CN114623132B

CN114623132B - 组接式框架系统

Info

Publication number: CN114623132B
Application number: CN202011452053.9A
Authority: CN
Inventors: 欧腾元; 陈鼎钧; 曾奕杰
Original assignee: Teco Image Systems Co Ltd
Current assignee: Teco Image Systems Co Ltd
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2040-12-10
Also published as: CN114623132A

Abstract

本发明提供一种组接式框架系统。组接式框架系统包括至少一连接头以及至少一管体。其中连接头具有一球体，球体具有一球体直径值，且连接头于通过球体的中心的截面上具有至少一连接部，其中每一连接部沿球体的径向自球体向外延伸，其中每一连接部具有一容置槽，沿球体的径向由外向内凹设，且具有一内管径值，其中球体直径值与内管径值通过一修正常数相关联。至少一管体具有一外管径值，其中管体的外管径值与容置槽的内管径值相等，至少一管体的一端容置于连接部的容置槽，且架构形成组接式框架系统。

Description

组接式框架系统

技术领域

本发明涉及一种框架结构，尤其涉及一种组接式框架系统，可符合结构客制化、模块化及轻量化的需求。

背景技术

近年来，积层制造产业相关设备技术不断的精进发展，且广泛地应用于金属与塑胶两大材料领域。而随着积层制造技术的发展，其整体应用领域除了27.9％用于原型制作，近年更直接应用于终端产品，且于整体积层制造市场的占有率更提升至28.4％。主要原因是积层制造在少量多样的产品上有其弹性与低投资成本的优势。受限于材料价格与生产效率，导致积层制造于整体成本高于传统模具与CNC工艺，限缩了积层制造应用的优势。例如在金属领域，绝大多数产品因强度需求皆须使用金属物件用于其结构。然而，随着市场上少量多数产品需求的提升，以及三维结构轻量化的趋势，如何利用积层制造技术取代传统模具与CNC工艺，遂成为积层制造技术领域努力的目的。

以无人机载具结构为例，为根据不同机型及轻量化的需求，其框架系统利用传统模具与CNC工艺来制作一体式结构。然而，传统模具与CNC工艺于小量化生产成本昂贵，且受传统模具工法和CNC工艺限制，框架系统无法增加结构设计的弹性，更无法进一步降低整体结构的重量。

因此，如何发展一种组接式框架系统，可通过积层制造实现，并使其符合结构客制化、模块化以及轻量化的需求，以解决现有技术所面临的问题，实为本领域亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组接式框架系统。框架系统通过多个管体与多个连接头可拆式地连接而架构形成。其中多个连接头通过例如积层制造实现，且根据多个管体的管径设计，来实现多个连接头的结构最佳化，以提高结构设计弹性，并减少产品整体结构的重量。此外，通过积层制造实现的连接头还可以一体化小体积设计来达成传统模具工法和CNC工艺无法实现的连接机能，并达成减少框架产品的整体重量、降低框架产品设计开发及加工时间以及提高结构设计弹性等目的。

本发明的另一目的在于提供一种组接式框架系统。框架系统可通过模块化多个管体与多个连接头来实现，取代传统模具工法和CNC工艺所制作的框架系统，降低框架产品相关金属或塑胶模具的投资，同时达成传统模具工法和CNC工艺无法实现的连接机能。另一方面，组接式框架系统更可通过模块化的连接头，增设附加式功能组件，拓展组接式框架系统的应用范畴。

为达到前述目的，本发明提供一种组接式框架系统，包括至少一连接头以及至少一管体。其中连接头具有一球体，球体具有一球体直径值，且连接头于通过球体的中心的截面上具有至少一连接部，其中每一连接部沿球体的径向自球体向外延伸，其中每一连接部具有一容置槽，沿球体的径向由外向内凹设，且具有一内管径值，其中球体直径值与内管径值通过一修正常数相关联。至少一管体具有一外管径值，其中管体的外管径值与容置槽的内管径值相等，至少一管体的一端容置于连接部的容置槽，且架构形成组接式框架系统。

于一实施例中，连接头具有M个连接部，且连接头于通过球体的中心的截面上具有N个连接部，其中M、N为整数，M大于或等于N，N大于或等于1，且

于一实施例中，修正常数为2.8。

于一实施例中，至少一连接头由一积层制造一体成型构成。

于一实施例中，M大于等于2，且M个连接部的容置槽彼此连通，至少一管体为一中空管。

于一实施例中，球体包括一滑动件，连接部通过滑动件连接至球体，滑动件组配连接部相对球体的中心转动一活动角度，其中活动角度与球体直径值以及内管径值相关联。

于一实施例中，连接部相对球体的中心转动的活动角度＝(360°/N)-2×sin^-1[(内管径值+7.4)/(2×球体直径值)]。

于一实施例中，滑动件是选取自一由一齿轮、一转轴及一滑轨所构成的群组中的一个。

于一实施例中，N大于或等于2，且N个连接部中的其中两个，分别连接至两个弯折部，两个弯折部于空间上彼此相对，且于所对应两个连接部相对位移时组配提供夹持功能。

于一实施例中，连接部与管体的该端通过螺牙、卡扣或螺丝而彼此锁附固定。

于一实施例中，连接部具有多个切口、一第一啮合件以及一锁固套，多个切口自连接部的外周缘贯穿至连接部的内周壁，且连通至容置槽，其中第一啮合件与锁固套分别环设于连接部的外周缘，且于空间上彼此相对，其中至少一管体的该端容置于容置槽时，锁固套与第一啮合件彼此啮合，且推抵该连接部的外周缘，带动连接部的内周壁夹持至少一管体的该端。

于一实施例中，连接部具有一第二啮合件，环设于容置槽的内周壁，至少一管体具有一第三啮合件，设置于至少一管体的该端，且组配与第二啮合件啮合，使至少一管体的该端可拆地连接至连接部，且至少一管体的该端容置于连接部的容置槽内。

于一实施例中，至少一管体包括一多边形截面，多边形截面具有一外接圆，外接圆的直径等于内管径值。

于一实施例中，组接式框架系统还包括一中继管体，具有一外管径值，其中中继管体的外管径值与容置槽的内管径值相等，中继管体的一端容置于连接部的容置槽，中继管体的另一端不与至少一连接头连接。

本发明的有益效果在于，本发明提供一种组接式框架系统。框架系统通过多个管体与多个连接头可拆式地连接而架构形成。其中多个连接头通过例如积层制造实现，且根据多个管体的管径设计，来实现多个连接头的结构最佳化，以提高结构设计弹性，并减少产品整体结构的重量。

附图说明

图1为公开本发明第一实施例的组接式框架系统。

图2为公开本发明组接式框架系统中连接头的第一示范例。

图3为公开图2中沿AA’线段且通过球体的中心所得的示例截面图。

图4为公开图2中沿AA’线段且通过球体的中心所得的另一示例截面图。

图5为公开本发明连接头中球体直径值与内管径值的对应关系图。

图6为公开本发明组接式框架系统中连接头的第二示范例。

图7为公开图6中沿BB’线段且通过球体的中心所得的示例截面图。

图8为公开本发明组接式框架系统中连接头的第三示范例。

图9为公开图8中沿CC’线段且通过球体的中心所得的示例截面图。

图10为公开本发明组接式框架系统中连接头的第四示范例。

图11为公开本发明第二实施例的组接式框架系统。

图12为公开本发明组接式框架系统中连接头的第五示范例。

图13为公开图12中沿EE’线段且通过球体的中心所得的示例截面图。

图14为公开本发明组接式框架系统中连接头的第六示范例。

图15为公开本发明连接头中球体直径值、内管径值以及活动角度的对应关系图。

图16为公开本发明组接式框架系统中连接头的第七示范例。

图17为公开本发明组接式框架系统中连接头的第八示范例。

图18为公开本发明组接式框架系统中连接头的第九示范例。

图19为公开本发明组接式框架系统中所包含中继管体的第一示范例。

图20为公开本发明组接式框架系统中所包含中继管体的第二示范例。

图21为公开本发明组接式框架系统中所包含中继管体的第三示范例。

图22为公开本发明组接式框架系统中所包含管体的截面的第一示范例。

图23为公开本发明组接式框架系统中所包含管体的截面的第一示范例。

图24为公开本发明组接式框架系统中所包含管体的截面的第一示范例。

附图标记如下：

1、1a：框架系统

2、2a、2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h：连接头

21：球体

210：中空部

211：滑动件

212：滑动件

213：转动部

214：开口

215：滑动件

22、22a、22b：连接部

221：切口

222：第一啮合件

223：锁固套

224：第二啮合件

225：卡扣件

23：容置槽

24：弯折部

3：管体

3a：第一管体

3b：第二管体

3c：第三管体

4、4a、4b：中继管体

41：第三啮合件

42：弯折段

a1、b1、c1、a2、b2、c2、d2、a3：边长

d：内管径值

d’：外管径值

od：直径

s：修正常数

AA’、BB’、CC’、EE’、FF’：线段

C1、C2、C3：外接圆

D：球体直径值

S1、S2、S3：截面积

θ1：角度

θ2：活动角度

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上为当作说明之用，而非用于限制本发明。

图1为公开本发明第一实施例的组接式框架系统。图2为公开本发明组接式框架系统中连接头的第一示范例。图3为公开图2中沿AA’线段且通过球体的中心所得的示例截面图。于本实施例中，组接式框架系统1例如是应用于打印系统的机体结构，包括八个连接头2以及十二个管体3。八个连接头2例如具有相同的结构。于本实施中，每一连接头2具有一球体21，球体21具有一球体直径值D，且连接头2于通过球体21的中心的截面上具有至少一连接部22。于本实施例中，连接头2具有两个连接部22。其中每一连接部22沿球体21的径向自球体21向外延伸。其中每一连接部22具有一容置槽23，沿球体21的径向由外向内凹设，且具有一内管径值d。另外，于本实施例中，管体3则具有第一管体3a、第二管体3b以及第三管体3c。其中第一管体3a、第二管体3b以及第三管体3c可例如具有不同的长度，但彼此具有相等的管径。即管体3具有一外管径值(未附图)。其中管体3的外管径值与连接部22的容置槽23的内管径值d相等，由此管体3的一端容置于连接部22的容置槽23，即可架构例如图1所示的组接式框架系统1。当然，本发明通过模块化管体3与连接头2所实现架构的组接式框架系统1并不以此为限。相较于传统板金工艺所得的打印系统机体结构，本发明利用八个连接头2以及十二个管体3组接形成的框架系统1可减少重量37％，还可减少模具投资成本约100,000美元。换言之，本发明框架系统1可通过模块化至少一连接头2与至少一管体3来实现，取代传统模具工法和CNC工艺所制作的框架系统，降低框架产品相关金属或塑胶模具的投资，同时达成传统模具工法和CNC工艺无法实现的连接机能。

于本实施例中，连接部22具有多个切口221、一第一啮合件222以及一锁固套223。多个切口221自连接部22的外周缘贯穿至连接部22的内周壁，且连通至容置槽23。其中第一啮合件222与锁固套223分别环设于连接部22的外周缘，且于空间上彼此相对。其中至少一管体3的一端容置于容置槽23时，锁固套223与第一啮合件222彼此啮合，且推抵连接部22的外周缘，带动连接部22的内周壁夹持至少一管体3的一端。由此，管体3的一端即可拆地锁附于连接头2的连接部22上。于其他实施例中，连接头2的连接部22与管体3的一端还可例如通过螺牙、卡扣或螺丝而彼此锁附固定。另外，于本实施例中，管体3可例如是一标准尺寸的中空管，以利于减少框架系统1的整体重量。于其他实施例中，连接头2与管体3的数量以及管体3的长度均可视实际应用需求调制。于一实施例中，当连接头2具有两个以上的连接部22时，连接部22的容置槽23更可例如通过球体21的中空部210而彼此连通，如图4所示。如此，例如是中空管的多个管体3更可通过连接头2球体21中的中空部210而连通。然而其非限制本发明的必要技术特征，于此不再赘述。

值得注意的是，于本实施例中，连接头2可通过例如积层制造实现一体化小体积结，同时根据多个管体3的管径而设计，进而实现连接头2的结构最佳化，并提高框架系统1的设计弹性，减少产品整体结构的重量。于本实施例中，连接头2具有M个连接部，且连接头2于通过球体21的中心的截面上具有N个连接部22，其中M、N为整数，M大于或等于N，N大于或等于1。例如图2所示的连接头2，具有三个连接部22，而于通过球体21的中心的截面上具有两个连接部22。即M＝3，N＝2。则球体直径值D与内管径值d通过修正常数s相关系，且符合球体直径值

图5为公开本发明连接头中球体直径值与内管径值的对应关系图。于本实施例中，球体直径值D与内管径值d通过一修正常数s相关联。于一示范例中，若M＝6，N＝4，内管径值d(等于管体2的外管径值)＝5mm，利用球体直径/>

的关系式求得球体直径值D为15mm。可作为框架系统1中连接头2的球体21的最小直径，以以实现连接头2的结构最佳化，并达成减少产品整体重量的目的。

图6为公开本发明组接式框架系统中连接头的第二示范例。图7为公开图6中沿BB’线段且通过球体的中心所得的示例截面图。于本实施例中，连接头2a与图2至图3所示的连接头2相似，且相同的元件标号代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。于本实施中，连接头2a的连接部具有一第二啮合件224，环设于容置槽23的内周壁，至少一管体3具有一第三啮合件(未附图)，设置于该至少一管体3的一端，且组配与第二啮合件224啮合，使至少一管体3的一端可拆地连接至连接部22，且至少一管体3的一端容置于连接部22的容置槽23内。于本实施例中，第二啮合件224与第三啮合件可例如是但不受限于彼此相对应的螺牙。再者，于本实施例中，连接部22更可例如包括一卡扣件225，设置于容置槽23的底部，组配与例如是中空管的管体3卡合，使管体3的一端稳固地连接至连接部22。当然，于其他实施例中，连接头2a的连接部22与管体3的一端更可例如通过螺丝而彼此锁附固定，本发明并不以此为限。

图8为公开本发明组接式框架系统中连接头的第三示范例。图9为公开图8中沿CC’线段且通过球体的中心所得的示例截面图。于本实施例中，连接头2b与图2至图3所示的连接头2相似，且相同的元件标号代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。于本实施中，连接头2b具有五个连接部22，且连接头2b于通过球体21的中心的截面上最多具有四个连接部22，即M＝5，N＝4。若球体21的球体直径值D为15mm，则利用球体直径值

的关系式可求得内管径值d＝5mm。于一实施例中，如图10所示，连接头2c具有六个连接部22，而通过球体21的中心的截面上，最多仍具有四个连接部22，即M＝6，N＝4。若球体21的球体直径值D为15mm，则利用球体直径值

的关系式可求得内管径值d＝5mm。于一实施例中，连接头2b及连接头2c可共同用于架构出一框架系统(未附图)，连接头2b及连接头2c的球体21的最小球体直径值D可定为15mm，以与多个管径5mm的管体3进行组装，达成减少产品整体重量的目的。当然，本发明并不以此为限。

图11为公开本发明第二实施例的组接式框架系统。图12为公开本发明组接式框架系统中连接头的第五示范例。图13为公开图12中沿EE’线段且通过球体的中心所得的示例截面图。于本实施例中，框架系统1a以及连接头2d与图1至图3所示的框架系统1以及连接头2相似，且相同的元件标号代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。于本实施中，组接式框架系统1a例如是应用于无人机的载具结构，包括多个连接头2d以及多个管体3。多个连接头2d例如具有相似的结构，惟具有不同数量的连接部22。于本实施例中，每一连接头2d具有一球体21，球体21具有一相同的球体直径值D，且连接头2d于通过球体21的中心的截面上具有不同组合数量的连接部22。于本实施例中，连接头2d例如具有五个连接部22，M＝5，每一连接部22沿球体21的径向自球体21向外延伸，且每一连接部22具有一容置槽23，沿球体21的径向由外向内凹设，且具有一内管径值d。另外，于本实施例中，管体3则可例如具有不同的长度，但彼此具有相等的管径。即管体3具有一外管径值(未附图)。其中管体3的外管径值与连接部22的容置槽23的内管径值d相等，由此多个管体3与多个连接头2d的连接部22相组接，即可架构例如图11所示的组接式框架系统1a。当然，本发明通过模块化管体3与连接头2d所实现架构的组接式框架系统1a并不以此为限。相较于传统CNC加工工艺所得的无人机载具结构，本发明利用多个连接头2d以及多个管体3组接形成的框架系统1a可减少重量58％，并可减少部品加工时间15.3小时。换言之，本发明框架系统1a可通过模块化至少一连接头2d与至少一管体3来实现，取代传统模具工法和CNC工艺所制作的框架系统，降低框架产品相关金属或塑胶模具的投资，同时达成传统模具工法和CNC工艺无法实现的连接机能。

需说明的是，于框架系统1a中，每一连接头2d的球体直径D与对应的内管径值d可各别设计完成。例如若框架系统1a中使用的管体3均具有相同的外管径值，则每一连接头2d的内管径值d可定为一相同值。尔后，通过球体直径值

的公式，决定每一连接头2d的球体直径值D。于一实施例中，每一连接头2d的内管径值d均为一相同值，则每一连接头2d的球体直径值D可例如是利用球体直径值/>

的公式决定。其中N_max代表框架系统1a中，计算每一连接头2d于通过球体21的中心的截面上所具有连接部22的数量，并取最大值。则框架系统1a中，每一连接头2d的球体直径值D可具有相同值。当然，本发明并不以为限。于其他实施例中，亦可固定每一连接头2d的球体直径值D，再通过球体直径值

的公式设计不同的内管径值d，对应不同的管体3，均可取代传统模具工法和CNC工艺所制作的框架系统、降低框架产品相关金属或塑胶模具的投资，同时达成减少整体结构重量的目的。

图14为公开本发明组接式框架系统中连接头的第六示范例。图15为公开本发明连接头中球体直径值、内管径值以及活动角度的对应关系图。于本实施例中，连接头2e与图2至图3所示的连接头2相似，且相同的元件标号代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。于本实施中，连接头2e的球体21更例如包括一滑动件211，连接头2e的两个连接部22a通过滑动件211连接至球体21，滑动件211组配所对应的连接部22a相对球体21的中心转动一活动角度θ2。换言之，不同于图2至图3所示的连接头2具有固定式连接部22，连接头2e的连接部22a更可通过例如齿轮、转轴或任何转动机构达成活动式连接部的设计。于本实施例中，活动角度θ2亦与球体21的球体直径值D以及对应的内管径值d相关联，彼此的关系将于后详述。于本实施例中，滑动件211例如是选取自一由一齿轮、一转轴及一滑轨所构成的群组中的一个，本发明并不受限于此。

值得注意的是，连接头2e中，球体21的球体直径值D以及对应的内管径值d之间，除了需符合球体直径值

的公式外，连接部22a的活动角度θ2与球体直径值D以及对应的内管径值d更存在下列关联。如图15所示，当连接头2e于通过球体21的中心的截面上具有N个连接部22时，则活动角度θ2可由公式θ2＝(360°/N)-2×θ1而求得。其中θ1＝sin^-1[(内管径值d+7.4)/(2×球体直径值D)]。即连接部22a的活动角度θ2＝(360°/N)-2×sin^-1[(内管径值d+7.4)/(2×球体直径值D)]。通过前述公式所设计的连接头2e的N个连接部22a都可设计为活动式。于一实施例中，前述公式所设计的连接头2e可例如具有一固定式连接部22以及(N-1)个活动式连接部22a。本发明不以此为限。

图16为公开本发明组接式框架系统中连接头的第七示范例。于本实施例中，连接头2f与图14所示的连接头2e相似，且相同的元件标号代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。于本实施中，连接头2f的球体21一更例如包括一滑动件212，连接头2f的三个连接部22a通过滑动件212连接至球体21，滑动件212组配连接部22a相对球体21的中心转动一活动角度(未附图)，例如41.2°。于本实例中，滑动件212例如是由一转动部213与开口214所组配架构转轴形式，开口214的尺寸可视实际应用需求调制。当然，本发明并不以此为限。

图17为公开本发明组接式框架系统中连接头的第八示范例。于本实施例中，连接头2g与图14所示的连接头2e相似，且相同的元件标号代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。于本实施中，连接头2g的三个连接部22a通过滑动件211连接至球体21，滑动件211组配连接部22a相对球体21的中心转动一活动角度θ2。于本实施例中，通过球体21的中心的截面上具有三个活动式连接部22a，即N＝3。当球体直径值D＝15mm，而对应的内管径值d＝5mm时，通过活动角度

θ2＝(360°/N)-2×sin^-1[(内管径值d+7.4)/(2×球体直径值D)]的公式可求得连接部22a的最大极限活动角度71.2°。

于另一实施例，例如欲将图8的连接头2b或图10的连接头2c的固定式连接部22改为活动式连接部22a时。则其通过球体21的中心的截面上最多可具有四个连接部22a，即N＝4。当球体直径值D＝15mm，而对应的内管径值d＝5mm时，以活动角度

θ2＝(360°/N)-2×sin^-1[(内管径值d+7.4)/(2×球体直径值D)]的公式，同样可求得连接部22a的最大极限活动角度41.2°。

图18为公开本发明组接式框架系统中连接头的第九示范例。于本实施例中，连接头2h与图14所示的连接头2e相似，且相同的元件标号代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。于本实施中，连接头2h具有一个固定式连接部22以及两个活动式连接部22b。球体21一还包括两个滑动件215，连接头2h的两个活动式连接部22b通过滑动件215连接至球体21，滑动件215例如齿轮组，组配连接部22b相对球体21的中心转动一活动角度(未附图)，例如71.2°。于本实施例中，连接头2h还包括两个弯折部24，分别连接至两个活动式连接部22b。两个弯折部24于空间上彼此相对，且于所对应两个连接部22b相对位移时组配提供夹持功能。当然，本发明并不以此为限。需说明的是，于其他实施例中，连接头2h的连接部22或连接部22b更例如附锁有其他功能性组件，以利于框架系统1、1a将功能性组件载入框架系统1、1a中。本发明不受限于此。

图19为公开本发明组接式框架系统中所包含中继管体的第一示范例。参考图1、图8与图19。于本实施例中，框架系统1中的连接头2或连接头2a除了可与管体3的一端连接外，更可例如与一中继管体4连接。中继管体4具有一外管径值d’。于本实施例中，中继管体4的外管径值d’与容置槽23的内管径值d相等，中继管体4的一端容置于连接部22的容置槽23，而中继管体4的另一端不与至少一连接部22连接。于本实施例中，中继管体4可例如具有一第三啮合件41，设置于中继管体4的一端，且组配与连接部22上的第二啮合件224啮合，使中继管体4的一端可拆地连接至连接部22，且中继管体4的一端容置于连接部22的容置槽23内。于本实施例中，第三啮合件41可例如是但不受限于螺牙，对应于连接部22的第二啮合件224。

图20为公开本发明组接式框架系统中所包含中继管体的第二示范例。于本实施例中，中继管体4a与图19所示的中继管体4相似，且相同的元件标号代表相同的元件、结构与功能，于此不再赘述。中继管体4a的一端可拆地连接至连接部22，而中继管体4a的另一端还包括一弯折段42，以利于框架系统1、1a结合更多元的功能应用。另外，图21为公开本发明组接式框架系统中所包含中继管体的第三示范例。于本实施例中，中继管体4b的弯折段42还具有不同的弯折角度，利于框架系统1、1a结合更多元的功能应用。当然，中继管体4、4a、4b以及管体3均可视实际应用需求调制，本发明并不受限于此。

另一方面，中继管体4、4a、4b以及管体3除了可由标准圆形管体构成外，更可由例如方管、多边形或不规则形状的管材所构成。图22为公开本发明组接式框架系统中所包含管体的截面的第一示范例。参考图1、图11、图19至图21以及图22，于本实施例中，中继管体4、4a、4b以及管体3可例如包括一三角形截面，三角形截面具有一外接圆C1，外接圆C1的直径od等于前述连接部22的内管径值d(参见图3)。于本实施例中，三角形截面的截面积S1与三边长a1、b1、c1更符合内管径值d＝直径od＝(边长a1×边长b1×边长c1)/(2×截面积S1)。

图23为公开本发明组接式框架系统中所包含管体的截面的第一示范例。参考图1、图11、图19至图21以及图23，于本实施例中，中继管体4、4a、4b以及管体3可例如包括一矩形截面，矩形截面具有一外接圆C2，外接圆C2的直径od等于前述连接部22的内管径值d(参见图3)。于本实施例中，矩形截面的截面积S2与四边长a2、b2、c2、d2更符合

图24为公开本发明组接式框架系统中所包含管体的截面的第一示范例。参考图1、图11、图19至图21以及图24，于本实施例中，中继管体4、4a、4b以及管体3可例如包括一正五边形截面，正五边形截面具有一外接圆C3，外接圆C3的直径od等于前述连接部22的内管径值d(参见图3)。于本实施例中，正五边形截面的截面积S3与边长a3更符合内管径值

n＝5。于其他实施例中，n为正多边形的边长数量，边长a4代表正多边形的单边长，则内管径值/>

当然，本发明并不以此为限。

于其他实施例中，中继管体4、4a、4b以及管体3更例如是不规则形状的管材所构成，通过测量不规则形状的长宽规格，并以此为基准取得最小外接圆的直径，即可决定中继管体4、4a、4b以及管体3的尺寸。当然，本发明并不受限于此。

综上所述，本发明提供一种组接式框架系统。框架系统通过多个管体与多个连接头可拆式地连接而架构形成。其中多个连接头通过例如积层制造实现，且根据多个管体的管径设计，来实现多个连接头的结构最佳化，以提高结构设计弹性，并减少产品整体结构的重量。此外，通过积层制造实现的连接头还可以一体化小体积设计来达成传统模具工法和CNC工艺无法实现的连接机能，并达成减少框架产品的整体重量、降低框架产品设计开发及加工时间以及提高结构设计弹性等目的。另一方面，框架系统可通过模块化多个管体与多个连接头来实现，取代传统模具工法和CNC工艺所制作的框架系统，降低框架产品相关金属或塑胶模具的投资，同时达成传统模具工法和CNC工艺无法实现的连接机能。另一方面，组接式框架系统更可通过模块化的连接头，增设附加式功能组件，拓展组接式框架系统的应用范畴。

本发明得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求所欲保护者。

Claims

1.一种组接式框架系统，包括：

至少一连接头，其中该连接头具有一球体，该球体具有一球体直径值，且该连接头于通过该球体的中心的截面上具有至少一连接部，其中每一该连接部沿该球体的径向自该球体向外延伸，其中每一该连接部具有一容置槽，沿该球体的径向由外向内凹设，且具有一内管径值，其中该球体直径值与该内管径值通过一修正常数相关联；以及

至少一管体，具有一外管径值，其中该管体的该外管径值与该容置槽的该内管径值相等，该至少一管体的一端容置于该连接部的该容置槽，且架构形成该组接式框架系统；

其中，该连接头具有M个连接部，且该连接头于通过该球体的中心的截面上具有N个连接部，其中M、N为整数，M大于或等于N，N大于或等于1，且

其中该修正常数为2.8；

该球体包括一滑动件，该连接部通过该滑动件连接至该球体，该滑动件组配该连接部相对该球体的中心转动一活动角度，其中该活动角度与该球体直径值以及该内管径值相关联，该活动角度＝(360^°/)-2×sin^-1[(该内管径值+7.4)/(2×该球体直径值)]；

N大于或等于2，且该N个连接部中的其中两个，分别连接至两个弯折部，该两个弯折部于空间上彼此相对，且于所对应两个该连接部相对位移时组配提供夹持功能。

2.如权利要求1所述的组接式框架系统，其中M大于等于2，且该M个连接部的该容置槽彼此连通，该至少一管体为一中空管。

3.如权利要求1所述的组接式框架系统，其中该至少一连接头由一积层制造一体成型构成，其中该滑动件是选取自一由一齿轮、一转轴及一滑轨所构成的群组中的一个。

4.如权利要求1所述的组接式框架系统，其中该连接部具有多个切口、一第一啮合件以及一锁固套，该多个切口自该连接部的外周缘贯穿至该连接部的内周壁，且连通至该容置槽，其中该第一啮合件与该锁固套分别环设于该连接部的外周缘，且于空间上彼此相对，其中该至少一管体的该端容置于该容置槽时，该锁固套与该第一啮合件彼此啮合，且推抵该连接部的外周缘，带动该连接部的内周壁夹持该至少一管体的该端。

5.如权利要求1所述的组接式框架系统，其中该连接部具有一第二啮合件，环设于该容置槽的内周壁，该至少一管体具有一第三啮合件，设置于该至少一管体的该端，且组配与该第二啮合件啮合，使该至少一管体的该端可拆地连接至该连接部，且该至少一管体的该端容置于该连接部的该容置槽内。

6.如权利要求1所述的组接式框架系统，其中该至少一管体包括一多边形截面，该多边形截面具有一外接圆，该外接圆的直径等于该内管径值。

7.如权利要求1所述的组接式框架系统，还包括一中继管体，具有一外管径值，其中该中继管体的该外管径值与该容置槽的该内管径值相等，该中继管体的一端容置于该连接部的该容置槽，该中继管体的另一端不与该至少一连接头连接。