CN113027881A - 一种模块化结构的型材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块化结构的型材，包括一组特定的几何体形状的单元模块，所述单元模块包括曲面几何体和平面几何体，所述曲面几何体为有曲面参与其中的曲面立体，所述平面几何体为由纯平面围成的平面立体，所述单元模块设有凹凸状的突起和槽状结构，所述模块化结构的型材由单元模块通过凹凸状的突起和槽状结构相互咬合相互作用进行纵向、横向或叠加排列构成。本发明能够根据型材要求的尺寸进行组合，在裁剪制作各种规格型材产品过程中，不会产生大量的边角料，降低了材料浪费，产品的制作工艺比较简单，拆装方便，便于回收利用，不对资源造成极大的浪费，给使用者带来极大的便利。
Description
技术领域
本发明涉及型材应用的所有领域，如包装、家具家装、板式建筑等技术领域，具体为一种模块化结构的型材。
背景技术
所谓型材，是指具有一定断面形状和尺寸的直条。通常是指铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料（如塑料、铝、玻璃纤维、木材等）通过轧制，挤出，铸造，刨削等工艺制成的具有一定几何形状的直条物体。
单元模块结构型材是指由一组特定的几何体形状的单元模块进行纵向、横向或叠加排列构成的直条状型材。包括曲面立体单元模块结构的型材和平面立体单元模块结构的型材两种形态。组合成型材的单元模块为有曲面（至少有一个横截面含有曲线）参与其中的曲面几何体，称为曲面立体单元模块结构的型材。组合成型材的单元模块为纯由平面围成的平面几何体，称为平面立体单元模块结构的型材。
现有型材使用过程中，存在以下缺点：
1、市购的铝、铁、不锈钢、塑料及复合等材质型材，一般长度在4-8米，木质型材长度也在2米以上。而现实使用过程中对型材要求的尺寸千差万别，这就导致裁剪制作各种规格型材产品过程中，产生大量边角料，造成极大的材料浪费。
2、产品制作工艺：使用型材制作产品，常见的材质拼装连接工艺有如下几种：铆合、胶粘、冲压、焊接、注塑、热合等工艺进行拼装连接。这些传统成型工艺技术含量高，制作工艺复杂，拆装困难，难于回收利用。
3、对资源造成极大的浪费。由于上述型材使用过程工艺复杂、拆装困难，难于回收利用，造成资源极大的浪费。
综上所述，开发一种制作工艺简单、便于拆装、可随意组合成任意尺寸、供全社会重复使用的单元模块结构型材，对减少资源浪费、促进资源的再生利用、保护地球环境，具的重大现实意义和巨大的商业价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模块化结构的型材，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模块化结构的型材，所述模块化结构型材包括一个第一单元模块、一个第三单元模块以及至少一个第二单元模块，所述第二单元模块设置在第一单元模块和第三单元模块之间的位置，所述第一单元模块、第二单元模块、第三单元模块横向排成直条型型材，所述相同的单元模块进行叠加，构成具有一定厚度的单元模块，所述叠加构成的相同厚度的单元模块按上述顺序进行横向排列，构成具有一定厚度的型材。
优选的，所述第一单元模块、第三单元模块横向排列形成直条型型材，所述相同的单元模块进行叠加，构成具有一定厚度的单元模块，所述叠加构成的相同厚度的单元模块进行横向排列，构成具有一定厚度的型材。
优选的，多个所述第二单元模块横向排列，形成直条型型材，所述第二单元模块进行叠加，构成具有一定厚度的单元模块，所述相同厚度的单元模块进行横向排列，构成具有一定厚度的型材。
优选的，所述单元模块包括曲面立体单元模块和平面立体单元模块，所述曲面立体单元模块至少有一个横切面为曲面，所述平面立体单元模块任意横切面均不包含曲面。
优选的，所述第一单元模块和第三单元模块的一端均设有凹凸状的突起和槽状结构，所述第二单元模块两端设有凹凸状的突起和槽状结构，所述第二单元模块、第一单元模块和第三单元模块之间通过凹凸状的突起和槽状结构相互横向咬合。
优选的，所述第一单元模块和第三单元模块的四周有一个端面为平面，其余端面均设有凹凸状的突起和槽状结构，所述第二单元模块四周端面均设有凹凸状的突起和槽状结构，所述第二单元模块和第一单元模块、第三单元模块之间通过凹凸状的突起和槽状结构相互横向和纵向咬合。
优选的，所述第二单元模块和第一单元模块、第三单元模块利用构件联结固定形成直条状型材。
优选的，所述第二单元模块和第一单元模块、第三单元模块利用构件进行纵向、横向联结形成结构稳固的平面板材。
附图说明
图1为本发明曲面立体单元模块结构示意图；
图2为本发明曲面立体结构单元模块带有曲面的横切面示意图；
图3为本发明曲面立体模块通过凹凸状的突起和槽状结构端面相互咬合联结示意图；
图4为本发明多个曲面立体模块联结并通过固定构件固定的型材结构示意图；
图5为本发明平面立体单元模块结构示意图；
图6为本发明平面立体单元模块不含曲面的任意横切面示意图；
图7为第一单元模块、第二单元模块和第三单元模块凹凸状的突起和槽状结构端面相咬合联结的型材结构示意图；
图8为多个平面立体单元模块端面相互咬合联结并通过固定构件固定的型材结构示意图；
图9为多个单元模块横向联结及叠加的型材结构示意图；
图10为第一单元模块和第三单元模块缺失情况下多个第二单元模块横向联结构成的型材结构示意图；
图11为第二单元模块缺失情况下第一单元模块和第三单元模块联结构成的型材结构示意图；
图12为多个单元模块利用构件纵向、横向联结形成结构稳固的平面板材结构示意图；
图13为本发明实施例1中子单元模块的结构示意图；
图14为本发明实施例1中模块D组合状态的结构示意图；
图15为本发明实施例1中模块F组合状态的结构示意图；
图16为本发明实施例1中模块D组成型材H的结构示意图；
图17为本发明实施例1中模块F组成型材W的结构示意图；
图18为本发明实施例2中平面几何体模块G和R的结构示意图；
图19为本发明实施例2中平面几何体模块N和S的结构示意图；
图20为本发明实施例2中单元模块组合成型材K的结构示意图；
图21为本发明实施例2中型材K稳固状态的结构示意图；
图22为本发明实施例2中型材K横截面的结构示意图；
图23为本发明实施例2中矩形型材L的结构示意图；
图24为本发明实施例2中型材L稳固状态的结构示意图；
图25为本发明实施例2中型材L横截面的结构示意图；
图26为本发明实施例2中模块化型材构建平面板材M的结构示意图；
图27为本发明实施例3中托盘正面的结构示意图；
图28为本发明实施例3中托盘反面的结构示意图；
图29为本发明实施例4中框架箱板面的结构示意图；
图30为本发明实施例4中框架箱的结构示意图。
图中：1第一单元模块、2第二单元模块、3第三单元模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-12，一种模块化结构的型材，包括第一单元模块1、第二单元模块2和第三单元模块3，第二单元模块2设置在第一单元模块1和第三单元模块3之间的位置，模块化结构的型材由第一单元模块1、第二单元模块2和第三单元模块3进行纵向、横向或叠加排列构成，单元模块结构包括曲面立体单元模块结构和平面立体单元模块结构。
在具体实施的时候，第一单元模块1和第三单元模块3的一个端面为平面，其余端面均设有凹凸状的突起和槽状结构，第一单元模块1、第二单元模块2和第三单元模块3之间通过凹凸状的突起和槽状结构相互咬合。
在具体实施的时候，第一单元模块1、第二单元模块2和第三单元模块3之间利用构件联结固定形成直条状型材。
在具体实施的时候，第一单元模块1、第二单元模块2和第三单元模块3之间利用构件进行纵向、横向联结形成结构稳固的板面型材。
实施例一
一种平面立体单元模块结构的型材，单元模块结构型材为增加型材的稳固性，将单元模块设计成带有凹凸状的突起和槽状结构，且多个模块间通过这些凹凸状的突起和槽状结构可以相互咬合与相互作用，这种带凹凸状的突起和槽状结构的模块制作，目前加工过程中只有通过注塑、挤压、刨削、凿切等工艺才能完成，从而决定了单元模块结构的型材制作工艺复杂，技术含量高，为便于加工，简化工艺，本实施例提出了一种制作简单的平面立体单元模块制作方法，从而使平面立体单元模块结构型材生产工艺变得异常简单。
一、单元模块制作：如图（13）所示，用一定厚度的板材按照图示样版载剪成三个子单元模块a、b、c，且a,b,c长宽相等，其中a=c，将三个子单元两端对齐，子单元b夹在a、b的中间并平行向上错位叠放后，重新粘合牢固，可以应用焊接、胶合、铆合、螺丝固定等简单工艺，即得到具有凹凸状的突起和槽状结构的平面立体单元模块D（图14），模块D不仅可横向联结，也可纵向联结，这种结构模块组合的型材主要应用于板材制作，如果将上述三个子单元按照上述顺序完成重合叠放，又可以得到另一种具有凹凸状的突起和槽状结构的平面立体单元模块F（图15），F型结构的型材主要应用于制作支撑、梁柱等。
二、将多个D型单元模块横向组合，并在模块联结处方孔用膨胀螺栓或其他类型的构件进行加固，形成平面立体单元模块结构的型材H（图16）。
将多个F型单元模块横向组合，并在模块联结处方孔用膨胀螺栓进行加固，形成平面立体单元模块结构的型材W（图17）。
实施例二
一种单元模块结构型材构成的板材，在现有技术中，目前常用的板材大多表面积在2平方米以上，规格尺寸单一，如包装、家俱常见的胶合板材料市场上只有一种长*宽=2440*1220MM规格，纸板、金属板材幅宽也大都在1米以上，长度有的达十几米，而现实中生产活动中对板材使用规格大小尺寸千差万别，这就导致裁剪制作各种规格板材产品过程中，产生大量边角料，造成极大的材料浪费。
本实施例提供一种由单元模块结构的型材构成的板材，可以有效避免浪费，且生产工艺简单。
一、将实施例一中D形模块从中间垂直断开，并在断面处开一个与两模块结合处孔洞一样大小的方孔，方孔中心距断面、底边与上内边等距离，可以得到另外二种不同的平面几何体模块G和R（图18），同理将F形模块从中间垂直断开并开孔，可以得到另外两个平面几何体模块N和S(图19)。
二、利用模块D、G、R和模块固定构件可以组合成矩形型材K（20-22）。
三、利用模块N、S、F和模块固定构件可以组合成矩形型材L（图23-25）
三、将型材K纵向排列，即形成板材M（图26），为增加板材强度，每块板面四周及模块接合处可以叠加一层或多层与K垂直方向的型材L，利用膨胀螺丝或其他模块固定构件在方孔处将板材进行加固。
实施例三
平面立体单元模块结构型材构建的可回收利用的物流托盘（卡板），托盘是使静态货物转变为动态货物的媒介物，一种活动的载货平台，或者说是可移动的地面。是物流运输、装卸货物最常用的基础工具。
本实施例单元模块结构型材构建的可回收利用的物流托盘，由于制作简单，且材料破损率低，回收维修方便，因此可以有效地解决托盘回收利用问题。
一、实施案例二中所述单元模块结构型材构成的板材M，作为托盘的面(图27和图28)。
二、使用实施例二中的型材L叠加制作叉脚（图29）。
三、叉脚与托盘面用固定件联结固定，形成一个稳固的托盘整体。
实施例四
一种单元模块结构的型材构成的框架箱，现实生产中，框架箱的使用非常普通，多为一次性用品不能进行重复使用，回收利用价值低。利用本发明模块结构型材制作框架箱，可以很好地解决这个问题。
一、使用实施例二中的平面立体单元模块结构型材L横向和纵向按一定间距间隔排列，使用固定联结件，将型材L进行联结固定，制作六个框架箱板面（图29）及叉脚。
二、使用联结件，将六个板面结合成框架箱（图30）。
尽管已经出示和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种模块化结构的型材，其特征在于：所述模块化结构型材包括一个第一单元模块（1）、一个第三单元模块（3）以及至少一个第二单元模块（2），所述第二单元模块（2）设置在第一单元模块（1）和第三单元模块（3）之间的位置，所述第一单元模块（1）、第二单元模块（2）、第三单元模块（3）横向排成直条型型材，所述相同的单元模块进行叠加，构成具有一定厚度的单元模块，所述叠加构成的相同厚度的单元模块按上述顺序进行横向排列，构成具有一定厚度的型材。
2.根据权利要求1所述的一种模块化结构的型材，其特征在于：所述第一单元模块（1）、第三单元模块（3）横向排列形成直条型型材，所述相同的单元模块进行叠加，构成具有一定厚度的单元模块，所述叠加构成的相同厚度的单元模块进行横向排列，构成具有一定厚度的型材。
3.根据权利要求2所述的一种模块化结构的型材，其特征在于：多个所述第二单元模块（2）横向排列，形成直条型型材，所述第二单元模块（2）进行叠加，构成具有一定厚度的单元模块，所述相同厚度的单元模块进行横向排列，构成具有一定厚度的型材。
4.根据权利要求3所述的一种模块化结构的型材，其特征在于：所述单元模块包括曲面立体单元模块和平面立体单元模块，所述曲面立体单元模块至少有一个横切面为曲面，所述平面立体单元模块任意横切面均不包含曲面。
5.根据权利要求4所述的一种模块化结构的型材，其特征在于：所述第一单元模块（1）和第三单元模块（3）的一端均设有凹凸状的突起和槽状结构，所述第二单元模块（2）两端设有凹凸状的突起和槽状结构，所述第二单元模块（2）、第一单元模块（1）和第三单元模块（3）之间通过凹凸状的突起和槽状结构相互横向咬合。
6.根据权利要求5所述的一种模块化结构的型材，其特征在于：所述第一单元模块（1）和第三单元模块（3）的四周有一个端面为平面，其余端面均设有凹凸状的突起和槽状结构，所述第二单元模块（2）四周端面均设有凹凸状的突起和槽状结构，所述第二单元模块（2）和第一单元模块（1）、第三单元模块（3）之间通过凹凸状的突起和槽状结构相互横向和纵向咬合。
7.根据权利要求6所述的一种模块化结构的型材，其特征在于：所述第二单元模块（2）和第一单元模块（1）、第三单元模块（3）利用构件联结固定形成直条状型材。
8.根据权利要求7所述的一种模块化结构的型材，其特征在于：所述第二单元模块（2）和第一单元模块（1）、第三单元模块（3）利用构件进行纵向、横向联结形成结构稳固的平面板材。
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