CN101517175B - 性能增强的模块化合成地砖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模块化合成地砖(10)，包括：(a)上接触面(14)；(b)成形在所述上接触面(14)中的多个开口(30)，每一个开口都具有由结构部件(18，22)限定的几何形状，所述结构部件构造成在各交叉点相互交叉，以形成至少一个在通过交叉点延伸的虚轴之间度量的锐角，所述结构部件(18，22)具有形成所述接触面(14)的光滑平坦顶面(34)，以及横向于所述顶面(34)定向的侧面(38)；以及(c)在所述结构部件(18，22)的所述顶面(42)和侧面(38)之间延伸的过渡面，所述过渡面构造成在顶面(42)和侧面(38)之间提供钝缘，并降低地砖(10)的磨损性。

Description

性能增强的模块化合成地砖
相关申请
本专利申请要求2007年4月3日提交的第11/732,714号美国非临时专利申请的权益，该11/732,714号专利申请要求2005年10月5日提交的第11/244,723号美国专利申请的权益，该11/244,723号专利申请要求2004年10月6日提交的第60/616,885号美国临时专利申请的权益。本专利申请还要求2006年7月31日提交的第60/834,588号美国临时专利申请的权益。上面提到的每件专利申请都通过整体引用结合于此。
技术领域
本发明总体上涉及合成地砖/人造地砖，尤其涉及模块化合成地砖，通过优化各种设计因素，其元件设计和构造成增强地砖的工作特性。
背景技术
已经有许多类型的地板被用来形成用于体育运动、活动、以及其它各种目的的多用途表面。近年来，由多个模块化地砖制成模块化地板组件或系统的技术已经变得相当先进，所以，这种系统的使用已经变得非常普及，特别是在用于住宅和可移动场地的情形。
模块化合成地板系统通常包括一系列单个的互锁或可拆装联结地砖，它们能永久地安装在支承基部或底层地板例如混凝土或木材上，或者在需要时临时性地安装在类似的支承基部或底层地板上，例如，在可移动场地的情况下对于特定事件在不同地点安装并在随后被拆除。另外，这些地板和地板系统在室内或室外都可使用。
采用了模块化合成地砖的模块化合成地板系统相对于更多的传统地板材料和构造具有一些优点。一个特殊的优点在于它们通常便宜、重量轻，从而安装和拆卸更加简单。另外一个优点在于它们容易更换和维护。事实上，如果一块砖损坏，它能快速、方便地被拆除及更换。此外，如果需要临时拆除地板系统，制成地板系统的单个地砖能够被方便地分离、打包、储存、以及运输(如果需要的话)，供后续使用。
另外一个优点在于用来构造这种单个地砖所用的材料类型。由于所述材料是工业合成品，地板系统可包括非常耐用的耐用塑料，其对环境状况有抵抗力，并且即便在室外装备中也能抵抗长期磨损。与更多传统的地板例如木地板相比，这些地板组件通常需要的维护更少。
另外一个优点在于，合成地板系统通常比其它耐久地板替代物(例如沥青和混凝土)在吸收冲击方面更好。更好地冲击吸收能力会降低人摔倒时受伤的可能性或危险。根据各种因素例如使用目的、成本等，合成地板系统还可以设计成具有或多或少的震动吸收能力。在相关的优点中，模块化地板组件的互锁连接或互连可以特别设计成吸收各种作用力、例如横向力，这能降低由运动或其它活动导致的某些类型的伤害。
与沥青、木材、或混凝土制成的传统地板不同，模块化合成地板系统具有某些特别要求。由于它们能够被工程制造，单个地砖的构造和材料组成变化很大。结果，这些类型地砖、以及由它们制成的相应地板系统的性能或工作特性也变化很大。除了上述那些(例如，震动吸收能力)之外，在合成地砖的设计和建造过程中考虑两个主要工作特性：1)接触面的附着摩擦力(traction)或抓力，这是接触面摩擦系数的量度；以及2)接触面的磨损性，这是接触面对拖过其上的给定物体的磨损程度的量度。
为了使地板系统的接触面具有更高的工作特性，例如使运动员能够快速启动、停止和转身，接触面必须具有良好的附着摩擦力。现在，已经采取措施来改善合成地板系统的附着摩擦力。这种措施包括形成从单个地砖的接触面向上延伸的节突或突起图案。但是，相对于没有这类节突的同种表面，这种节突或突起在某种程度上改善附着摩擦力的同时，显著增加了接触面的磨损性，以及由此引起的摔倒时受伤的可能性。事实上，这类节突造成表面粗糙或不平。此外，节突或突起的存在造成表面不规则或不平坦，，这实际上降低了由它们的构造和尺寸决定的附着摩擦力。
用于改善附着摩擦力的另一途径涉及在限定地板系统的接触面的各种结构部件或元件的上面或顶面中形成一定程度的纹理，特别是侵出性纹理。但是，这仅能有限地改善附着摩擦力，主要是由于该纹理尽管表面看来是侵出性的，但不能足够突出以对在接触面上移动的物体的表面积有任何明显的影响。在物体具有大的表面积(相比于接触面的表面积)以及施加大的法向力的情况下，例如运动员的鞋表面积和大的法向力使这种做法几乎无效时，情况尤其如此。
至于地板系统的接触面的工作特性或磨损性，很多地砖设计为有利于改善附着摩擦力而牺牲了这一点。事实上，上面讨论的这两种最普通的增加附着摩擦力的方法(即，在接触面上提供凸起节突或其它突起和提供侵出性纹理)都是用于消极地增加大多数现有技术地砖中的地砖和地板系统的磨损性。因此，尽管地板系统可以提供良好的附着摩擦力，但是由于地板系统的磨损特性，在人摔倒时，伤害发生的可能性更高。
磨损性会由于地砖周围存在的尖锐边缘进一步增强。事实上，对于单个地砖而言，具有围绕和限定地砖尺寸的周边并不少见，所述周边由正交延伸的两个表面组成。对于在周边之间延伸并且限定所述接触面的各种结构部件而言，包含两个正交表面也不少见。这些都具有易于磨损、或至少倾向于磨损在任意大小的力的作用下拖过这些边缘的任意物体的尖锐、粗糙边缘。现有附着摩擦力增强方法与尖锐周边和结构部件的边缘的结合都会使接触面更具磨损性。
发明内容
考虑到现有技术固有的问题和不足，本发明试图通过提供一种独特的地砖克服这些问题，该地砖设计成在没有现有技术地砖的磨损性的情况下具有增加的附着摩擦力。本发明不是通过提供凸起的节突或有磨损的侵出性纹理来增加地砖接触面的附着摩擦力，而是通过增加接触面的摩擦系数来增加附着摩擦力。可以通过在接触面的表面积与开口之间的最优化平衡而增加摩擦系数。换句话说，接触面的摩擦系数可以通过控制各种设计因素进行控制，例如接触面开口的尺寸、这种开口的几何形状、以及界定这种开口的各个结构部件的尺寸和构造。这些因素单独或共同作用以根据它们的构造而影响摩擦系数。在任意给定的实施例中，这些因素的每一个都可以被控制和优化，以提供具有增强工作特性的地砖。
相比于其它现有的地砖，试图优化上述因素而形成的地砖具有更少的磨损。通过沿着地砖、以及限定开口和接触面的各种结构部件的周边提供钝边或过渡面能进一步降低磨损性。
根据这里具体表达并宽泛描述的本发明，本发明提供了一种模块化合成地砖，包括：(a)上接触面；(b)成形在所述上接触面上的多个开口，每一个开口都具有由结构部件限定的几何形状，所述结构部件构造成在不同交叉点相互交叉，从而在从交叉点延伸的虚轴之间形成至少一个锐角，所述结构部件具有形成所述接触面的光滑平坦顶面，以及横向于所述顶面定向的(侧)面；(c)在所述结构部件的所述顶面和(侧)面之间延伸的过渡面，其构造成在所述顶面和(侧)面之间提供钝缘，并且降低所述地砖的磨损性；以及(d)用于将所述地砖联结到至少另一地砖的结构。
本发明还涉及一种模块化合成地砖，包括：(a)周边；(b)至少局部容纳在所述周边内的上接触面；(c)在所述周边之间延伸的第一系列结构部件；(d)在所述周边之间延伸的第二系列结构部件，该第二系列结构部件与所述第一系列结构部件相交，从而在所述上接触面上形成多个开口，每个开口具有选自所述第一和第二系列结构部件交叉而限定的菱形和类似菱形几何形状的构造；以及(e)用于将所述地砖联结到至少另一地砖的结构。
本发明还提供了一种模块化合成地砖，包括：(a)上接触面；(b)围绕上接触面的周边，该周边具有构造成弱化该地砖与相邻地砖之间的交界面的钝缘；(c)成形在上接触面中的多个反复的开口，每个开口都具有由构造成在各个交叉点相互交叉的结构部件限定的菱形几何形状，所述结构部件具有形成接触面的光滑平坦顶面，以及横向于顶面定向的(侧)面；(d)结构部件的顶面和(侧)面之间延伸的弯曲过渡面，其构造成在顶面和(侧)面之间提供钝缘，并且降低地砖的磨损性；以及(e)用于将地砖联结到至少另一地砖上的结构。
本发明还提供了一种增强模块化合成地砖的工作特性的方法，所述方法包括：(a)提供多个结构部件以形成上接触面；(b)将所述结构部件构造成在交叉点相互交叉并限定具有至少一个锐角的多个开口，所述锐角在所述交叉点延伸出的虚轴之间形成，所述开口楔形构造成接纳和楔入接触面上作用的物体的至少一部分，从而在接触面上提供增加的附着摩擦力；所述结构部件具有形成所述接触面的顶面，以及横向于所述顶面定向的(侧)面；以及(c)将所述结构部件构造成具有在所述顶面和(侧)面之间延伸的过渡面，从而使所述结构部件具有构造成降低所述地砖的磨损性的钝缘。
本发明进一步提供了一种增强模块化合成地砖的工作特性的方法，该方法包括：(a)提供多个结构部件，构造为形成具有多个开口的光滑平坦上接触面；(b)优化所述结构部件的表面积与开口的开口面积之间的比率，从而满足预先确定的接触面阈值摩擦系数；以及(c)优化过渡面相对于所述表面积的构造，从而满足预定的磨损阈值。
附图说明
从下文结合附图的说明书和所附权利要求中将更清楚地理解本发明。应该理解，这些附图仅仅示描述了本发明的示例性实施例，因此，它们不应该被认为是对其范围的限制。容易理解，如同这里一般描述以及附图所示的，本发明的部件可以布置和设计成花样繁多的不同构造。尽管如此，仍然要通过使用附图对本发明的附加特性和细节加以描述和解释。附图中：
图1A示出了本发明一个示例性实施例的模块化合成地砖的透视图；
图1B示出了图1A的示例性地砖的剖开截面图；
图2示出了图1A的示例性地砖的顶视图；
图3示出了图1A的示例性地砖的底视图；
图4示出了图1A的示例性地砖的第一侧视图；
图5示出了图1A的示例性地砖的第二侧视图；
图6示出了图1A的示例性地砖的第三侧视图；
图7示出了图1A的示例性地砖的第四侧视图；
图8示出了本发明另一个示例性实施例的模块化合成地砖的透视图；
图9示出了图8的示例性地砖的顶视图；
图10示出了图8的示例性地砖的底视图；
图11示出了图8的示例性地砖的局部细节透视图；
图12示出了图8的示例性地砖的侧视图；
图13A示出了图8的示例性地砖的局部截面侧视图；
图13B示出了图8的示例性地砖的局部截面侧视图；
图14示出了具有菱形开口的示例性地砖的局部顶视图；
图15示出了具有菱形开口的示例性地砖的局部顶视图；
图16示出了具有类似菱形开口的示例性地砖的局部顶视图；
图17示出了示例性地砖以及作用在该地砖的接触面上的物体的局部截面侧视图；
图18示出了图17的地砖的局部顶视图；
图19示出了在多个地砖上进行的摩擦系数测试结果的图表；
图20示出了在多个地砖上进行的磨损性测试结果的图表；
图21示出了本发明又一示例性实施例的模块化合成地砖的顶视图；
图22示出了本发明又一示例性实施例的模块化合成地砖的顶视图；
图23示出了本发明又一示例性实施例的模块化合成地砖的顶视图；以及
图24示出了本发明又一示例性实施例的模块化合成地砖的顶视图。
具体实施方式
下面参照附图详细描述本发明的示例性实施例，附图形成本发明的一部分，其中示意性示出了可以实施本发明的示例性实施例。尽管这些示例性实施例描述的足够详细，以使所属领域技术人员能够实施本发明，但应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以实施其它实施例，并可以对本发明进行各种改变。因此，下面对本发明的实施例的更详细描述不是为了限定本发明请求保护的范围，而是仅出于说明的目的，且不限于描述本发明的特征和特性、提出本发明的最佳实施方式、以及足以使所属技术领域技术人员能实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
参照附图将会更好地理解本发明的下述详细说明和示例性实施例，其中，本发明的元件和特征自始至终用数字标记。
本发明描述了一种增强包含多个单个模块化地砖的合成地板系统的工作特性的方法和系统。本发明讨论可以被控制来有效增强、乃至优化单个模块化地砖和最终组装的地板系统的工作特性的各种设计因素或参数。尽管地砖具有很多工作特性，但本发明的重点在于摩擦系数和磨损性。
一般而言，人们认为可以通过平衡和控制各种设计因素或参数，即，上接触面的表面积、地砖的部分或全部开口的尺寸(即，表面积与开口或开口面积的比率)、以及地砖的接触面上部分或全部开口的几何形状来增强模块化合成地砖的摩擦系数。其它设计参数，例如材料组成、面积也是重要的考虑因素。
至于上接触面、尤其是构成或限定所述上接触面的各种结构部件的表面积，已经发现，可以通过控制表面积与开口面积的比率(这直接相关或依赖于开口尺寸)而增强地砖以及最终的组装地板系统的摩擦系数或附着摩擦力。在某种程度上，相对于开口面积的大小，因一种或多种目的(例如方便排水等)而包含成形在其接触面上的多个开口的地砖显然会牺牲表面积的数量。但是，可以控制开口尺寸和构成开口的结构部件的顶面的厚度(该顶面限定了上接触面、尤其是上接触面的表面积)来获得具有或大或小的摩擦系数的地砖。
至于上接触面的开口的尺寸，也可以被控制来增强摩擦系数。已经发现，开口可以构造成接纳物体和向物体施加压力--所述物体在足够柔软的地砖的接触面上作用或者移动。开口太小则可能不足以接纳物体，而开口太大则可能限制开口作用在物体上的面积。
最后，对于上接触面的开口的几何形状，人们已经发现，有些开口比其它开口更能增强地砖的摩擦系数。具体而言，具有至少一个锐角(如下面所限定的)的开口通过向在接触面上作用或者移动的适度柔软的物体施加压力来增加摩擦系数。通过为模块化合成地砖的一些或全部开口提供至少一个锐角，所述开口能实际上将物体的一部分楔入锐角上形成的那些开口部段中。这样，产生一个或多个压力并使其作用在物体上，该压力用于增加摩擦系数。
可以设想，对于给定的地砖，所有这些设计参数都可以仔细考虑和平衡。还可以设想，对于给定的地砖，这些参数的每一个都可以优化。优化不必意味着最大化。事实上，尽管最有可能总是期待使特定地砖的摩擦系数最大，但这不一定意味着每一个上述设计参数都为此被最大化。对于给定的地砖而言，可以通过使一些设计参数在某种程度上为其它设计参数让步而最好地增强摩擦系数。因此，对于每种地砖设计，都必须仔细考虑每一个参数。此外，会存在摩擦系数不总是被最大化的例子。例如，美学约束条件可能胜过使摩擦系数最大化的能力。无论如何，可以设想通过控制上述设计参数来在某种程度上增强或者最优化任意给定地砖的摩擦系数。
应当清楚在某些情况下可能不能最大化特定地砖的表面积与开口面积的比率。但是，这并不意味着所述比率不能最优化。通过优化该比率，考虑所有其它的设计参数，地砖的总摩擦系数可以在某种程度上增强，即便考虑其它主要的因素。
人们还发现，可以在不需要如很多现有相关设计中那样在接触面上提供纹理的情况下增强摩擦系数。事实上，本发明有利地提供了一个没有纹理的平面平坦接触面，以获得增强的摩擦系数。如上所述，在某些情况下，纹理能降低地砖的摩擦系数，由此使作用在接触面上的物体更易于滑移。通过提供一种平面平坦接触面，整个表面积都能与物体接触。
在相关方面已经发现，可以在不需要从接触面向上延伸的额外凸起或突出部件(如很多现有相关设计中提供的那样)的情况下增强地砖的摩擦系数。
通常来说，可以通过降低地砖对在地砖的接触表面上作用或移动的物体造成磨损的可能性来降低地砖以及随后组装的地板系统的磨损性。通过在结构部件和周边的各边缘与顶面之间成形各种过渡面，能产生更软更光滑的接触面。此外，由于沿着周边的过渡面，相邻砖之间的分界面也得以弱化。
定义
这里所用的术语“砖性能”或“工作特性”应该理解成表示地板系统、或者构成该地板系统的单个地砖的某些可测量的特性，例如抓力或附着摩擦力、球回弹力、磨损性、减震性、耐久性、耐磨性等。可以看出，这既适用于物理相关特性(例如，那些能使地板系统提供良好的场地表面、或者那些影响在场地表面上作用或行走的物体或个体的表现的特征类型)，又适用于与安全相关的特征(例如，倾向于使地砖的潜在伤害最小的那些特征类型)。例如，附着摩擦力可以描述为物理工作特性，其有助于接触面上可能的运动水平。磨损性可以定位成与安全相关的工作特性，尽管不一定指示地板系统将要如何影响或使运动或活动进行以及处于什么水平。但是，特别是在摔倒时，使伤害最小以及使运动安全的能力仍然是重要的考虑因素。
这里所用的术语“附着摩擦力”应该理解成地板系统(或单个地砖)在其接触面上的摩擦系数的度量。
这里所用的术语“磨损”或“磨损性”应该理解成表示地板系统(或单个地砖)摩损或擦伤拖过或被拖过其接触面的物体表面的可能性。
这里所用的术语“锐角”应该被理解成表示角度或相互交叉的结构部件部段之间的角度小于90°。用锐角不是必然表示角度，不是必然表示由两个直线支承部件形成的开口部段。开口可以包括锐角(即使其限定结构部件是非直线的)，该锐角应理解成从限定该开口的结构部件的三个或三个以上的交叉点延伸的虚轴之间测量。
这里所用的术语“钝角”应该被理解成表示以大于90°角度相互交叉的结构部件的角度或部段。用钝角不是必然表示角度，不是必然表示由两个直线支承部件形成的开口部段。开口可以包括钝角(即使其限定结构部件是非直线的)，该钝角应理解成从限定该开口的结构部件的三个或三个以上的交叉点延伸的虚轴之间测量。
这里所用的术语“过渡面”应该理解成在结构部件或周边部件的顶面与该部件的面或侧部之间延伸的表面或边缘，用于在所述顶面和面之间提供弱的或钝的过渡。这种过渡面用于降低地板系统的磨损性。过渡面可以包括直线部段、具有半径或弧度以提供圆化边缘的圆化部段、或者这些部段的任意组合。
这里所用的术语“类似菱形”应该理解成具有至少一个钝角和至少一个锐角的任意封闭几何形状。
这里所用的术语“开口面积”或“开口的面积“应该理解成表示构成开口并限定其边界的结构部件所限定的开口中的开口空间或空缺的计算出的或可量化的面积或尺寸。公知的面积计算方法用于提供开口面积，以任意所需要的单位-[单位]2来测量。
附着摩擦力和磨损性
在建造合成地砖以及相应的地板系统的过程中遇到的很多重要挑战之一是需要提供具有足够附着摩擦力或抓力的接触面。附着摩擦力指在驱动部件和其运动的所在表面之间的摩擦，其中摩擦用于提供运动。换句话说，附着摩擦力可以想成是当试图使一个物体的表面在另一表面上滑动时对侧向运动的阻力。当合成地板系统用于一种或多种运动相关或其它相似活动时，附着摩擦力特别重要。
特定地板系统(或单个地砖)提供的附着摩擦力水平可以通过测得的摩擦系数进行描述。应该知道，摩擦系数可以定义为两个表面之间滑移的量度，摩擦系数越大，表面之间相对滑移越小。影响摩擦系数(或附着摩擦力)的一个因素是作用在具有所述两表面的物体中的一个或两个上的法向力的大小，法向力可以看成将两个物体并因此将两个表面压在一起的力。影响摩擦系数的另一个因素是形成表面的材料类型。事实上，有些材料比其它材料更滑。为了说明这两个因素，将一块重木块(具有大的法向力)拉过一个表面需要比将一块轻木块(具有小的法向力)拉过同样的表面需要更大的力。并且，将木块拉过橡胶表面(大摩擦系数)比将同样的木块拉过冰面(小摩擦系数)需要更大的力。
对于一对给定的表面，具有两种摩擦系数。表面相对静止时作用的是静摩擦系数μs，表面相对滑动时作用是动摩擦系数μk。
滑动开始前两表面之间的最大可能摩擦力是静摩擦系数与法向力的乘积：Fmax＝μsN。应意识到，当没有发生滑动时，摩擦力可以是从0到Fmax之间的任意值。使一个表面在另一个表面上滑动的任意小于Fmax的力将会被一个大小相等、方向相反的摩擦力抵消。任意大于Fmax的力才会克服摩擦并产生滑动。
当一个表面滑过另一个表面上时，它们之间的摩擦力总是相同的，并且等于动摩擦系数与法向力的乘积：F＝μkN。静摩擦系数大于动摩擦系数，这意味着，与滑动开始之后将它们保持为滑动状态的力相比，需要更大的力使表面开始相对滑动。
这些经验关系仅仅是近似的。它们不准确。例如，相对滑动的表面之间的摩擦在某种程度上取决于接触面积或者滑动速度。摩擦力的本质是电磁的，这意味着一个表面的原子在咬合分开片刻之前用于“粘”住另一表面的原子，由此造成原子震动，并由此将需要维持滑动的功转换为热。但是，虽然摩擦背后的基本原理很复杂，在很多应用中，上述关系式是足够准确的。
如果一个物体位于水平表面上，且倾向于使其滑动的力是水平的，则物体和表面之间的法向力正好是其重量，这等于它的质量乘以地球重力加速度g。如果物体处于倾斜表面例如倾斜平面上，则法向力小一些，因为垂直于平面的重力少一些。因此，法向力、以及最终的摩擦力可以使用矢量分析、通常通过自由体受力图来确定。根据情况不同，法向力的计算可以包括重力之外的力。
材料组成也影响物体的摩擦系数。在大多数应用中，在选择材料时存在复杂的权衡。例如，软橡胶通常具有良好的附着摩擦力，但也磨损的更快，当弯曲时损耗更大，因此损害效率。
在合成地板系统的生产过程中遇到的另一个重要挑战在于接触面磨损性的降低。磨损性可以认为是一个表面倾向于磨损在该表面上拖过的物体的表面的程度。表面磨损性的常见测试包括在给定载荷下将易碎块体拖过该表面。这在该表面的所有方向上进行。然后，移走块体并称重，以确定其相对于测试前重量的变化。这种重量变化代表了从块体中失去或刮掉的材料的量。
地砖磨损性越大，则越倾向于摩擦个体的皮肤和衣服，由此造成伤害和损坏。因此希望尽可能地降低磨损性。但是，由于附着摩擦力是更重要的考虑因素，常牺牲磨损性以增加附着摩擦力(例如，通过在接触面上提供突起和/或纹理)。与很多现有设计不同，本发明有利地同时提供了附着摩擦力的增加和磨损性的降低。
说明
参照图1-7，示出了本发明的一个示例性实施例的模块化合成地砖。如图所示，地砖10包括显示为具有格状构造的上接触面14，其用作地砖10的主要支承或活动表面。换句话说，上接触面14是物体或人行走的主要表面，并且是与这种物体或人的主要接触面。因此，上接触面14本质上包括程度或水平可测量的附着摩擦力和磨损性，这将有助于和影响地砖10的工作特性，或者更具体地是影响作用在地砖10上的那些物体和人的表现。下面详细讨论地砖的附着摩擦力和磨损性水平。
地砖10还包括构成或限定格状上接触面14的多个结构部件，这些结构部件提供了对上接触面14的结构支承。在所示的示例性实施例中，地砖10包括第一系列刚性平行结构部件18，尽管相互平行，它们相对于周边26呈对角延伸或倾斜。地砖10还包括第二系列刚性平行结构部件22，尽管相互平行，它们也相对于周边26呈对角延伸或倾斜。所述第一和第二系列刚性平行结构部件18、22分别不同地定向，并且构造成相互交叉，从而形成和限定多个开口30，每个开口30具有由一部分结构部件18和22限定的几何形状，所述一部分结构部件构造成在各个交叉点相互交叉，从而在从该交叉点延伸的虚轴之间形成至少一个锐角。这样，结构部件18和22构造成形成菱形开口30，其中限定每单个开口的结构部件构造成相互相交或交汇，从而又在从结构部件18和22的交叉点延伸的虚轴之间形成相对的锐角和相对的钝角。
结构部件18还包括形成至少一部分上接触面14的光滑平坦顶面34，以及横向于所述顶面34定向的相对侧部或侧面38-a和38-b(见图1B)。在所示的示例性实施例中，侧面38-a和38-b相对于顶面34垂直或正交定向，并且与顶面34相交。尽管没有详细显示，结构部件22包括类似的构造，也各自具有顶面和相对的侧面。
如下面将要讨论的，在这里的任何实施例中用于形成地砖以及限定接触面的结构部件可以具有其它构造，从而在上接触面上限定出多个不同构造的开口或者具有不同几何形状的开口。正如这里所讨论的，本发明通过提供如这里所限定的具有至少一个锐角的开口来提供一种增强接触面的附着摩擦力的方法。当然，这里不一定意味着接触面中的每个开口都包括至少一个锐角。事实上，上接触面具有多个开口，仅仅其中一些具有至少一个锐角。这可以通过结构部件的构造和接触面中的开口由此得到的特定几何形状来表示，这将在下面讨论并在图21-24中显示。
周边26围绕上接触面14和地砖10总体范围，其用作地砖10的边界和与该地砖10互连的相邻地砖的交界面。周边26也包括顶面42和侧面或侧壁46，其围绕地砖10延伸。周边的顶面42通常与各种结构部件18和22的顶面齐平。因此，周边26与结构部件18、22都用于限定至少一部分接触面14。
地砖10在平面图中是正方形的或者大致正方形，其厚度T显著小于平面尺寸L1和L2。地砖的尺寸和材料组成取决于该地砖将要应用的具体应用场合。例如，运动用途通常需要具有正方形构造、侧面尺寸(L1和L2)是9.8425英寸(标准砖)或者12.00英寸的地砖。显然，其它形状和尺寸也是可能的。厚度T的范围可在0.25和1英寸之间(尽管厚度T在0.5和0.75英寸之间是优选)，并被认为对于例如图1中所示的地砖是良好的实际厚度。其它厚度也是可能的。地砖可以由许多适当的材料制成，包括聚烯烃例如聚丙烯、聚亚氨酯、聚乙烯、以及其它聚合物，包括尼龙。地砖的性能可以支配使用的材料类型。例如，有些材料比其它材料具有更好的附着摩擦力，这些应该在设计和安装地板系统时予以考虑。
地砖10还包括用于将地砖支承在底层地板或支承表面、例如混凝土或沥青上的支承结构(见图3)。如图所示，地砖10的底部包括多个垂直支柱54，其在赋予地砖10强度的同时保持其具有小的重量。支柱54从接触面、特别是结构部件18、22的下侧向下延伸。支柱54可以沿地砖表面和结构部件下侧布置在任意位置，但是优选构造成从结构部件的每一个或选定数量的交叉点处延伸，如图所示。此外，支柱54可以具有任意长度或偏移长度(offset length)，并且可以具有与结构部件18、22相同或不同的材料。
沿围壁46设置有多个形式为环、销接头的联接元件，其中，环接头60设置在两个邻接侧，而销接头64设置在相对的邻接侧。环、销接头60、64分别构造成使地砖10能与类似的相邻地砖以所属技术领域公知的方式互连形成地板系统。还可以设想，除了在这里具体显示和描述的那些之外，可以使用其它类型的接头或联接结构。
参照图8-13，示出了本发明的另一示例性实施例的模块化合成地砖。该具体实施例是尤他州盐湖城Connor Sport Court International公司制造和销售的商标为PowerGameTM的模块化合成地砖的示例。该实施例与上面描述并在图1-7中显示的那种类似，但是具有一些区别，即，多级(具体为两级)表面构造。同样，上面描述的内容在适当的时候结合在此。如图所示，地砖110包括显示为具有格状构造的上接触面114，其用作地砖110的主要支承或活动表面。上接触面114的功能与上述描述的类似。
地砖110还包括构成或限定格状上接触面114的多个结构部件，这些结构部件提供了对上接触面114的结构支承。在所示的示例性实施例中，地砖110包括第一系列刚性平行结构部件118和第二系列刚性平行结构部件122，它们的构造和功能与上述描述的那些相似。
所述第一和第二系列刚性平行结构部件118、122构造成在接触面114中形成菱形的开口130。与上面讨论的实施例中相同，限定每单个开口的结构部件构造成相互相交或交汇，从而也在通过结构部件118和122的交叉点延伸的虚轴之间形成相对的锐角和相对的钝角。
结构部件118还包括形成至少一部分上接触面114的光滑平坦顶面134，以及横向于所述顶面134定向的相对侧部或侧面138-a和138-b(见图13A和13B)。顶面134可包括不同的宽度(沿着结构部件的截面测量)，这些宽度也可被优化成有助于整体增强摩擦系数。在所示的示例性实施例中，侧面138-a和138-b相对于顶面134垂直或正交定向，并与顶面134相交。尽管没有详细显示，结构部件122包括类似的构造，也各自具有顶面和相对侧面。
在顶面134与每个侧面138-a、138-b之间延伸有过渡面，其设计成消除否则将会存在于顶面和侧面之间的尖锐边缘。在一个示例性实施例中，过渡面包括弯曲构造，例如弧或半径(见图13A中包括0.02英寸半径的过渡面140)。弯曲过渡面的半径可以在0.01-0.03英寸之间，优选为0.02英寸。另一方面，过渡面可包括直线构造、例如倒角，其中，直线部段从顶面134向下成斜面延伸(见图13B中包括倒角的过渡面140)。直线部段相对于水平方向的倾斜角可以是5度到85度之间的任意值。此外，过渡部段可以包括组合的直线和非直线构造。
实质上，过渡面的作用在于弱化结构部件的边缘，由此降低地砖的磨损性或者地砖摩擦在其表面上拖曳的物体的可能性。
周边126围绕上接触面114和地砖110总体范围，其具有与上述周边相似的结构和功能。具体而言，周边126包括顶面142和侧面或侧壁146，其围绕地砖110延伸。与各种结构部件类似，所述周边也可包括过渡面，该过渡面具有在顶面143和侧面146之间延伸的弯曲或直线构造。在所示实施例中，所述周边包括半径为0.02英寸的过渡面。这进一步有助于降低砖的整体磨损性和弱化相邻地砖之间的交界面。
地砖110在平面图中是正方形的或者大致正方形的，其厚度T显著小于平面尺寸L1和L2。
与图1-7所示的地砖10不同，地砖110包括由第一和第二级表面组成的两级表面构造。第一级表面包括上级表面构造170(下称上级表面)和下级表面构造174(下称下级表面)。上级表面170包括第一和第二系列结构部件118、122并由结构部件118、122限定，并且还限定出上接触面114。
下级表面174也包括第一和第二系列结构部件178、182，它们各自包括多个单独的、平行的结构部件。第一系列结构部件178相对于第二系列结构部件182正交或垂直定向，并且第一和第二系列结构部件178、182各自都相对于周边126的相应部段正交或垂直定向。
下级表面174包括大致横向于上级表面170定向的格状构造，上级表面170也包括格状构造，从而赋予上接触面114额外的强度并提供了额外的优点。
上、下级表面170、174相互形成一体，并使在周边126内延伸的网格具有通过其中成形的排水口186(见图9和11)，其中，排水口186由上、下级表面170、174的结构部件和由此形成的任意开口之间的关系所限定。排水口186可以具有选定的最小尺寸，由此防止可能阻碍砖的顶面下方的排水通道的碎物例如树叶、树种等的进入，但仍然能提供足够的排水。
参照图8-11、13A和13B，有利地，下级表面174的第一和第二系列结构部件178、182各自分别具有顶面180、184，其分别位于上级表面170的第一和第二系列结构部件118、122的顶面134、136以及接触面114的下方，以便从接触面114处抽出残余湿气。具体而言，水滴的表面张力自然趋于将水滴向下抽吸到下级表面174，从而，如果水滴悬挂在排水口186中，它们将倾向于靠近下级表面174而不是上级表面170悬挂，由此降低上接触面114上的湿气的持久性，使地板系统在受潮之后不久即能使用，并由此进一步增强上接触面114的附着摩擦力。下级表面也用于破坏水滴的表面张力，由此方便水抽吸到一个或多个下级表面。
在一个实施例中，下级表面174的顶面180、184设置在上级表面170的顶面134、136的下方约0.10英寸处。本发明已经发现这种尺寸是实用、有用的尺寸，但地砖不限于此。在附图所示的实施例中，上级表面170和下级表面174具有基本共面的下侧190，因此，上级表面170的厚度大约是下级表面174厚度的两倍。
地砖110还包括从下侧190向下延伸的支承结构(见图10)。如上所述，支承结构设计成用于将地砖110支承在底层地板或支承表面、例如混凝土或沥青上。地砖110的底部或下侧190包括多个垂直支柱154，其在赋予地砖110强度的同时保持其具有小的重量。支柱154从接触面、特别是从结构部件118、122的下侧向下延伸。支柱154可以沿地砖表面和结构部件下侧布置在任意位置，但是，优选构造成从结构部件118、122的每一个或选定数量的交叉点延伸，如图所示。此外，支柱154可以具有任意长度或偏移长度，并且可以包括与结构部件118、122相同或不同的材料。
地砖110包括从下级表面174的第一和第二系列结构部件178、182的交叉点向下延伸的多个辅助支柱156。辅助支柱156显示为在与支柱154不同的高度处终止。
沿着围壁146设置有形式为环、销接头的多个联接元件，其中，环接头160设置在两个邻接侧，而销接头64设置在相对的邻接侧。
参照图14，显示了本发明一个示例性实施例的地砖的接触面中的开口的详细顶视图。开口200由厚度为t的多个直线结构部件(图中为结构部件202、206、210和214)来限定。所述结构部件构造成在多个交叉点相互交叉，从而限定开口200的尺寸和几何形状。具体而言，结构部件202、206构造成在交叉点218处相互交叉；结构部件206、210构造成在交叉点222处相互交叉；结构部件210、214构造成在交叉点226处相互交叉；结构部件214、202构造成在交叉点230处相互交叉。
此外，结构部件202构造成与结构部件206相交，以在结构部件206的虚纵轴234与结构部件202的虚纵轴238之间形成锐角α1；结构部件210构造成与结构部件214相交，以在结构部件210的虚纵轴242与结构部件214的虚纵轴246之间形成锐角α2；结构部件202构造成与结构部件214相交，以在结构部件202的虚纵轴238与结构部件214的虚纵轴246之间形成钝角β1；结构部件206构造成与结构部件210相交，以在结构部件206的虚纵轴234与结构部件210的虚纵轴242之间形成钝角β2。根据这种构造，开口200形成和限定成包括两个相对的锐角和两个相对的钝角，由此形成菱形几何形状。
基于地砖的这种特殊设计，钝角β1和β2可以在95-175度之间，优选在100-140度之间。同样，锐角α1和α2可以在5-85度之间，优选在40-80度之间。在图14所示的实施例中，锐角α1和α2都是74度，而钝角β1和β2都是106度。这些角度也对应于图1-13中所示的示例性地砖中的开口。
本发明意在阐明模块化合成地砖的一个或多个开口包括至少一个锐角的重要意义，该重要意义通过这种开口在增强地砖的特定工作特性、即其摩擦系数或附着摩擦力方面的能力来体现。通过提供至少一个锐角或至少一个形成锐角的结构部件的部段(假设尺寸合适)，开口将包括楔形或类似楔形构造，当物体在接触面上移动时，该楔形或楔形构造可以接纳适度柔软的物体。事实上，当物体受到使物体压靠在接触面上的载荷或力时，开口可以构造成接纳所述物体。此外，当仍然受到向下压的负载或力时，物体在接触面上的任意横向移动将会造成开口内的物体部分压靠开口的侧部或者限定开口的结构部件。如果横向移动会造成开口内的物体部分压入锐角形成的楔形内，将会造成作用在物体上的各种压力。
更具体地，每个开口都构造成接纳并且至少部分地楔入接触面上作用的物体的一部分，从而增强地砖的摩擦系数，并在接触面上提供增加的附着摩擦力。事实上，地砖构造成具有增强的摩擦系数，这至少部分是由于接触面中的开口的尺寸和几何形状。例如，在接触面上作用或移动的物体(例如从事一项或多项运动或活动的人所穿的鞋)可以接纳在开口内，包住开口的锐角或楔形部段。换句话说，可以使物体的至少一部分在接触面的结构部件边缘上方延伸并进入地砖的开口内。如果物体至少有些柔软的话，情况更是如此。
当物体朝着锐角方向进一步横向通过接触面移动时(例如，在人开始沿某个方向的移动时)，物体将被进一步受力进入包含锐角的开口的锐角部段或楔形内。此时，在接触面下方延伸并进入开口的物体部分上将通过各种结构部件产生一个或多个压力，所述压力随着物体进一步楔入开口的锐角部段内而增加。当物体楔入开口内时，以及当开口内的物体部分上的压力增加时，摩擦系数显著增加，由此在接触面上产生增加的附着摩擦力。
在运行过程中，压力用于增加从开口中移走物体所需要的力。换句话说，为了在接触面上进一步移动，物体必须从开口中移走或抽出。为了从开口中移走或抽出，必须克服由限定开口的结构部件施加的作用在物体的楔入部分上的压力。由于接触面上附着摩擦力增加，将物体从开口中抽出和使物体在接触面上移动所需要的力的增加会使地砖和所得到的地板系统具有增强的工作特性。
应当注意，作用在物体上以增加附着摩擦力的压力足够小，以至于不会明显增加对物体的拖拽力，否则，可能会造成物体在接触面上移动或被移动时效率降低。换句话说，在接触面上移动的物体不会遇到任意显著的拖拽力或任何效率的降低。正相反，应当相信，地砖的开口中的锐角部段造成的摩擦系数或附着摩擦力的增加将通过降低接触面上的滑动或滑移而即使不特别显著也能至少部分地增加物体运动的效率。这种能感知的效率的增加远胜过物体可能会由于拖拽力略微增加而遇到的任意负面影响。
为了提供至少一个锐角，开口将包括一个或多个具有锐角的形状或几何结构。设想的一些几何结构包括菱形开口、类似菱形开口和三角形开口。每种开口都主要由直线部段或侧部构成。但是，也可设想包括各种非直线或弯曲部段或侧部的开口，其中一些在图16和图23中显示。
为了能够接纳物体的一部分，必须适当确定开口尺寸。事实上，开口太小会降低可以接纳在该开口内的物体的量以及物体进入开口内的程度。因此如上所述，可以优化给定地砖的开口尺寸。
开口的尺寸可以采用多种方式中的其中一种来测定。例如，每个开口都包括由构成周边的各种结构部件限定的周边。沿所有侧部对该周边进行测量将提供开口的总尺寸。设想以这种方式测量的尺寸最佳的开口的周边测量值在1.5-3英寸之间。
可用于确定开口的另一途径是沿X-轴和Y-轴坐标取开口的两个最远的点来测量它们长度和宽度。设想这样测量的尺寸最佳的开口的长度为0.25-0.75英寸，宽度为0.25-0.75英寸。
开口尺寸的另一种测量方法是根据其面积或者这里所定义的开口面积。事实上，开口可以具有50mm2-625mm2的面积。
开口尺寸与表面积和开口面积的比率直接相关。事实上，开口尺寸可决定结构部件的顶面(因此也是接触面)所提供的表面积。反之，结构部件的顶面(由此也是接触面)的表面积可以决定开口尺寸。可以看出，这两方面是相反相关的。一方面的增大会导致另一方面减小。因此，这两个设计参数的比率非常重要，因为控制该比率提供了修改和增强地砖的摩擦系数的另一条途径。
参照图15，示出的是根据本发明的另一示例性实施例的地砖的接触面中的开口的详细顶视图。开口300与上面讨论并在图14中示出的开口200相似，除了其锐角和钝角不同之外。更具体地，所述相对的锐角更尖锐，这意味着限定锐角的结构部件成形为更小的角度。此外，相对的钝角不那么尖锐，这意味着限定钝角的结构部件成形为更大的角度。如图所示，开口300由厚度为t的多个直线结构部件(图中为结构部件302、306、310和314)限定。所述结构部件构造成在多个交叉点互相交叉，从而限定开口300的尺寸和几何形状。具体而言，结构部件302、306构造成在交叉点318处相互交叉；结构部件306、310构造成在交叉点322处相互交叉；结构部件310、314构造成在交叉点326处相互交叉；结构部件314、302构造成在交叉点330处相互交叉。
此外，结构部件302构造成与结构部件306相交，以在结构部件306的虚纵轴334与结构部件302的虚纵轴338之间形成锐角α1；结构部件310构造成与结构部件314相交，以在结构部件310的虚纵轴342与结构部件314的虚纵轴346之间形成锐角α2；结构部件302构造成与结构部件314相交，以在结构部件302的虚纵轴338与结构部件314的虚纵轴346之间形成钝角β1；结构部件306构造成与结构部件310相交，以在结构部件306的虚纵轴334与结构部件310的虚纵轴342之间形成钝角β2。根据这种构造，开口300形成和限定成包括两个相对的锐角和两个相对的钝角，由此形成菱形几何形状。
可见，该菱形开口比图14的菱形开口更细长。事实上，在图15所示的实施例中，锐角α1和α2都是45度，钝角β1和β2都是135度。这样，将需要更大的力将在包含如此构造的开口的地砖的接触面上作用或移动的物体楔入开口内相同距离，因此在真正楔入该距离时会在物体上造成更大的压力。更大的压力会造成接触面上具有更大的摩擦系数。但是，将需要物体在开口上施加更大的力，以在开口内实现同样程度的楔入。这或许是所希望的、或许不是所希望的，但却显示了不同形状开口对摩擦系数的影响。
参照图16，示出的是根据本发明的另一示例性实施例的地砖的接触面中的开口的详细顶视图。开口400与上面讨论并在图14、图15中示出的开口200、300相似，除了其结构部件包括相互交叉的弯曲或非直线部段之外。如图所示，开口400由厚度为t的多个弯曲结构部件(图中为结构部件402、406、410和414)限定。所述结构部件构造成在多个交叉点互相交叉，从而限定开口400的尺寸和几何形状。结构部件的弯曲部段的半径或曲率由于可以改变，因此也用于限定开口400的尺寸和几何形状。具体而言，结构部件402、406构造成在交叉点418处相互交叉；结构部件406、410构造成在交叉点422处相互交叉；结构部件410、414构造成在交叉点426处相互交叉；结构部件414、402构造成在交叉点430处相互交叉。
此外，结构部件402构造成与结构部件406相交，以在结构部件406的虚纵轴434与结构部件402的虚纵轴438之间形成锐角α1；结构部件410构造成与结构部件414相交，以在结构部件410的虚纵轴442与结构部件414的虚纵轴446之间形成锐角α2；结构部件402构造成与结构部件414相交，以在结构部件402的虚纵轴438与结构部件414的虚纵轴446之间形成钝角β1；结构部件406构造成与结构部件410相交，以在结构部件406的虚纵轴434与结构部件410的虚纵轴442之间形成钝角β2。根据这种构造，开口400形成和限定成包括两个相对的锐角和两个相对的钝角。但是，由于形成或限定开口的结构部件的弯曲性质，可以说，开口400具有类似菱形的几何形状而不是真正的菱形。
图16进一步示出了本发明承认的另一概念。与上述开口200和300中由各种直线结构部件形成的直线楔形不同，开口400具有弯曲楔形或者弯曲锐角。因此，与开口200和300的情况中当物体进一步楔入时提供连续增加的压力不同，开口400用于增加物体在进一步移入锐角形成的楔形中时所受压力的增加的变化率。事实上，随着锐角朝向顶点逐渐变尖，推动物体进入开口需要的力必须持续增加。力的持续增加将造成产生和通过开口的结构部件作用在物体上的持续增大的压力。
在图14-16的每一个中可见，对于开口在物体上产生的任意压力，必须有足够的力作用在物体上，以首先(使物体)接纳在开口中，其次使物体的一部分楔入开口的锐角内。因此可以说，接触面的摩擦系数将随着物体作用在接触面上的力的大小和方向而变化。尽管对于任意地砖都是如此，但是，相对于现有技术的地砖而言，提供具有至少一个锐角的多个开口能显著增加或增大根据本发明成形的地砖的摩擦系数--其中使同样的物体施加同样大小和方向的力。
图17和18显示了一种示例情形，其中人参与到了包括根据本发明成形的多个模块化地砖的地板系统中。具体而言，图17和18显示了在运动或其它活动过程中在本发明的地砖510的接触面51上作用和移动的人的鞋(未示出)的鞋底504的一部分。开口530-a和530-b具有与图1-13中所示的开口类似的菱形几何形状。
当在鞋的鞋底504(假定鞋底内具有适度的柔软性)上作用一个或多个法向力FN时--例如由穿鞋的人的重量和/或人的任意移动造成，将使鞋底504的一部分接纳在成形于地砖510的接触面514中的开口530-a和530-b内，其中鞋底504的该部分表示成部分506。开口530-a和530-b的尺寸确定成允许如此。
此外，图18示出了作用在鞋的鞋底504上的任意横向力FL。如图所示，如果使一个或多个横向力FL沿着开口530的其中一个相对的锐角α的方向作用在鞋底504上，并因此也作用在鞋底504的接纳在开口530内的部分506上，这将会造成鞋底504的部分506楔入由各结构部件518和522限定的锐角α内。当发生这种情况时，结构部件518和522产生一个或多个压力Fc，其作用在开口530内的鞋的鞋底504的部分506上以本质上挤压该部分506，如鞋底504的在开口530的锐角内相互交汇的多条纵线所示。如上所述，这有效地用于增加接触面514的摩擦系数。锐角度数和结构部件厚度(以及得到的开口尺寸)都可以被控制以增强地砖的摩擦系数。
示例
图19、20显示了一独立测试机构对现有的并在图8-13中显示的从Connor Sport Court International公司得到的上述PowerGame地砖进行的摩擦系数测试和磨损性测试的结果，并与显示为地砖A-F的市场上现存的其它几种流行的地砖进行同样测试的结果进行了比较。
参照图19，根据ASTM C 1028-06的用水平功率拉力计法确定瓷砖和类似表面的静摩擦系数的标准试验方法，可以看出，PowerGame地砖比测试的其它任意地砖A-F都具有更高的磨擦系数指标。
参照图20，根据ASTM F1 015-03的人造草皮运动场表面相对磨损性的标准试验方法，可以看出，PowerGame地砖比测试的其它任意地砖A-F都具有更低的磨损指标。这是由于在PowerGame地砖的结构部件的边缘和周边上存在多个过渡面。此外，这是由于PowerGame地砖的接触面上没有任何节突和/或纹理。
应该注意，PowerGame地砖的摩擦系数大于相比较的任何其它地砖，同时，PowerGame地砖的磨损性最低。通过优化表面积与开口面积的比率，通过优化开口几何形状，通过提供光滑平坦接触面，以及通过提供足够的过渡面，摩擦系数得以最大化，而磨损性得以最小化。
图21-24显示了几个不同的示例性地砖实施例，每个都包括具有至少一个锐角的多个开口。这些图用于说明，为了使地砖的摩擦系数增强，不是地砖上的所有开口都、而是仅有一些开口需要包括至少一个锐角。图21显示了包括三角形几何形状的多个开口630的示例性地砖610。图22显示了包括星形几何形状的多个开口730的示例性地砖710。由于反复出现星形开口，在接触面中也形成有多个其它开口732(六角形)。图23显示了包括类似正方形几何形状(其中有形成锐角的弯曲结构部件)的多个开口830的示例性地砖810。由于反复出现类似正方形开口，在接触面中也形成有多个其它开口732(足球形)。图24显示了包括类似正方形几何形状(其中每一侧都包括两个向内倾斜的直线部段)的多个开口930的示例性地砖930。由于反复出现类似正方形开口，在接触面中也形成有多个开口932。
前述详细说明结合具体示例性实施例描述了本发明。但是，应该理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以作出各种变型和改变。详细说明和附图应看作仅仅是描述性的，而不是限制性的，并且所有这些变型或改变(如果有的话)都落入这里所描述和提出的本发明的范围。
更具体地，尽管这里已经描述了本发明的示例性实施例，但是，本发明不限于这些实施例，而是包括所属技术领域的技术人员在前述详细描述的基础上能认识到的进行了变型、省略、合并(例如，各种实施例的不同方面)、修改和/或改变的任何和所有实施例。权利要求中的限制应该基于权利要求中采用的语言从宽解释，而不限于前面详细说明书描述或本申请的执行过程中描述的示例，所述示例应该解释为非排他性的。例如，在本说明书中，术语“优选”是非排他性的，其意味着“优选，但不限于”。在任意方法或过程权利要求中记载的任意步骤都可以按任意顺序执行，并且不限于权利要求中提出的顺序。装置+功能或步骤+功能限制仅用于对具体权利要求的限制中存在所有下述条件时：a)“用于...的装置”或“用于...的步骤”被清楚地叙述；以及b)相应的功能被清楚地叙述。这里清楚地描述了支持装置+功能的结构、材料或作用。相应地，本发明的范围应该仅由所附权利要求和它们合法等同物来确定，而不是由上述说明书和示例来确定。

Claims (27)

1.一种模块化合成地砖，包括：
上接触面；
成形在所述上接触面中的多个开口，所述开口中的每一个都具有由结构部件限定的几何形状，所述结构部件构造成在各交叉点相互交叉，以形成至少一个在通过所述交叉点延伸的虚轴之间度量的锐角，所述结构部件具有形成所述接触面的光滑平坦顶面，以及横向于所述顶面定向的侧面；
在所述结构部件的所述顶面和所述侧面之间延伸的过渡面，所述过渡面构造成在所述顶面和所述侧面之间提供钝缘，并降低所述地砖的磨损性；以及
用于将所述地砖联接到至少另一地砖的结构。
2.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述结构部件构造成在所述开口内形成楔形，所述楔形构造成接纳和至少部分地楔入在接触面上作用的物体的一部分，并在所述物体的所述部分上产生压力，以进一步增加所述接触面的附着摩擦力。
3.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述开口中的每一个都包括由构造成在各交叉点相互交叉的结构部件进一步限定的几何形状，以在通过所述交叉点延伸的虚轴之间形成至少一个钝角。
4.根据权利要求3所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述钝角构造成在95-175度之间。
5.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述锐角构造成在5-85度之间。
6.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述多个开口包括选自菱形构型、类似菱形构型、三角形构型、类似三角形构型、类似正方形开口的几何形状。
7.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述多个开口包括菱形几何形状。
8.根据权利要求6所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述菱形和类似菱形构型的所述开口包括由所述构造成在各个交叉点相互交叉的结构部件形成和限定的相对的锐角和相对的钝角，所述相对的钝角和锐角在通过所述交叉点延伸的虚轴之间度量。
9.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述开口的所述锐角由弯曲结构部件限定，其中，所述弯曲结构部件用于增加作用在楔入所述锐角内的物体上的压力的增加的变化率。
10.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述结构部件的所述顶面在所述结构部件横截面上的宽度在0.03-0.1英寸之间。
11.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述结构部件的所述顶面包括光滑平坦的表面构造。
12.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述过渡面包括曲率半径在0.01-0.03英寸之间的弯曲构型。
13.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述过渡面包括相对于水平轴线倾斜5-85度定向的直线构型。
14.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述开口包括由所述结构部件限定的周边，所述开口定尺寸成使得所述周边沿所有侧部的测量值在1.5-3英寸之间。
15.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述开口定尺寸成使得其沿X轴坐标的两个最远点之间测得的宽度在0.25-0.75英寸之间。
16.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述开口定尺寸成使得其沿Y轴坐标的两个最远点之间测得的长度在0.25-0.75英寸之间。
17.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述开口定尺寸成包括50-625mm2之间的开口。
18.根据权利要求1所述的模块化合成地砖，其特征在于：还包括限定所述地砖各侧部的周边，所述周边包括钝缘。
19.一种模块化合成地砖，包括：
周边；
至少容纳在所述周边内的上接触面；
在所述周边之间延伸的第一系列结构部件；
在所述周边之间延伸的第二系列结构部件，所述第二系列结构部件与所述第一系列结构部件相交，从而在所述上接触面中形成多个开口，所述开口中的每一个都具有通过所述第一和第二系列结构部件的交叉限定的构型，所述构型选自菱形和类似菱形几何形状；以及
用于将所述地砖联接到至少另一地砖的结构，
其特征在于：所述第一和第二系列结构部件包括光滑平坦的顶面、横向于所述顶面定向的侧面、以及在所述顶面和所述侧面之间延伸的过渡面，所述过渡面用来使所述结构部件具有构造成用于降低所述地砖的磨损性的钝缘。
20.根据权利要求19所述的模块化合成地砖，其特征在于：具有所述菱形和类似菱形几何形状的所述开口包括由构造成在各个交叉点相互交叉的所述结构部件形成和限定的相对的锐角和相对的钝角，所述相对的钝角和锐角在通过所述交叉点延伸的虚轴之间度量。
21.根据权利要求20所述的模块化合成地砖，其特征在于：所述锐角构造成接纳和至少部分地楔入在接触面上作用的物体的一部分，并在所述物体的所述部分上产生压力，以进一步增加所述接触面的附着摩擦力。
22.一种模块化合成地砖，包括：
具有光滑平坦构造的上接触面；以及
成形在所述接触面中的多个菱形开口，所述开口中的每一个都包括周边、从所述周边和所述上接触面向下延伸的侧面、以及在所述侧面和所述周边之间以及围绕所述周边延伸的钝缘。
23.一种增强模块化合成地砖的工作特性的方法，所述方法包括：
提供多个结构部件以形成上接触面；
将所述结构部件构造成在交叉点相互交叉，并限定具有至少一个锐角的多个开口，所述锐角在通过所述交叉点延伸的虚轴之间度量，所述开口楔形构造成接纳和楔入在所述接触面上作用的物体的至少一部分，以提供所述接触面的增加的附着摩擦力；
所述结构部件具有形成所述接触面的顶面，以及横向于所述顶面定向的侧面；以及
将所述结构部件构造成具有在所述顶面和所述侧面之间延伸的过渡面，以使所述结构部件具有构造成降低所述地砖的磨损性的钝缘。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括：将所述结构部件构造成具有选自菱形和类似菱形几何形状的构型的多个开口，所述开口具有由构造成在各个交叉点相互交叉的所述结构部件形成和限定的相对的锐角和相对的钝角，所述相对的钝角和锐角在通过所述交叉点延伸的虚轴之间度量。
25.根据权利要求23所述的方法，还包括：当物体楔入在所述锐角上成形的所述开口的一部分内时，使所述结构部件在所述物体的至少一部分上施加压力。
26.根据权利要求23所述的方法，还包括：将所述开口定尺寸成面积在50-625mm2之间。
27.根据权利要求23所述的方法，其特征在于：所述结构部件的所述顶面在所述结构部件横截面上的宽度在0.03-0.1英寸之间。
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