CN112943052A - 一种多边形板材及其制造方法和用途、由板材制造的门 - Google Patents

Abstract

本发明属于板材及其制品和制造领域，具体提供一种多边形板材及其制造方法和用途、由板材制造的门，所述多边形板材由于采用边部具有多个等腰三角形的切口的结构，使由其制造的门具有边部光滑、不伤害人体，可使用厚度较薄的板材且强度高、不易变形，以及生产能耗低、生产过程环保等优点；同时，由于由该多边形板材制造的门的由切口接合形成的侧壁具有不垂直于门面板的接缝，且接缝具有搭接或插接固定结构，因此门还具有密封性好，不易进入灰尘、雨水等优点；所述多边形板材用于制作门、容器、平台、基座等，所述门用作电控箱、配电箱等电器的门体。

Description

一种多边形板材及其制造方法和用途、由板材制造的门

技术领域

本发明属于板材及其制品和制造领域，具体涉及一种多边形板材及其制造方法和用途、由板材制造的门，所述门可用作电控箱、配电箱等电器的门体。

背景技术

板材可用于制造多种物品，比如电控箱、配电箱，以及各种容器等，这些物品通常由一块四角分别切除一个相同的小正方形的金属薄板并通过边部弯折制成，或者直接通过冲压成型。

尚书物品的制造存在以下问题：

1.物品的角部尖锐不平滑，易对人体造成割伤、碰伤等伤害；

2.物品的强度不足，易变形，为保证强度，须采用厚度较大的板材，造成成本高；

3.对于冲压成型的物品，制造过程噪音大，能耗高，且由于冲压需要的动力大，安全隐患比较大，生产过程不环保。

发明内容

为解决现有技术存在的由板材制造的物品存在的上述问题，本发明提供一种多边形板材及其制造方法和由其制造的门和容器，所述多边形板材通过采用边部具有多个等腰三角形的切口的结构，使由其制造的门和容器具有边部尤其是楞部光滑、不伤害人体，并可使用厚度较薄的板材且强度高、不易变形，以及生产能耗低、生产过程环保等优点。

所述的一种多边形板材，其边部具有多个等腰三角形的切口，沿顺时针或逆时针方向依次连接多个等腰三角形的顶角，形成板材的内接多边形二，所述板材的各边与切口的底边构成与内接多边二形相似的多边形一；所述切口的数量和内接多边形二的边数相同，且切口的顶角β的角度为180°-γ，其中，γ为与β对应的内接多边形二的顶角的角度；通过多边形板材的各边、切口和内接多边形的各边，使多边形板材的边沿具有等腰梯形和等腰三角形相间分布的结构，各等腰梯形的高相等，且各等腰梯形的上底与下底的差值相等。

优选的，所述多边形板材采用硬质材料制成，且该材料在弯折后能够保持强度和弯折的形状。

优选的，所述多边形板材采用金属材料制成。

优选的，所述三角形切口的两个腰长上分别具有相对应设置的插接或搭接的配合结构一和配合结构二，且各配合结构分别垂直于其所在的腰长，配合结构一和配合结构二分别与其所在的切口的腰长一体成型。

优选的，配合结构一为突出于其所在的切口的边的矩形一；配合结构二为略大于矩形一的矩形二，以使矩形一能够密闭填充在矩形二内，且矩形二凹陷形成在其所在的切口的边所在的平面内。

优选的，配合结构一为突出于其所在的切口的边的圆弧一；配合结构二为略大于圆弧一的圆弧二，以使圆弧一能够密闭填充在圆弧二内，且圆弧二凹陷形成在其所在的切口的边所在的平面内。

优选的，配合结构一为突出于其所在的切口的边的锤头形结构一，所述锤头形结构一的柄部一体形成在其所在的切口的边上；配合结构二为略大于锤头形结构一的锤头形结构二，以使锤头形结构一能够密闭填充在锤头形结构二内，锤头形结构二凹陷形成在其所在的切口的边所在的平面内，且所述锤头形结构二的柄部连接其所在的切口的边。

优选的，内接多边形二为矩形、三角形、六边形中的一种。

优选的，内接多边形二为正多边形。

本发明还提供一种所述多边形板材的制造方法，包括确定内接多边形二的尺寸、切口顶角的尺寸和各等腰梯形的高，然后确定多边形一的尺寸，方法具体包括：

1.给定内接多边形二的参数，包括边长a、顶角角度γ和边数n；

2.计算各切口的顶角β的大小，β=180°-γ，γ为与β对应的内接多边形二的顶角的角度，则各切口的底角的角度α=[180-（180°-γ）]/2=γ/2；

3.确定各等腰梯形的高L，高L由采用多边形板材制备的产品的参数直接确定；

4.计算各等腰梯形的上底和下底的差值δ，所述差值δ= L×cotα= L×cot(γ/2)；

5.计算多边形一的边长b，所述多边形一的边长b=a+2L×cot(γ/2)；

6.确定多边形一：在多边形二的外侧，以等腰梯形的高L为距离，沿平行于多边形二的各边的方向分别划直线，每相邻两条直线的交点即为多边形一的一个顶点，围绕多边形二依次连接各顶点即得多边形一；

7.确定切口的一条边：从内接多边形二的任一顶点A出发，在该顶点的一条边上取长度为δ/2的线段，以该线段的非顶点A的端点出发，沿指向多边形外部的方向，向与所述线段平行的多边形一的一条边作垂线，连接所得垂足与该顶点A，即得切口的一条边；

8.确定切口的另一条边：连接内接多边形二的任一顶点A和与其对应的多边形的顶点C，即得切口的另一条边；

9.重复步骤7-8，即可得多边形板材的多边形一的各顶角对应的切口的轮廓线；

10.沿各切口的轮廓线，以及多边形一的边进行切割，即可得多边形板材。

优选的，切割为激光切割、线切割中的一种。

本发明还提供所述多边形板材的用途，具体提供一种由所述多边形板材制造的门或容器，所述门或容器由所述多边形板材弯折而成，板材弯折成型后，在门或容器的侧壁上形成有非垂直于门面板或容器底面的接缝，每条接缝由多边形板材的一个切口的两条腰结合而成，所述弯折过程为：

1.对多边形板材的任意一个切口，以该切口的顶点为出发点，向其所在的等腰梯形的下底作（较上底长度大的底边）垂线，以该切口和该垂线与下底的垂足的连线为弯折线，将多边形板材的该顶点向板材的一侧弯折至垂直于内接多边形二所在的平面，并以此方法对其它切口的顶点进行弯折，且所有切口的顶点的弯折方向一致；

2.以内接多边形二的边为弯折线，分别将内接多边形二以外的部分向与切口顶点弯折方向一致的方向弯折，弯折完成后，内接多边形二以外的部分也垂直于内接多边形二所在的平面，并形成门或容器。

优选的，接缝具有搭接或插接固定结构，所述固定结构由多边形板材的各切口的配合结构一和配合结构二构成。

优选的，接缝形状具有锯齿形部分。

优选的，接缝形状具有圆弧形部分。

优选的，接缝形状具有锤头形部分。

所述多边形板材还可以用于制作平台、基座等。

本发明提供的一种多边形板材，由于采用边部具有多个等腰三角形的切口的结构，使由其制造的门和容器具有边部尤其是楞部光滑、不伤害人体，并可使用厚度较薄的板材且强度高、不易变形，以及生产能耗低、生产过程环保等优点。同时，由该多边形板材制造的门或容器，由于门或容器的侧壁具有不垂直于门面板或容器底面的接缝，且接缝具有搭接或插接固定结构，因此门或容器还具有密封性好，不易进入灰尘、雨水等优点。

附图说明

下文为优选实施方式的详细描述，通过对该实施方式的阅读，使本领域普通技术人员可以清楚、无误的了解本发明的各种技术要点，及其产生的有益效果。附图仅用于示出优选实施方式，不应理解为对本发明的限制。

图1为内接多边形为正六边形的多边形板材的示意图。

图2为内接多边形为矩形的多边形板材的示意图。

图3为多边形板材切口的配合结构的示意图1。

图4为多边形板材切口的配合结构的示意图2。

图5为多边形板材切口的配合结构的示意图3。

图6为多边形板材的设计原理图。

图7为内接多边形为正六边形的多边形板材的设计原理图。

图8为内接多边形为矩形的多边形板材的设计原理图。

图9为金属门的侧壁的接缝的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图，以优选实施例的方式，详细描述本发明，对于本领域技术人员而言，应当理解，任何替换本发明的结构或结构部件，以实现本发明功能的技术，或在本发明的构思或精神下做出的发明创造，均落在本发明的保护范围内。需要说明的是，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本部分涉及的板材均为金属板材，尽管如此，也不排除可以使用其它可行的硬质板材的可能，只是做示例性说明。

实施例1

图1是内接多边形为正六边形的多边形板材的示意图，图中虚线部分为内接正六边形。

如图1和图7所示，一种多边形板材，其边部具有6个等腰三角形的切口，沿顺时针或逆时针方向依次连接6个等腰三角形的顶角，形成板材的内接正六边形。

切口的顶角β=180°-120°=60°，即该切口为等边三角形。通过多边形板材的各边、6个切口和内接正六边形的各边，使多边形板材的边沿具有等腰梯形和正三角形相间分布的结构，各等腰梯形的高相等，且各等腰梯形的上底与下底的差值相等。

正三角形切口的两个腰长上分别具有一体成型且形状相互配合的的配合结构一和配合结构二，且各配合结构分别垂直于其所在的腰长。

实施例2

图2是内接多边形为矩形的多边形板材的示意图，图中虚线部分为内接矩形。

如图2和图8所示，多边形板材的边部具有4个等腰三角形的切口，沿顺时针或逆时针方向依次连接6个等腰三角形的顶角，形成板材的内接矩形。

切口的顶角β=180°-90°=90°。通过多边形板材的各边、4个切口和内接矩形的各边，使多边形板材的边沿具有等腰梯形和等腰三角形相间分布的结构，各等腰梯形的高相等，且各等腰梯形的上底与下底的差值相等。

等腰三角形切口的两个腰长上分别具有一体成型且形状相互配合的配合结构一和配合结构二，且各配合结构分别垂直于其所在的腰长。

如图3所示，根据实施例1或实施例2所述的任一种多边形板材，其切口的配合结构优选为：配合结构一为突出于其所在的切口的边的矩形一；配合结构二为略大于矩形一的矩形二，以使矩形一能够密闭填充在矩形二内，且矩形二凹陷形成在其所在的切口的边所在的平面内。

或如图4所示，优选为，配合结构一为突出于其所在的切口的边的圆弧一；配合结构二为略大于圆弧一的圆弧二，以使圆弧一能够密闭填充在圆弧二内，且圆弧二凹陷形成在其所在的切口的边所在的平面内。

或如图5所示，优选为，配合结构一为突出于其所在的切口的边的锤头形结构一，所述锤头形结构一的柄部一体形成在其所在的切口的边上；配合结构二为略大于锤头形结构一的锤头形结构二，以使锤头形结构一能够密闭填充在锤头形结构二内，锤头形结构二凹陷形成在其所在的切口的边所在的平面内，且所述锤头形结构二的柄部连接其所在的切口的边。

实施例3

如图6-8所示，一种所述多边形板材的制造方法，包括确定内接多边形二的尺寸、切口顶角的尺寸和各等腰梯形的高，然后确定多边形一的尺寸，方法具体包括：设切口为等腰三角形△CAD且△CAD的顶角为∠CAD、底角为∠ACD和∠ADC，多边形一的相邻的三个顶角为F、C、H，方法包括：

1.给定内接多边形二的参数，包括边长a、顶角角度γ和边数n；

2.计算切口的顶角β的大小，β=180°-γ，γ为与β对应的内接多边形二的顶角的角度，则切口底角∠ACD和∠ADC的角度α=[180-（180°-γ）]/2=γ/2；

3.确定各等腰梯形的高L，高L由采用多边形板制备的产品的参数直接确定；

4.计算各等腰梯形的上底和下底的差值δ，所述差值δ=BC=AE=L×cotα=L×cot(γ/2)；

5.计算多边形一的边长b，所述多边形一的边长b=a+2L×cot(γ/2)；

6.确定多边形一，在多边形二的外侧，以等腰梯形的高L为距离，沿平行于多边形二的各边的方向分别划直线，每相邻两条直线的交点即为多边形一的一顶点，围绕多边形二依次连接各顶点即得多边形一；

7.确定切口的一条边，从内接多边形二的任一顶点A出发，在该顶点的一条边上取长度为δ/2的线段，以该线段的非顶点A的端点出发，向与其最近的多边形一的一条边作垂线，连接所得垂足与该顶点A，即得切口的一条边；

8.确定切口的另一条边，连接内接多边形二的任一顶点A和与其对应的多边形的顶点C，即得切口的另一条边；

9.重复步骤7-8，即可得多边形板材的多边形一的各顶角对应的切口的轮廓线；

10.沿各切口的轮廓线，以及多边形一的边进行切割，即可得多边形板材。

切割为激光切割、线切割中的一种。

实施例4

如图6-8所示，一种多边形板材的制造方法，设切口为三角形CAD且顶角为∠CAD、底角为∠ACD和∠ADC，多边形板材的相邻的三个顶角为F、C、H，方法包括：

1.裁切出多边形一；

2.计算切口的角度，角度为180°-γ，则切口底角∠ACD和∠ADC的角度α=[180-（180°-γ）]/2=γ/2；3.确定切口顶角至对应的多边形板材的相邻两条边的距离L；3.计算线段长BC、AE，其中BC=AE=L×cotα=L×cot(γ/2)；

4.沿该多边形一的任一个边长CF的方向，在该边CF上，从顶角C出发，取线段长BC，以B点为垂足，向多边形内部做垂线BA，然后以多边形的顶角C为起点，以与多边形的边CF成α的角度，向多边形内部做射线m，则垂线BA与射线m的交点A为切口的顶点，连接点A和C，得切口的一条轮廓线；

5.以点A为起点，以平行于多边形的边长CH的方向，取线段长AE，然后以E为垂足，向多边形外部做垂线，则垂线与多边形的边CH的交点为D，连接点A和D，得切口的另一条轮廓线；

6.重复步骤2-5，得多边形一各角对应的切口的轮廓线；

7.沿各切口的轮廓线切割，即可的多边形板材。

切割为激光切割、线切割中的一种。

实施例5

多边形板材的用途，具体为由多边形板材制造的门或容器，门或容器由多边形板材弯折而成，板材弯折成型后，在门或容器的侧壁上形成有非垂直于门面板或容器底面的接缝，每条接缝由多边形板材的一个切口的两条腰结合而成，弯折过程为：

1.对多边形板材的任意一个切口，以该切口的顶点为出发点，向其所在的等腰梯形的下底作（较上底长度大的底边）垂线，以该切口和该垂线与下底的垂足的连线为弯折线，将多边形板材的该顶点向板材的一侧弯折至垂直于内接多边形二所在的平面，并以此方法对其它切口的顶点进行弯折，且所有切口的顶点的弯折方向一致；

2.以内接多边形二的边为弯折线，分别将内接多边形二以外的部分向与切口顶点弯折方向一致的方向弯折，弯折完成后，内接多边形二以外的部分也垂直于内接多边形二所在的平面，并形成门或容器。

优选的，接缝具有搭接或插接固定结构，所述固定结构由多边形板材的各切口的配合结构一和配合结构二构成。

优选的，如图9中的Ⅰ所示，接缝形状具有圆弧形部分。

优选的，如图9中的Ⅱ所示，接缝形状具有锯齿形部分。

优选的，如图9中的Ⅲ所示，接缝形状具有锤头形部分。

综上所述，本发明提供的一种多边形板材，由于采用边部具有多个等腰三角形的切口的结构，使由其制造的门或容器具有不伤害人体、可使用厚度较薄的板材且强度高、不易变形，以及生产能耗低、生产过程环保等优点。

同时，由该多边形板材制造的门或容器，由于门或容器的侧壁具有不垂直于门面板或容器底面的接缝，且接缝具有搭接或插接固定结构，因此门或容器还具有密封性好，不易进入灰尘、雨水等优点。

多边形板材还可以用于制作平台、基座等。

Claims (10)

1.一种多边形板材，其特征在于：边部具有多个等腰三角形的切口，沿顺时针或逆时针方向依次连接多个等腰三角形的顶角，形成板材的内接多边形二，所述板材的各边与切口的底边构成与内接多边形二相似的多边形一；所述切口的数量和内接多边形二的边数相同，且切口的顶角β的角度为180°-γ，其中，γ为与β对应的内接多边形二的顶角的角度；通过多边形板材的各边、切口和内接多边形的各边，使多边形板材的边沿具有等腰梯形和等腰三角形相间分布的结构，各等腰梯形的高相等，且各等腰梯形的上底与下底的差值相等。

2.根据权利要求1所述的一种多边形板材，其特征在于：所述多边形板材采用硬质材料制成，且该材料在弯折后能够保持强度和弯折的形状。

3.根据权利要求2所述的一种多边形板材，其特征在于：所述多边形板材采用金属材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种多边形板材，其特征在于：所述等腰三角形切口的两个腰长上分别具有相对应设置的插接或搭接的配合结构一和配合结构二，且各配合结构分别垂直于其所在的腰长，配合结构一和配合结构二分别与其所在的切口的腰长一体成型。

5.根据权利要求4所述的一种多边形板材，其特征在于：配合结构一为突出于其所在的切口的边的矩形一，配合结构二为大于矩形一的矩形二，矩形一能够密闭填充在矩形二内，且矩形二凹陷形成在其所在的切口的边所在的平面内；或者，配合结构一为突出于其所在的切口的边的圆弧一，配合结构二为大于圆弧一的圆弧二，圆弧一能够密闭填充在圆弧二内，且圆弧二凹陷形成在其所在的切口的边所在的平面内；或者，配合结构一为突出于其所在的切口的边的锤头形结构一，所述锤头形结构一的柄部一体形成在其所在的切口的边上，配合结构二为大于锤头形结构一的锤头形结构二，锤头形结构一能够密闭填充在锤头形结构二内，锤头形结构二凹陷形成在其所在的切口的边所在的平面内，且所述锤头形结构二的柄部连接其所在的切口的边。

6.根据权利要求1所述的一种多边形板材，其特征在于：内接多边形二为矩形、三角形、六边形中的一种。

7.一种多边形板材的制造方法，其特征在于：包括：确定内接多边形二的尺寸、切口顶角的尺寸和各等腰梯形的高，然后确定多边形一的尺寸，方法具体包括：

1）给定内接多边形二的参数，包括边长a、顶角角度γ和边数n；

2）计算各切口的顶角β的大小，β=180°-γ，γ为与β对应的内接多边形二的顶角的角度，则各切口的底角的角度α=[180-（180°-γ）]/2=γ/2；

3）确定各等腰梯形的高L，高L由采用多边形板材制备的产品的参数直接确定；

4）计算各等腰梯形的上底和下底的差值δ，所述差值δ= L×cotα= L×cot(γ/2)；

5）计算多边形一的边长b，所述多边形一的边长b=a+2L×cot(γ/2)；

6）确定多边形一：在多边形二的外侧，以等腰梯形的高L为距离，沿平行于多边形二的各边的方向分别划直线，每相邻两条直线的交点即为多边形一的一个顶点，围绕多边形二依次连接各顶点即得多边形一；

7）确定切口的一条边：从内接多边形二的任一顶点A出发，在该顶点的一条边上取长度为δ/2的线段，以该线段的非顶点A的端点出发，沿指向多边形外部的方向，向与所述线段平行的多边形一的一条边作垂线，连接所得垂足与该顶点A，即得切口的一条边；

8）确定切口的另一条边：连接内接多边形二的任一顶点A和与其对应的多边形的顶点C，即得切口的另一条边；

9）重复步骤7-8，即可得多边形板材的多边形一的各顶角对应的切口的轮廓线；

10）沿各切口的轮廓线，以及多边形一的边进行切割，即可得边部具有多个等腰三角形的切口的多边形板材。

8.根据权利要求1所述的一种多边形板材的用途，其特征在于：包括：用于制造门、容器、平台、基座。

9.一种采用权利要求1所述的多边形板材制造的门，其特征在于：所述门由所述多边形板材弯折而成，板材弯折成型后，在门的通过弯折形成的侧壁上形成有非垂直于门面板的接缝，每条接缝由多边形板材的一个切口的两条腰结合而成，所述弯折过程为：

1）对多边形板材的任意一个切口，以该切口的顶点为起点，向其所在的等腰梯形的长度较大的底边作垂线，以该切口和该垂线与等腰梯形的长度较大的底边的垂足的连线为弯折线，将多边形板材的该顶点向板材的一侧弯折至垂直于内接多边形二所在的平面，并以此方法对其它切口的顶点进行弯折，且所有切口的顶点的弯折方向一致；

2）以内接多边形二的边为弯折线，分别将内接多边形二以外的部分向与切口顶点弯折方向一致的方向弯折，弯折完成后，内接多边形二以外的部分也垂直于内接多边形二所在的平面，最终形成门。

10.根据权利要求9所述的一种采用多边形板材制造的门，其特征在于：所述接缝具有搭接或插接固定结构，所述固定结构由多边形板材的各切口的配合结构一和配合结构二构成；接缝具有锯齿形部分，或者接缝具有圆弧形部分，或者接缝具有锤头形部分。

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