件并在该框架中没有任何中断。“环状物”可以是任何形状，例如圆形、三角形、四边形、多边形、蘑菇状、或任何其他规则或不规则形状。“半刚性”框架具有当其展开到全部打开位置时维持所定义形状的特性，但也可折叠或扭曲成同心圆，或通过其它方式折叠。
参照图1A至1C，作为本发明的第一实施例，其示出了两个相同的框架22和24，所述框架在全部打开位置具有蘑菇形状。一个织物外壳呈蘑菇状，并带有一圆屋顶状的顶部23a和一位于底部23b的短、厚的茎状物(见图1C)。该茎状物的底部还示出为具有一个伸展开来比茎状物的顶部宽的周边。为便于说明，图1C仅示出了织物外壳或罩，同一罩的相对位置仅在图1A中以虚线示出。处于打开位置的两个框架具有与罩的横截面形状相同的形状(即，在该例子中为蘑菇状)，其中沿着该横截面它们将罩支撑在展开位置。在最优选实施例中，第一框架22沿罩被缝合并固定到适当的位置上。第一框架被缝合在所述罩的内部。在操作位置，两个框架设置在直立位置上，每个框架具有限定在其中的垂直中心轴线(在图1A中，两个框架这样定位，以使得其中心轴沿着线26重合)。在该实施例中，除了第一框架的交叉点28和30未被缝合到罩上外，第二框架也被固定地缝合到罩的内部，这样两个框架可以如箭头40所示彼此相对地轴向旋转。在该实施例中，第一和第二框架可被缝合在罩的外部或内部，并被看作与自身充当联接部件的罩“旋转联接”。
在该例子中，框架这样布置，以使得它们沿垂直轴线轴向对齐，并当框架处于展开位置时，以90度相交。在该实施例中，还提供了三个可变尺寸的可选加强环状物32、34和36和一个带有半刚性框架的方形衬垫38。衬垫38采用与两个框架的底部所限定的形状相同的形状，并且一旦如图1B所示其被插入外壳中，两个框架将以90度角固定。然后，三个加强环状物例如通过设置在适当位置的维可牢(velcro)带可沿着蘑菇状构件的顶部周边的不同高度连接。如图1C所示的罩25还示出了可如何设置窗户25a和开口25b。
当使用者想将该蘑菇状物体储存在一小包装内时，除去半刚性可拆卸加强环状物32、34、36和衬垫38。然后，将框架24按照箭头40所示的大致方向旋转，这样框架22、24互相重叠。由于罩的柔软、可折叠特性，即使框架固定地缝合到罩上，它们也易于旋转和折叠。然后将它们扭曲成三个同心圆，并且仍然连接在框架22上的罩的织物将与框架折叠在一起。三个加强环状物和衬垫也能够卷曲和折叠成较小的同心圆，以便于储存。该环状物的一种折叠方式在图1D中示出。尽管在图1D中仅仅示出了一个环状物，但应当理解，所有的半刚性环状物均可以按照如图1D所示的相同方式折叠起来。
现在参照图2A至图2C，本发明的另一实施例以一大致橄榄状宇宙飞船的形式示出。在该实例中，三个相同的框架42、44和46设置在一织物罩或外壳内，其在正常使用状态下具有侧卧的大致橄榄状。为便于说明和观察其内的支撑结构，没有示出织物罩。应该理解的是，可在外壳上设置开口，以便使用者如儿童进入该宇宙飞船并驻留在框架的界限之内。框架42固定地缝合到罩的内侧，且框架44和46通过一个在宇宙飞船的两侧端48和50连接到罩上的弹性带可旋转地联接，这样框架44和46可沿水平轴线52旋转，该水平轴线52也与它们各自的对称纵向轴线重合。在所示的展开位置，三个框架互相以60度相交。
图2B示出了一个设置在橄榄型构件的一端的大的加强环状物54，其垂直于轴线52排列。为便于说明，该相对于旋转水平轴线的加强环状物的垂直排列称作加强环状物与框架的垂直周边的连接。固定部件如维可牢(Velcro)带设置在外壳内部的相关位置。在该特定实施例中，加强环状物54采用沿3/4的侧面延伸的弯曲形状54a，但包含一个平坦的侧面54b，其最好面向地板，以稳定整个宇宙飞船构件。
图2C和2D示出了设置在宇宙飞船的中间部分和右端部分的另外两个加强环状物56和58。再次，为了将其固定连接，维可牢(Velcro)带沿罩的内侧的指定位置设置。再次，该两个加强环状物的底侧是平坦的，以给整个构件提供稳定性。
当使用者希望将该飞船储存在一个小包装内时，可将三个加强环状物拆卸下来，并旋转三个框架42、44和46，以通过折叠形式互相重叠。如果三个框架很大且由半刚性材料制成，它们还可进一步扭曲并同时将每一个折叠成两个或三个同心圆，以用于储存。该三个框架将停留在罩子的织物内，且其与罩的内侧连接或联接，因此整个构件将便于储存。该三个加强框架也可卷曲和折叠并放入用于储存的同样小袋中。
图3示出了另一个实施例，其中基本外壳或罩为一个立方体60，其由两个方形框架62和64支撑。一个可选的方形加强框架66和一可选的相邻框架68分别设置在外壳的顶部和底部，并通过固定部件如维可牢(Velcro)带固定。一个开口70设置在罩上，以用于使用者进入内部。还设置了窗口70a。在该实施例中，四个附加的锥形/圆柱形构件72设置在四个角部，以给该构件提供城堡的外观。如在阴影区域74所示，利用维可牢(Velcro)带将构件72简单地连接到展开的罩上。为便于理解，仅示出了四个区域中的一个，以便不使其他构件变得不明显。
虽然已经描述了一般带有两个或三个相同形状框架或环状物的上述实施例，但是本发明明显地可以带有两个以上环状物的方式实施。例如，在较大的外壳中，其可以是加强框架的替代物。在此情况下，环状物例如可以按照60度角间隔均匀地伸入三个均匀分布的框架中。如果需要，底部衬垫可以呈六边形。
虽然已经参照上述附图对本发明进行了具体描述，但是应该理解的是，附图仅仅是用于说明，且本发明并不局限于此。本发明的范围由附加的权利要求所限定，并包括这里没有具体描述的许多变型和实施例。例如，实施例中框架的相交处被描述为具有60度或90度角，但是很明显，根据外壳的形状和尺寸，可选的加强框架和其它邻接部件等的缺少或存在将影响全部展开位置所使用的框架的数量和布置方式。此外，固定部件之一描述为底部衬垫或维可牢(Velcro)带，但是很明显，也可使用其它固定部件如拉链、带子织物或绳索、纽扣等。第一实施例中所描述的联接部件实际上使用了带有两个除了在相交点处之外进行固定的框架，而在第二实施例中则将弹性带描述为联接部件。可以采用许多其他可选布置或结构。例如，也可使用绳索和机械接头。