BR112021007494B1 - Sistema de construção para a criação de estruturas tridimensionais - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE CONSTRUÇÃO PARA CRIAR AS ESTRUTURAS TRIDIMENSIONAIS. A presente invenção refere-se a um sistema de construção para a criação de estruturas tridimensionais (39), estruturas (39) essas que são constituídas de uma pluralidade de unidades poliedrais (37), cada unidade (37) sendo acoplada de forma articulada a pelo menos uma unidade adjacente (37), em que a pluralidade de unidades articuladas (37) é disposta de modo a ser manipulada de forma intercambiável entre as várias formas das ditas estruturas tridimensionais (39). O sistema compreende ainda pelo menos dois tipos de elementos de construção tipo placa (3), um elemento de peça singular (1) e um elemento de peça dupla (33) que é constituído de dois elementos de peça singular (1) dispostos de forma adjacente um ao outro e sendo fixados de forma articulada um ao outro em uma das bordas (7) de cada um dos dois elementos de peça singular dispostos de forma adjacente (1). Uma parte interna (5) de cada borda (7) de cada elemento (3) é ainda fornecida com os meios de acoplamento (9) dispostos para acoplar os elementos (3) juntos ao longo de suas bordas (7) de modo a criar unidades poliedrais (37). Cada unidade poliedral (37) de uma estrutura tridimensional completada (39) é constituída de pelo menos um elemento de peça singular (1) e pelo menos um elemento de peça dupla (...).

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção refere-se a um sistema de construção para a criação de estruturas tridimensionais modificáveis, e tal estrutura tridimensional, de acordo com as reivindicações em anexo.

Antecedentes da Técnica

[002] Estruturas tridimensionais, tal como esculturas cinéticas, arte visual, itens de desempenho, brinquedos e similares são utilizados para uma ampla faixa de aplicações variáveis. Tais estruturas, quando fornecidas com a possibilidade de modificação de seu formato, podem ser visualmente interessantes e agradáveis de se observar, ao passo que podem ser utilizadas para ilusão, arte performática ou como brinquedos relaxantes, etc. Tais estruturas também podem servir a utilizações práticas visto que podem ser modificadas em termos de formato entre um formato útil, tal como uma peça de mobília e um formato mais compacto, que é mais fácil de armazenar em espaços pequenos, ou que ocupam menos espaços durante o transporte, como um exemplo.

[003] Quando da criação e montagem de tais estruturas tridimen sionais, muito trabalho é normalmente exigido, especialmente para estruturas mais complexas e/ou maiores. Muitas dessas estruturas são frequentemente constituídas de uma pluralidade de unidades menores, que são conectadas uma à outra de uma forma intrincada. Para se fornecer capacidade de mobilidade e vários tipos de funções e opções com relação à estrutura completada, uma grande pluralidade de peças pode precisar ser criada, e também montada em um processo demorado e difícil. Frequentemente, tais estruturas complexas podem possuir também apenas uma única ou algumas possíveis variações a apresentar, em que uma estrutura nova, porém similar, pode precisar ser criada desde o início. Para se criar uma grande pluralidade de várias estruturas como essa, pode, dessa forma, ser muito trabalhoso e demorado.

Sumário da Invenção

[004] A despeito da técnica precedente, existe uma necessidade de se desenvolver um sistema de construção aperfeiçoado, que seja de utilização fácil e intuitiva. Existe também a necessidade de se desenvolver tal sistema, que pode ser montado e remontado em diferentes estruturas tridimensionais. Existe ainda, ainda, uma necessidade de se desenvolver tal estrutura tridimensional, que seja constituída de elementos de construção do sistema de construção.

[005] De acordo com um primeiro aspecto, um sistema de constru ção para a criação das estruturas tridimensionais é fornecido. As estruturas podem ser constituídas de uma pluralidade de unidades poliedrais, cada unidade podendo ser acoplada de forma articulada a pelo menos uma unidade adjacente, em que a pluralidade de unidades articuladas é disposta de modo a serem manipuladas de forma intercambiável entre as várias formas das ditas estruturas tridimensionais. O sistema pode compreender, ainda, pelo menos dois tipos de elementos de construção tipo placa, um elemento de peça singular, possuindo pelo menos três bordas, que constitui uma circunferência do dito elemento de peça singular, e um elemento de peça dupla, que é constituído de dois elementos de peça singular adjacentes um ao outro. Os dois elementos de peça singular que criam um elemento de peça dupla podem ser fixados de forma articulada um ao outro em uma das bordas de cada um dos dois elementos de peça singular dispostos de forma adjacente. Ainda, uma parte interna de cada borda de cada elemento pode ser fornecida com meios de acoplamento dispostos para acoplar os elementos ao longo de suas bordas, de modo a criar unidades poliedrais, e em que cada unidade poliedral de uma estrutura tridimensional completada é constituída de pelo menos um elemento de peça singular e pelo menos um elemento de peça dupla.

[006] Isso apresenta a vantagem de fornecimento de um sistema de construção muito versátil. O sistema pode ser montado e remontado de forma fácil e rápida em variações intermináveis de estruturas tridimensionais que são articuladas em conjunto de modo a poderem ser manipuladas em vários formatos e desenhos. O sistema é fácil de compreender e utilizar, que é acentuado pelo uso de uma baixa quantidade de tipos diferentes de elementos de construção, e em que o elemento de peça dupla é basicamente constituído de dois elementos de peça singular, articulados em conjunto, lado a lado. Isso torna as possibilidades de acoplamento intuitivas e fáceis de se realizar. Ainda, visto que o elemento de peça dupla é projetado de tal forma, um elemento de peça singular de uma unidade poliedral específica pode ser prontamente substituído pela metade de um elemento de peça dupla, em que a dita metade do elemento de peça dupla pode ocupar o espaço da peça sin-gular, de modo a adquirir o formato original da dita unidade poliedral. A outra metade do elemento de peça dupla pode, então, ser simplesmente dobrada para longe da unidade poliedral da qual o elemento de peça dupla faz parte, em que a outra metade dobrada para longe do dito elemento pode ser acoplada a mais peças, peças singulares ou peças duplas, de modo a criar cada vez mais estruturas complexas e interessantes de uma forma muito fácil.

[007] De acordo com um aspecto, os elementos de construção po dem ser criados a partir de um material uniforme, e a fixação articulada de dois elementos de peça singular, que formam um elemento de peça dupla, pode ser constituída de pelo menos uma faixa de conexão do dito material uniforme.

[008] Isso representa a vantagem de os elementos de construção poderem ser fabricados de uma forma rápida e econômica. Ambos os elementos de peça singular, e os elementos de peça dupla podem, dessa forma, ser criados sem processos de montagem complexos, visto que podem ser fabricados em peças singulares de material sem a necessidade do uso de fixadores ou similares. A parte articulada na forma da pelo menos uma faixa de conexão dos dois elementos de peça singular, constituindo um elemento de peça dupla, pode, dessa forma, também ser criada como uma parte comum compartilhada entre as duas metades de um elemento de peça dupla, em que os elementos de peça dupla podem ser fabricados sem a necessidade da inclusão de etapas adicionais de processo em comparação com os elementos de peça singular. Isso fornece um processo de fabricação eficiente no qual uma produção rápida pode ser alcançada a baixos custos.

[009] De acordo com um aspecto, cada elemento de peça singular pode compreender um furo vazado em um centro de cada um dos ditos elementos.

[0010] Isso fornece um projeto interessante e visualmente agradá vel quando os elementos de construção são dispostos em várias estruturas tridimensionais. Os furos vazados também podem auxiliar na visibilidade de mais unidades poliedrais, o que torna as estruturas mais fáceis de gerenciar e visualmente mais interessantes de serem observadas por um observador. Ainda, os furos vazados também podem fornecer o benefício adicional de tornar as unidades poliedrais mais fáceis de desmontar, visto que os furos vazados podem ser utilizados para inserir extensões e/ou ferramentas tipo haste, alongadas, auxiliares, ou similares, o que pode auxiliar no fornecimento de mais força para um elemento de construção de uma unidade poliedral quando a mesma for removida da dita unidade. Os furos vazados, ainda, fornecem um manuseio mais fácil das estruturas tridimensionais montadas utilizando-se tais elementos de construção, visto que existem agarres em maior número e mais fáceis de serem utilizados por um usuário de tal estrutura.

[0011] De acordo com um aspecto, cada elemento de construção pode compreender uma superfície externa e uma superfície interna, em que os meios de acoplamento de cada borda de cada elemento de construção são dispostos nas superfícies internas dos elementos de construção.

[0012] Isso apresenta a vantagem de os meios de acoplamento se rem mais protegidos das interações externas quando os elementos de construção são dispostos em unidades poliedrais. Os meios de acoplamento também não são visíveis de forma alguma quando as unidades poliedrais são montadas, visto que estão todos situados no que se torna um volume interno de tal unidade, definido por um envoltório externo dos elementos de construção. Isso fornece uma aparência visualmente mais agradável, com menos detalhes à vista para um observador.

[0013] De acordo com um aspecto, os meios de acoplamento de cada borda de cada elemento de construção podem ser dispostos nas superfícies internas por meio dos flanges intermediários, flanges esses que se projetam de forma perpendicular à superfície interna e se estendem em paralelo a cada borda, a uma distância da dita cada borda, distância essa que é igual a um comprimento projetado dos flanges.

[0014] Isso apresenta a vantagem de os meios de acoplamento se rem situados em uma posição ainda mais protegida e não visível quando as unidades poliedrais são montadas. Os meios de acoplamento serão, dessa forma, posicionados em bolsos de tipos, definidos pela superfície interna dos elementos de construção e dos flanges dos mesmos, em que serão protegidos contra danos a partir de uma pluralidade de direções.

[0015] De acordo com um aspecto, os meios de acoplamento de cada borda de cada elemento de construção podem ser constituídos de pelo menos uma garra e pelo menos um pino, em que o acoplamento de dois elementos de construção pode ser alcançado por meio de pelo menos um pino de um elemento sendo encaixado em pelo menos uma garra de um elemento adjacente.

[0016] Isso apresenta a vantagem de se fornecer um acoplamento de manuseio fácil, acoplamento esse que pode ser realizado sem a ne-cessidade de se utilizar quaisquer ferramentas ou similares. A garra e o pino podem, dessa forma, funcionar como meios de acoplamento de encaixe de forma, em que as duas partes podem simplesmente ser encaixadas por pressão juntas e/ou encaixadas de uma forma deslizante.

[0017] De acordo com um aspecto, cada borda de cada elemento de construção pode compreender pelo menos uma garra e pelo menos um pino, em que para cada borda, a pelo menos uma garra e o pelo menos um pino são posicionados em lados opostos de um centro da dita borda, a uma distância igual a partir do dito centro.

[0018] Isso apresenta a vantagem de dois elementos de construção dispostos de forma adjacente um ao outro, borda com borda, sempre alinharem com uma garra de um elemento na direção de um pino do outro elemento, e vice-versa. Esse será o caso para cada borda de cada elemento de construção, que fornece um sistema de construção que é muito intuitivo em sua utilização visto que os elementos de construção do dito sistema só podem ser acoplados um ao outro da forma correta e pretendida.

[0019] De acordo com um aspecto, cada borda de cada elemento de peça singular pode ter o mesmo comprimento.

[0020] Isso apresenta a vantagem de unidades poliedrais simétricas e precisas poderem ser montadas com tais elementos de construção. Isso facilita a criação de estruturas tridimensionais, visto que todas as unidades poliedrais terão o mesmo lado em cada borda da mesma, o que reduz o risco de criação de travamento das ditas estruturas quando da manipulação das mesmas em vários formatos e desenhos.

[0021] De acordo com um aspecto, cada elemento de peça singular pode possuir quatro bordas, em que o elemento de peça singular tem formato quadrado.

[0022] Isso apresenta a vantagem de as unidades poliedrais mon tadas a partir de tais elementos de construção terem o formato de cubos uniformes e simétricos, cubos esses que são espacialmente fáceis de gerenciar e projetar em uma grande variedade de estruturas tridimensionais modificáveis.

[0023] De acordo com um aspecto, uma estrutura tridimensional é fornecida. A estrutura pode compreender pelo menos duas unidades poliedrais, em que cada unidade poliedral da dita estrutura é articulada juntamente com pelo menos uma unidade poliedral adjacente. Cada par articulado de unidades poliedrais sendo articulado nas bordas das ditas unidades poliedrais. Em que cada unidade poliedral da estrutura tridimensional pode ser constituída de pelo menos um elemento de peça singular e pelo menos um elemento de peça dupla de acordo com a descrição.

[0024] Isso apresenta a vantagem de uma estrutura tridimensional ser fornecida, estrutura essa que pode ser manipulada geometricamente por meio de mudança do posicionamento relativo das unidades poliedrais uma com relação à outra, por meio da inclinação das unidades poliedrais adjacentes em torno de suas bordas articuladas. Isso pode ser utilizado para criar uma variedade de formatos geométricos singulares e visualmente interessantes que podem ser torcidos e virados um no outro para criar a arte performática visual e similares. Tais estruturas podem ser utilizadas como escultura cinética, para se jogar jogos, treinar habilidades motoras, quebra-cabeças geométricos e também utilizadas como tipos diferentes de objetos geométricos de utilização prática, tal como uma peça de mobília dobrável ou componentes de construção estrutural, por exemplo.

Breve Descrição dos Desenhos

[0025] Abaixo é apresentada uma descrição, como exemplos, das modalidades com referência aos desenhos encerrados, nos quais:

[0026] As figuras 1a-b ilustram um elemento de peça singular de um sistema de construção, em vistas em perspectiva, de acordo com uma modalidade;

[0027] As figuras 2a-c ilustram um elemento de peça dupla de um sistema de construção, em vistas diferentes, de acordo com uma modalidade;

[0028] As figuras 3a-b ilustram elementos de peça dupla de um sis tema de construção, em vistas de cima para baixo, de acordo com as modalidades alternativas;

[0029] A figura 4 ilustra uma unidade poliedral parcialmente mon tada em uma vista em perspectiva, de acordo com uma modalidade;

[0030] As figuras 5a-d ilustram uma estrutura tridimensional em es tágios diferentes de modificação geométrica; e

[0031] As figuras 6a-e ilustram uma estrutura tridimensional alterna tiva em estágios diferentes de modificação geométrica.

Descrição Detalhada

[0032] A descrição das várias características, e modificações das mesmas, com referência às modalidades apresentadas, deve ser visualizada como modalidades ilustrativas que compreendem uma combinação de determinadas características, que serão descritas no presente documento em maiores detalhes. Deve-se compreender, portanto, que as modalidades adicionais podem ser alcançadas pela combinação de outras características em modalidades não apresentadas no presente documento. As figuras devem ser visualizadas como exemplos e não combinações mutuamente exclusivas. Deve-se notar que todas as figuras ilustradas e descritas são representadas esquematicamente, em que as partes genéricas dos elementos, estruturas ou similares podem não ser apresentadas para fins de simplicidade.

[0033] As figuras 1a-b ilustram um elemento de peça singular 1 de um sistema de construção, em vistas em perspectiva, de acordo com uma modalidade. O sistema de construção pode ser utilizado para criar estruturas tridimensionais, estruturas essas que podem ser constituídas de uma pluralidade de unidades poliedrais, em que cada dita unidade pode ser acoplada de forma articulada a pelo menos uma unidade adjacente. A pluralidade de unidades poliedrais articuladas pode, então, ser disposta de modo a ser manipulada de forma intercambiável entre as várias formas das ditas estruturas tridimensionais. Tais estruturas podem ter várias utilizações que variam da arte visual até objetos úteis que são transformáveis entre diferentes formatos. O sistema de construção, de acordo com a descrição, pode compreender pelo menos dois tipos de elementos de construção tipo placa 3, um elemento de peça singular 1 e um elemento de peça dupla, em que uma modalidade do elemento de peça singular 1 é representada nas figuras 1a-b. Uma parte interna 5 de cada borda 7 de cada elemento 1, 3 pode ser fornecida com meios de acoplamento 9 dispostos para acoplar os elementos 1, 3 juntos ao longo de suas bordas 7, de modo a criar as unidades poliedrais previamente mencionadas. O sistema de construção, de acordo com a descrição, pode ser utilizado para criar estruturas tridimensionais, em que as ditas estruturas são constituídas por uma pluralidade das ditas unidades poliedrais, em que cada dita unidade é constituída de pelo menos um elemento de peça singular 1 e pelo menos um elemento de peça dupla.

[0034] O elemento de peça singular 1 ilustrado nas figuras 1a-b é ilustrado em vistas em perspectiva, mas a partir de ângulos diferentes. Cada elemento de construção 3 do sistema de construção pode compreender uma superfície externa 11 e uma superfície interna 13, em que os meios de acoplamento 9 de cada borda 7 de cada elemento de construção 3 são dispostos nas superfícies internas 13 dos elementos de construção 3. A figura 1a representa o elemento de peça singular 1 que exibe sua superfície interna 13 fornecida com os meios de acoplamento 9, e a figura 1b representa o elemento de peça singular 1 que exibe sua superfície externa 11. As figuras 1a-b devem, dessa forma, ser observadas como ilustrações da mesma modalidade de tal elemento de peça singular 1, observado a partir de lados diferentes. Cada elemento de peça singular 1 pode compreender, ainda, um furo vazado 15 em um centro de cada dito elemento 1, que é observado em ambas as figuras 1a-b. O furo vazado 15 será descrito em maiores detalhes posteriormente ou na descrição com referência às figuras 3a-b.

[0035] Deve-se notar no presente documento também que o termo elemento de peça singular 1 pode se referir a um elemento de peça singular 1 como um elemento de construção 3 do sistema de construção, mas também como uma parte de um elemento de peça dupla, em que o elemento de peça dupla deve ser percebido como um elemento de construção 3 do sistema. Quando um elemento de peça dupla é mencionado, o mesmo deve, dessa forma, ser observado como dois elementos de peça singular 1 conectados um ao outro, e quando um termo geral de elementos de construção 3 é mencionado, o mesmo deve ser observado como uma pluralidade de elementos de peça singular 1 e/ou elementos de peças duplas. Dessa forma, quando for mencionado acima que "cada elemento de peça singular 1 pode compreender, ainda, um furo vazado 15 no centro de cada dito elemento 1", pode ser observado como descrevendo cada elemento de peça singular 1, isolado ou como parte de um elemento de peça dupla.

[0036] Voltando-se à figura 1a e aos detalhes representados aí, os meios de acoplamento 9 e sua disposição no elemento de peça singular 1 podem ser estudados em maiores detalhes. Os meios de acoplamento 9 de cada borda 7 de cada elemento de construção 3 podem ser dispostos nas superfícies internas 13 por meio de flanges intermediários 17. Os ditos flanges 17 podem se projetar de forma perpendicular à superfície interna 13 e se estendem em paralelo a cada borda 7, a uma distância 19 de cada dita borda 7, distância 19 essa que é igual em comprimento a um comprimento projetado 21 dos flanges 17. Os flanges 17 fornecem uma disposição mais estável e rígida para os meios de acoplamento 9, e fornecem proteção contra impactos com objetos que se aproximam dos meios de acoplamento 9 a partir do furo vazado 15 do elemento de construção 3. Os flanges 17 também tornam os elementos de construção 3 mais fortes e mais rígidos para um usuário do sistema de construção. O comprimento igual da distância 19 e o comprimento projetado 21 dos flanges 17 podem ser utilizados da melhor forma possível quando tal elemento de peça singular 1 for conectado a um elemento de construção adjacente 3 orientado de forma perpendicular ao elemento de peça singular 1. Se dois desses elementos de construção 3 forem dispostos de tal forma, as bordas 7 dos ditos elementos de construção 3 e os flanges 17 dos mesmos alinharão um com o outro, o que posicionará os meios de acoplamento 9 em um espaço protegido e encerrado. Deve-se notar, no entanto, que o conceito inventivo do sistema de construção pode ser utilizado para outros ângulos de acoplamento de dois elementos de construção 3, sem se desviar do escopo de proteção como apresentado por toda a descrição. Se uma conexão não perpendicular dos dois elementos de construção adjacentes 3 for desejável, o comprimento projetado 21 dos flanges 17 e/ou seu posicionamento relativo às bordas 7 dos elementos de peça singular 1 pode ser modificado para fornecer o mesmo efeito que o descrito no presente documento, mas para outros tipos de unidades poliedrais montadas.

[0037] A modalidade, de acordo com as figuras 1a-b, é ilustrada como possuindo um projeto no qual cada borda 7 do elemento de peça singular 1 tem o mesmo comprimento. Ainda, a modalidade do elemento de peça singular 1 apresenta no presente documento quatro bordas 7, em que o elemento de peça singular 1 tem formato quadrado. Tal projeto dos elementos de peça singular 1 pode, dessa forma, ser utilizado para montar unidades poliedrais de formato cúbico. Quando montados dessa forma, seis elementos de peça singular 1, isoladamente, ou como partes dos elementos de peça dupla, constituirão um cubo simétrico possuindo seis superfícies, superfícies essas que correspondem às superfícies externas 11 dos elementos de construção 3, como representado na figura 1b. Tal montagem será descrita em maiores detalhes com referência à figura 4. Como será compreendido, um elemento de peça singular 1 também pode ser constituído de outro número de bordas 7, mas ainda utiliza o mesmo conceito de construção. Um elemento de peça singular 1 pode, por exemplo, possuir três bordas, que, se tiverem o mesmo comprimento, podem ser montadas como uma unidade poliedral possuindo um formato piramidal alternativamente.

[0038] Os meios de acoplamento 9 de cada borda 7 de cada ele mento de construção 3 podem ser constituídos de uma garra 23 e um pino 25, em que o acoplamento de dois elementos de construção 3 é alcançado por meio de um pino 25 de um elemento de construção 3 sendo encaixado em uma garra 23 de um elemento adjacente, e vice- versa. Como observado nas figuras 1a-b, os pinos 25 dos meios de acoplamento 9 podem ser orientados de modo que uma linha central 27 dos ditos pinos 25 se estenda para fora a partir do elemento de peça singular 1, e possuindo uma direção de extensão e orientação paralela à superfície externa 11 do elemento de peça singular 1. De forma correspondente, as garras 23 dos meios de acoplamento 9 podem ser formatadas para se conformarem ao formato dos pinos 25 (nesse caso possuindo, substancialmente, uma circunferência circular), em que uma linha central 29 do volume interno, circundada parcialmente pela garra 23, se es- tende em uma direção perpendicular à superfície interna 13 de um elemento de peça singular 1 no qual é disposta. Se dois elementos de construção 3 forem acoplados juntos, borda 7 com borda 7, e com orientações perpendiculares uma com relação à outra, as ditas duas linhas centrais 27, 29 alinharão dessa forma, em que as garras 23 e os pinos 25 dos ditos dois elementos de construção 3 podem ser acoplados um ao outro de modo a fornecer um acoplamento confiável de dois elementos de construção adjacentes 3. Por meio de utilização de duas linhas centrais 27, 29 da garra 23 e do pino 25, linhas centrais essas 27, 29 que são perpendiculares uma à outra em termos de orientação, um acoplamento das garras opostas 23 e pinos 25 nunca pode deslizar para fora um do outro em uma única direção. As duas partes independentes de tal modalidade dos meios de acoplamento 9 complementarão, dessa forma, uma à outra a fim de alcançar um acoplamento que seja confiável em uma pluralidade de direções.

[0039] Ainda, cada borda 7 de cada elemento de construção 3 pode, ainda, compreender uma garra 23 e um pino 25 (como representado nas figuras 1a-b), em que para cada borda 7, a garra 23 e o pino 25 são posicionados em lados opostos de um centro 31 da dita borda 7, a uma distância igual a partir do dito centro 31. Tal disposição das garras 23 e dos pinos 25 garante um alinhamento suave de dois elementos de construção adjacentes 3, quando acoplados um ao outro, visto que os centros 31 dos ditos dois elementos de construção adjacentes 3 alinharão um com o outro. Tal acoplamento também alinhará sempre as bordas 7 de tais elementos de construção uma à outra, o que, por sua vez, fornece o posicionamento correto dos ditos elementos de construção 3 para constituir uma primeira etapa de montagem de uma unidade polie- dral correta, de acordo com o sistema de construção. Ainda, visto que tal disposição força um usuário do sistema de construção a acoplar os elementos de construção 3 um ao outro em uma única forma possível, o sistema de construção se torna mais intuitivo para o dito usuário. Deve-se notar no presente documento que os elementos de construção 3 podem compreender qualquer número de garras 23 e pinos 25 para cada borda 7 de cada elemento de construção 3, desde que uma disposição simétrica das ditas garras 23 e pinos 25 seja alcançada. Para tipos maiores de estruturas, pode ser mais benéfico se fornecer uma pluralidade maior de tais garras 23 e pinos 25 combinados em cada borda 7 de cada elemento de construção 3, de modo a se fornecer uma conexão mais confiável e durável entre tais elementos de construção maiores 3. Cada par de uma garra 23 e um pino 25 acoplados deve ser disposta a distâncias iguais a partir do dito centro 31 de cada borda 7, de modo a alinhar as dobras 7 de cada elemento de construção 3 de uma forma adequada.

[0040] As figuras 2a-c ilustram um elemento de peça dupla 33 de um sistema de construção, em vistas diferentes, de acordo com uma modalidade. Mais precisamente, a figura 2a representa o elemento de peça dupla 33 em uma vista de cima para baixo através das superfícies internas 13 do dito elemento 33, a figura 2b representa o elemento de peça dupla 33 em uma vista lateral, e a figura 2c representa o elemento de peça dupla 33 em uma vista de baixo para cima através das superfícies externas 11 do dito elemento 33. Essa modalidade pode ser percebida como um elemento de peça dupla 33 de um sistema de construção compreendendo o dito elemento de peça dupla, e o elemento de peça singular 1 ilustrados nas figuras 1a-b. Dessa forma, o elemento de peça dupla 33, como ilustrado nas figuras 2a-c, deve ser percebido como sendo constituído de dois elementos de peça singular 1 (como ilustrado nas figuras 1a-b) dispostos adjacentes um ao outro e sendo fixados de forma articulada um ao outro em uma das bordas 7 de cada um dos dois elementos de peça singular dispostos de forma adjacente 1. As figuras 2a e 2b ilustram de forma mais clara a orientação das linhas centrais 27, 29 dos pinos 25 e das garras 23 dos meios de acoplamento 9 respecti-vamente, e como podem ser alinhados se acoplados juntos, se imaginando que as duas vistas fossem unidas.

[0041] Os elementos de construção 3 podem ser fabricados a partir de um material uniforme, em que a fixação articulada dos dois elementos de peça singular 1, que formam um elemento de peça dupla 33, pode ser constituída de pelo menos uma faixa de conexão 35 do dito material uniforme. A modalidade, como apresentada nas figuras 2a-c, compreende uma faixa como essa, como observado na região entre os dois elementos de peça singular individuais 1 que formam o elemento de peça dupla 33 ilustrado. A figura 2b ilustra que a dita faixa 35 do material é relativamente fina, o que fornece flexibilidade e, dessa forma, a funcionalidade articulada entre os dois elementos de peça singular 1. Para que as faixas 35 sejam flexíveis, o material a partir do qual os elementos de construção 3 são fabricados precisa, naturalmente, ser um material flexível. Dessa forma, os elementos de construção 3 são preferivelmente fabricados a partir de um material polimérico, tal como polipropi- leno (PP), no entanto, outros materiais poliméricos podem, obviamente, ser utilizados se exibirem as propriedades de material adequadas. Os elementos de construção 3 propriamente ditos precisam apresentar uma rigidez suficiente para poder formar as unidades poliedrais estáveis e estruturas tridimensionais quando montadas dessa forma. A diferença na espessura quando da comparação da espessura das faixas 35 e do material de volume restante dos elementos de construção 3 é, dessa forma, o que fornece as características diferentes dos elementos de construção rígida 3 e das faixas flexíveis 35. Tais características podem ser fornecidas para os elementos de construção por meio da utilização, por exemplo, de polipropileno como o material de fabricação. Os elementos de construção 3 podem, então, ser fabricados por meio de moldagem, em que os ditos elementos de construção 3 podem ser rápidos, fáceis e econômicos em termos de fabricação, e fornecem as características adequadas diretamente após a fabricação, não demandando quaisquer etapas adicionais de processo para se alcançar os produtos finais. É, no entanto, possível também se fabricar os elementos de construção 3 utilizando-se uma pluralidade de materiais de fabricação, de modo a fornecer elementos de construção compostos 3. O acoplamento articulado de um elemento de peça dupla 33 pode, por exemplo, ser fabricado a partir de um material alternativo adequado por suas propriedades mecânicas desejadas. No entanto, pela fabricação dos ditos elementos de construção 3 como peças uniformes de apenas um material, os custos de fabricação podem ser reduzidos e o processo pode ser tornado mais eficiente.

[0042] As figuras 3a-b ilustram elementos de peça dupla 33 de um sistema de construção, em vistas de cima para baixo, de acordo com as modalidades alternativas. Ambas as figuras 3a e 3b ilustram modalidades diferentes de um elemento de peça dupla 33 de um sistema de construção em uma vista de cima para baixo, observando-se as superfícies externas 11 dos ditos elementos 33. A figura 3a ilustra uma modalidade dessas de um elemento de peça dupla 33 que é fornecido com um furo vazado 15 de um formato e tamanho diferentes em comparação com as modalidades previamente ilustradas e explicadas de um elemento de peça dupla 33. Como observado na figura 3a, o dito furo vazado 15 é muito maior no presente documento em comparação com o tamanho total dos elementos individuais de peça singular 1, e possuindo um formato quadrado com bordas arredondadas. Quando tal modalidade dos elementos de construção 3 é utilizada para se montar unidades poliedrais e estruturas tridimensionais, a visibilidade através dos ditos furos vazados 15 aumenta, e tais disposições montadas podem, dessa forma, possuir uma aparência visualmente mais leve, e também podem fornecer um manuseio mais fácil da estrutura, visto que existem elementos estruturais mais finos a serem agarrados pelo usuário do sistema de construção.

[0043] Ainda, como pode ser observado também na figura 3a, a fi xação articulada dos dois elementos individuais de peça singular 1, que constituem o elemento de peça dupla 33 ilustrado, é fornecida com duas faixas de conexão 35, com um espaço 36 entre as mesmas, entre os ditos dois elementos de peça singular 1. Como o comprimento total das ditas duas faixas 35 é obviamente menor em comparação com uma faixa singular 35 que percorre a totalidade das bordas 7, como ilustrado com referência às figuras 2a-c, a flexibilidade das ditas faixas 35 será naturalmente alterada também. Dessa forma, as duas faixas 35, como ilustrado na figura 3a, podem ser ligeiramente espessadas em comparação com uma faixa singular 35, e combinadas ainda fornecem a mesma flexibilidade à conexão articulada. Como deve ser compreendido, o número total de faixas 35 utilizadas pode variar entre uma única faixa 35 e uma grande pluralidade de faixas menores 35, em que o número total de faixas 35 e suas espessuras, pode ser utilizado como um meio de modificação da flexibilidade e durabilidade do acoplamento ar-ticulado que fornecem.

[0044] A figura 3b representa outra modalidade alternativa de um elemento de peça dupla 33 que possui um comprimento não uniforme das bordas 7 dos elementos individuais de peça singular 1. Como será compreendido, as unidades poliedrais montadas com tais elementos de construção 3 não terão um formato cúbico simétrico, mas, em vez disso, uma geometria de formato cuboide.

[0045] Como será óbvio, as modalidades descritas com referência às figuras 3a-b não são as únicas modalidades alternativas possíveis que se encontram dentro do escopo de proteção definido pela descrição apresentada no presente documento. As figuras 3a-b são meramente ilustrações ilustrando algumas modificações que podem ser realizadas a determinadas características. O número total de bordas 7, que constituem a circunferência dos elementos de construção, pode ser alterado de modo a fornecer elementos de construção que apresentam mais ou menos bordas 7. Os furos vazados 15 podem ser alterados em tamanho ou formato ou até mesmo removidos totalmente. A orientação das linhas centrais 27, 29 dos meios de correção 9 pode ser angulada de modo a encaixar outros ângulos além do ângulo de 90, ou outro.

[0046] A figura 4 ilustra uma unidade poliedral parcialmente mon tada 37 em uma vista em perspectiva, de acordo com uma modalidade. A unidade poliedral parcialmente montada 37 pode ser percebida como sendo alcançada pela conexão de uma pluralidade de elementos de peça singular 1, como descrito com referência às figuras 1a-b, e um elemento de peça dupla 33, como descrito com referência às figuras 2a- c. O número total de elementos de peça singular 1 ilustrado na ilustração é igual a quatro, em que três são conectados ao elemento de peça dupla 33 situado no fundo da montagem como ilustrado, e o quarto sendo ilustrado acima da unidade parcialmente completada 37. Como observado no presente documento, o elemento de peça dupla 33 é, dessa forma, acoplado à unidade poliedral 37 por meio de um de seus elementos de peça singular 1 dos quais é constituído. O elemento de peça singular não conectado 1 do elemento de peça dupla 33 é, dessa forma, livremente móvel por meio de sua conexão articulada ao outro elemento de peça singular 1 do elemento de peça dupla 33. Ainda, como claramente ilustrado na figura 4, os meios de acoplamento 9 do elemento de peça singular livre 1 do elemento de peça dupla 33 são todos livres para se-rem acoplados a outros elementos de construção 3 de outras unidades poliedrais adicionais 37, unidades essas 37 que combinadas criam uma estrutura tridimensional quando totalmente montadas. Ainda, o espaço aberto na frente da unidade poliedral parcialmente montada 37 é repre- sentada no presente documento como prontamente disponível para conectar outro elemento de construção adicional 3. Se um elemento de peça singular 1 for acoplado ao mesmo, a unidade poliedral 37 será totalmente montada e o único elemento de peça dupla 33 sendo uma parte da unidade 37 fornece a possibilidade de a dita unidade ser articuladamente acoplada a uma unidade separada adjacente 37. No entanto, se um elemento de peça dupla 33 for acoplado ao espaço aberto na frente da unidade poliedral 37, a dita unidade poliedral 37 pode, dessa forma, ser fornecida com outro segundo acoplamento articulado a uma unidade poliedral mais adjacente 37. Como deve ser compreendido, tal elemento de peça dupla adicional 33 sendo acoplado ao espaço aberto na frente da unidade poliedral 37 pode ser orientado em qualquer uma das quatro possíveis direções disponíveis. Isso é, o elemento de peça singular 1 do elemento de peça dupla adicional 33 não sendo acoplado à unidade representada 37 pode se estender a partir de qualquer uma das bordas 7 dos elementos de construção 3, bordas 7 essas que constituem a circunferência do dito espaço aberto. Dessa forma, o sistema de construção pode ser utilizado para criar uma variação sem fim desse tipo de unidades poliedrais 37, em que qualquer borda 7 da unidade poliedral 37 pode ser fornecida com um acoplamento articulado a uma unidade adicional adjacente 37. Dependendo de em que os acoplamentos articulados são dispostos por toda uma estrutura tridimensional, a dita estrutura pode ser modificada em formato de formas diferentes, para fornecer interesse visual, uma escultura cinética, uma ferramenta de treinamento motor/brinquedo, ou um objeto geométrico praticamente útil. Um exemplo de tal estrutura tridimensional será descrito com referência às figuras 5a-x.

[0047] As garras 23 e os pinos 25 dos meios de acoplamento 9 dos elementos de construção 3, como representados na figura 4, podem ser observados em maiores detalhes quando fazem parte da montagem como ilustrada. No presente documento, é ilustrado como as linhas centrais 29, 27 das garras 23 e dos pinos 25 se alinham, respectivamente, em orientação com todas as linhas centrais correspondentes 27, 29 dos elementos de construção adjacentes 3, e que se complementam mutuamente por meio da disposição em um padrão de orientações alternadas. O elemento de peça singular 1, como ilustrado acima da unidade poliedral montada parcialmente 37, pode ser empurrado descendentemente com uma quantidade de força que empurra horizontalmente os pinos 25 orientados para dentro das garras 23 abaixo, em que as garras 23 do elemento de peça singular superior 1 deslizarão simplesmente para baixo em seus pinos respectivos posicionados de forma oposta 25. Isso garante que nenhum elemento de construção 30 seja removido de uma unidade poliedral 37 por meio de apenas um movimento deslizante em uma direção, o que fornece acoplamentos confiáveis entre os elementos de construção 3. Pode ser observado também como os flanges 17, dispostos nas superfícies internas 13 dos elementos de construção 3, se alinham um com o outro de modo a vedar completamente os meios de acoplamento 9 dentro de espaços fechados, o que alivia o risco de danos aos ditos meios de acoplamento 9, e alcança uma unidade polie- dral mais elegante e visualmente mais agradável 37.

[0048] Deve-se mencionar também que o conceito do sistema de construção pode, obviamente, ser expandido ainda mais, em que o elemento de peça tripla, ou elementos de construção construídos de forma similar 3, fabricados a partir de até todas as bordas 7 de um elemento de peça singular 1 sendo conectadas a outro elemento de peça singular adjacente 1. Por intermédio dos meios de acoplamento intuitivos, porém, robustos 9 dos elementos de construção 3 do sistema de construção, qualquer elemento de construção singular ou uma pluralidade dos mesmos 3 pode, em qualquer momento posterior, ser removido e substituído por outro tipo de elemento de construção para criar um novo tipo de estrutura tridimensional, que pode apresentar novas características e/ou funcionalidade.

[0049] Deve-se mencionar ainda que as unidades poliedrais singu lares 37 podem, obviamente, ser montadas também por meio do sistema de construção, de acordo com a descrição. Tais unidades polie- drais singulares 37 podem, dessa forma, não ser acopladas a qualquer unidade adjacente. Tal unidade poliedral singular pode ser montada por meio de conexão apenas dos elementos de peça singular 1 juntos, ou por uma combinação de elementos de peça única 1 e elementos de peça dupla 33, mas para esses elementos de peça dupla 33, a conexão articulada é posicionada em um canto dentro de tal unidade. Se o elemento de peça dupla 33 na unidade poliedral parcialmente montada 37, como ilustrado na figura 4, for girado de modo que o elemento de peça singular livre 1 do elemento de peça dupla seja posicionado no espaço aberto da unidade, em vez disso, o dito elemento de peça singular livre 1 pode simplesmente ser inclinado para cima para completar a unidade.

[0050] As figuras 5a-d ilustram uma estrutura tridimensional 39 em estágios diferentes de modificação geométrica. A descrição, como apre-sentada no presente documento, deve ser visualizada como referente a qualquer estrutura tridimensional 39 montada por meio do sistema de construção, de acordo com a dita descrição. Geralmente, tal estrutura tridimensional 39 pode, dessa forma, compreender pelo menos duas unidades poliedrais 37, em que cada unidade poliedral 37 da dita estrutura 39 é articulada em conjunto com pelo menos uma unidade poliedral adjacente 37. Cada par articulado de unidades poliedrais 37 é ainda articulado em conjunto nas bordas 7 das ditas unidades poliedrais 37. O exemplo ilustrado nas figuras 5a-d é constituído de dez unidades polie- drais 37, possuindo o formato de cubos, escolhido por motivos de simplicidade. Cada unidade poliedral 37 dessas, da estrutura tridimensional 39, é constituída de pelo menos um elemento de peça singular 1 e pelo menos um elemento de peça dupla 33, de acordo com a descrição apresentada no presente documento. A estrutura 39, como apresentada na figura 5a, pode ser percebida como uma forma inicial da dita estrutura 39, em que as unidades poliedrais 37 sendo acopladas de forma articulada a unidades adjacentes 37 são inclinadas para longe ou na direção uma da outra, pouco a pouco, para cada uma das figuras 5a-d, até que uma segunda forma seja alcançada na figura 5d. Todo esse movimento é, dessa forma, alcançado por uma pluralidade de tais acoplamentos articulados entre as unidades poliedrais adjacentes 37, unidades essas 37 que podem ser movidas simultaneamente se os acoplamentos articulados forem dispostos de uma forma correta para evitar o travamento das unidades 37 uma com relação à outra. Esse exemplo fornecido de uma estrutura tridimensional possível 39 não é, dessa forma, a única estrutura possível de ser criada, mas apenas um único exemplo para exibir a funcionalidade de tal estrutura tridimensional 39 que possui uma pluralidade de acoplamentos articulados.

[0051] As figuras 6a-e ilustram uma estrutura tridimensional alterna tiva 39 em estágios diferentes de modificação geométrica. Essa estrutura tridimensional alternativa 39 não será explicada em detalhes, em que deve ser compreendido que a funcionalidade e a capacidade de ser movida entre suas várias formas, como ilustrado na figura 6a e 6e, espelham a estrutura tridimensional 39 ilustrada nas figuras 5a-d, apenas diferindo em formatos distintos e forma os dois exemplos exibidos em suas ilustrações respectivas.

[0052] Dependendo da utilização desejada, as estruturas 39 po dem, obviamente, ser planejadas, montadas e utilizadas de formas diferentes. Como foi mencionado, esses tipos de estruturas tridimensionais 39 podem ser utilizados em uma ampla variedade de formas, tal como arte performática visual, quebra-cabeças cinéticos, brinquedos ou até mesmo peças dobráveis de mobília ou componentes de construção estrutural.

[0053] A descrição acima das modalidades foi fornecida para fins de ilustração e descrição. Não pretende ser exaustiva, nem limitar as modalidades às variações descritas. Muitas modificações e variações serão obviamente aparentes aos versados na técnica. As modalidades foram escolhidas e descritas a fim de explicar melhor os princípios e aplicações práticas, e para, dessa forma, permitir que os versados nas técnicas compreendam a invenção em termos de suas várias modalidades e com várias modificações que são aplicáveis a seu uso pretendido. Os componentes e características especificados acima pode, dentro da estrutura de trabalho da descrição, ser combinados entre diferentes modalidades especificadas.

Claims (20)

1. Sistema de construção para a criação de estruturas tridi-mensionais (39), em que as estruturas tridimensionais (39) são compre-endidas de uma pluralidade de unidades poliedrais (37), cada unidade poliedrais (37) sendo acoplada de forma articulada a pelo menos uma unidade poliedral adjacente (37), em que a pluralidade de unidades po- liedrais (37) acopladas de forma articulada (37) é disposta para ser manipulada de forma intercambiável entre diferente formas das ditas estruturas tridimensionais (39), o sistema de construção caracterizado pelo fato de que compreende: pelo menos dois tipos de elementos de construção (3), incluindo: um elemento de peça singular (1) possuindo pelo menos três bordas externas (7) que constituem uma circunferência do dito elemento de peça singular (1), e um elemento de peça dupla (33) compreendido por dois elementos de peça singular (1) dispostos adjacentes um ao outro e sendo acoplados de forma articulada um ao outro por pelo menos uma faixa de conexão (35) que se estende diretamente de um dos dois elementos de peça singular (1) para o outro dos dois elementos de peça singular (1), em que uma parte interna (5) de cada uma das bordas externas (7) de cada um elemento de construção (3) é fornecido com meios de acoplamento (9) dispostos para acoplar os elementos de construção (3) juntos ao longo de suas bordas externas (7) de modo a formar uma pluralidade de unidades poliedrais (37) formando uma estrutura tridimensional, cada unidade poliedral (37) sendo compreendida de pelo menos um elemento de peça singular (1) e pelo menos um elemento de peça dupla (33), em que cada elemento de construção (3) compreende uma superfície externa (11), uma superfície interna (13) e uma pluralidade de flanges (17) que se projetam para longe a partir da superfície interna (13), cada flange (17) da pluralidade de flanges (17) sendo espaçados para dentro a partir de uma borda externa (7) correspondente de uma das bordas externas (7), em que cada um dos meios de acoplamento (9) de cada elemento de construção (3) é formado de forma integral com a superfície interna (13) ao longo de pelo menos um flange (17) da pluralidade de flanges (17).

2. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os pelo menos dois tipos de elementos de construção (3) são fabricados a partir de um material uniforme.

3. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma faixa de conexão (35) é flexível.

4. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada flange (17) da pluralidade de flanges (17) se projeta perpendicularmente para longe da superfície interna (13).

5. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que cada flange (17) da pluralidade de flanges (17) se estende paralelo à borda (7) correspondente das bordas externas (7).

6. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de acoplamento (9) de cada borda externa (7) de cada elemento de construção (3) são constituídos de pelo menos uma garra (23) e pelo menos um pino (25), em que o acoplamento de dois elementos de construção (3) é alcançado por meio de pelo menos um pino (25) de um elemento de construção (3) sendo encaixado em pelo menos uma garra (23) de um elemento de construção adjacente (3).

7. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que para cada borda externa (7) de cada elemento de construção (3), a pelo menos uma garra (23) e o pelo menos um pino (25) são posicionados em lados opostos de um centro (31) da dita borda externa (7), a uma distância igual a partir do dito centro (31).

8. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada borda externa (7) de cada elemento de peça singular (1) tem o mesmo comprimento.

9. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que cada elemento de peça singular (1) possuir quatro bordas externas (7), em que o elemento de peça singular (1) tem um formato quadrado.

10. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada flange (17) da pluralidade de flanges (17) é disposto para dentro a partir da borda externa (7) correspondente por uma distância igual a um comprimento projetado (21) do flange (17).

11. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que para cada elemento de peça dupla (33), a pelo menos uma faixa de conexão (35) é uma dobradiça viva formada de forma integral com os dois elementos de peça singular (1) e se estendendo a partir de uma das bordas externas (7) de um dos dois elementos de peça singular (1) para uma das bordas externas (7) do outro dos dois elementos de peça singular (1).

12. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que para cada elemento de peça dupla (33), a pelo menos uma faixa de conexão (35) compreende duas faixas de conexão (35).

13. Sistema de construção para a criação de estruturas tridi-mensionais (39), caracterizado pelo fato de que compreende: pelo menos dois tipos de elementos de construção (3) com-preendendo um elemento de peça singular (1) e um elemento de peça dupla (33), em que o elemento de peça dupla (33) compreende dois elementos de peça singular (1) acoplados de forma articulada por pelo menos uma faixa de conexão (35), cada um dos pelo menos dois tipos de elementos de construção (3) compreendendo: uma superfície externa (11) e uma superfície interna (13) oposta; pelo menos três bordas externas (7) definindo uma cir-cunferência da dita superfície interna (13); uma pluralidade de flanges (17), em que cada flange possui uma posição fixa que se projeta perpendicularmente para longe da superfície interna (13) e é espaçada para dentro de uma das pelos menos três bordas (7); e meios de acoplamento (9) formados onde a superfície interna (13) encontra cada flange da pluralidade de flanges (17).

14. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que os meios de acoplamento (9) são formados de forma integral com pelo menos um dentre a superfície interna (13) ou o flange (17).

15. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada faixa de conexão (35) se estende diretamente a partir de um dos dois elementos de peça singular (1) para o outro dos dois elementos de peça singular (1).

16. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada faixa de conexão (35) é uma dobradiça viva formada de forma integral com os elementos de peça singular (1) e se estendendo a partir de uma dentre as bordas externas (7) de um dentre os dois elementos de peça singular (1) para uma das bordas externas (7) do outro dos dois elementos de peça singular (1).

17. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que os meios de acoplamento (9) compreendem pelo menos uma garra (23) e pelo menos um pino (25).

18. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada flange é espaçado para dentro a partir de uma das pelo menos três bordas externas (7) por uma distância igual a um comprimento projetado (21) do flange (17).

19. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada flange da pluralidade de flanges (17) se estende paralelo a uma das pelo menos três bordas externas (7).

20. Sistema de construção, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de flanges (17) compreende um flange espaçado para dentro a partir de cada uma das pelo menos três bordas (7).