CN112912571B - 框架和互连框架的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种框架，包括：至少三个立柱；位于立柱之间的至少三个连接肋；其中，所述立柱的第一端限定第一平面；其中，与立柱的第一端相对的立柱的第二端限定第二平面；并且其中，至少一个立柱是可变的，以结合至少三个立柱中的另一个立柱以及在可变立柱和另一个立柱之间的两个连接肋来限定可变的梯形，可变的梯形配置为在第一平面和第二平面之间设定相对取向，以由此设定相邻框架的取向。本发明还涉及系统，其中多个所述框架是互连的。

Description

框架和互连框架的系统

技术领域

本发明涉及一种框架，特别地，涉及限定用于安装至少一个诸如例如灯具或扬声器的舞台设备的支撑结构的至少一部分的框架。本发明还涉及一种系统，其中多个所述框架是互连的。

背景技术

框架用于各种各样的应用，并且可以填补差距，从而提供支撑结构。然而，传统框架具有固定的形状，并且不是特别通用。如果框架的长度不足以填补差距，通常会选择更大尺寸的框架，或者连接多个框架。

美国专利US4539786涉及可展开的三维增强结构，更具体地，涉及具有高体积压缩率并且构建在单个单元对的模块上的可展开结构。这样的可展开结构可以适于构建大型空间结构，例如对可展开元件存在需求的空间站和空间卫星。为了允许结构从相对小的打包状态扩展为相对较大的结构，该结构包括可折叠的纵向构件。这些可折叠的纵向构件围绕枢轴折叠，该枢轴具有集成的驱动器和滚筒。该驱动器配置为驱动滚筒缠绕或解缠绕张紧线缆，以进行该结构的折叠或伸展。多个结构的组件的执行器元件可以解释为长度可调节的立柱，该长度可调节的立柱与位于两个平行布置的长度可调节的立柱之间的连接肋一起限定矩形。由此，包括多个结构的组件的系统仅可以整体上扩展或缩回，因为一个结构的折叠或伸展直接与和该结构连接的相邻结构相关联。因此，一个结构的折叠或伸展促使相邻结构遵循相同的运动，从而允许系统整体上易于展开。然而，这种系统的缺点是在系统的组件中缺乏多个结构的相对于彼此的形状自由度。

美国专利申请US2007/0044415A1涉及可展开的三角形桁架梁和系统，其中接头允许均匀且同步地缩回和伸展。

美国专利US9783978涉及使用线性双稳态元件的形状渐变空间框架设备。柔性线性双稳态元件的偏转为两个稳定位置之间的结构提供了移动性，并且没有机械接头。

发明内容

本发明的目的是提供一种框架，该框架相对于现有技术进行了改进，并且其中消除了上述问题中的至少一个问题。

所述目的通过根据本发明的框架来实现，该框架包括：

至少三个立柱；

位于立柱之间的至少三个连接肋；

其中，立柱的第一端限定第一平面；

其中，与立柱的第一端相对的立柱的第二端限定第二平面；并且

其中，至少一个立柱是可变的，以结合至少三个立柱中的另一个立柱以及在可变立柱和该另一个立柱之间的两个连接肋来限定可变的梯形，该可变的梯形配置为在第一平面和第二平面之间设定相对取向，以由此设置相邻框架的取向。

可变性可以通过具有可交换的立柱(即，可互换的具有可变长度的立柱)来获得。在更优选的实施例中，可变立柱可以是长度可调的。

因为至少一个立柱是可变的，所以该框架相对于现有技术的框架提供了更好的通用性。一方面，可变性可能足以填补差距，由此避免了对选择可能不易获得的更大尺寸的框架的需求，或者避免了对可能也不易获得的连接多个框架的需求。另一方面，具有至少一个可变的立柱的框架也能够适应它的形状。因此，具有至少一个长度可变的立柱的框架提供了更好的通用性。

梯形由两个立柱和立柱之间的两个连接肋限定，其中至少一个柱是可变的。取决于立柱的长度，可以设定梯形的形状，由此设定由框架的立柱的各个端部限定的第一平面和第二平面之间的相对取向。立柱的端部可以形成或限定用于连接至另一框架的结合面。因此，设定梯形的形状被配置为设定所述结合面的取向，从而设定相邻框架的取向。

梯形的特征在于具有四个侧边的形状，其中不存在成对的平行侧边。但是，需要注意的是，取决于可变立柱的长度，对于特定的设定，框架的梯形形状可能会临时演变成(具有一对平行侧边的)梯形，甚至演变成(具有两对平行侧边的)平行四边形。但是，可变梯形的形状允许框架设定连接的框架的取向或者待连接的相邻框架的取向。因此，根据本发明的框架适合于组合在组件中，其中相邻的框架具有不同的取向，由此导致所述组件的三维形式的自由度。这种形式的自由度例如允许舞台建造者将根据本发明的框架用作舞台本身的组成部件。

根据本发明的一个优选实施例，可变立柱的长度是可调节的，以结合至少三个立柱中的另一个立柱以及在长度可调节的立柱和所述另一个立柱之间的两个连接肋，将可变的梯形限定为可调节的梯形，该可调节的梯形配置为调节第一平面和第二平面之间的相对取向，以由此设定相邻框架的取向。具有长度可调节的立柱的框架允许改变相应立柱的长度，而无需将相应立柱更换为具有不同长度的立柱。舞台建造者可以将标准框架用作他们的舞台的“构建块”，因为每个框架可以是基本相同的，但是长度可调节的立柱的长度可以被调节以适应特定需求。而且，具有长度可调节的立柱的框架可重复用于多种不同形状的舞台。

优选的实施方式是从属权利要求的主题。

说明书中描述和示出的各个方面和特征可以尽可能地单独应用。这些单独的方面，特别是所附从属权利要求中描述的方面和特征，可以成为分案专利申请的主题。

附图说明

在下面的描述中，参考附图进一步阐述本发明的优选实施例，其中：

图1是根据第一实施例的框架的透视图；

图2是图1的框架处于其折叠状态的透视图；

图3是六个根据图1的框架相互连接的系统的透视图；

图4是连接两个根据图1的框架的连接器的透视图；

图5是四个图1的框架处于折叠状态的透视图，四个框架被堆叠，以运输或存放；

图6和图7是框架从图2的折叠状态转变成图1的伸展状态的透视图；

图8A至图8C是图1的框架的侧视图，其中以不同的长度示出了长度可调节的立柱；

图9是图8A至图8C的侧视的正视图。

图10是长度可调节的立柱的透视和部分透明的视图。

图11A至图11C是长度可调节的立柱的可选实施例的剖视图。

图12是根据第二实施例的框架的透视图；

图13是图12的框架处于其折叠状态的透视图；

图14至图16是示出了框架从图13的折叠状态转变成图12的伸展状态的连续步骤的侧视图；

图17示出了图12的框架的侧视图，其中示出了相对于图16处于伸展状态的长度可调节的连接肋；

图18是图17的框架的透视图；

图19示出了图12的框架的侧视图，其中示出了相对于图16和图17处于缩回状态的长度可调节的连接肋；

图20是图19的框架的透视图；

图21是三个根据图12的框架相互连接的系统的透视图；

图22是处于折叠状态的图21的系统的透视图；

图23是根据第三实施例的框架的透视图，该第三实施例是第一实施例的进一步改进；

图24是六个根据图23的框架相互连接的系统的透视图；以及

图25是根据第四实施例的框架的透视图。

具体实施方式

根据本发明的框架1、101、201、301包括至少两个立柱2、102，以及位于立柱2、102之间的至少两个连接肋3、103，其中立柱2、102中的至少一个立柱是长度可调节的。

在四个实施例中示出了这样的框架1、101、201、301。在图1至图11中示出了具有三角形横截面的第一实施例。图12至图22的主题是具有矩形的，更具体地，具有大致正方形的横截面的第二实施例。本领域技术人员将理解的是，框架也可以是平坦的。尽管未具体示出，平坦的框架可以被认为是第一实施例或第二实施例的侧面中的一个。图23和图24所示的第三实施例是第一实施例的进一步发展，特别地，是第一实施例的简化。图25的第四实施例是第三实施例的替代实施例。

框架1、101、201、301包括位于至少一个连接肋3、103、203、403和至少一个立柱2、102、202、302之间的至少一个铰链4、104、204、304。铰链4、104、204、304的存在允许连接肋3、103、203、303在任何位置连接至长度可调节的(可调节的长度可以设置在连接至所述长度可调节的立柱2、102、202、302的两个连接肋3、103、203、303之间)至少一个立柱2、102、202、302。

在所示的实施例中，至少一个连接肋3、103、203、303包括两个铰链4、104、204、304，其中每个铰链4、104、204、304都配置为将所述连接肋3、103、203，303连接至相应的立柱2、102、202、302。

至少一个立柱2、102、202、302包括两个铰链4、104、204、304，其中每个铰链4、104、204、304都配置为将所述立柱2、102、202、302连接至相应的连接肋3、103、203、303。

如果立柱2、102、202、302相对于彼此基本平行地延伸，则可以容易地连接多个框架1、101、202、302。这里要注意的是，固定的立柱2、102、202、302可以相对于彼此精确地平行，但是长度可调节的立柱可以仅在它的特定长度处精确地平行，例如，当它的长度与其他立柱2、102、202、302的长度相同时。但是，当调节长度可调节的立柱2、102、202、302的长度时，它将被略微地旋转，由此位于不再与其他立柱2、102、202、302平行的取向上，因此限定梯形形状。框架1、101、201、301可以包括一个或多个连接器5、105、205、305，一个或多个连接器5、105、205、305配置为将所述框架1、101、201、301连接到相邻的框架1、101、201、301。优选地，多个连接器5、105、205、305均匀地分布在圆圈上，该圆圈可以是假想的圆圈。这允许相邻的框架1、101、201、301以各种相对取向连接，如下面将针对在横截面中限定等边三角形的三角形框架1、201和限定正方形横截面的矩形框架101所解释的那样。连接器5、105、305、405设置在或可设置在立柱2、102、202、302的端部处或端部附近。

框架1、101、201、301可折叠为折叠状态(图2和图13)。

优选地，至少一个立柱2、102、202、302是长度可调节的立柱2、102、202、302，该立柱2、102、202、302包括两个部分2a和2b、102a和102b、202a和202b，302a和302b，这两个部分相对于彼此是可移动的，并且对于第一实施例和第二实施例，优选地，这两个部分相对于彼此可接合和可脱离。

所示框架1、101、201、301包括至少三个立柱2、102、202、302，由此提供了稳固的框架1、101、201、301。现在，首先更详细地讨论如图1至图11所示的根据第一实施例的框架1，随后描述根据第二实施例的框架101。

在图1至图11中，框架1包括三个立柱2，三个立柱2限定了三角形的横截面。在所示的特定实施例中，在立柱2之间总共设置了十个连接肋3。平坦的连接肋3仅用作加强件，并且可以完全不应用连接肋3。另一方面，如果需要额外的强度和刚度，甚至可以增加另外的连接肋3。在框架1的两个相对的端部6、7处，三个连接肋3设置在三个连接器5之间，以形成刚性三角形(图9)，从而允许多个框架1容易地连接(图4)，以形成互连框架1的系统8(图3)。

通过调节长度可调节的立柱2的长度，可以给每个框架1赋予期望的形状(图8A至图8C)。分别具有预定形状的框架1的组件允许用户构建复杂的三维设计的互连框架1的系统8(图3)。

请注意，相对两端6、7可以自由地连接至另一框架1的相对两端6、7中的一个，由此提供改进的形式自由度和设计能力。在图3中，最上面的框架1的端部6连接至下面的框架1的端部6。对于图3中的所有其他框架1，端部6连接至相邻框架1的端部7。

连接器5均匀地分布在(n个假想)圆圈上的任意形状都可以允许相邻的框架1以各种相对取向连接。例如，在横截面上限定等边三角形的三角形框架1允许将连接框架设置在相对于彼此的三个位置，即沿着它的纵轴线具有120°的相对旋转，其中纵轴线平行于立柱2延伸。由于立柱2是长度可调节的，因此系统8可以限定三维形状。

框架1可以被连接和断开(图4)，这允许系统8被拆开，以用于存储和运输。可以使用连接件9和锁定销10来连接连接器5。图5示出了紧凑堆叠的总共四个框架1。

图6示出了框架1从图2的折叠状态转变成图1的伸展状态的中间状态，其中箭头指示了不同部分如何相对于彼此移动。长度可调节的立柱2被示出为处于它的部分2a、2b的脱离状态。另外两个立柱2具有固定的长度，并且其中的每一个均包括连接肋3，该连接肋3包括回转连接器11。该回转连接器11允许这些连接肋3的端部12设置在相应的接收部分13中，这在图7中可以最佳地看到。

立柱2与连接肋3之间的至少一个铰链4’限定偏移量14，并且立柱2与连接肋3之间的至少一个另外的铰链4”限定与由至少一个铰链4’限定的偏移量14不同的另一偏移量15。限定偏移量14的铰链4’和限定另一偏移量15的另一铰链4”设置在立柱2的相对两端。因为偏移量14和偏移量15的长度不同，所以框架1在折叠状态下可以非常紧凑(图2)，因为它允许框架1的不同部分彼此紧凑地折叠。

图10示出了长度可调节的立柱2的部分透明的视图，它的可替代的实施例在图11A至图11C的剖视图中示出。在图11A中，锁定销16可以设置为穿过立柱2的部分2a、2b中的相应的通孔17、18。图11B示出了具有螺旋轴19和驱动环20的实施例，而图11C示出了具有诸如线性马达(例如电动马达或液压马达)的驱动器21的滑动装置。当然，本领域技术人员可以将图11A至图11C所示的任何实施例进行组合，例如，将锁定销(图11A)与螺旋轴19(图11B)组合，或者与具有驱动器的实施例(图11C)组合。螺旋轴的替代方案可以是螺丝扣。

在图12至图22中，框架101包括四个立柱102，四个立柱102限定正方形的横截面。至少两个立柱102是长度可调节的，并且至少一个连接肋103可以是长度可调节的。在所示的实施例中，两个立柱102和两个连接肋103是长度可调节的。

优选地，至少一个连接肋103是长度可调节的连接肋103，至少一个连接肋103包括相对彼此可移动的两个部分103a、103b。在所示的实施例中，部分103a和部分103b相对于彼此是可滑动的，并且也可以接合和脱离(图15)。

与三角形的实施例一样，一些连接肋103仅用作加强件，并且这种加强连接肋103的数量可以根据所需的强度和刚度来增加或减少。在框架101的两个相对的端部106、107处，四个连接肋103设置在四个连接器105之间，以形成刚性正方形，从而允许多个框架101容易地连接，以形成互连框架101的系统108(图21)。

尽管未明确地示出，但是对于第二实施例，相对两端106、107也可以自由地连接至另一框架101的相对两端106、107中的一个，由此提供改进的形式自由度和设计能力，这与上述的第一实施例类似。

此外，限定正方形横截面的矩形框架101允许连接框架相对于彼此设置在四个位置，即沿着它的纵轴线具有90°的相对旋转，其中纵轴线平行于立柱102延伸。由于至少两个立柱102是长度可调节的，所以每个框架101可以被赋予期望的形状(图17至图20)。因此，由多个框架101的组件形成的系统108可以限定三维形状。

第二实施例的优点在于，在框架101的折叠状态下，框架101的相对两侧106、107上的连接器105指向相反的方向(图13)。这允许多个互连框架101的系统108整体地折叠(图22)，即无需将系统108拆开为单独的框架101。

在图23和图24中示出了第三实施例，第三实施例是第一实施例的进一步改进。实际上，第一实施例和第三实施例之间的唯一区别特征是缺少三个连接肋3，这可以在比较图1和图23时最佳地看到。

由于高度相似，并且为了避免在描述中进行不必要的重复，相同的特征使用相同的附图标记加200来表示，即框架201与框架1相关，立柱202与立柱2相关，依此类推。除非另有明确说明，否则这些特征的功能是一样的。相对于第一实施例，在保持功能性的同时节省了材料和重量。

由于缺少三个连接肋3，框架201更容易与相邻的框架201连接，因为连接器205的位置相对自由地移动至接合位置，这也避免了在在机械意义上过定义框架201的情况下在框架201中可能产生的应力。

根据第三实施例，框架201通常与连接至相邻框架201的端部207的端部206连接。但是，仍然可以通过使用(未图示的)中间转接器或长型长度可调节元件(例如螺丝扣)将框架201的端部206连接至相邻框架201的端部206。中间转接器可以使连接的框架201类似于根据第一实施例的框架1。

根据图23所示的第三实施例，长度可调节的立柱202在它的端部207处连接至三角形的连接肋203，而长度可调节的立柱202的相对的端部206悬在空中。长度可调节的立柱202可以围绕铰链204旋转，这为长度可调节的立柱202提供了运动自由度。相对于第一实施在第三实施例中缺少的两个连接肋3是多余的，因为如图24所示，当框架201在互连框架201的系统中连接至相邻的框架201时，会获得刚性。毕竟，与连接至连接肋203的三角形的端部206相对的长度可调节的立柱202的端部207的位置将连接至另一框架201，该另一框架201由于它相应的连接肋203的三角形而具有刚性。

尽管可能有许多应用，但是框架1、101、201、301特别适于限定用于安装至少一个诸如灯具和/或扬声器的舞台设备的支撑结构的至少一部分。由框架1、101、201、301提供的多功能性为舞台建造提供了许多优势，例如在(世界)巡回演出期间的可以自由地设计多种形状，并且易于存储和物流。

如前所述，多个框架1、101、201、301可以互连，以限定系统8、108、208。在第一实施例中，至少一个长度可调节的立柱2包括配置为调节所述立柱2的长度的驱动器21。尽管未明确示出，但是第二实施例也可以包括配置为调节所述立柱102的长度的驱动器。可选地，第二实施例可包括至少一个长度可调节的连接肋103，该连接肋103包括配置为调节所述连接肋103的长度的驱动器(未图示)。系统8、108、208可以包括控制器22，该控制器22配置为控制至少一个框架8的驱动器21，由此通过所述框架1、101调节所述系统8、108的形状。仅针对第一实施例(图3)示出了这种控制器22，但是这种控制器22可以与四个实施例中的任何一个结合使用。控制器22可以配置为控制至少一个长度可调节的立柱的驱动器21，和/或可以配置为控制至少一个长度可调节的连接肋103的驱动器(未图示)。

图25的第四实施例是第三实施例的替代实施例，并且以相同的方式起作用。为了避免不必要的重复，对于特征的功能，参考第一实施例和第三实施例的描述。

根据第四实施例的框架301可以略微适于改善它的可运输性。根据第一改进，在图25的下平面中示出的连接肋303可以是可拆卸的，以允许多个框架301堆叠为颠倒的V形。根据第二改进，铰链304可以是可断开的，以允许图25所示的三角形框架301的向上指向的侧面侧向地折叠，以与图25所示的框架301的下平面一起限定平面。

尽管它们示出了本发明的优选实施例，但是上述实施例仅用于说明本发明，而不以任何方式限制本发明的范围。因此，应当理解，在所附权利要求中提到的特征后接附图标记的情况下，所包括的这些标记仅是为了增强权利要求的可理解性，而不以任何方式限制权利要求的范围。此外，特别要指出的是，本领域技术人员可以将不同实施例的技术措施相结合。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (29)

1.一种舞台设备支撑结构，其具有限定用于安装至少一个诸如灯具和/或扬声器的舞台设备的支撑结构的至少一部分的框架，所述框架包括：

至少三个立柱；

位于所述立柱之间的至少三个连接肋；

一个或多于一个的连接器，所述连接器配置为将所述框架连接至相邻框架；

其中，所述立柱的第一端限定第一平面；

其中，与所述立柱的所述第一端相对的所述立柱的第二端限定第二平面；并且

其中，至少一个立柱是可变的，以结合所述至少三个立柱中的另一个立柱以及在可变立柱和所述另一个立柱之间的两个连接肋来限定可变的梯形，所述可变的梯形配置为在所述第一平面和所述第二平面之间设定相对取向，并由此设定相邻框架的取向以允许组装三维形状的互连框架的结构。

2.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，所述可变立柱是长度可调节的，以结合所述至少三个立柱中的另一个立柱以及在长度可调节的立柱和所述另一个立柱之间的两个连接肋，将所述可变的梯形限定为可调节的梯形，所述可调节的梯形配置为调节所述第一平面和所述第二平面之间的相对取向，以由此设定相邻框架的取向。

3.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，还包括位于至少一个连接肋和至少一个立柱之间的至少一个铰链。

4.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，至少一个连接肋包括两个铰链，其中，每个铰链配置为将所述连接肋连接至相应的立柱。

5.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，至少一个立柱包括两个铰链，其中，每个铰链配置为将所述立柱连接至相应的连接肋。

6.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，至少一个连接肋是长度可调节的。

7.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，多个连接器设置为均匀地分布在圆圈上。

8.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，所述连接器设置在或可设置在立柱的端部处或立柱的端部附近。

9.根据权利要求2所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，长度可调节的所述至少一个立柱包括驱动器，所述驱动器配置为调节所述立柱的长度。

10.根据权利要求6所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，长度可调节的所述至少一个连接肋包括驱动器，所述驱动器配置为调节所述连接肋的长度。

11.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，所述框架能够折叠为折叠状态。

12.根据权利要求11所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，至少一个立柱包括两个部分，所述两个部分是可接合的且可脱离的。

13.根据权利要求12所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，长度可调节的所述至少一个立柱包括两个立柱部分，所述两个立柱部分是可接合的且可脱离的。

14.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，至少一个连接肋包括两个肋部分，所述两个肋部分是相对彼此可移动的。

15.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，至少一个连接肋包括两个肋部分，所述两个肋部分是可接合的且可脱离的。

16.根据权利要求14或15所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，长度可调节的所述至少一个连接肋包括两个肋部分，所述两个肋部分是相对彼此可移动的。

17.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，三个立柱限定三角形的横截面。

18.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，三个立柱限定等边三角形的横截面。

19.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，所述立柱和所述连接肋之间的至少一个铰链限定偏移量。

20.根据权利要求19所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，所述立柱和所述连接肋之间的至少一个另外的铰链限定另外的偏移量，所述另外的偏移量不同于由所述至少一个铰链限定的所述偏移量。

21.根据权利要求20所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，限定所述偏移量的所述铰链和限定所述另外的偏移量的所述另外的铰链设置在立柱的相对两端处。

22.根据权利要求1所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，包括至少四个立柱，其中，至少两个立柱是长度可调节的。

23.根据权利要求22所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，四个立柱限定矩形的横截面。

24.根据权利要求22或23所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，四个立柱限定正方形的横截面。

25.根据至少权利要求22所述的舞台设备支撑结构，其特征在于，在所述框架的折叠状态下，所述框架的相对两侧上的连接器指向相反的取向。

26.一种系统，其中，多个根据前述权利要求中任一项所述的舞台设备支撑结构是互连的。

27.根据权利要求26所述的系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器配置为控制至少一个框架的驱动器，以由此通过所述框架调节所述系统的形状。

28.根据权利要求27所述的系统，其特征在于，所述控制器配置为控制长度可调节的至少一个立柱的驱动器。

29.根据权利要求27或28所述的系统，其特征在于，所述控制器配置为控制长度可调节的至少一个连接肋的驱动器。