CN109923369B - 可部署的折纸启发的屏障 - Google Patents

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Abstract

一种示例性的屏障，其可以在至少部分地收缩的状态和至少部分地扩张的状态(例如，部署状态)之间切换。例如，该屏障可以由连续的片材以及与该连续的片材附接或者结合到该连续的片材中的多个刚性部分(例如，刚性面板)形成。该屏障还可以包括在面板之间的多个铰链(例如，铰接线)，所述面板由所述连续的片材形成。所述铰链使得该屏障在扩张状态与收缩状态之间是刚性可折叠的(例如，所述铰链可以折叠并展开，而所述刚性部分保持硬度和刚性)。

Description

可部署的折纸启发的屏障
政府权益声明
本发明是在美国政府所支持的合同号为EFRI-ODISSEI-1240417并且由美国国家科学基金会以及空军科学研究办公室所授予的合同的基础上形成的。美国政府对本发明具有一定的权力。
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年9月7日提交的第62/384,398号美国临时申请、2016年10月17日提交的第62/409,186号美国临时申请、2017年2月8日提交的第62/456,275号美国临时申请的优先权。这些申请中的每一个申请所公开的内容通过引用的方式整体并入本文。
背景技术
屏障是一种禁止或阻碍其他物体行进的物体。声音屏障防止声音从中穿过。拦洪屏障阻挡水从中流过。辐射屏障（例如，牙医诊所使用的铅毯）防止有害的x射线损害人的身体。
屏障的一个常见的问题是，屏障通常是大型的并且难于搬运。因此，这就需要屏障可以小型化存储，并且可以快速地扩张（例如，部署）以覆盖大的区域。解决此问题的现有方案包括：折叠的屏障、卷起的屏障以及模块化的面板屏障。虽然这些屏障可以解决尺寸的问题，但是它们也引入了其他挑战，例如，自由度的增加、缓慢扩张、手动组装以及屏障中可能出现的切口、孔和缝隙。
尽管很多不同种类的屏障是可用的，但是屏障的制造商和用户继续寻求新的以及改进的屏障。
发明内容
本文所公开的实施例涉及通过厚的折纸而启发的屏障、制造这种屏障的方法以及使用这种屏障的方法。在一个实施例中，所述屏障可以在收缩状态和部署状态之间切换。例如，该屏障可以由连续的片材以及与该连续的片材附接或者结合到该连续的片材中的多个刚性部分（例如，面板）形成。该屏障还可以包括在面板（例如，由连续的片材形成）之间的多个铰链，这些铰链使得该屏障在部署状态与收缩状态之间是刚性可折叠的（例如，只有在刚性部分之间的折痕变形的情况下可以发生运动，并且面板可以是硬的和刚性的）。
在一个实施例中，公开了一种屏障。该屏障包括连续的片材。该屏障还包括附接至所述连续的片材或者结合到所述连续的片材中的多个刚性部分。此外，该屏障包括在所述多个刚性部分之间的多个铰链。所述多个铰链由部分的所述连续的片材形成。所述屏障配置为，能够在至少部分地收缩的状态与至少部分地扩张的状态之间切换。
在一个实施例中，公开了一种制造屏障的方法。所述方法包括提供连续的片材。该方法还包括在所述连续的片材上限定多个刚性部分。该方法还包括由设置在所述多个刚性部分之间的部分的所述连续的片材形成多个铰链。
在一个实施例中，公开了一种部署屏障的方法。该方法包括提供处于至少部分地收缩的状态的屏障。所述屏障包括连续的片材、附接至所述连续的片材或者结合到所述连续的片材中的多个刚性部分、以及由所述连续的片材形成并且设置在所述多个刚性部分之间的多个铰链。该方法还包括：通过展开所述多个铰链，将所述屏障从至少部分地收缩的状态切换到至少部分地扩张的状态。处于至少一种扩张状态的所述屏障呈现出长度、宽度或者厚度中的至少一种大于处于所述至少部分地收缩的状态的屏障的长度、宽度或者厚度中的至少一种。
来自公开的实施例中的任意实施例的特征可以彼此结合地使用，而不存在限制。此外，对于本领域技术人员来说，本申请的其他特征和优点将通过考虑以下详细说明以及所附附图而变得明了。
附图说明
附图示出了本发明的若干实施例，其中，相同附图标记代表附图中所示出的不同的视图或者实施例中的相同的元件或特征。
图1A为根据一个实施例的处于至少部分地扩张的状态的屏障的正视图；
图1B为根据一个实施例的图1A所示的屏障处于至少部分地扩张的状态时的俯视图；
图1C为根据一个实施例的图1A和图1B中的屏障在至少部分地折叠配置中的等距视图；
图2A至图2D为根据不同的实施例的处于平面配置（例如，完全扩张）的并且呈现有不同的吉村样式或者修改的吉村样式的屏障的平面图；
图3A至图3C为根据实施例的包括有铰链的一部分屏障的部分截面图，其中当铰链分别完全展开、部分折叠以及完全折叠时所述铰链呈现出厚膜折叠；
图4A至图4E为根据不同的实施例的具有一个或多个层的不同的布置以及多个刚性部分的屏障的部分截面图；
图5为根据一个实施例的屏障的一部分的正视图，其示出了在屏障处于扩张状态时可用于稳定屏障的几种机构；
图6为根据一个实施例的用于形成本文所公开的任意的屏障的方法的流程图。
具体实施方式
本文所公开的实施例涉及通过厚的折纸（origami）所启发的屏障、制造这种屏障的方法以及使用这种屏障的方法。在一个实施例中，所述屏障可以在至少部分地收缩的状态以及至少部分地扩张的状态（例如，部署状态）之间切换。例如，该屏障可以由连续的片材以及与该连续的片材附接至或者结合到该连续的片材中的多个刚性部分（例如，刚性面板）形成。该屏障还可以包括在面板之间的多个铰链（例如，铰接线），所述面板形成自所述连续的片材。所述铰链使得屏障在扩张状态与收缩状态之间是刚性可折叠的（例如，所述铰链能够折叠并展开，而所述刚性部分保持硬度和刚性）。
所述连续的片材（例如，所述屏障的未破损的表面）可以被分隔为与所述刚性部分邻近或者包括有所述刚性部分的部分连续的片材，以及被分割为形成所述铰链的其他部分（例如，在所述刚性部分之间的间隙）。所述屏障可以沿着铰链折叠，从而在其扩张状态到更小的收缩状态之间切换。该屏障可以包括至少一个顶点，在该顶点处所述多个铰链汇聚在一起。所述刚性部分和铰链可以建立一种镶嵌式（tessellated）的机构，该机构可以，但不限于，指定一个或多个自由度、控制折叠和展开过程、存储有助于扩张或者折叠所述屏障的能量、或者将该屏障保持在特定的状态。
在所述屏障的典型的使用中，该屏障可以在其收缩状态下进行存储并运输。该屏障可以包括配置为便于运输的轮子、带子和/或手柄。例如，该屏障可以像行李那样进行搬运或拖拽，或者像背包那样背在后背上。当屏障的操作员到达所期望的目的地，该操作员可以将该屏障放置在支撑表面（例如，地面或者地板）上，并且扩张（例如，部署）该屏障。在一个实施例中，可以使用压缩气体、弹簧、伸缩杆或者支架中的一种或多种自动地扩张所述屏障。在其他实施例中，可以手动地扩张该屏障。所述屏障的扩张可以受伸缩杆、支架、达到最大长度的绳子或者一些其他织物来限制，从而停止屏障的扩张。一旦屏障处于其所期望的扩张状态，可以使用支架（例如，锁定铰链、偏心闩锁或者伸缩杆）或弹簧将该屏障锁定就位，或者由于铰链中的摩擦力或屏障与所述支撑表面之间的摩擦力，该屏障可以保持其形状。
在一个实施例中，所述屏障可以呈现出大体上的“C”的形状，在该屏障使得其自行站立而扩展时，这种形状提供了前面和侧面保护，但是也可以使用其他的配置或者支撑方法。该屏障可以具有多种配置，以使其具有多样性。例如，如果需要将屏障设置在走廊中，其侧部可以被折叠，或者如果用户想要将屏障用于覆盖墙体，该屏障可以被制成完全平坦的，以支撑或者附接至所述墙体。一旦不再需要屏障，该屏障可以被折叠回呈现出与该屏障在扩张状态相比具有相对紧凑的尺寸的收缩状态。可以通过带子、磁铁、扣环、包或者其他合适的设备使该屏障保持在收缩状态。
图1A为根据一个实施例的处于至少部分地扩张的状态的屏障100的正视图。该屏障100包括连续的片材102，该连续的片材包括至少两个外表面104。该屏障100还包括多个刚性部分106，所述多个刚性部分106附接至所述连续的片材102的至少一个所述外表面104（如图所示）、设置在所述连续的片材102中（参见图4D至图4E）、或者集成到所述连续的片材102中。多个刚性部分106可以在它们之间限定间隙。与所述间隙毗邻的连续的片材102的部分可以形成铰链108，该铰链108配置为折叠和展开，例如，无需折痕地折叠和展开。通过使所述铰链108折叠和展开，可以使所述屏障100在扩张状态（图1A）与收缩状态（图1C）之间切换。在一个实施例中，所述屏障100可选地包括多个弹簧110，这些弹簧110可以确保屏障100的正确部署并且配置为使屏障100保持在扩张状态。
如图1A所示，当屏障100处于扩张状态时，该屏障100呈现出相对大的暴露区域。例如，屏障100可以覆盖大约2英尺至大约10英尺乘以大约2英尺至大约10英尺的区域，例如大约4英尺乘以大约6英尺的区域。例如，在屏障100处于扩张状态时，该屏障100可以呈现出大约3.5英尺的长度L1以及大约5.5英尺的周长。在一些实施例中，屏障100可以自行站立。在其他示例中，屏障100可以呈现出小于大约120磅的重量，例如小于大约100磅、小于大约90磅、小于大约75磅、小于大约60磅、或者小于大约50磅。此外，屏障100可以配置为通过单独的个体以小于大约20秒（例如，以小于大约15秒或者小于大约10秒）从收缩状态到扩张状态进行切换。换句话说，屏障100可以轻易且快速地扩张。
在一个实施例中，所述屏障100的连续的片材102可以由未被切割的单独的片材制成。由单一的未切割的片材形成的连续的片材102可以使屏障100呈现出折纸（origami）的折叠特性，并且可以防止在屏障100中具有可以使物体和能量穿过的孔。如前面所讨论的，在所述刚性部分106之间的连续的片材102的部分可以形成所述屏障100的铰链108，从而使屏障100是可以折叠的（例如，在扩张状态与收缩状态之间切换），而不存在折痕。包括有连续的片材102的屏障100与大致类似的包括有不连续的片材的屏障相比，可以呈现出改善的屏障特性。例如，由防弹材料形成的连续的片材102可以建立防弹铰链、可以避免传统的铰链的不确定的抗弹性能、并且可以确保弹道等级应当至少达到连续的片材102的弹道水准。在另一个实施例中，由声音吸收材料形成的连续的片材102可以防止声能穿过铰链108。
所述连续的片材102可以由任意合适的顺应性材料形成。例如，该连续的片材102可以包括呈现出优良的抗弹性能、声音吸收性能、良好的屈服或剪切强度、良好的耐磨性、良好的耐日光性（例如，耐紫外光性），良好的耐水性（例如，防水）等的材料。在另一个示例中，连续的片材102可包括抗折痕的材料。在另一个实例中，连续片材102可包括弹道尼龙、Kevlar®、超高分子量聚乙烯织物或者其他合适材料中的一种或多种。
在一个实施例中，连续的片材102可以由多个层形成（如图4B至图4E所示），例如，由多个防弹织物层形成。所述多个层中的至少一层（例如，每一层）可以为连续的层。在一个示例中，所述屏障100可以由2层至5层、4层至7层、5层至10层、7层至15层、10层至20层、15层至25层、20层至40层、30层至50层、或者多于50层形成。在一个示例中，所述连续的片材102可以由大致相同的多个层形成。在另外一个示例中，所述连续的片材102可以由多个不同的层形成。在该示例中，所述不同的层可以呈现出不同的材料成分、孔隙率、结构（例如，纤维结构与非多孔膜结构）、或者厚度中的至少一种。应当注意的是，所述连续的片材102可以由多个层形成，而不管用于形成该连续的片材102的材料是什么。
在一个实施例中，所述连续的片材102可以呈现出可以忽略的厚度（例如，大于0mm到大约0.75 mm、大于0 mm到大约1.5 mm），或者呈现出不可忽略的厚度（例如，大于大约0.75 mm或者大于大约1.5 mm）。例如，该连续的片材102可以呈现出小于大约25 mm、大于0mm 至大约12.5 mm、大约2.5 mm 至大约6 mm、大约5 mm 至大约13 mm、大约6 mm 至大约19mm、大于大约13 mm、或者大约13 mm 至大约25 mm的厚度。连续的片材102的厚度的增加可以提高屏障100的屏障性能。例如，连续的片材102的厚度的增加可以增强屏障100的抗弹性能、增强屏障100的声音屏障性能、增强屏障100的流体屏障性能（例如，减少水的渗透率）、减少屏障100的热渗透率、增强屏障100的不透明性、增强屏障100的抗冲击性等等。但是，连续的片材102的厚度的增加也会增加屏障100的重量，从而使其更加难于运输和操作。此外，结合图3A至图3C将进行更加详细的讨论，连续的片材102的厚度的增加将会增加铰链108的复杂度。
铰链108的配置可以取决于用于形成连续的片材102的层的数量和/或取决于连续的片材102的厚度。例如，层的数量和/或连续的片材102的厚度的增加将会增加刚性面板106之间的距离，将会需要厚膜折叠的使用（例如，如图3A至图3C所示）等等。
在一个实施例中（未图示），屏障100可以由不连续的片材形成。在一个实施例中，所述铰链108可以利用传统的铰链来形成，例如由平接铰链、T型铰链、带式铰链等来形成。这些传统的铰链可以由连续的片材102或者其他片材进行加强或者覆盖，从而防止弹丸、能量或者其他材料穿过铰接区域。
所述刚性部分106执行屏障100的一些功能。例如，该刚性部分106可以配置为抵抗变形（例如，抵抗折叠和展开）。由于屏障100的运动被限制（例如，防止新的铰链的变形），刚性部分106抵抗变形的能力能够便于控制所述屏障100在收缩状态与扩张状态之间的切换。此外，刚性部分106抵抗变形的能力可以使其更容易地保持屏障100处于扩张状态。在另一个示例中，相较于大致类似但不包括有刚性部分106的屏障，刚性部分106可以改善屏障100的抗弹性能、声音屏障性能等等。
在一个实施例中，所述刚性部分106可以包括不同于所述连续的片材102的刚性面板（例如，刚性材料）。如图1A所示，所述刚性面板可以附接至所述连续的片材102的外表面104中的至少一个外表面。该刚性面板可以由任意的刚性材料（例如，具有抗弹性能的材料或者轻量材料）制成。例如，该刚性面板可以由铝和聚乙烯的轻量复合材料（例如，Dibond®）、玻璃纤维复合材料（例如，石榴石（garolite））、碳纤维、镁合金、铝合金、碳化硅、氧化铝、钢、钛、超高分子量聚乙烯、合成蜘蛛丝、金属复合泡沫、其他合适的陶瓷、其他合适的聚合物、其他合适的复合材料或者这些材料的组合来形成。例如，如果所述屏障100为弹道屏障，那么所述面板可以由石榴石或者碳纤维来形成，因为这些材料是轻量的、防弹的、刚性的且廉价的。
可以利用任意合适的方法将刚性部分106的刚性面板附接至所述连续的片材102。例如，可以利用缝合、胶合、熔合、螺栓连接、凹口连接（pocketing）或者这些方法的任意组合来将所述刚性部分106的面板附接至所述连续的片材102。这些附接方法可以将连续的片材102层与刚性面板之间的剪切最小化，防止刚性面板的弯曲，并且不会在屏障100中引入薄弱点。例如，尖锐的螺栓可以很容易地将连续的片材102的编织物分开并且将刚性面板紧密地附接至连续的片材102。但是，利用螺栓将刚性面板附接至连续的片材102将会损伤该连续的片材102。
在一个实施例中，所述刚性部分106可以包括设置在所述连续的片材102中的刚性面板。例如，所述面板可以被放置在连续的片材102的中部。例如，连续的片材102可以由多个层形成并且所述面板可以被放置两个层之间。设置在连续的片材102中的所述刚性面板可以包括本文所公开的任意刚性面板。可以例如用任意合适的方法（例如，通过缝合、胶合、熔合、螺栓连接、凹口连接或者这些方法的任意组合），可以将该刚性面板保持在所述连续的片材102的已选择的部分中。
在一个实施例中，所述刚性部分106可以包括连续的片材102的一些部分，连续的片材102的这些部分被加强以形成刚性部分106。例如，加强该连续的片材102可以使该连续的片材102抵抗折叠。在一个示例中，可以通过将本文所公开的任意的刚性面板附接至连续的片材102或者设置到连续的片材102中来加强该连续的片材102。在另一个示例中，可以通过将至少一个热塑性塑料层压至连续的片材102来加强该连续的片材102。在又一个示例中，可以通过利用环氧树脂、树脂或者其他硬化剂（统称为“硬化剂”）浸渍连续的片材102来加强该连续的片材102。在该示例中，可以通过使用作为基质的连续的片材并且随后将硬化剂添加至连续的片材102的硬化的、已选择的区域来形成所述刚性部分106。可以将热和压力施加至连续的片材102和硬化剂，以便于硬化剂的硬化。掩模（例如，将会保持附着至屏障100的橡胶）可用于选择性地固化硬化剂。在另一个示例中，可以缝合所述连续的片材102中的多个针脚（stich）来加强该连续的片材102。这些针脚可以限制连续的片材102的多个层之间的运动，从而形成了所述刚性部分106。这些创建所述刚性部分106的方法不是互相排斥的，而是可以进行组合的。
在一个实施例中，所述刚性部分106（例如，刚性面板）可以呈现具有大于大约0.8mm的厚度，例如，具有在大约0.8 mm至大约25 mm、大约0.8 mm至大约35 mm、大约1.6 mm至大约6.4 mm、大约1.6 mm至大约13 mm、或者大约9.5 mm至大约25 mm的范围中的厚度。应当注意的是，所述刚性部分106的厚度可以取决于用于形成该刚性部分106的材料或者方法。因此，在一些实施例中，所述刚性部分106的厚度可以小于大约0.8 mm或者大于大约25 mm。在一个实施例中，所述刚性部分106可以包括平坦的表面，该表面呈现出非平坦形状（例如，凹形或凸形），包括从该表面延伸的一个或多个突起，或者包括从该表面向内部延伸的一个或多个凹槽。
在一个实施例中，所述刚性部分106可以配置为限制屏障100的自由度。例如，该刚性部分106可以配置为将屏障100限制到单一的自由度。另外，刚性部分106的厚度可以用于产生干扰。例如，该刚性部分106的厚度可以相当于将铰链放置在厚材料的某些侧面上的厚度，从而具有厚度干扰或限制铰链的运动（例如，大多数的门仅朝向一个方向摆动，这是因为铰链被设置在门的谷侧，并且门与门框的厚度防止门向另一个方向摆动）。这样，刚性部分106的厚度可以限制自由度并且可以确定屏障100的可用配置，从而可以使屏障100被更快速地布置以及收起。
在一个实施例中，所述刚性部分106可以被制成至少部分地与铰链108重叠，以防止该铰链108成为屏障100的薄弱点。在一个实施例中，所述刚性部分106可包括在连续片材102的一侧或两侧上的多层刚性面板106（例如，刚性面板106）。
每一个铰链108包括形成大致凸形的山侧112以及与该山侧112相对的谷侧114。每一个铰链108还可以形成铰接线，这些铰接线在至少一个顶点116处彼此相交。如下面将更详细讨论的，所述铰链108的山侧112，铰链108的谷侧114以及如何在顶点116处相交的铰链108可以配置为，偏置铰链108使器在一定方向上弯曲，并且当屏障100处于扩张配置时改善该屏障100的稳定性。
在一个实施例中，所述屏障100可以包括多个弹簧110，所述弹簧100联接至该屏障100的一个或多个部件。例如，至少一些所述弹簧100可以联接至屏障100的刚性部分106并且可以跨越所述铰链108。在其他实施例中，所述屏障100不包括弹簧110。
所述弹簧110可以配置为，当屏障100处于扩张状态时使该屏障100保持稳定，并且提供弹性辅助驱动（例如，更容易在扩张状态与收缩状态之间切换）。例如，该弹簧110可以施加跨过所述铰链108的力，该作用力配置为使铰链108展开。该弹簧110可以支撑屏障100的至少一部分质量。例如，支撑屏障100的至少一部分质量的弹簧110可以自动地使屏障100从收缩状态切换到扩张状态，或者减少将屏障100从收缩状态手动切换到扩张状态所需的力。在另一个例子中，所述弹簧110可以足够支撑屏障100的质量，使得屏障100保持在扩张状态。在另一个示例中，所述弹簧100可以配置为防止屏障100在错误的方向上折叠。比如，该弹簧100可以偏置铰链108，从而使该铰链108在所选择的方向上折叠。
在一些实施例中，所述弹簧110可以为压缩弹簧、板簧、扭簧、弹性材料（例如，人造橡胶）、其他合适的偏置元件、或者这些部件或材料的任意组合。例如，该弹簧100可以包括钢质弹簧。可选地或者额外地，所述弹簧100可以由气缸、螺线管、电机、形状记忆合金促动器、其他合适的促动器、或者这些装置的组合所替代。
图1B为根据一个实施例的图1A所示的屏障100处于至少部分地扩张的状态时的俯视图。如图1B所示，该屏障100可以包括至少一个支撑件118。该支撑件可以配置为，当支撑件118启用时（例如，当支撑件118扩张时）将屏障100保持在扩张状态。例如，该支撑件118可以将至少一个压缩部件添加到屏障100中，以用于支持。
在一个实施例中，所述支撑件118可以包括至少一个伸缩杆，该伸缩杆将所述屏障100保持在其扩张状态。该伸缩杆可以防止屏障100在重力的作用下被拉回到其收缩状态。比如，所述伸缩杆可以从25英寸扩张到36英寸，从而允许足够的内部重叠，以防止弯曲和释放，从而使屏障100保持扩张。在另一个示例中，所述屏障100可以包括气缸、螺线管、电机、形状记忆合金、光或温度敏感材料、板簧、其他合适的支撑件或者这些部件或材料的组合，以代替支撑件118或者与支撑件118结合。
所述屏障配置为，当该屏障100处于扩张状态时，该屏障100自行站立。该屏障100可以呈现出使屏障100自行站立的任意形状。例如，屏障100可呈现出包括至少一个平坦表面的形状，至少一个平坦表面由至少一个梁或者从平坦表面朝向支撑表面延伸的另一个平坦表面支撑。在该示例中，该屏障100可以形成“A”形框架。在另一个示例中，所述屏障100可以呈现出包括至少两个相对于彼此以一定角度延伸的平坦表面的形状，例如，大致的“V”形、大致的“L”形、或者大致的“W”形。在另一个示例中，如图1C所示，所述屏障100可呈现出弯曲的形状，例如，大致的“C”形、大致的“O”形、或者大致的“J”形。在另一个示例中，所述屏障100可以呈现出从多个角度（例如，从前面和侧面方向）提供保护的形状，例如，大致的“V”形、或者大致的“C”形。
在一个实施例中，所述屏障100可以包括便于屏障100的操作的一个或多个附加部件（未图示）。例如，屏障100可以具有附接至该屏障100的前部的灯。在另一个示例中，所述屏障100还可以具有附接至该屏障100的侧部或顶部的支撑件，在该支撑件上可以放置枪械。在又一个示例中，所述屏障100可以具有透明部分或者限定有缝隙，以便用户可以透过它进行观察。在另一个示例中，所述屏障100可以具有把手、带子、轮子或者便于屏障100运动的其他装置。在又一个示例中，所述屏障100可以包括袋子，例如缝合到所连续的片材102中和/或形成在所述刚性部分106中的袋子。
当屏障100处于扩张状态时，屏障100可能是非常笨重的并且难于存储。正因为如此，屏障100可以在扩张状态以及至少部分地收缩的状态之间切换。图1C为根据一个实施例的图1A和图1B中的屏障100在至少部分地收缩的配置中的等距视图。如图1C所示，当所述屏障100处于收缩状态时，与屏障100处于扩张状态相比，该屏障100呈现出相对更紧凑的尺寸。当屏障100处于收缩状态时屏障100的相对更紧凑的尺寸可以便于该屏障100的存储和运输。例如，当屏障100处于收缩状态时，该屏障100可呈现的尺寸和形状使得该屏障100可以被存储在车辆的车厢中。在另一个示例中，当屏障100处于收缩状态时，该屏障100可呈现的尺寸和形状使得该屏障100可以像背包或者手提箱那样被携带。
将屏障100从扩张状态切换到收缩状态可以包括减少该屏障100的长度、宽度或者厚度中的至少一种。类似地，将屏障100从收缩状态切换到扩张状态可以包括增加该屏障100的长度、宽度或者厚度中的至少一种。例如，参见图1A和图1B，当所述屏障100处于扩张状态时，该屏障100呈现出第一长度L1、第一宽度W1以及第一厚度t1。同时，参见图1C，当所述屏障100处于收缩状态时，该屏障100呈现出第二长度L2、第二宽度W2以及第二厚度t2，其中所述第二长度L2、第二宽度W2或者第二厚度t2中的至少一个分别小于所述第一长度L1、第一宽度W1或者第一厚度t1中的至少一个。
在一个实施例中，将屏障100从扩张状态切换到收缩状态可以包括减少屏障100所占体积。例如，屏障100处于扩张状态的体积可以由具有等于所述第一长度L1、第一宽度W1以及第一厚度t1的尺寸的盒体来限定。类似地，屏障100处于收缩状态的体积可以由具有等于所述第二长度L2、第二宽度W2以及第二厚度t2的尺寸的盒体来限定。在该示例中，屏障100处于收缩状态的体积小于屏障100处于扩张状态的体积。在另一个实施例中，将屏障100从扩张状态切换到收缩状态可以包括增加屏障100所占体积。例如，当所述屏障100处于扩张状态时该屏障100可以形成大致的平面形状，这可以使处于扩张状态的屏障100与处于收缩状态的屏障100相比占据更小的体积。
本文所公开的屏障可以呈现出多种不同的折纸样式，这些折纸样式可以构造出厚的可折叠的、可以紧凑地折叠的、以及可以扩张为更大的屏障（例如，弯曲的屏障）中的至少一种屏障。例如，图1A至图1C中所示出的屏障100呈现出6阶层修改的吉村（Yoshimura）样式。图2A至图2D为根据不同的实施例的处于平面配置（例如，完全扩张）并且呈现出不同的吉村样式或者修改的吉村样式的屏障200a至200d的平面图。除非本文另有公开，屏障200a至200d与图1A至图1C中的屏障100相同或者大致相似。例如，每一个屏障200a至200d包括连续的片材202、多个刚性部分206以及多个铰链208。此外，每一个屏障200a至200d配置为在至少部分地扩张的状态与至少部分的收缩配置之间切换。
图2A示出了根据一个实施例的展示有由6度顶点组成的吉村样式的屏障200a。图2B至图2D示出了根据一个实施例的屏障200b至200d中的每一个屏障呈现出修改的吉村样式。所述屏障200b至200d呈现出修改的吉村样式，这是因为传统的吉村样式的6度顶点中的每一个被分成两个4度顶点。图2B至图2D中所示出的修改的吉村样式也被称为霍夫曼（Huffman）样式版本和/或由魔术师所使用的折纸样式版本（其被称为Troublewit）。应当注意的是，在一个实施例中，所述屏障200a可以呈现修改的吉村样式和/或所述屏障200b至200d可以呈现吉村样式。
图2A至图2D示出了呈现有吉村样式或者修改的吉村样式的屏障200a至200d可以包括多个阶层。“阶层”被限定为在屏障200a至200d的竖直方向上的刚性部分206的数量。屏障200a至200d中的每一阶层可以包括基本水平的铰链208，所述铰链208分隔每一阶层。例如，图2A示出了包括3个阶层220a的屏障200a，图2B示出了包括4个阶层220b的屏障200b，图2C示出了包括5个阶层220c的屏障200c，图2D示出了包括6个阶层220d的屏障200d。虽然具有无限阶层数的吉村样式或者修改的吉村样式是可行的，但是由于实际原因（例如，制造），有利的是将吉村样式或者修改的吉村样式限制在3个阶层至10个阶层，更具体地，限制在3个阶层至6个阶层。
由于一些原因，用于形成屏障200a至200d的所述吉村样式或者修改的吉村样式的阶层数还可以影响屏障200a至200d在扩张时的稳定性。第一，屏障200a至200d的阶层数的增加将会提高屏障200a至200d的稳定性，因为这会增加屏障200a至200d的宽度。例如，6个阶层的屏障200d的更宽的占用空间相对于5个阶层的屏障200c、4个阶层的屏障200b和3个阶层的屏障200a而言具有更好的抗倾斜性。第二，通过增加屏障200a至200d的阶层数，也可以提高屏障200a至200d的结构稳定性，因为铰链208的平行轴线变得更不共线。例如，在4个阶层的屏障202b上的呈角度的铰链208相较于在6个阶层的屏障202d上的呈角度的铰链208而言更接近共线。铰链208越接近共线，更容易产生对角线剪切。第三，屏障200a至200d的阶层数的增加会导致出现更多的铰链208，这些铰链会降低屏障200a至200d的稳定性。例如，将阶层数增加到一定数量以上（例如，大于8个阶层、大于10个阶层、大于15个阶层或者大于20个阶层），将会降低屏障的稳定性，即使该屏障呈现有增加的宽度以及非共线的铰链。鉴于上面所述的，发明人发现6个阶层的屏障202d提供了足够多的阶层数，其具有稳定的基础、更少共线的铰链208以及不是很多的铰链208。因此，发明人目前认为，6个阶层的屏障202d可以产生在两个方向上工作方式相同的通用屏障，并且有助于减少布置时间以及消除关键情况下的布置错误。
用于形成屏障200a至200d的所述吉村样式或者修改的吉村样式的阶层数还可以在屏障200a至200d处于收缩状态时确定屏障200a至200d的存储效率和存储尺寸。特别地，增加吉村样式或者修改的吉村样式的阶层数将增加折叠的吉村样式或者修改的吉村样式中间的未使用空间，并且增加吉村样式或者修改的吉村样式的折叠层之间的尺寸和间隙数量。例如，图2A中的屏障200a相较于图2B至图2D中的屏障200b至200d呈现出更好的存储效率和存储尺寸。然而，当屏障200a至200d处于收缩状态时，增加吉村样式或者修改的吉村样式的阶层数将减少屏障200a至200d的收缩基础尺寸（例如，图1C所示出的第二宽度W2和第二厚度t2），并且增加屏障200a至200d的长度（例如，图1C所示出的第二长度L2）。例如，图2D所示出的6个阶层的屏障202d具有相较于图2B所示出的4个阶层的屏障202b的更小的收缩基础尺寸和更大的存储高度。
图2A至图2D示出了呈现以下形状的刚性部分206：呈现有一个长边222以及从该长边222以一定斜角延伸的两个成角度边224。例如，如图2A所示，所述刚性部分206可以呈现出大致的三角形。在该示例中，两个成角度边224彼此相交。在另一个示例中，如图2B至图2D所示，所述刚性部分206可以呈现出大致的梯形。在该示例中，所述刚性部分206呈现出与长边222相对的短边226，并且成角度边224在长边222与短边226之间延伸。所述短边226可以与长边222大致平行。应当注意的是，呈现有大致的梯形的刚性部分206可以形成与呈现有大致的三角形的刚性部分206相比更不共线的铰链208。
屏障200a至200d中的每一个包括两个相对表面228，所述相对表面228配置为，在屏障200a至200d处于扩张状态时，与支撑表面（例如，地面、地板等）接触。所述两个相对表面228可以由刚性部分206中的一些长边222限定，或者定位为接近于所述刚性部分206中的一些长边222。当所述刚性部分206呈现出大致的三角形时，所述两个相对表面228还可以由两个成角度边224的交叉部分限定或者设置为接近于两个成角度边224，或者当所述刚性部分206呈现出大致的梯形时，所述两个相对表面228还可以由短边226限定。形成相对表面228（其与支撑表面接触）的长边222的数量的增加可以提高在屏障200a至200d处于扩张状态时的屏障200a至200d的稳定性。例如，由两个长边222形成的相对表面228相较于由一个长边222形成的相对表面228而言更稳定。
所述屏障200a至200d可以具有奇数个阶层或者偶数个阶层。但是，呈现有偶数个阶层的吉村样式或者修改的吉村样式相较于呈现有奇数个阶层的吉村样式或者修改的吉村样式可以呈现出更好的稳定性并且便于更快速的部署。例如，图2A和图2C的屏障200a和屏障200c呈现有奇数个阶层。由奇数个阶层形成的屏障200a和屏障200c可以使其两个相对表面228由不同数量的长边222、成角度边224的交叉部分或者短边226来限定，或者接近于不同数量的长边222、成角度边224的交叉部分或者短边226。因此，屏障200a和屏障200c的两个相对表面228中的一个表面在与所述支撑表面接触时，相较于这两个相对表面228中的另一个表面而言会更加稳定。因此，屏障200a和屏障200c的操作员将需要意识到哪个相对表面228与支撑表面接触，从而使屏障200a和屏障200c的稳定性最大化。同时，图2B和图2D中的屏障200b和屏障200d呈现有偶数个阶层。由偶数个阶层形成的屏障200b和屏障200d可以使其两个相对表面228由相同数量的长边222、成角度边224的交叉部分或者短边226来限定，或者接近于相同数量的长边222、成角度边224的交叉部分或者短边226。因此，屏障200b的两个相对表面228在与支撑表面接触时是同样稳定的。因此，屏障200b和屏障200d的操作员不需要检查两个相对表面228中的哪个表面与支撑表面接触，从而便于屏障200b和屏障200d的部署。
利用吉村样式或者修改的吉村样式形成所述屏障200a至200d使得屏障200a至200d仅呈现一个自由度，在部署屏障200a至200d时这种自由度提供了额外的控制。在部署屏障200a至200d中的额外的控制也会减少部署屏障200a至200d的所需时间。此外，利用吉村样式或者修改的吉村样式形成所述屏障200a至200d可以使屏障200a至200d的刚性部分206呈现出平边几何图形（例如，长边222或短边226），与不包括有平边几何图形的屏障相比，其增加了屏障200a至200d的稳定性。
虽然图2A至图2D示出了利用吉村样式或者修改的吉村样式形成的屏障200a至200d，应当注意的是，本文所公开的任意屏障也可以利用其他折纸样式来形成。例如，本文所公开的任意屏障可以呈现出三浦（Miura-ori）样式。呈现出三浦样式的屏障相较于呈现出吉村样式或者修改的吉村样式的屏障而言可以进行更紧凑的折叠。呈现出三浦样式的屏障将需要使用考虑有在内部彼此堆叠的层的厚度的偏移量或者其他特征。在另一个示例中，本文所公开的任意的屏障可以呈现出方形扭曲样式，该方形扭曲样式可以具有与所述三浦样式类似的优点。在又一个示例中，本文所公开的任意屏障可以呈现出菱形样式。呈现有菱形样式的屏障在其中间状态（例如，在收缩状态与扩张状态之间的状态）可以呈现出半圆形，并且相较于呈现出吉村样式或者修改的吉村样式的类似的屏障可以进行更紧凑的折叠。此外，在将所述屏障在扩张状态与收缩状态之间切换时，呈现有菱形样式的屏障可以呈现多于一个自由度。
在一个实施例中，本文所公开的任意的连续的片材可以是完全平坦的（例如，不呈现出凸起或者凹陷）。但是，完全平坦的连续的片材将存在折叠和展开的问题，尤其在该连续的片材呈现出不可忽略的厚度时。例如，完全平坦的连续的片材可以形成具有山侧和谷侧的铰链。折叠所述完全平坦的连续的片材可以使处于或者临近所述铰链的山侧的那部分完全平坦的连续的片材处于张紧状态并且使处于或者临近所述铰链的谷侧的那部分完全平坦的连续的片材处于压缩状态。导致部分的完全平坦的连续的片材处于张紧状态将导致该完全平坦的连续的片材撕裂。此外，该完全平坦的连续的片材的压缩部分将导致该完全平坦的连续出现折痕，这种折痕将会削弱连续的片材。另外，导致部分的完全平坦的连续的片材处于张紧状态和/或压缩状态将使得难以对大致平坦的连续的片材进行紧凑地折叠。
因此，在一些实施例中，本文所公开的屏障可以包括配置为减少连续的片材中的张紧力和压缩力的连续的片材，特别是如果该连续的片材呈现有不可忽略的厚度，减少连续的片材中的张紧力和压缩力。特别地，作为铰链的连续的片材的折叠线可以配置为适应所述连续的片材的厚度。例如，所述铰链可以呈现出厚膜折叠（例如，布料折叠（turn-of-cloth fold））。图3A至图3C为根据实施例的包括有铰链308的一部分屏障300的部分截面图，其中当所述铰链308分别完全展开、部分折叠以及完全折叠时该铰链208呈现出厚膜折叠。除非本文另有公开，所述屏障300可以与本文所公开的任意屏障相同或类似。例如，该屏障300可以包括形成铰链308的连续的片材以及多个刚性部分306。此外，所述屏障300，特别是所述铰链308可以被本文所公开的任意屏障的实施例所使用。
为了形成所述厚膜折叠，所述连续的片材302由多个层形成，例如至少由第一层332以及与该第一层332相对的第二层334形成。所述第一层332限定所述铰链308的山侧312以及所述连续的片材302的两个外表面304中的一个外表面。类似地，所述第二层334限定所述铰链308的谷侧314以及所述连续的片材302的两个外表面304中的另一个外表面。该第一层332包括位于或临近于铰链308的山侧312的额外材料，而第二层334不包括该额外材料。在一个示例中，所述连续的片材302还包括在所述第一层332与第二层334之间的一个或多个附加层。在该示例中，所述一个或多个附加层还可以包括额外材料。然而，所述一个或多个附加层的每一个附加层中具有的额外材料的量一般从第一层332到第二层334减少。
参见图3A，当铰链308展开时，所述第一层332的额外材料以及可选地，所述一个或多个附加层的额外材料聚集在一起。所述额外材料的聚集可以在铰链308的山侧312上形成突起336。同时，所述第二层334是大致平坦的。在山侧312上的突出部336的存在以及大致平坦的第二层334可以偏置铰链308以使其在某一方向上折叠。图3B和3C示出了所述第一层332的额外材料，以及可选地，所述一个或多个附加层的额外材料如何使铰链308折叠，而不使第一层332处于拉伸状态以及不使第二层334被压缩。这样，所述第一层332的额外材料，以及可选地，所述一个或多个附加层的额外材料可用于提高铰链308的柔性，并且使铰链308完全展开以及完全折叠，而不管用于形成连续的片材302的层的厚度或数量如何。
在一个实施例中，所述连续片材302可以配置为，在铰链308的山侧312处或者在该山侧312附近包含聚集，并使突起336从铰链308的山侧312向外延伸。例如，与铰链308毗邻的连续的片材302的部分可以缝合在一起，以防止额外材料在与铰链308间隔开的位置处聚集。这将导致铰链308被偏置。这意味着当屏障300处于扩张状态时该突起336保持可见。
如前面所讨论，本文所公开的屏障可由连续的片材形成，所述连续的片材包括一个或多个层以及多个刚性部分，所述多个刚性部分附接至连续的片材、设置在连续的片材中和/或加强该连续的片材。图4A至图4C为根据不同的实施例的具有一个或多个层的不同的布置以及多个刚性部分的屏障400a至400e的部分截面图。除非本文另有公开，所述屏障400a至400e与本文所公开的屏障相同或者大致相似。此外，本文所公开的任意屏障可以具有图4A至图4E中所示的任意布置方式。
参见图4A，所述屏障400a包括连续的片材402a和多个刚性部分406a，该连续的片材402a包括两个外表面404a。所述多个刚性部分406a附接至所述连续的片材402a的两个外表面404a中的至少一个外表面。所述连续的片材402a由至少一个层432a形成。所述至少一个层432a可以包括单独的层或者多个彼此大致相同的层。
参见图4B，所述屏障400b包括连续的片材402b和多个刚性部分406b，所述连续的片材402b包括两个外表面404b，所述多个刚性部分406b附接至所述两个外表面404b中的至少一个外表面。所述连续的片材402b由至少一个第一层432b以及与该第一层432b不同的至少一个第二层434b中的至少一个层形成。例如，所述第一层432b可以呈现有与所述第二层434b不同的材料成分、结构等等。
参见图4C，所述屏障400C包括连续的片材402c和多个刚性部分406c，所述连续的片材402c包括两个外表面404c，所述多个刚性部分406c附接至所述两个外表面404c中的至少一个外表面。所述连续的片材402c由至少一个第一层432c、至少一个第二层434c以及至少一个第三层438c中的至少一个层来形成。所述第三层438c与所述第一层432c和第二层434c不同，而所述第一层432c与第二层434c大致相同或者彼此不同。在一个实施例中，所述第一层432c与第二层434c中的至少一个可以形成配置为保护所述第三层438c的保护层。例如，所述屏障400c可以为弹道屏障，并且该第三层438c可以包括凯夫拉纤维（Kevlar）。但是，由于凯夫拉纤维具有相对低的耐磨性、防水性以及耐紫外光性，因此将第三层438c暴露在外部环境中会对凯夫拉纤维的抗弹性能带来负面影响。在该示例中，所述屏障400c的第一层432c和第二层434c可以由呈现出相对于凯夫拉纤维具有更好的耐磨性、防水性以及耐紫外光性的材料来形成，例如由弹道尼龙来形成。这样，该第一层432c和第二层434c可以从外部环境中保护第三层438c并且保持该第三层438c的抗弹性能。
参见图4D，所述屏障400d包括连续的片材402d以及设置在该连续的片材402d中的多个刚性部分406d。例如，所述连续的片材402d可以包括至少一个第一层432d和至少一个第二层434d。所述至少一个第一层432d和至少一个第二层434d可以大致相同或者不同（例如，呈现不同的材料成分）。在该示例中，所述刚性部分406可以设置在第一层432d与第二层434d之间。在连续的片材402d中设置刚性部分406d可以改善屏障400d的美感、可以使第一层432d和第二层434d保护刚性部分406d免受外部环境损害、提供了刚性部分406d与连续的片材402d的稳固的联接的新方式等等。
参见图4E，所述屏障400e包括连续的片材402e以及设置在该连续的片材402e中的多个刚性部分406e。例如，所述连续的片材402e可以包括至少一个第一层432e、至少一个第二层434e、以及设置在该第一层432e与第二层434e之间的至少一个第三层438e。除非本文另有公开，所述第一层432e、第二层434e、第三层438e可以与图4C中的第一层432c、第二层434c、第三层438c相同或者大致相似。在一个示例中，所述刚性部分406e可以设置在第三层438e与第一层432e或者第二层434e中的至少一层之间。在另一个示例中，所述刚性部分406e可以设置在第三层438e中（例如，该第三层438e包括至少两层，并且刚性部分406e设置在第三层438e的至少两层之间）。
应当注意的是，本文所公开的屏障可以呈现出与图4A至图4E所示出的布置方式不同的布置方式。例如，本文所公开的屏障可以包括附接至所述连续的片材的两个外表面中的至少一个外表面的至少一个刚性部分以及设置在所述连续的片材中的至少一个刚性部分。在另一个示例中，本文所公开的屏障可以由包括有至少一个第一层、至少一个第二层、至少一个第三层以及一个或多个附加层的连续的片材形成。
在一些实施例中，本文所公开的屏障可以包括配置为当屏障处于至少部分地扩张的状态时改善该屏障的稳定性的一个或多个机构。图5为根据一个实施例的屏障500的一部分的正视图，其示出了在屏障500处于扩张状态时可用于稳定该屏障500的若干机构。除非本文另有公开，所述屏障500可以与本文所公开的任意屏障类似。例如，该屏障500可以由连续的片材502、多个刚性部分506以及多个铰链508形成。图5中所示出的稳定机构可以被本文所公开的任意的屏障所使用。
在一个实施例中，用于稳定所述屏障500的稳定机构可以包括至少一个间隔件540。所述间隔件540包括窄的刚性面板，其由本文公开的任意的刚性面板材料形成。该间隔件540附接至与形成在所述刚性部分506之间的间隙毗邻的连续的片材502的部分。间隔件540可以配置为减小由间隙引起的屏障500的不稳定性。在一个示例中，所述间隔件540设置在铰链508的山侧512上，这是因为该铰链508的山侧512上的刚性部分506之间的间隙的尺寸可以大于铰链508的谷侧（未图示）上的刚性部分506之间的间隙。应当注意的是，该间隔件540还可用于加强由间隙形成的屏障500中的薄弱点。
在一个实施例中，用于增强屏障500的稳定性的机构可以包括将多个铰链设置为大致是不共线的。当多个铰链508与单个间隙（例如，未占用的间隙或至少部分的被间隔件540占据的间隙）相交时，这些铰链508大致是不共线的，并且至多只有一对铰链508是共线的。当这些铰链508的纵向轴线不平行和/或偏移时，这些铰链508是不共线的。当屏障500处于扩张状态时，将这些铰链508定位成大致是不共线的可以增加屏障500的稳定性。例如，图5示出了在单个间隙（例如，该间隙至少部分的由间隔件540占据）处相交的多个铰链508，并且在间隙处相交的所有铰链508都是不共线的。比如，图5示出了铰链508中的一个铰链的第一纵向轴线542和铰链508中的另一个铰链的第二纵向轴线544。如图所示，所述第一纵向轴线542偏移并且不平行于第二纵向轴线544。
图6为根据一个实施例的用于形成本文所公开的任意的屏障600的方法的流程图。该方法可以包括块605、块610和块615。除非本文另有公开，所述块605、块610和块615可以以任意顺序执行、可以被分割成多个不同的块、可以结合成单独的块、可以被补充或者被删除。此外，如下面所详细描述的，该方法600可以而包括一个或多个附加块。
块605记载了“提供连续的片材”。在一个示例中，块605包括提供包括有单独层或者多个层的片材。在另一个示例中，块605可以包括提供预制的片材。在又一个示例中，块605可以包括提供多个层并且将所述多个层形成到连续的片材中。在另一个示例中，块605可以包括提供本文所公开的任意的连续的片材。
在一个实施例中，块605可以包括提供形成连续的片材的其中一个外表面的至少一个第一层以及提供形成所述连续的片材的另一个外表面的至少一个第二层。在该实施例中，该块605还可以包括提供设置在所述第一层与第二层之间的至少一个第三层。在一个示例中，所述第一层或者第二层中的至少一层可以配置为形成保护所述第三层免受外部环境损害的保护层。在该示例中，所述第一层或者第二层中的至少一层可以呈现出高于所述第三层的耐磨性、防水性以及耐紫外光性中的至少一种性能。
块610记载了“在所述连续的片材上限定多个刚性部分”。例如，块610可以包括提供本文所公开的任意的刚性面板并且将所述刚性面板附接至所述连续的片材的至少一个外表面。在另一个示例中，块610可以包括提供本文所公开的任意的刚性面板并且将所述刚性面板设置到所述连续的片材中。在又一个示例中，块610可以包括将至少一个热塑性塑料层压至所述连续的片材的多个区域上。在另一个示例中，块610可以包括利用环氧树脂、树脂或者其他硬化剂中的至少一种来浸渍所述连续的片材的多个区域。在又一个示例中，块610可以包括在所述连续的片材的多个区域上形成多个针脚。
在一个实施例中，所述方法600可以包括大致上同时地执行所述块605和块610。例如，块605可以包括提供至少一个第一层。在提供所述至少一个第一层之后，块610可以包括将多个刚性面板定位到一个或多个层上。在将多个刚性面板定位到一个或多个层上之后，块605可以包括将至少一个第二层设置在多个刚性面板和第一层之上。该示例还可以包括将所述第一层和第二层附接在一起、将所述刚性面板附接至所述第一层和/或第二层、和/或将一个或多个附加层附接至所述第一层和第二层。
在一个示例中，块610包括在所述连续的片材上限定多个刚性部分，以形成吉村样式或者修改的吉村样式、三浦样式、方形扭曲样式或者菱形样式。在另一个示例中，块610可以包括形成展示有偶数个阶层的吉村样式或者修改的吉村样式，例如，具有6个阶层的吉村样式或者修改的吉村样式。
块615可以包括“从设置在所述多个刚性部分之间的部分的连续的片材中形成多个铰链”。在一个示例中，块615可以与所述块605和/或块610大致上同时地执行。在一个示例中，块605可以包括提供已经包括有多个厚膜折叠的连续的片材，其中所述多个厚膜折叠形成在该连续的片材中，或者块605可以包括在所述连续的片材中形成厚膜折叠。在一个示例中，块615可以包括形成大致上不共线的多个铰链。
在一个示例中，所述方法600可以包括在所述多个铰链中的至少一个铰链的至少一个山侧上定位至少一个间隔件。在另一个示例中，所述方法600可以包括将多个弹簧联接至所述多个刚性部分。在又一个示例中，所述方法600可以包括将至少一个支撑件定位至所述多个刚性部分中的至少一个刚性部分。
通过由具有对特定应用有益的特性的材料形成屏障，或者使屏障呈现出提供有益于特定应用的特征的形状，本文公开的屏障可以针对不同的应用做出修改。所述有益于特定应用的特征，提供所述特征的材料以及提供所述特征的形状可以是本领域普通技术人员已知的。
在一个实施例中，本文公开的任意屏障可以配置为弹道屏障，例如满足与具有NIJIIIa等级的防弹背心相同要求的弹道屏障。这种弹道屏障解决了迫切需求——保护执法机关、军人和无辜受害者免受危险情况的损害。在大多数的弹道应用中，便携性的需求以及快速的部署是必不可少的。弹道屏障的可能应用包括执法、民用和军事应用。例如，配置用于执法应用的弹道屏障可以被配置为临时屏障，以较小的压缩状态进行运输和存储，并且可以快速地扩张。在另一个示例中，由于军事屏障通常是永久封锁的或者是针对非常高能量的爆炸物或弹药的屏障，因此配置用于军事应用的弹道屏障相较于配置用于执法应用的弹道屏障会具有更差的运输性和临时性。
在一个实施例中，本文公开的任意的屏障可以是建筑屏障。该建筑屏障包括配置为覆盖人行道、保护行人、分隔建筑工地中的至少一种的保护屏障。
在一个实施例中，本文公开的任意屏障可以是声音屏障。该声音屏障可以包括减少回声的吸音屏障或者扩音屏障。
在一个实施例中，本文公开的任意屏障可以配置为防止洪水的水屏障。例如，该水屏障可以是配置为使洪水改变方向的防洪闸门或水坝。
在一个实施例中，本文公开的任意屏障可以是火/热屏障（例如用于被困在森林火灾中的消防员的防火棚），或者被配置为保护房屋和建筑物中的重要房间的屏障。
在一个实施例中，本文公开的任意屏障可以是辐射屏障，其可以隔绝辐射扩散并保护所选区域免受辐射伤害。
在一个实施例中，本文公开的任意屏障可以是配置为用于交通中断、交通引导或者限制公众接近的交通屏障。
在一个实施例中，本文公开的任意屏障可以是用于风引起潜在危险情况的位置的风屏障。
在一个实施例中，本文公开的任意屏障可以是化学屏障或者光屏障（例如，不透光屏障）。
虽然本文已经公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例也是可以想到的。本文公开的各个方面和实施例只是出于说明的目的，而非旨在对其进行限制。

Claims (36)

1.一种屏障，包括：
在两个相对表面之间延伸的连续的片材；
附接至所述连续的片材或者结合到所述连续的片材中的多个刚性部分，其中，所述多个刚性部分在所述两个相对表面之间形成多个阶层，并且在所述多个刚性部分之间限定有间隙；以及
多个铰链，所述多个铰链中的每一个铰链与所述间隙中的相应的一个间隙毗邻，所述多个铰链由部分的所述连续的片材形成，所述多个铰链在至少一个顶点处彼此相交，其中，在所述至少一个顶点处相交的所述多个铰链中的至少一些铰链是不共线的；
其中，所述屏障配置为，能够在至少部分地收缩的状态与至少部分地扩张的状态之间切换。
2.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，所述多个刚性部分形成吉村样式或者修改的吉村样式。
3.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，所述多个刚性部分形成三浦样式、方形扭曲样式或者菱形样式。
4.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，所述连续的片材包括未切割的片材。
5.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，所述连续的片材包括多个层。
6.根据权利要求5所述的屏障，其特征在于，所述多个层包括：
至少一个第一层；
至少一个第二层；以及
设置在所述至少一个第一层与所述至少一个第二层之间的至少一个第三层；
其中，相较于所述至少一个第三层，所述至少一个第一层和/或所述至少一个第二层呈现更好的耐磨性、耐紫外光性或者防水性。
7.根据权利要求6所述的屏障，其特征在于，所述多个刚性部分中的每一个刚性部分设置为以下中的至少一种：在所述至少一个第一层与所述至少一个第三层之间、在所述至少一个第二层与所述至少一个第三层中之间、或者在所述至少一个第三层中。
8.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，所述多个刚性部分形成偶数个阶层。
9.根据权利要求8所述的屏障，其特征在于，所述多个刚性部分形成为6个阶层。
10.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，所述多个刚性部分包括不同于所述连续的片材的多个刚性面板。
11.根据权利要求10所述的屏障，其特征在于，所述多个刚性面板中的每一个刚性面板联接至所述连续的片材的外表面。
12.根据权利要求10所述的屏障，其特征在于，所述多个刚性面板设置在所述连续的片材中。
13.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，所述多个刚性部分中的每一个刚性部分至少包括：
层压在所述连续的片材上的至少一个热塑性塑料；
浸渍入所述连续的片材中的树脂；或者
多个针脚。
14.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，当所述屏障在所述至少部分地收缩的状态与所述至少部分地扩张的状态之间切换时，该屏障呈现单一的自由度。
15.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，形成所述多个铰链的所述连续的片材的部分中的每一个部分呈现厚膜折叠。
16.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，所述屏障还包括：定位在所述多个铰链中的一个或多个铰链的山侧上的一个或多个间隔件。
17.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，所述屏障还包括：联接至所述多个刚性部分中的至少一些刚性部分的多个弹簧。
18.根据权利要求1所述的屏障，其特征在于，所述屏障还包括：联接至所述多个刚性部分中的至少一些刚性部分的至少一个支撑件。
19.一种制造屏障的方法，该方法包括：
提供在两个相对表面之间延伸的连续的片材；
在所述连续的片材上限定多个刚性部分，其中，所述多个刚性部分在所述两个相对表面之间形成多个阶层，并且在所述多个刚性部分之间限定有间隙；
由部分的所述连续的片材形成多个铰链，所述多个铰链中的每一个铰链与所述间隙中的相应的一个间隙毗邻，所述多个铰链在至少一个顶点处彼此相交，其中，在所述至少一个顶点处相交的所述多个铰链中的至少一些铰链是不共线的。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，提供连续的片材包括：提供至少一个第一层以及至少一个第二层，所述至少一个第一层以及所述至少一个第二层形成所述连续的片材的两个相对的外表面。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，提供连续的片材包括：提供设置在所述至少一个第一层与所述至少一个第二层之间的至少一个第三层，相较于所述至少一个第三层，所述至少一个第一层以及所述至少一个第二层呈现更高的耐磨性、耐紫外光性或者防水性。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，在所述连续的片材上限定多个刚性部分包括：在所述至少一个第一层与所述至少一个第二层之间设置多个刚性面板。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，在所述连续的片材上限定多个刚性部分包括：将多个刚性面板附接至所述连续的片材的两个相对的外表面中的至少一个外表面。
24.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在所述连续的片材上限定多个刚性部分至少包括：
在所述连续的片材上的多个区域上层压至少一个热塑性塑料；
利用树脂浸渍所述连续的片材的多个区域；或者
在所述连续的片材的多个区域上形成多个针脚。
25.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在所述连续的片材上限定多个刚性部分包括：在所述连续的片材上以吉村样式或者修改的吉村样式限定所述多个刚性部分。
26.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在所述连续的片材上限定多个刚性部分包括：在所述连续的片材上形成偶数个阶层的所述多个刚性部分。
27.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在所述连续的片材上限定多个刚性部分包括：在所述连续的片材上形成6个阶层的所述多个刚性部分。
28.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在所述连续的片材上形成多个刚性部分包括：在所述连续的片材上以三浦样式、方形扭曲样式或者菱形样式限定所述多个刚性部分。
29.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，形成多个铰链包括：形成所述多个铰链中的至少一些铰链，从而包括厚膜折叠。
30.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将一个或多个间隔件定位在所述多个铰链中的一个或多个铰链的山侧上。
31.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将多个弹簧联接至所述多个刚性部分中的至少一些刚性部分。
32.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将至少一个支撑件联接至所述多个刚性部分中的至少一些刚性部分。
33.一种部署屏障的方法，该方法包括：
提供处于至少部分地收缩的状态的屏障，该屏障包括在两个相对表面之间延伸的连续的片材、附接至所述连续的片材或者结合到所述连续的片材中的多个刚性部分、以及由所述连续的片材形成的多个铰链，其中，所述多个铰链在至少一个顶点处彼此相交，所述多个刚性部分在所述两个相对表面之间形成多个阶层，所述多个刚性部分之间限定有间隙，所述多个铰链中的每一个铰链与所述间隙中的相应的一个间隙毗邻，并且在所述至少一个顶点处相交的所述多个铰链中的至少一些铰链是不共线的；
通过展开所述多个铰链，将所述屏障从所述部分地收缩的状态切换到至少部分地扩张的状态，其中，处于所述至少部分地扩张的状态的所述屏障呈现出长度、宽度或者厚度中的至少一种大于处于所述至少部分地收缩的状态的屏障的长度、宽度或者厚度中的相应的至少一种。
34.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，将所述屏障从所述部分地收缩的状态切换到至少部分地扩张的状态包括：利用多个弹簧向所述多个铰链施加偏置力。
35.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在将所述屏障从所述部分地收缩的状态切换到至少部分地扩张的状态之后，将至少一个支撑件联接至所述屏障和/或扩张所述至少一个支撑件，所述至少一个支撑件配置为，向所述屏障施加使该屏障保持在所述至少部分地扩张的状态的力。
36.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过折叠所述多个铰链，将所述屏障从所述至少部分地扩张的状态切换到所述至少部分地收缩的状态。
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