CN111000390A - 可充气且可重构的产品及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了重量轻、易于存放在狭小的空间中的充气椅子、垫子和漂浮装置，这些都是由至少两个可充气的气垫布面板的相对简单的组合而实现的，所述面板可通过使用带子而相对于彼此保持在适当的位置，或者在其他实施方式中，通过附加的可充气侧面板，其提供扶手和支撑以将椅子直立在地面上。可使用简单的铰链将面板按所需配置连接在一起，既可以是固定展开，也可以是可调节和可转换的展开，其中在一种展开中，面板用于椅子，在另一种展开中，用于平坦的垫子，垫子可以用作漂浮物或露营地垫。

Description

可充气且可重构的产品及其制造方法

技术领域

本发明涉及由气垫布(drop switch)材料制成的产品，其可以被充气使用，并且可以被重构以用于不同的用途，例如在一种构型中，该产品被充气并用作椅子，而在另一种构型中，该产品被充气并用作漂浮装置。在任何一种或其他构型中，产品重量轻、易于存放和/或搬运，同时需要尽可能小的空间。

背景技术

在申请人于2018年2月26日提交的15/904,999号共同未决申请中(其通过引用并入本文)，描述了用于制作船等物品的气垫布材料的用途。气垫布材料具有主要与强度有关的独特属性，其允许充气膨胀到更高的压力水平。在材料的内表面之间延伸的长度基本相等的纱线可防止不均匀的鼓包。完全充气后，气垫布材料可形成厚度约为几英寸的面板，该面板结实且坚硬，可以与实心塑料或木制结构媲美。这些面板可以成形和组合以形成独特的结构，例如在先申请中所述的船。

图1是已知用于制作立式桨叶板(称为“SUP”)的气垫布材料的代表性样品，并且在我的共同未决申请中描述使用了相同的材料。可以看出，气垫布材料10通常具有多条连接纱线12，它们以相等的长度在两个编织基布的织物片14和16之间延伸。纱线12缝合在两个织物片14和16之间。纱线12和织物片14、16可以由尼龙和/或聚酯或类似材料制成。为了获得强度、气密性和抗穿刺性，可以将PVC内涂层18和20以及外涂层22和24应用于织物片14和16上。取决于强度和重量需求，可以使用附加的多个涂层(或者可以使用一种涂层)，这取决于所制造的物品类型。通常，优选在每侧上设置两个涂层或层。涂层可以以热液体形式涂覆，在这种情况下，它们在冷却时被粘合到织物片上，或者它们可以以预成型片的形式被粘合地结合到织物片14和16上。

例如，基体织物片14和16可以由缝合到连接纱线12上的布纱线制成。例如，两者中使用的纱线可以是500旦尼尔(denier)。纱线长度的(其决定充气时装置的厚度)可以是所需的长度，但是通常在5至30厘米之间。气垫布材料的每一侧(即从图1观察时的上侧和下侧，其中上侧包括织物片14、内涂层18和外涂层22的组合)的厚度可以约为1-2毫米。

在露营和水上和陆地的其他户外运动的情况下，对轻便、便携但坚固的装置有持续需求。在远足和露营时，最重要的是尽量减少重量和空间。水上运动也有类似的需求，在这种情况下，通常将装备从车辆运送到远离机动运输工具的海滩、河流或湖泊。椅子就是一个例子。便携椅的示例充满了折叠和展开的结构，并由通过铆钉连接的金属管组成，并覆盖有座位和扶手织物。无论多么轻，这些结构仍然占据相当大的空间，并且由于其复杂性而遭受机械故障。而且，没有已知的椅子能够从一种结构类型转换为另一种结构类型，例如，从水上用的漂浮装置转换为陆地上用的椅子。

发明内容

本发明提供了在空间和重量非常宝贵的露营和其他户外活动中非常有用的改进装置。

例如，在一个实施方式中，一种充气椅包括多个可充气部分，当充气时，这些可充气部分限定以大体水平的定向设置的座位面板、以大体垂直的定向设置的靠背面板以及两个相对的侧面板，所述侧面板以大体垂直的定向设置并且可连接至座位面板和靠背面板，以保持所有面板之间的相互邻置。连接时，可充气面板形成重量轻、强度足以支撑成人、易于收藏且完全无框的椅子。

替代实施方式包括一种实施方式，其中各个可充气面板全部永久地彼此连接并且流体连通，使得可以使用单个充气阀对整个物品充气。当可充气面板在充气后组装在一起并通过可拆卸的连接装置如VELCRO固定在一起时，每个部分都需要一个单独的充气阀。替代实施方式可以包括两个或更多个流体连通且共享单个充气阀的可充气部分。

在另一个实施方式中，包括仅由两个可充气面板制成的物品，所述两个可充气面板在邻接的端部处铰接在一起，并且通过支撑装置相对于彼此保持成角度的定向。支撑装置可包括位于可充气面板的相对侧上的带子，该带子的长度可调节以将成角度的定向固定在期望的角度。在简单的椅子构型中，定向角度优选地为大约90度。在地垫构型中，带子可以被释放或分离以允许180度定向，其中两个可充气面板基本共面。本发明的一个方面是将一个物品(例如椅子)转换成另一物品(例如地垫)的能力。垫子可以用作睡袋的床垫，也可以用作水上用漂浮物。两个椅子(各自具有两个面板)可以以平面定向放置，并首尾相连，以形成更长的垫子。

本发明的另一实施方式是将第三可充气面板以手风琴方式连接至另两个可充气面板中的一个，使得在椅子构型中，椅子的座位面板由折叠并堆叠在一起的两个面板形成，而靠背面板从两个堆叠的面板垂直向上延伸。每个面板通过铰链装置连接到相邻的面板，该铰链装置可以包括形成这些部分的织物片，沿着这些部分的一侧压在一起，或更优选地，铰链装置可以包括柔性材料的带子，该柔性材料的带子粘接地结合到相应的相邻面板上。

附图说明

图1是适用于本发明的已知形式的气垫布材料的示例性分解图；

图2是根据本发明的一个实施方式的可充气气垫布椅子的侧视图；

图3A是根据图2的实施方式的可充气气垫布椅子的正视图；

图3B是根据图2的实施方式的可充气气垫布椅子的后视图；

图3C是图3A的局部放大图；

图4A是根据另一实施方式的可充气气垫布椅子的正视图；

图4B是图4A的实施方式的后视图；

图5是本发明的另一个实施方式的可充气气垫布结构的侧视图，并且以“椅子”的形式示出，其中第一面板和第二面板相对于彼此以大约直角固定；

图6是图5的可充气气垫布编织结构的侧视图，其中两个面板以平的、共面、端对端的方式布置以形成地垫或漂浮装置；

图7是本发明的另一个实施方式的可充气气垫布结构的侧视图，并且以“椅子”的形式示出，其中两个面板彼此折叠层置，第三面板相对于其他两个面板旋转大约直角；和

图8是图7的可充气气垫布结构的侧视图，其中三个面板以平面、共面、端对端的方式布置，以形成在陆地上用作地垫或在水上用作漂浮装置的结构。

具体实施方式

本发明提供了改进的轻质可充气结构，其可在陆地上用作椅子、垫子、衬垫等，或在水上用作漂浮装置、船等。

参照图2和图3A-3C，可以使用多个可充气气垫布面板来制造用于陆地或水上的任何数量的不同结构。可以根据面板相对于彼此的定向，以不同的构型组装气垫布材料或产生坚固、轻便的可充气面板的类似材料，以形成家具、地板或地垫或水上漂浮物。在一个实施方式中，椅子26由多个可充气部分制成，当充气时，这些可充气部分限定以大体水平的定向设置的座位面板38、以大体垂直的定向设置的靠背面板28以及两个相对的侧面板30和30，所述侧面板以大体垂直的定向设置，并且可连接至座位面板38和靠背面板28，以保持所有面板之间的相互邻置(juxtaposition)。换句话说，如果没有侧面板30和32，则座位面板38和靠背面板28将没有支撑，也没有保持它们各自的垂直和水平定向的装置。此外，座位面板38和靠背面板28限定侧面板30和32间隔开的距离。座位面板38和靠背面板28的宽度限定两个侧面板30和32之间的空间。因此，与通常具有支撑织物的靠背、座位和扶手的金属管状框架的其他休闲便携式椅子不同，本发明的一个方面是无框椅子。金属框架在便携性和复杂性方面都是不利的。

座位面板38和靠背面板28可拆卸地连接到两个相对的侧部30和32，从而可以改变它们相对于彼此以及相对于侧部的定向角度。便于靠背面板和座位面板之间的相对调节的一种方式是使所有面板30、32、38和28通过互补的紧固件装置(例如互补的微钩和微环紧固件，以VELCRO之名可商业获得)彼此可拆卸地连接。如图3a所示，侧面板32具有连接到侧面板32的内表面32a的互补的微钩40。座位面板38的侧表面38a具有连接到其上的微环材料的带子，由此当座位面板38如图3a所示放置成与侧面板32接触时，两个面板通过微钩和微环可拆卸且可调节地彼此粘附。可拆卸的方面来自可将VELCRO型材料拉开的事实，而可调节的方面来自于可根据是否需要倾斜而改变座位面板和靠背面板的定向角度的事实。如图3a所示，可以将互补的微钩和微环紧固件材料的类似装置布置在其他面板上。图3b是放大图，示出了当通过VELCRO或其他可拆卸紧固装置连接时椅子26的角部的视图。

其他紧固装置可包括互补的按扣、皮带或互锁构件，以使各个面板的邻接或相邻端可拆卸地连接。当使用分开的可拆卸面板时，每个面板将设置有充气阀39。当使用分开的可拆卸面板时，将在每个面板充气之后组装椅子26。

在另一个实施方式中，如图4A和4B所示，椅子26'包括面板38'、28'、30'和32'，它们通过PVC织物条41、43、45彼此永久连接，这些织物条与两个相邻面板之间的界面重叠。座位面板38’和侧面板32’通过织物条连接，该织物条例如通过粘合剂部分地连接到侧面板32’的内表面32a’和座位面板38’的上表面。当所有面板永久地彼此连接时，它们优选流体连通，从而可以使用单个充气阀36为所有面板充气。

一般而言，每个面板是气密的可充气构件，可以具有其自己的单独充气阀，或者如果所有面板彼此流体连通，则可以使用单个充气阀来对所有面板充气。在图4B中示出了位于靠背面板28上的示例性的充气阀36。不同面板之间的流体连通可以通过两个邻接面板之间的任何适当密封的开口来实现。

在所有实施方式中，每个面板基本上是矩形的，并且优选地是正方形的，并且可以优选为2-4英寸厚。这样，每个面板具有两个相对的端部和两个相对的侧面。当可拆卸地彼此连接时，座位部分38和靠背部分28可以彼此分离；或者沿着靠背部分的底部边缘部分和座位部分的后边缘部分彼此连接，在这种情况下，它们在连接到两个相对的侧面板之前可通过铰链相对于彼此移动。铰链可以是通过粘合剂连接到两个部分并与两个面板之间的界面重叠的PVC织物条。或者，座位面板38和靠背面板28可具有一体形成的铰链，该铰链将同一面板的两个部分分成两个单独的面板。

座位部分和靠背部分的垂直定向和水平定向在连接到两个相对的侧部时被可调节地固定。例如，在所有四个面板彼此分开并通过诸如VELCRO之类的互补紧固件装置连接的实施方式中，靠背面板28可以设置在如图2所示的基本垂直的位置，或者可以将其设置为相对于地面成45度至90度之间的任意角度。一旦选择了所需的倾斜角度，就可以通过紧固件设置位置。类似地，座位面板38可以设置在基本水平的位置，或者相对于地面稍微倾斜。在座位面板38的情况下，倾斜范围受到更大的限制，优选地在0度至15度之间，对应于坐在椅子26上的人的舒适度。在一个实施方式中，微钩和微环可以应用于座位面板、靠背面板和侧面板的邻接部分。可使用其他紧固件装置，例如按扣、系带、钩子等，将各个面板相对于彼此保持在固定但可调节的位置。

在所有面板永久地彼此连接的实施方式中，仅需要单个充气阀36来对椅子26进行充气。在这种情况下，所有面板必须彼此流体连通。当面板不流体连通时，或者当面板全部单独制造并通过紧固件组装时，也可以为每个面板配备一个充气阀。当面板永久连接时，可以使用一个以上，四个以下的阀，阀的数量由特定用途、所涉及的成本、易制性或其他因素决定。

本发明包括一种制造可充气物品的方法，包括形成多个可充气部分的步骤，这些可充气部分在被充气时限定座位面板38、靠背面板28和两个相对的侧面板30和32。在一个实施方式中，面板分别形成、充气然后彼此可拆卸地连接以形成物品，例如椅子。可替代地，该方法包括永久性地粘合或以其他方式定向连接各个面板，以形成在大体上垂直的定向上延伸的靠背面板、在大体上水平的定向上延伸的座位面板以及在大体上垂直的定向上延伸并大体上与座位和靠背成直角的两个相对的扶手面板。不管是永久还是可拆卸地连接，这些面板都是可充气的，以形成诸如椅子26之类的物品。可充气面板优选地由气垫布材料制成，当充气时，所述气垫布材料形成刚性但结实且重量轻的结构构件。可充气面板可以通过粘合地结合到充气面板的相邻部分的材料条彼此固定地连接，从而形成可以通过单个充气阀或多个充气阀充气的单个单元，每个附加阀定位于不同的部分。有利地，椅子26不需要框架或其他刚性结构支撑。

当所有部分永久性地彼此连接时，座位面板和靠背面板相对于两个相对的侧面板的定向固定，或者替代地，当这些部分彼此独立但在充气时可拆卸地连接时，座位面板和靠背面板相对于两个相对的侧面部分的定向上可调。通过上述方法形成的椅子26重量轻并且易于收放在较小的空间中。这是露营的理想选择，露营时装备轻巧，便于远足，尤其是在较长的路线上。例如，当在营地充气时，椅子26的尺寸可以适合发育完全的成年人，因此，露营者可以放松、休息和恢复体力，以进行远足的下一阶段。同样，无论是否与露营相关联，椅子都可以用作漂浮物。例如，当在湖边的营地上使用时，各个面板可以被充气并用作冲浪板、安全漂浮装置等。同样，组装好的椅子26可以漂浮并且可以像泳池漂浮物一样使用。

在图2-4的实施方式中，可以将便利物品附接到椅子26上，例如把手34、口袋36和带37、39，它们可以用来保持露营物品，或者可以帮助包装放气的椅子26。

根据本发明的物品的其他实施方式包括可以转换为垫子的椅子。参照图5至图8，可充气物品42包括具有第一相对端44a和第二相对端44b的第一可充气面板44以及具有第一二相对端46a和第二相对端46b的第二可充气面板46。第一面板44和第二面板46通过铰链48在其抵接端44b和46b处彼此可移动地连接。铰链48可以是PVC织物的带子，其与抵接端44b和46b重叠并且粘合地连接至两个面板。由于织物是柔性的，并且永久地连接到面板，所以两个面板可以相对于彼此移动或旋转，以允许面板44和46相对于每个面板移动和定位在大约360度的范围内。在图5中，两个面板44和46彼此成90度角，并且可以通过带子50和52锁定在该位置。从图5的视图，组装的面板44和46形成蛤壳型结构，其中第一面板44能够顺时针旋转以平放在第二面板46上，在这种情况下，物品42可以用作衬垫、无靠背椅子、垫子或漂浮装置。可以断开连接件53和55，以允许面板44和46相对于彼此逆时针旋转，直到两个面板在大致相同的平面上平放，如图6所示。在图6的展开中，物品可用作地垫或漂浮装置。

可以调节带子48和50以固定两个面板的相对位置。在图5的展开中，带子50和52以大体上彼此成直角的方式保持面板44和46，在这种情况下，第一面板44用作靠背面板，第二面板46用作座位面板。可以通过调节带子50和52的长度来实现靠背面板44的更倾斜的定向。带子50和52具有可分离的第一部分和第二部分，对于带子52而言，第一部分52a和第二部分52b，它们的长度可以是可调节的，并且两者都通过连接件53彼此连接，该连接件53优选为可以被挤压以脱离和拉开的类型的互补扣。带子部分52a和52b可以通过与连接件53、55相同类型的连接件54和56在相对的端部永久地连接到两个面板44和46，或者，它们可以与第一部分连接到相应面板且第二部分连接到相应带子部分的端部的连接件54、56可拆卸地连接。带子50和52提供用于固定第一可充气面板44和第二可充气面板46相对于彼此的位置的装置。在任何情况下，面板44和46都优选地由气垫布材料制成。

铰链48优选地是柔性材料的带子，其在相邻的端部处与第一可充气面板和第二可充气面板重叠并固定地粘附到第一可充气面板和第二充气面板。带子50和52提供了用于固定两个面板44和46之间的旋转角度的装置，尽管带子不能防止面板44和46在彼此叠摞(collapse on top of each other)。在优选实施例中，带子防止逆时针旋转，以使得坐在第二面板46上的使用者不能以他或她的背部向下推动第一面板44。通过使用带子，可以维持实现无框物品的目标。一对可调节的带子50和52可调节地和可释放地连接到面板，以使第一可充气面板和第二可充气面板彼此之间的相对定位范围在0度至180度之间。

第一可充气面板44和第二可充气面板46具有相对的第一侧和第二侧，并且铰链48连接到第一面板和第二面板的相邻端。可以添加其他面板以增加物品的长度或宽度。如图7和8所示，物品54包括第一面板56、第二面板58和第三面板60。铰链62将第三面板60连接到第二面板58，并且铰链64将第二面板58连接到第一面板56。铰链62和64类似于在先前实施方式中描述的铰链，为PVC柔性织物的带子，其与相应面板的相邻端部重叠，并且通过粘合剂或其他合适的方式永久地粘附至每个面板的端部。第一铰链62和第二铰链64允许第一可充气面板、第二可充气面板和第三可充气面板之间的移动范围，所述移动范围在所有三个可充气面板在一次展开中都在同一平面内对齐(如图8所示)到其中一个可充气面板与其他两个充气面板成一定角度(如图7所示)。

三个可充气面板56、58、60相对于彼此可移动和可调节地固定，以在不同的展开中形成椅子和平坦的垫子。如图8所示，当平坦放置时，这些面板可用作露营者的床垫、游泳池或的湖边垫，或同样用于水上漂浮和划水。在椅子展开中，物品54可以是无靠背椅子，其中所有三个面板彼此堆叠在一起；或者作为有靠背椅子，其中座位包括三个面板中的两个，而靠背是第三面板。尽管在图7和8的实施方式中，铰链用于连接三个面板，但是VELCRO装置也可以用于以可拆卸的形式连接三个面板。这将具有一个优势，即具有三种符合海岸警卫队安全法规的独立漂浮装置，因此，如果将该物品用于动力船或帆船，则可以配置驾驶舱座椅，该座椅可以快速、轻松地分解为单独的落水人员漂浮装置。

尽管已经描述了本发明的特定实施方式，但是本领域技术人员将理解，存在等同于所描述的实施方式的其他实施方式。因此，应当理解，本发明不限于所示出的具体实施方式，而是仅由所附权利要求的范围来限制。

Claims (19)

1.一种设备，包括：

多个可充气部分，当充气时，所述可充气部分限定：

以大体水平的定向设置的座位面板；

以大体垂直的定向设置的靠背面板；

两个相对的侧面板，所述侧面板以大体垂直的定向设置，并且能够连接至所述座位面板和所述靠背面板，以保持所有部分之间的相互邻置。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述座位面板和靠背面板可拆卸地连接至所述两个相对的侧面板。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述座位面板和靠背面板永久地连接至所述两个相对的侧面板。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述座位面板和靠背面板沿所述靠背面板的底部边缘部分和所述座位面板的后边缘部分彼此连接，并且在连接至所述两个相对的侧面板之前，所述座位面板和靠背面板能够通过铰链相对于彼此移动。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述座位面板和靠背面板的垂直定向和水平定向在连接到所述两个相对的侧面板时被可调节地固定。

6.根据权利要求5所述的设备，其中所述座位面板和靠背面板通过互补的紧固件装置连接至所述两个相对的侧面板。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所有面板彼此流体连通，并且其中一个所述面板包括充气阀。

8.一种制造方法，包括：

形成多个可充气部分，当充气时，所述可充气部分限定座位面板、靠背面板和两个相对的侧面板；和

连接所述可充气面板，以形成以大体上垂直的定向延伸的靠背面板、以大体上水平的定向延伸的座位面板以及以大体上垂直的定向延伸并且相对于所述座位面板和靠背面板成直角的两个相对的侧面板。

9.根据利要求8所述的方法，其中所述可充气面板由气垫布材料制成。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述可充气面板通过粘合地结合到所述可充气部分的相邻部分上的材料带子彼此固定连接。

11.根据权利要求8所述的方法，其中所述座位面板和靠背面板相对于所述两个相对的侧板的定向固定。

12.根据权利要求8所述的方法，其中所述座位面板和靠背面板相对于所述两个相对的侧面板的定向可调节。

13.一种设备，该设备包括：

第一可充气面板，该第一可充气面板具有相对的第一端和第二端；

第二可充气面板，该第二可充气面板具有相对的第一端和第二端；

铰链装置，该铰链装置用于在所述第一面板和第二面板的相邻端将所述第一面板连接到所述第二面板；和

用于固定所述第一可充气面板和第二可充气面板相对于彼此的位置的装置。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述第一可充气面板和第二可充气面板由气垫布材料制成。

15.根据权利要求13所述的设备，其中所述铰链装置包括柔性材料的带子，所述柔性材料的带子在所述相邻的端部处与所述第一可充气面板和第二可充气面板重叠并固定地粘附到所述可充气面板和第二充气面板。

16.根据权利要求13所述的设备，其中所述铰链装置包括一对可调节和可释放的带子，每个所述带子连接至所述第一面板和第二面板的相对侧。

17.根据权利要求13所述的设备，其中所述一对可调节的带子可调节地和可释放地彼此连接，以使所述第一可充气面板和第二可充气面板彼此之间的相对定位范围在90度至180度之间。

18.据权利要求13所述的设备，其中所述第一可充气面板和第二可充气面板具有相对的第一侧和第二侧，其中所述铰链装置包括连接至所述第一构件和第二构件的相邻端的第一铰链，并且所述设备还包括第三可充气构件和第二铰链，所述第三可充气构件具有相对的第一端和第二端以及相对的第一侧和第二侧，所述第二铰链将所述第三可充气构件连接到所述第一可充气构件或第二可充气构件的自由端，其中所述第一铰链和第二铰链允许所述第一可充气面板、第二可充气面板和第三可充气面板之间的移动范围，所述移动范围从所述三个可充气面板在一次展开中均在同一平面内对齐到一个可充气面板与另两个可充气面板成一定角度。

19.根据权利要求18所述的设备，其中所述三个可充气面板相对于彼此可移动并且可调节地固定，以在不同的展开中形成椅子和平坦的垫子。

Images