CN105745484B - 支撑框架 - Google Patents

Abstract

一种框架(2)，其由刚性材料的连续件制成且在基本扁平构造和用于支撑物体(8)的三维支撑构造之间可逆地转变。在其三维支撑构造中，框架(2)是可弹性变形的，使得臂(6a、6b)突出于基座部分(4)的平面之外，以支撑连接到臂(6a、6b)的物体(8)。刚性材料的连续件在物体未连接到所述臂(6a、6b)以提供将框架(2)保持在三维支撑构造中的反力时，使框架(2)自动地返回到其扁平构造。

Description

支撑框架

技术领域

本发明涉及用于支撑物体的框架，尤其涉及在基本扁平构造和用于支撑物体的三维支撑构造之间可逆地转变的框架。

背景技术

在各种情形下，都期望框架以一个或多个选定位置支撑物体，以便可用于免手持使用。例如，框架可以用于为了观看目的而支撑钟表或屏幕。在另一示例中，框架可以用于可调节地定位诸如镜子或灯的物体。通常，便携式物体可能需要支撑框架，该支撑框架不会一直使用。在这种情形下，可能期望框架也是便携式的且在不使用时潜在地可转变为更紧凑的结构。例如，用于镜子或闹钟的支撑框架已知的是铰接的，以便在不用时能够折叠起来。然而，铰接的框架可能会遭遇到机械故障。此外，框架的三维构造可能受到铰接件的角运动所限制。典型地，这种框架仅设计为与给定尺寸的特定物体一起使用。框架的尺寸和/或重量总是需考虑的因素，尤其在设计便携式产品时。

发明内容

本发明试图在支撑框架中提供改进。

根据本发明，提供一种框架，其由刚性材料的连续件制成且在基本扁平构造和用于支撑物体的三维支撑构造之间可逆地转变，该框架包括基座部分和臂对(a pair ofarms)，所述臂对在扁平构造中在与基座部分相同的平面内延伸，且该框架可弹性变形，使得臂对在三维支撑构造中突出于基座部分的平面之外，以支撑连接到臂对的物体，其中刚性材料的连续件在物体未连接到臂对以提供将框架保持在三维支撑构造中的反力时，使框架自动地返回到其基本扁平构造。

可以了解，根据本发明的框架具有机械记忆的优点，当臂对在三维支撑构造中没有远离基座部分的平面被保持时，该机械记忆使框架恢复其基本扁平构造。由于框架可弹性变形，当臂对移出基座部分的平面时，存在趋向于使臂对返回到框架的扁平构造的弹力，但是当物体连接到臂对时，物体的存在能抵消弹性力，以使框架自立于其三维构造中。框架的弹性可以起因于各种因素，包括材料的选择、框架厚度和/或外形、制造工艺等。

基座部分限定了处于其三维支撑构造的框架的占据区域(footprint)。基座部分可以提供一个或多个表面接合部分，其起到传递所支撑的物体的重量的作用。基座部分可以采用任何合适的形式，只要它为三维支撑构造提供稳定性即可。例如基座部分可以包括刚性材料的弓形或环形部分。基座部分可以限定具有任何合适形状的占据区域，例如圆形、半圆形、矩形等。占据区域的几何形状可以选择为使框架相对紧凑且稳定。框架的横截面形状还可以选择为在其基本扁平构造中给予它低的外形。例如，框架优选地具有薄的矩形横截面，而非圆形横截面。优选地，框架在其基本扁平构造中大体上是平面的。

在一组优选实施例中，基座部分包括以角度φ会合的腿对，其中0<φ<180°，使得腿对限定三角形的占据区域。这种结构可以增强基座部分的稳定性。臂对可以设置为在远离会合角度处弯曲离开腿对。在基本扁平构造中，臂对可以大体平行于腿对，例如呈V形。然而，对于臂对可以优选地不平行于腿对，例如呈三角形。这可以帮助使用者辨识基座部分的三角形的占据区域。可以了解，取决于会合角，三角形可以不是等边的。优选地，两个腿具有基本相同的长度，但是如果臂对在框架处于其基本扁平构造时并排地延伸，一个腿可以略微长于另一个。进一步优选地，框架在腿对会合处具有增大的横截面，例如腿对的宽度和/或厚度可以朝向它们的会合点增大。这可以增大基座部分在会合点处的刚度，该会合点优选地离臂对最远。腿对的会合处的较厚部分还能起到抵靠任何扭力的作用，以便基座部分至少在会合点附近保持不扭转。更靠近臂对，腿对可以经受一些扭转，以适应框架的弹性变形。

申请人已经意识到，对于框架(优选的是基座部分)特别有利的是在其三维构造中为物体提供类似三脚架的支撑。在一组优选实施例中，框架在三维支撑构造中弯曲和/或扭转，以便以三脚架的形式限定三个不同的接触点。由此，在框架的三维支撑构造中，框架仅在这三个接触点接触支撑表面，其中框架不触碰接触部分之间的支撑表面。三脚架形式的支撑基座可以比其他构造更稳定。这可以由趋向于使接触部分之间的框架扭转的扭力来帮助。当框架弹性变形以弯曲和/或扭转到基座部分的平面之外时，可以自动地限定三个不同的接触部分。三个接触部分保持框架稳定，即使在它被置于不平整的表面上。由此，框架能够采用稳定的位置，而不左右摇晃。优选地，基座部分包括间隔开的三个接触点，以形成三脚架。接触点中的两个可以在臂对延伸离开基座部分以形成三维支撑构造处形成。在实施例中，在基座部分具有三角形占据区域的情况下，接触点中的一个优选地在腿对会合处形成。

框架可以弹性可变形，使得臂对突出于基座部分的平面之外，以便以任何合适的角度支撑物体。连接到臂对的物体的位置可以取决于直立臂对的长度和/或角度。在一组实施例中，臂对相对于基座部分具有长度，该长度选择为使得臂对能支撑物体，其中其重心经过基座部分的占据区域。通过确保所支撑的物体的重心与基座部分的占据区域对准，框架具有自稳定性，且将不易于翻倒，即使物体被敲击。进一步优选地，相对于基座部分选择臂对的长度，使得臂对能支撑物体，其中其重心基本处于中心地经过基座部分的占据区域。在一个示例中，这可以通过使框架弹性可变形来实现，使得臂对相对于基座部分成角度，以延伸穿过基座部分的占据区域。由于臂对延伸穿过基座部分的占据区域，因此臂对优选地在三维构造中成非垂直的角度。臂对相对于基座部分的角度范围可以由框架的刚度和弹性力的大小来决定，该弹性力抵消了到三维构造的转变。

当框架在其基本扁平构造和其三维支撑构造之间转变时，臂对可以仅弯曲离开基座部分，以便处于其平面之外。框架可以在三维支撑构造中臂对从基座部分延伸离开处具有较薄的横截面，以有助于臂对的移动性。然而，当框架可逆地可变形时，纯弯曲可能很难实现。而是优选地，框架在它从基本扁平构造转变到三维支撑构造时经受扭力。优选地，臂对经受扭力，使得它们在它们突出于基座部分的平面之外时扭转。因为臂对在弯曲到基座部分的平面之外的同时扭转，因此扭力可以使力沿着臂对分配，使得与在单个点弯曲相比，对于它们来说存在较小的趋势折断。而且，扭转的臂对优选地对连接到臂对的物体施加弹力。由于框架的弹性形变，该弹力可以为扭力和线性力的结合。框架的至少形成基座部分的部分在它从其基本扁平构造转变到其三维支撑构造时也可以扭转。如上文提到的，扭力可以引起基座部分的占据区域的改变，该改变能设置为使基座部分更稳定。

可以了解，基座部分不仅可以用于使框架立于支撑表面上。在一些情形下，框架可以用于以悬挂结构支撑物体。例如，基座部分可以用作悬挂件，该悬挂件可以从合适的固定件上悬吊下来。包括成角度的腿对的基座部分作为悬挂件可以很合适。另外或可替换地，基座部分可以包括一个或多个悬挂孔。在基座部分由两个腿形成的情况下，这种孔可以设置在例如腿对的朝向它们的会合点加厚和/或加宽处。有益的是，框架由刚性材料的连续件形成，因为这意味着一体结构能够更牢固且能更好地承受物体的重量，而不会使臂对与基座部分断开连接。优选地，框架不包括任何机械铰接件或接合点。

框架可以由允许弹性变形的任何合适材料一体地形成。优选地，该变形是弹性的、而非塑性的，以便框架能够在它的构造之间可逆地转变，而不会引起永久损坏。框架可以由金属、复合物、木材和/或塑料材料制成。优选地，框架不由例如金属线的金属形成，而是由塑料材料形成。合适的塑料材料可以包括例如丙烯腈·丁二烯·苯乙烯(ABS)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(例如尼龙)等。塑料材料可以包括诸如玻璃增强塑料(GRP)的复合材料。

当物体连接到臂对时，例如安装在臂对之间，存在按压在物体的每个侧面上的弹性力，其原因在于，臂对想要不受拘束回到框架的基本扁平构造中。这些力由于物体的存在而被抵消，结果是处于力平衡且物体在框架上支撑就位的稳固状态。然而，物体仍可以相对于臂对旋转，例如以调节它的角度取向。优选地，臂对支撑物体，同时允许物体相对于臂对旋转。臂对可以构造为允许物体多达360°地旋转。这可以通过设计支撑界面获得帮助。优选地，臂对提供了摩擦配合，以在使用中支撑物体。

在一组实施例中，臂对包括端部部分，该端部部分朝向彼此延伸，以在三维支撑构造中可旋转地支撑物体。端部部分可以在扁平构造中延伸到臂对的平面之外。例如，端部部分可以相对于臂对以约90°的角度延伸。端部部分可以设置为延伸到物体的侧面中的相应凹陷部中。可替换地，端部部分可以自己包括凹陷部，该凹陷部接收所支撑的物体的一部分。在这两情况下，相对于凹陷部的旋转可以允许物体在由框架支撑时成角度。框架可以进一步包括适配件，该适配件连接到臂对中的一个或多个的端部，以便支撑特定物体。每个适配件或适配件组可以定形状为将特定物体连接到臂对。优选地，一个或多个适配件可释放地连接到所述臂对中的一个或多个。这意味着不同的适配件可以用于将不同的物体连接到臂对。本发明延伸到包括如本文所公开的框架以及一个或多个适配件的套件，一个或多个适配件可以连接到所述臂对中的一个或多个，以便框架能支撑不同的物体。在这种套件中，每个适配件或适配件组可以定形状为将特定物体连接到所述臂对。另外或可替换地，一个或多个适配件可以可释放地可连接到框架的臂对。

可以了解，如上文描述的框架可以用于支撑多种不同物体。在一组示例中，物体为诸如灯、风扇、加热器、移动电话、音乐播放器等的便携式产品。框架可以放大或缩小，以适于任何尺寸的物体。

根据另一方面，本发明延伸到由上文所描述的框架支撑的便携式物体。如本文所讨论的，物体可以可旋转地支撑在框架的臂对之间。另外或可替换地，物体可以可释放地连接到框架的臂对。在至少一些示例中，便携式物体为灯或风扇。

附图说明

现在将参照附图仅通过示例的方式来描述本发明的一些实施例，在附图中：

图1a至1d示出了根据本发明的实施例的框架，该框架在基本扁平构造和用于支撑太阳能灯的三维支撑构造之间转变；

图2示出了图1的框架用于以悬挂结构支撑太阳能灯；

图3示出了根据本发明的另一实施例的框架；

图4提供了图1的框架处于其三维支撑构造的后视图；

图5a-5e示出了根据本发明的另一实施例的太阳能灯和支撑框架；

图6a-6c示出了图1的框架与适配件结合使用，以连接例如移动电话而非太阳能灯；

图7示出了图1的框架用于支撑电风扇。

具体实施方式

图1a示出了由刚性的、例如塑料材料的连续件制成的框架2在其处于基本扁平构造时的平面图，该基本扁平构造为它的自然、即不受拘束的状态。在此示例中，框架2包括由成角度的腿对4a、4b构成的基座部分4，其中臂对6a、6b从两个腿4a、4b的端部朝向彼此延伸，以形成三角构造。

如从图1b至图1d所见，框架可弹性变形，以从图1a的基本扁平构造转变为用于支撑物体(此处示出为太阳能灯8)的三维支撑构造。框架2可以通过将臂对6a、6b移动到基座部分4的平面之外而变形，使得它们向上成角度。框架2由于弹性力会自动地返回到它的扁平构造，除了灯8连接在臂对6a、6b之间以防止它们向下弹回到基座部分4的平面中之外。灯8的存在抵消了弹力，否则该弹力会趋向于使臂对6a、6b返回，使得框架2自支撑在其三维构造中。从图1b的立体图可以看出，框架2的臂对6a、6b包括对于臂对6a、6b以接近90°弯曲的端部部分14a、14b，以限定用于灯8的安装轴。端部部分14a、14b在图1a中不可见，因为它们在框架的扁平构造中延伸到臂对6a、6b的平面之外。从图1c和1d可以进一步看出，灯8可旋转地安装到臂对6a、6b的端部部分14a、14b，且它的照明角度可以在不改变框架2的构造的情况下调节。

从图2看出，框架2不仅可以用于在大体水平的表面上支撑灯8，而且还可以用作悬挂件。在此示例中，框架2用于通过将灯8悬挂在墙壁固定件10上悬吊它。

图3图示了框架2’的可替换实施例，除了框架2’包括悬挂孔12之外，该框架2’与先前描述的实施例几乎相同。

图4为示出了在框架2处于其三维支撑构造时框架2的臂对6a、6b可以如何包括朝向彼此延伸的端部部分14a、14b的后视图。在此示例中，端部部分14a、14b连接到灯或其他物体8的侧面中的相对应的凹陷部内。由此，灯8可旋转地安装在由一对端部部分14a、14b形成的轴上。灯8可以围绕多达360°地转动。

图5a至图5e中示出可替换的连接结构。图5a和图5b提供了太阳能灯(或其他物体)的立体和侧视图，该太阳能灯具有从其主体延伸出来的用于连接到框架102的销116a、116b。如从图5c可见，框架102具有臂对106a、106b，臂对106a、106b在它们的端部设置有凹陷部或通孔114a、114b。图5d和图5e提供了在臂对106a、106b的端部处的通孔114a、114b的立体和侧视图。在相对应的销116a、116b连接到凹陷部114a、114b中时，框架102支撑太阳能灯108。再次，灯108可旋转地安装到框架102。

图6a和图6b示出了用于与如图1-4的任一个中所见的框架2、2’一起使用的适配件20的主视和后视图。适配件对20可以设置在包括框架2的套件中，适配件20能够使例如移动电话22代替灯8连接到臂对6a、6b，如图6c中所见。当然，适配件20也可以定形状为将任何期望的物体连接到臂对6a、6b。适配件20装配到臂对6a、6b的端部部分14a、14b上，且通过摩擦力保持就位。当然，适配件20可以通过任何合适的装置来接附，例如螺纹或卡口装配，用于增强安全性。适配件20构造为夹到移动电话22的侧面上。尽管适配件20不相对于移动电话22移动，但是它们可以相对于臂对6a、6b旋转，以便能够调节电话22的角度。可以了解，适配件20可以具有任何合适的形式，例如定形状为装配到臂对106a、106b的凹陷部或通孔114a、114b中，如图5c-5e中所见，用于代替地连接到另一框架102。

最后，图7示出了由框架2的臂对6a、6b支撑的电风扇24。如前文，风扇24的重量抵消了框架2的弹性，以便防止它自动地返回到它的扁平构造(图1)，而是代替地位于三维支撑构造中。可以了解，框架2可以对于不同的物体(例如根据物体的尺寸/重量)采用不同的支撑结构。例如，对比图7和图1d，可以看出，框架2的臂对6a、6b以相对于基座部分4的不同角度弯曲。由此，这种弹性框架2在其三维支撑构造中提供了动态调节。

实际上，前述描述仅仅是示例性的，可以了解，很多不同的物体可以由本文所描述的框架来支撑。根据本发明制作的框架可以取决于待支撑的物体的类型来放大尺寸或缩小尺寸。而且，可选地可以提供一个或多个适配件，以使不同尺寸和/或形状的物体能够连接到框架的臂对。

Claims (30)

1.一种框架，其由刚性材料的连续件制成且在基本扁平构造和用于支撑物体的三维支撑构造之间可逆地转变，

所述框架包括基座部分和臂对，所述臂对在所述基本扁平构造中在与所述基座部分相同的平面内延伸，且

所述框架是可弹性变形的，使得所述臂对在所述三维支撑构造中突出于所述基座部分的所述平面之外，以支撑连接到所述臂对的物体，

其中所述刚性材料的连续件在物体未连接到所述臂对以提供将所述框架保持在所述三维支撑构造中的反力时，使所述框架自动地返回到所述扁平构造。

2.根据权利要求1所述的框架，其中所述臂对相对于所述基座部分具有长度，所述长度选择为使得所述臂对能支撑物体，其中所述物体的重心经过所述基座部分的占据区域。

3.根据权利要求2所述的框架，其中所述臂对能支撑物体，其中所述物体的重心基本处于中心地经过所述基座部分的占据区域。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的框架，其中所述框架是可弹性变形的，使得所述臂对相对于所述基座部分成角度，以在所述三维支撑构造中延伸穿过所述基座部分的占据区域。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的框架，其中所述框架在其从所述基本扁平构造转变到所述三维支撑构造时经受扭力。

6.根据权利要求5所述的框架，其中所述臂对经受扭力，使得所述臂在其突出于所述基座部分的所述平面之外时扭转。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的框架，其中所述框架是可弹性变形的，使得所述臂对在所述三维构造中相对于所述基座部分成非垂直的角度。

8.根据权利要求1～3中任一项所述的框架，其中所述框架在所述三维支撑构造中弯曲和/或扭转，以便以三脚架的形式限定三个不同的接触部分。

9.根据权利要求8所述的框架，其中所述基座部分包括间隔开的三个接触点，以形成所述三脚架。

10.根据权利要求9所述的框架，其中所述接触点中的两个在所述臂对延伸离开所述基座部分以形成所述三维支撑构造处形成。

11.根据权利要求9所述的框架，其中所述基座部分包括腿对，且所述接触点中的一个在所述腿对的会合处形成。

12.根据权利要求1～3中任一项所述的框架，其中所述基座部分包括以角度φ会合的腿对，其中0<φ<180°，使得所述腿对限定三角形的占据区域。

13.根据权利要求12所述的框架，其中所述臂对设置为在远离会合角度处弯曲离开所述腿对。

14.根据权利要求12所述的框架，其中所述框架在所述腿对的会合处具有增大的横截面。

15.根据权利要求14所述的框架，其中所述增大的横截面在所述腿对的会合处包括较宽部分，所述较宽部分包括悬挂孔。

16.根据权利要求1～3中任一项所述的框架，其中所述臂对支撑物体，同时允许所述物体相对于所述臂对旋转。

17.根据权利要求1～3中任一项所述的框架，其中所述臂对包括端部部分，所述端部部分朝向彼此延伸，以在所述三维支撑构造中可旋转地支撑物体。

18.根据权利要求17所述的框架，其中所述端部部分在所述扁平构造中延伸到所述臂对的所述平面之外。

19.根据权利要求17所述的框架，进一步包括适配件，所述适配件连接到所述臂对中的一个或多个的端部，以便支撑特定物体。

20.根据权利要求19所述的框架，其中一个或多个所述适配件定形状为将特定物体连接到所述臂对中的一个或多个。

21.根据权利要求19所述的框架，其中一个或多个所述适配件可释放地连接到所述臂对中的一个或多个。

22.根据权利要求1～3中任一项所述的框架，其中所述物体为便携式产品。

23.一种套件，其包括根据任一项前述权利要求所述的框架、以及一个或多个适配件，所述适配件能连接到所述臂对中的一个或多个，以便所述框架能支撑不同的物体。

24.根据权利要求23所述的套件，其中每个适配件或适配件组定形状为将特定物体连接到所述臂对中的一个或多个。

25.根据权利要求23或24所述的套件，其中每个适配件或适配件组可释放地可连接到所述臂对中的一个或多个。

26.根据权利要求23所述的套件，其中所述物体为便携式产品。

27.一种便携式物体，其由根据权利要求1至22中任一项所述的框架支撑。

28.根据权利要求27所述的便携式物体，其中所述物体可旋转地支撑在所述框架的所述臂对之间。

29.根据权利要求27或28所述的便携式物体，其中所述物体可释放地连接到所述框架的所述臂对。

30.根据权利要求27所述的便携式物体，其中所述物体为灯或风扇。