ES2299883T3 - Estructuras articuladas y modulos de las mismas. - Google Patents

Abstract

Una estructura de lámina flexible (100) que comprende una pluralidad de módulos (102) conectados juntos, dicha pluralidad de módulos (102) están conectados juntos para permitir que el área eficaz de la lámina (100) varíe mientras que la lámina permanece plana y permite el movimiento fuera del plano; caracterizado porque el área de la lámina puede reducirse al 80% o menos de su tamaño original, mientras que permanece plana de manera que la lámina puede conformarse suavemente alrededor de formas complejas.

Description

Estructuras articuladas y módulos de las mismas.

La presente invención se refiere a estructuras articuladas, más preferiblemente a estructuras laminadas articuladas para usar en diversas aplicaciones. En particular, la invención se refiere a estructuras articuladas que comprenden una pluralidad de módulos conectados juntos, siendo capaz cada módulo de girar con respecto a su vecino. En otro aspecto, la invención se refiere a una estructura articulada que puede bloquearse y desbloquearse selectivamente.

Las estructuras articuladas se conocen en la técnica. El documento US 4.484.778 describe una estructura de matriz que comprende una pluralidad de dos componentes conformados de forma diferente. El primer componente, mostrado en las Figuras 2 y 6 de este documento, tiene una sección central rodeada por una pluralidad de proyecciones esféricas que radian desde la sección central. El segundo componente, mostrado en las Figuras 4 y 7 de este documento, tiene la sección central con una pluralidad correspondiente de huecos dispuestos radialmente. La proyecciones esféricas se encajan en los huecos durante el uso de manera que puede producirse una estructura de tipo laminar plana en la que el eje neutro de la proyección esférica/junta hueca está en el plano de la lámina, y pasa a través del centro de los módulos de vecinos. La forma de proyección esférica y los huecos es tal que no es posible cambiar sustancialmente la densidad de la lámina de la matriz mientras se mantiene la lámina plana. Esto tiene la consecuencia de que no es posible moldear la lámina de forma suave alrededor de formas complejas, por ejemplo curvas compuestas que se curvan en dos direcciones al mismo tiempo, por ejemplo superficies esféricas. Si fuera necesario producir una lámina que tenga un perfil superficial complicado, sería necesario retirar o añadir módulos para cambiar la densidad de la lámina en posiciones localizadas de manera que se consigue la forma correcta. La retirada y adición de módulos consume tiempo y requiere un técnico experimentado.

El documento US 4.367.897 describe una matriz que comprende una pluralidad de módulos. El diseño significa que el área no puede variarse apreciablemente mientras la lámina sea plana.

El documento US 4.688.853 describe una lámina de matriz ajustable que tiene también dos tipos diferentes de módulo. El primer módulo proporciona una pluralidad de brazos capaces de sujetar un cilindro desde una dirección perpendicular al eje longitudinal de este cilindro. El segundo módulo comprende una pluralidad de cilindros dispuestos en un anillo alrededor del centro del módulo. Durante el uso, cada brazo del primer módulo sujeta un cilindro de un segundo módulo vecino. Igual que la estructura del documento US' 788, esta construcción no permite que la lámina se conforme alrededor de formas complejas porque es no es posible cambiar la densidad de la lámina mientras la lámina es plana. De nuevo es necesario añadir o retirar módulos si se requieren cambios de densidad localizados.

El documento GB 2.235.030 describe una estructura laminar que tiene una pluralidad de módulos conformados de forma idéntica que pueden deslizarse hacia o desde sus vecinos inmediatos. No se proporciona articulación para acomodar la flexión fuera del plano de la lámina y, si se proporcionara dicha flexión, sería mediante la flexibilidad inherente del material usado para realizar los módulos. Esta característica hace a la matriz difícil de conformar alrededor de formas complicadas ya que la matriz sólo puede flexionarse fuera del plano por deformación elástica, dando como resultado una fuerza de restauración correspondiente que tiende a aplanar la lámina cuando se retira la fuerza de conformado.

Cada uno de los tres documentos anteriores describe también el bloqueo y desbloqueo selectivo de la estructura laminar. En los tres casos esto se consigue apretando un tornillo en cualquiera de los módulos o la conexión entre módulos vecinos. De esta manera, es necesario apretar una gran cantidad de tornillos individuales para transformar una lámina de completamente flexible a completamente rígida. Esto tiene la desventaja de que un técnico especialista tarda mucho tiempo, especialmente cuando se considera que las estructuras laminadas pueden contener cientos e incluso miles de módulos individuales. Adicionalmente, es necesario encontrar algún medio para sostener la lámina en su sitio durante un periodo de tiempo prolongado mientras que se realiza el procedimiento de apretar tornillos, lo que puede requerir que otro técnico o una disposición de sujeción complicada.

La presente invención aborda el anterior y otros problemas proporcionando una estructura laminar flexible que comprende una pluralidad de módulos conectados juntos, estando conectada dicha pluralidad de módulos juntos de manera que permite que el área eficaz de la lámina varíe mientras que la lámina permanece plana y permite el movimiento fuera del plano; caracterizado porque el área de lámina puede reducirse a un 80% o menor de su tamaño original, mientras que sigue plana de manera que la lámina puede conformarse de forma suave alrededor de formas complejas. Preferiblemente, la pluralidad de módulos se conectan juntos de manera que cada módulo puede girar alrededor de un primer y segundo ejes con respecto a un módulo vecino al que está conectado, siendo paralelo dicho primer eje al plano de la lámina cuando se extiende plano y dicho segundo eje es ortogonal al plano de la lámina cuando se extiende plano.

El hecho de que cada módulo sea capaz de girar alrededor de un eje paralelo al plano de la lámina cuando está plana y un eje ortogonal al plano de la lámina cuando está plana permite conformar una estructura laminar que es normalmente plana alrededor de una forma que se curva en más de una dirección (por ejemplo una superficie esférica u otro compuesto curvo). Esto permite realizar una estructura laminar convencional y comercializarla en una orientación plana y para el usuario para que simplemente la conforme a la forma deseada, sin necesidad de retirar o añadir secciones de módulo extra.

Preferiblemente, un módulo puede girar respecto a su vecino alrededor de un eje paralelo al plano de la lámina cuando se extiende plana a través de al menos intervalo completo de -10º a +10º, más preferiblemente a través del intervalo completo de -20º a +20º, aunque preferiblemente entre no más de -60º y +60º o más preferiblemente entre no más de -30º y +30º.

Preferiblemente, un módulo puede girar respecto a su vecino alrededor de un eje paralelo al plano de la lámina cuando se extiende plana a través de al menos intervalo completo de -10º a +10º, más preferiblemente a través del intervalo completo de -30º a +30º y más preferiblemente aún al menos a través del intervalo completo de -80º a +80ºC.

En una realización preferida, cada módulo tiene una pluralidad de nodos y los módulos del interior de la lámina tienen cada uno de sus nodos conectados a nodos respectivos de diferentes módulos vecinos. Los módulos cerca del exterior de la lámina pueden no tener todos sus nodos conectados a los nodos de otros módulos. Se ha descubierto que funcionan bien tres y sólo tres nodos por módulo, y tienen cuatro y sólo cuatro nodos. Sin embargo, una estructura sencilla puede comprender combinaciones de módulos que tienen diferentes números de nodos y algunos módulos de 2, 5 ó 6 nodos pueden utilizarse de esta manera.

Los nodos se localizan preferiblemente en el extremo de los brazos y los brazos de los módulos preferiblemente se sitúan paralelos al plano de la lámina cuando se extiende plana. Las conexiones nodales entre juntas vecinas son preferiblemente juntas sencillas, tales como juntas de bola y encaje que permiten la rotación ortogonal respecto al plano de la lámina y paralela al plano de la lámina, preferiblemente simultáneamente.

Se ha descubierto ventajosamente que dicha junta sencilla tiene un eje neutro (es decir la junta está centrada con respecto a su posible rotación) orientado a sustancialmente 90º respecto al plano de la lámina cuando se extiende plana. Esto no es esencial, sin embargo y el eje neutro puede ser sustancialmente paralelo al plano de la lámina cuando se extiende plana o a un ángulo diferente respecto al plano de la lámina.

En una realización de la invención, se usan componentes de unión para conectar módulos vecinos juntos. Un componente de unión puede permitir la rotación relativa entre el módulo y el componente de unión alrededor de un eje paralelo al plano de la lámina y puede permitir la rotación relativa entre un componente de unión distinto adyacente alrededor de un eje ortogonal al plano de la lámina. En este caso, la lámina comprende dos tipos diferentes de juntas, una paralela al plano de la lámina y una ortogonal al plano de la lámina. Esto es una alternativa a la primera realización en la que todos los movimientos se proporcionan mediante una única junta de bola/encaje. El componente de unión es preferiblemente un componente lineal que tiene 2 nodos.

En todas las realizaciones, los módulos se conectan preferiblemente juntos para formar un patrón regular de bucles cerrados en el plano de la lámina. Estos bucles cerrados pueden proporcionar el medio para cambiar la densidad de la lámina en un área localizada como módulos que contribuyen al perímetro de cualquier bucle que puede rotar alrededor de un eje ortogonal al plano de la lámina cuando se extiende plana para cerrar el bucle en una "estrella" u otra forma cerrada de otra manera.

Preferiblemente la densidad eficaz (y de esta manera el área, ya que la masa se conserva) de toda o parte de la lámina puede variarse mientras que la lámina permanece plana. Sin embargo esto no es limitante y el área eficaz de toda o parte de la lámina puede variarse también mientras que la lámina se retuerce en cualquier forma particular. Debe observarse que un aumento del área eficaz localizada mientras está plana da como resultado una inclinación de la lámina fuera del plano mientras que una disminución en el área eficaz localizada mientras que se inclina da como resultado un aplanamiento de la lámina desde una posición inclinada. La capacidad para cambiar el área eficaz en posiciones localizadas permite conformar la lámina sobre un objeto de una manera similar a una sustancia gomosa, aunque no tiene la desventaja de la goma, que debe deformarse elásticamente, provocando una fuerza de restauración indeseable. La lámina de acuerdo con la realización preferida puede deformarse para tomar una forma particular aunque esto sea una posición de equilibrio estático (es decir, no habrá fuerzas de restauración que tiendan a llevar la lámina de nuevo a su forma original).

En una realización, al menos uno de los módulos está conectado a otro módulo por una junta de múltiples grados de libertad que tiene un eje neutro orientado sustancialmente a 90º respecto al plano de la lámina cuando se extiende plana.

Estando a sustancialmente 90º respecto al plano de la lámina cuando se extiende plana, la junta de bola/encaje está orientada preferiblemente también con su eje neutro a sustancialmente 90º respecto al plano de cada módulo. Preferiblemente, todas las conexiones en la lámina son del tipo que tienen sus ejes neutros orientados a sustancialmente 90º respecto al plano de la lámina y/o módulo cuando se extienden planas. La realización preferida de la invención comprende las características de la reivindicación.

Otra realización de la invención comprende una pluralidad de un primer y segundo componentes conectados, cada uno de dicho primer componente está conectado a dicho segundo componente mediante una junta que permite la rotación relativa alrededor de un eje paralelo al plano de la lámina cuando es plana y cada uno de dichos segundos componentes están conectados a uno de dichos segundos componentes vecinos mediante una junta que permite la rotación relativa alrededor de un eje ortogonal al plano de la lámina cuando es plana.

Esta construcción permite que la estructura de lámina se conforme en formas complicadas sin necesidad de añadir o retirar módulos individuales. Tiene también la ventaja de no requerir juntas de bola/encaje. Todas las juntas pueden crearse usando pivotes sencillos.

En otra realización preferida de la invención, cada uno de los módulos tiene primer, segundo y tercer brazos, y cada uno de dichos brazos está espaciado regularmente de los otros dos dichos brazos, cada uno de dichos de brazos está conectado a un brazo de uno de dichos módulos vecinos de manera que cada módulo de la lámina es capaz de girar con respecto al módulo vecino alrededor de un eje ortogonal al plano de la lámina cuando se extiende plano.

Para abordar el problema del apretado manual trabajoso y costoso de cada módulo de las estructuras de la técnica anterior, otro aspecto de la presente invención proporciona que al menos una conexión entre dos módulos comprende un material de bloqueo capaz de asumir al menos dos estados, incluyendo dichos al menos dos estados un primer estado que permite el movimiento relativo de dichos componentes y un segundo estado que evita al menos sustancialmente dicho movimiento como una transición entre dichos dos estados consiguiéndose mediante la introducción selectiva de energía a dicho material de bloqueo.

El uso de un material de bloqueo capaz de asumir al menos dos estados, con una transición (de bloqueada a desbloqueada o de desbloqueada a bloqueada) entre los dos estados que se consigue mediante la introducción selectiva de energía al material de bloqueo permite, si se desea, cada una de las conexiones entre módulos vecinos en la estructura completa a bloquear o desbloquear selectivamente de una sola aplicación de una forma particular de energía. Por ejemplo, el material de bloqueo puede ser uno que se funda y/o se ablande cuando se calienta. En este caso el calentamiento simple de toda la estructura será suficiente para provocar la transición del estado bloqueado al desbloqueado. Se deduce que la estructura quedará bloqueada en su sitio tras una simple refrigeración de la estructura, aunque no es necesario para la invención que la transición sea reversible.

Preferiblemente, el primer estado es un estado más blando que el segundo estado, siendo el segundo estado un estado congelado, por ejemplo. La aplicación de energía podría ser en forma de calor, por ejemplo, por conducción directa convección o radiación o por la aplicación de microondas o energía similar que esta diseñada para excitar o modificar las propiedades físicas del material de bloqueo pero en otras partes de módulo. En lugar del cambio del material o comienzo de cambio, su fase, el bloqueo selectivo puede conseguirse por el hecho de que el material tiene un coeficiente de expansión térmica particular. En este caso, calentar la estructura provocará que el material de bloqueo se expanda para evitar el movimiento relativo que podría ocurrir de otra manera entre módulos vecinos. La expansión puede proporcionarse mediante calor o mediante cualquier otra fuente de energía por ejemplo por electricidad en un material electro-reológico o material piezoeléctrico.

Otra posibilidad es para la energía proporciona para provocar un curado por ejemplo luz ultravioleta que puede curar una composición química desde un estado no adherido a un estado adherido.

Otro mecanismo que puede usarse es la introducción selectiva de fluido a presión, por ejemplo presión neumática o hidráulica, dicha presión puede presurizar o despresurizar el material de bloqueo para proporcionar o evitar una función de bloqueo.

Para realizaciones de bola/encaje, el material de bloqueo se localiza idealmente en la región fuera de la bola pero dentro del encaje en la junta de bola/encaje. Para mejorar la capacidad de bloqueo, bien fuera de la bola o en el interior del encaje puede haber partes sustancialmente planas de manera que la rotación relativa se resiste cuando el material de bloqueo no puede cambiar su forma. Para mejorar la capacidad de bloqueo aún más, pueden proporcionarse uno o más surcos, preferiblemente en una dirección que va desde la base de la bola a la punta de la bola para evitar la rotación axial alrededor del eje neutro. No es esencial usar surcos, cualquier topografía de superficie que sirve para inhibir la rotación relativa cuando el material de bloqueo se congela será adecuada.

Las mismas consideraciones se aplican cuando la junta es un pivote u otro tipo de junta en lugar de una junta de bola/encaje. Para una junta de pivote, el material de bloqueo puede localizarse entre una parte de árbol y una parte anular y pueden usarse partes planas o con surco similares adicionalmente para inhibir el movimiento relativo una vez que ha tenido lugar la transición a un estado bloqueado.

Los materiales termoplásticos, eutécticos y termoestables son todos adecuados como realizaciones del material de bloqueo, aunque otros materiales pueden trabajar bien igualmente. En particular, los polímeros son buenos candidatos porque son fáciles de preparar y tienen las cualidades deseadas.

Se entenderá que cualquiera de los métodos descritos en este documento de, y las estructuras para, bloqueo selectivo pueden combinarse con cualquiera de las realizaciones de estructura articulada de manera que las estructuras articuladas descritas en este documento pueden bloquearse selectivamente.

La presente invención es particularmente útil cuando se aplica a un refuerzo espinal. La capacidad de la estructura articulada para conformarse alrededor de formas complicadas permite crear un refuerzo espinal que se conforma a la forma del cuerpo deseada, pero que está hecho de una pieza inicialmente plana de material. No es necesario para el técnico quirúrgico ortótico retirar o añadir módulos cuando se ajusta el refuerzo y el mecanismo de bloqueo permite que todo el refuerzo quede bloqueado o desbloqueado muy rápido y en una operación. Como ejemplo de una rutina de ajuste de refuerzo, la estructura laminar puede someterse inicialmente a microondas para desbloquearla. Esto no aumentará indebidamente la temperatura de los propios módulos de manera que la lámina, mientras que está aflojada puede conformarse alrededor del cuerpo del paciente para proporcionar el soporte deseado. El material de bloqueo se enfriará con el tiempo de forma natural o con ayuda de refrigeración artificial aplicada de manera que la lámina sólo necesita mantenerse en su sitio durante un corto periodo de tiempo antes de que quede bloqueada de nuevo. La presente la invención mejora por lo tanto significativamente la creación y ajuste del refuerzo tanto desde el punto de vista del paciente como del profesional médico.

Las realizaciones de la presente invención se describirán ahora a modo de ejemplo únicamente con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1A muestra una vista en perspectiva de una parte de una lámina de los módulos en una configuración expandida de acuerdo con la primera realización de la presente invención;

La Figura 1B muestra una vista en perspectiva de parte de una lámina de módulos en una configuración contraída de acuerdo con la primera realización de la presente invención;

La Figura 2 muestra una vista en planta de una lámina de acuerdo con la primera realización en una configuración en la que la estructura laminar se expande más dentro de un plano;

La Figura 3 muestra una vista en planta alternativa de una lámina de acuerdo con la primera realización en una configuración en la que estructura laminar está más comprimida dentro de su plano;

La Figura 4 muestra una vista en planta de seis módulos de la primera realización que muestran la estructura de anillo hexagonal preferida;

La Figura 5 muestra los módulos de la Figura 4, aunque girados de manera que se aumenta la densidad global y se cierra la estructura de anillo;

La Figura 6 muestra una vista de sección transversal a lo largo de la línea C-C mostrada en la Figura 4 cuando los módulos 120 y 130 se disponen de forma neutra con respecto a un eje dentro del plano de la lámina flexible;

La Figura 7 muestra una vista de sección transversal similar a la de la Figura 6, pero cuando el módulo 120 se ha girado alrededor de un eje que está dentro del plano de la lámina flexible y es perpendicular a la página;

La Figura 8 muestra la lámina flexible de la primera realización conformada alrededor de la superficie de un cilindro;

La Figura 9 muestra lámina flexible de la primera realización conformada alrededor de la superficie de un hemisferio;

Las Figuras 10A y 10B muestran dos configuraciones de dos módulos de una segunda realización de la invención;

Las Figuras 11A y 11B muestran cada una seis módulos de una tercera realización de la invención;

Las Figuras 12A y 12B muestran dos configuraciones de dos módulos de una cuarta realización de la invención;

La Figura 13 una vista en perspectiva de una quinta realización de la invención;

La Figura 14 es una vista en perspectiva de dos módulos de una sexta realización de la invención;

Las Figuras 15A a 15C muestran una lámina que comprende módulos de la sexta realización de la invención según se expande desde su estado cerrado a su estado abierto;

Las Figuras 16A a 16C muestran cuatro módulos de la sexta realización de la presente invención e ilustran cómo la lámina se expande desde su estado cerrado a su estado abierto para proporcionar una expansión del 200%;

La Figura 17 muestra esquemática un eje neutro dispuesto perpendicular al plano de la lámina flexible;

La Figura 18 muestra esquemática un eje neutro dispuesto en paralelo al plano de la lámina flexible;

La Figura 19 muestra una séptima realización de la invención.

Las Figuras 20 a 20F muestran esquemáticamente una estructura laminar usando sólo 4 nodos para cada módulo;

La Figura 21 muestra una vista de sección transversal a través de una bola de acuerdo con una realización de la invención;

La Figura 22 muestra una vista de sección transversal a través de un módulo que comprende dos encajes, teniendo cada encaje una bola en su interior de acuerdo con una realización de la invención;

La Figura 23 muestra una vista en sección transversal a través de un módulo que comprende dos encajes, teniendo cada encaje una bola en su interior de acuerdo con una realización de la invención;

La Figura 24 muestra una vista de sección transversal a través de un módulo que comprende dos encajes, teniendo cada encaje una bola en su interior de acuerdo con una realización de la invención;

La Figura 25 muestra una vista de sección transversal a través de un módulo que comprende los encajes, teniendo cada encaje una bola en su interior de acuerdo con una realización de la invención;

La Figura 26 muestra una vista de sección transversal a través de un módulo que comprende dos encajes, teniendo cada encaje una bola en su interior de acuerdo con una realización de la invención;

La Figura 27 muestra una vista de sección transversal a través de un módulo que comprende dos encajes, teniendo cada encaje una bola en su interior de acuerdo con una realización de la invención; y

La Figura 28 muestra una lámina flexible de acuerdo con la presente invención moldeada en la forma de refuerzo espinal y cubierta con un material de recubrimiento.

Las Figuras 1A y 1B son vistas en perspectiva de una primera realización de la presente invención. La Figura 1A muestra la estructura en una forma, expandida y la Figura 1B muestra la estructura en una forma plana, comprimida. Como puede observarse, la estructura laminar 100 comprende una pluralidad de módulos 102, teniendo cada módulo tres brazos equiespaciados 104 (es decir dispuestos a intervalos de 120º en el mismo plano) y que tienen el extremo de cada brazo una mitad de una junta de bola y encaje 106. Todos los módulos son de la misma forma y todos parecen ser visualmente idénticos a primera vista. Sin embargo hay realmente dos tipos distintos de módulo en la lámina; un primer tipo que lleva una semi-bola de la junta de bola y encaje 106 en el extremo de cada brazo, y un segundo tipo que lleva una semi-encaje de junta de bola y encaje 106 en el extremo de cada brazo. Esto es para facilitar la fabricación únicamente y no es importante para la invención que cada módulo lleve sólo un tipo de semi-junta de bola/encaje.

Los módulos de las láminas se disponen preferiblemente en un patrón regular como se muestra en la vista en planta (es decir el plano de la lámina es paralelo al plano de la página) de la Figura 2. Como puede observarse cada brazo 104 de cada módulo 102 está conectado a un brazo 104 de un módulo vecino 102. Como cada módulo 102 tiene tres brazos 104, cada módulo 102 normalmente tiene tres módulos vecinos. Como se muestra en las Figuras 1A y 2, cada brazo de cada módulo es paralelo al brazo de conexión de cada módulo vecino y esto conduce a que la lámina flexible esté en su configuración más expandida. En esta realización, la conexión es tal que los módulos de conexión no están en el mismo plano y cada módulo está en un plano diferente respecto a sus tres vecinos más cercanos. De esta manera hay dos planos de módulos diferentes. Esto se ve quizás mejor en las Figuras 1A y 1B. Los dos planos que contienen los dos conjuntos de módulos están separados por la longitud de la conexión 106, que es de aproximadamente 6 mm en esta realización. Las conexiones son preferiblemente juntas de bola/encaje que tienen su eje neutro en una dirección perpendicular a la página (y de esta manera también perpendicular a los dos planos de móviles mientras que la lámina permanece plana). El "eje neutro" de la junta de bola/encaje se define como el eje en el que la bola está centrada en el encaje. De esta manera, el eje neutro es el centro de todo el intervalo de movimiento para la junta de bola/encaje. Esto se explica con más detalle posteriormente con referencia a las Figuras 14 y 15.

La configuración mostrada en las Figuras 1A y 2 representa la lámina en su posición "estirada" o expandida. En otras palabras, esta posición es la única en la que la densidad de la lámina es menor (esto puede confirmarse visualmente observando que hay numerosos "anillos" hexagonales abiertos en la lámina).

Durante el uso, la lámina o solo parte de ella, puede aumentar de densidad, mientras que permanece plana haciendo girar parte de las juntas de bola/encaje alrededor de ejes ortogonales al plano de la lámina, es decir alrededor de sus ejes neutros. Las Figuras 1B y 3 muestran el resultado de dichas rotaciones en el caso de que todos los módulos giren con respecto a sus vecinos (alrededor, y sólo alrededor) de un eje ortogonal al plano de la lámina. Como puede observarse, la densidad global de la lámina se aumenta en gran medida (de esta manera el área global de la lámina se reduce en gran medida). La geometría de la presente realización da una reducción de área tal que el área de la lámina cuando está más comprimida es de aproximadamente el 70% del área de la misma lámina cuando está más expandida.

Las Figuras 4 y 5 muestran un cierre del área titulada "A" en la Figura 2 y "B" en la Figura 3 respectivamente. Estas Figuras sirven para explicar el mecanismo de la reducción de densidad con más detalle.

Un solo "anillo" de la estructura se muestra en la Figura 4. El "anillo" es realmente hexagonal debido al hecho de que está delimitado por seis módulos teniendo cada uno tres brazos equiespaciados. Los módulos con referencia 120 están en un plano diferente respecto a los módulos con referencia 130. Como se ha analizado anteriormente estos dos planos son paralelos cuando la lámina flexible se extiende plana. En la formación mostrada en la Figura 4, el centroide de cada módulo se localiza a la distancia máxima posible lejos del centro y de cada uno de los otros módulos en la lámina. Ningún módulo puede separarse adicionalmente de ningún otro módulo y se deduce que la lámina está en su punto de menor densidad.

Si se consideran los puntos de conexión nodales a, b, c, d, e, f, mostrados en las Figuras 4 y 5, puede observarse que el aumento de densidad se consigue llevando los puntos de conexión nodal b, d, f hacia el centro del "anillo". La posición de las conexiones nodales restantes a, c, e permanece relativamente estática durante este movimiento, como se muestra en la Figura 5. Por lo tanto, se observará que los módulos son capaces de girar de manera que "se cierran" para ocupar el espacio en el centro del anillo que previamente estaba desocupado.

El movimiento relativo analizado anteriormente de módulos adyacentes alrededor de un eje ortogonal al plano de la lámina cuando se extiende plana para reducir la densidad de todo o parte de la lámina es sólo un movimiento que esta realización de lámina flexible es capaz de experimentar. La junta de bola/encaje 106 de esta realización también es capaz de permitir el movimiento relativo entre módulos alrededor de cualquier eje paralelo al plano de la lámina.

Las Figura 6 y 7 muestran dos vistas de sección transversal de la junta de bola/encaje 106, como se observa en la línea C-C mostrado en la Figura 4. Como se observa, la bola 108 se localiza en el encaje 110 de manera que no puede escapar tirando por extracción vertical. La bola puede girar alrededor del eje neutro 150 de la junta de bola/encaje (para dar la rotación analizada anteriormente alrededor de un eje ortogonal al plano de la lámina) y la bola puede girar también en el encaje alrededor de otros ejes.

En la Figura 6, la junta de bola y encaje está en su estado "neutro". Puede observarse que la junta está formada de manera que sigue una cantidad igual de rotación (aproximadamente 20º en este caso) alrededor de cualquier eje paralelo al plano de la lámina.

Se entenderá que la bola 108 no es completamente esférica y está parcialmente cortada para dejar una parte sustancialmente plana 112 en su base. De forma similar, el encaje 110 está lleno parcialmente para dejar una parte sustancialmente plana 114 en su base, aunque esta parte plana 114 no está tan cerca del centro 116 de la bola 108 como la parte plana 112 de la bola. Estas partes planas 112/114 son opcionales y no es necesario proporcionarlas. Pueden ayudar, sin embargo, cuando la estructura debe bloquearse como se describirá posteriormente. La expresión "junta de bola/encaje" pretende cubrir encajes como se ilustra en las Figuras 6 y 7 que tienen partes planas así como encajes tradicionales donde las partes de engranaje de la bola y encaje son esféricas y de hecho cualquier encaje en el que una parte realiza la función de la bola y otra parte realiza la función de un encaje. En todas las realizaciones, puede usarse cualquier grado múltiple (por ejemplo 2, 3 o mayor) de libertad de junta, de los cuales una junta de bola/encaje es un ejemplo.

La Figura 7 muestra la posición de los módulos después de que el módulo 120 se haya girado con respecto al módulo 130 alrededor de un eje perpendicular a la página (es decir, un eje paralelo al plano de la lámina de la estructura flexible). Puede observarse que el módulo 102 puede girar aproximadamente 20º alrededor de este eje. De forma similar, la rotación en la otra dirección alrededor del mismo eje es posible hasta una extensión máxima de aproximadamente 20º. Esto se ha encontrado que es adecuado para permitir la conformación alrededor de formas complejas sin comprometer la resistencia mecánica de la junta.

Este movimiento alrededor de un eje paralelo al plano de la lámina permite que la lámina se flexione alrededor de formas sencillas tales como cilindros, como se muestra en la Figura 8. En la Figura 8, se ha usado una junta de bola/encaje de solo un grado de libertad para conseguir la conformación alrededor de la superficie del cilindro y la conformación alrededor de formas sencillas tales como esta se consigue generalmente mediante módulos que giran uno respecto a otros únicamente alrededor de un eje en el plano de la lámina.

La presente realización encuentra más utilidad sin embargo cuando se usa para conformarse alrededor de formas complicadas por ejemplo la forma del cuerpo de un paciente que requiere un refuerzo espinal. En el caso cuando se desea conformar la lámina alrededor de una forma compleja, se usan más grados de libertad de la junta simultáneamente y en particular la rotación alrededor de un eje ortogonal al plano de la lámina se realiza simultáneamente a una rotación alrededor de un eje paralelo al plano de la lámina.

La Figura 9 muestra una lámina de acuerdo con la primera realización conformada alrededor de la superficie de un hemisferio. Se entenderá que esto se ha conseguido presionando la lámina inicialmente plana de la Figura 3 alrededor del hemisferio. Presionando de esta manera la densidad de la lámina en el medio de la lámina (es decir en la parte superior de la Figura 9) se reduce localmente mientras que la densidad cerca de los bordes externos de la lámina (hacia la parte inferior de la Figura 9) permanece alta. De esta manera, la Figura 9 da un ejemplo de un cambio de densidad localizado de la lámina que ha permitido conformarla alrededor de una forma compleja.

Los módulos de esta realización se fabrican preferiblemente a partir de plástico moldeado por inyección. Cualquier material plástico adecuado puede usarse y se ha descubierto que poliamida (Nylon) y policarbonato funcionan adecuadamente.

Cada módulo puede realizarse a partir de un miembro de plástico plano de tres brazos como se muestra en las Figuras 1 y 2. El espesor del miembro puede ser cualquier valor adecuado, por ejemplo de 0,1 a 5 mm aunque se ha encontrado que un espesor de aproximadamente 2 mm da un buen compromiso entre resistencia ligereza y conformabilidad. La longitud de cada brazo 104 desde el centro del módulo al centro de rotación de la junta de bola/encaje en el extremo del brazo puede tomar también cualquier valor adecuado, por ejemplo de 5 a 50 mm. Se ha descubierto que una longitud de brazo de 8 mm permite que la estructura se articule alrededor de formas más prácticas. Como se muestra en las Figuras 1 y 2, los brazos pueden tener una anchura constante a lo largo de su longitud y pueden redondearse en sus extremos de terminación por razones de seguridad (para evitar esquinas puntiagudas) y para permitir que la estructura se cierre más fuertemente (como se muestra en la Figura 3). Esta anchura puede tomar cualquier valor adecuado, por ejemplo de 2 a 20 mm y 7 mm se ha encontrado que funciona bien. De esta manera, la estructura mostrada en la Figura 1 tiene ventajosamente un espesor de módulo de 2 mm, una anchura de brazo de 7 mm y una longitud de brazo (es decir, la distancia desde el centro del módulo al centro de rotación de la junta) de 8 mm. Las dos "capas" de los módulos 120, 130 pueden separarse (centro a centro) mediante una cantidad que se selecciona para definir el espesor global de la estructura de lámina, por ejemplo, una separación de 8 mm dará un espesor total de 10 mm cuando se usan módulos de 2 mm de espesor. Cuando cada uno de los módulos planos son de 2 mm de espesor, una separación de las dos capas de 8 mm pueden conseguirse seleccionando juntas de bola/encaje que tienen una longitud longitudinal (es decir una longitud en la dirección del eje neutro) de 6 mm. Las bolas de la junta de bola/encaje pueden tener cualquier diámetro adecuado como por ejemplo, por ejemplo de 1 a 10 mm. Las bolas mostradas en la Figura 1 tienen un diámetro de 3 mm.

Cada módulo 102 puede moldearse por inyección en plástico de la manera que la semi-bola o encaje de la junta de bola/encaje se integra con la parte plana del módulo. En este caso, pueden fabricarse dos tipos de módulos; un primer módulo que tiene tres juntas de encaje y un segundo módulo que tiene tres juntas de bola. En este caso, (como se muestra en las Figuras 1 y 4) el primer módulo 120 constituye una "capa" de la lámina y el segundo módulo 130 constituye la otra "capa" de la lámina.

Como alternativa, pueden fabricarse muchos módulos similares por separado de las dos mitades de bola/encaje y la semi-junta de bola/encaje apropiada puede pegarse o adherirse de otra manera al miembro de módulo plano convencional.

Las Figuras 10A y 10B muestran una segunda realización del módulo 200, 220 en el que, en lugar de haber una sola junta de bola/encaje para cada brazo de un módulo, se proporcionan dos de dichas juntas de bola/encaje usando una pieza de unión de bola de doble extremo 202, 222, y proporcionando el extremo de cada brazo del módulo con un encaje de comunicación 204, 224. Esto permite que todos los módulos 202 se fabriquen de forma idéntica, aumentando la eficacia de fabricación. Esta realización permitirá también teóricamente aun más movimiento (es decir más de 20º en cualquier dirección alrededor de ejes paralelos al plano de la lámina sin comprometer la resistencia mecánica. Este mecanismo de movimiento es para propósitos sustancialmente prácticos como se describe en la primera
realización.

En la Figura 10 se muestran dos formas alternativas del módulo. En la Figura 10A, el centro del módulo comprende una estructura de anillo hueco. Esto maximiza la resistencia mientras que reduce el peso. La Figura 10B muestra un módulo más fino. Cada tipo de módulo puede usarse exclusivamente en una sola lámina o los diferentes módulos pueden usarse juntos en la misma lámina. En ambos casos, los módulos tienen bordes redondeados y alisados para facilitar la manipulación.

Una tercera realización se muestra en las Figuras 11A y 11B. El movimiento de los módulos de la lámina flexible en esta realización es sustancialmente igual que el movimiento de los módulos en la primera y segunda realizaciones. Sin embargo, en esta realización hay dos módulos bastante diferentes; un primer módulo 160 que tiene tres brazos X espaciados y un miembro de bola localizado en el extremo de cada brazo; y un segundo módulo 170 de formación triangular que está compuesto por dos placas paralelas unidas en el centro (mediante tornillos o adhesivo) y que sujetan las bolas del primer módulo 160 en las esquinas. La sujeción es tal que permite la rotación relativa entre el primer y segundo módulos ambos alrededor de un eje ortogonal al plano de la lámina y alrededor de un eje paralelo al plano de la lámina. Se observará a partir de la Figura 11 que el módulo 160 puede moverse con respecto al módulo 170 en aproximadamente 180º alrededor de un eje ortogonal al plano de la lámina. El diámetro de las bolas comparado con el espesor de los brazos dicta la cantidad de movimiento que puede conseguirse alrededor de ejes paralelos al plano de la lámina. Preferiblemente al menos es posible una rotación de 10º en cualquier dirección, y preferiblemente se permite no más de 60º en cualquier dirección, para mantener la resistencia estructural de los brazos que no debe ser demasiado fina. Esta realización tiene la ventaja de que simula mejor una superficie continua, gracias a los módulos triangulares sólidos 170. Se observará también que el "eje neutro" de las juntas de bola/encaje se sitúa en el plano de la lámina flexible cuando se extiende plana. Esto se analiza con más detalle posteriormente.

Las Figuras 12A y 12B muestran una cuarta realización que es generalmente similar en construcción a la de la Figura 11. En esta realización, sin embargo, los dos módulos tienen una forma singular entre sí y tienen brazos que se aproximan más cerca al módulo triangular 170 mostrado en la Figura 11. Tanto en esta como en la tercera realización el eje neutro para cada una de las juntas de bola/encaje está en el plano de la lámina. La construcción de la Figura 12B es muy similar a la de la Figura 12A, excepto que los primeros módulos de la Figura 12B tienen orificios de paso en el punto donde se sujetan las bolas del segundo módulo.

La Figura 13 muestra una quinta realización. En esta realización, los dos módulos 180, 190 son de formas muy diferentes. El primer módulo 180 tiene forma de anillo o rosquilla y tiene tres huecos esféricos espaciados igualmente alrededor de su perímetro. El segundo módulo 190 es lineal y tiene dos bolas generalmente esféricas en cada extremo de manera que tiene forma de pesa. La bola en el extremo del segundo módulo 190 está adaptada para ajustarse en el hueco esférico dentro del primer módulo 180 de la manera mostrada en la Figura 13. La junta de bola/encaje permite el movimiento alrededor de múltiples grados de libertad y de esta manera todos los movimientos de la primera a cuarta realización son posibles. Adicionalmente, hay disponibles movimientos extra debido al hecho de que hay dos veces tantas juntas de bola/encaje en la primera realización.

La Figura 14 muestra dos módulos de una sexta realización de la invención. Cada módulo tiene cuatro nodos localizados en brazos que se extienden perpendicularmente dentro del plano de la lámina desde una "estructura" longitudinal. Los nodos se extienden fuera del plano de la lámina. Los nodos que se extienden desde los brazos en un extremo de la estructura se extienden en la dirección opuesta a los nodos de los brazos en el otro extremo de la estructura. El módulo es por lo tanto sustancialmente con forma de I. Para proporcionar la expansión en el plano, la distancia entre los nodos en un extremo de la estructura es menor que la longitud de la estructura menos la anchura de uno de los brazos. Esto permite que un módulo gire 180º en el plano con respecto a su módulo vecino.

Las Figuras 15A y 16A muestran parte de una lámina que comprende los módulos de la sexta realización en la formación cerrada. Esta realización tiene la ventaja de los módulos formados con teselas, es decir se ajustan juntos sin dejar huecos entre ellos. De esta manera, la lámina de la Figura 15A presenta una superficie sustancialmente plana que no tienen ningún hueco u orificio en ella. La Figura 15B muestra la lámina cuando se ha expandido algo en plano. Cada módulo ha girado aproximadamente 15º con respecto a su vecino. Como resultado, aparecen "orificios" con forma de paralelogramo en la lámina, que son más evidentes en la Figura 16B.

Las Figuras 15C y 16C muestran la lámina cuando cada módulo ha girado 90º con respecto a su vecino. En esta posición, la lámina está en su estado más expandido y la lámina es dos veces más larga que la lámina de la Figura 15A. En este punto, los orificios entre los módulos son sustancialmente rectangulares y tienen su máxima área posible. La rotación relativa continuada de los módulos dará como resultado que la lámina vuelva a cerrarse sobre sí misma para asumir su posición cerrada.

Las Figuras 16A y 16C muestran algunas dimensiones preferidas para los módulos de la lámina, en milímetros.

Como con las otras realizaciones, además de permitir la expansión en el plano la sexta realización permite el movimiento fuera del plano de manera que la lámina puede conformarse alrededor de formas no planas. Para conseguirlo, se usan juntas de bola/encaje en los nodos que permiten alguna rotación alrededor de ejes dentro del plano de la lámina cuando se extiende plana. Las juntas de bola/encajes se disponen preferiblemente con sus ejes neutros perpendiculares al plano de la lámina cuando se extiende plana. Como con las otras realizaciones, pueden usarse juntas distintas de las juntas de bola/encaje con la cantidad de rotación en el plano y rotación fuera del plano seleccionándose de acuerdo con las cualidades deseadas de la lámina.

Las Figuras 17 y 18 ilustran más precisamente cómo la orientación de la junta de bola/encaje puede variar en cada una de las realizaciones. En la primera realización, el eje neutro es perpendicular al plano de la lámina. Esto se ilustra en la Figura 17. Como se muestra en la Figura 17, la junta de bola y encaje está en su posición "neutra" de manera que la bola puede girar una cantidad igual en el encaje en cualquier dirección particular. Se entenderá que las bolas se han insertado verticalmente en el encaje y debe quedar claro que el eje neutro de la junta de bola encaje en la Figura 17 es por lo tanto vertical.

La Figura 18 muestra una configuración alternativa (por ejemplo, la de la tercera, cuarta y quinta realizaciones) en la que la bola se ha insertado horizontalmente en el encaje. De nuevo la bola 108 se muestra en su posición neutra con respecto al encaje 110. Se entenderá que el eje neutro para la configuración de la Figura 18 está dentro del plano de la lámina.

Debe observase que para ambas Figuras 17 y 18 el plano de la lámina es paralelo a la línea x-x y es perpendicular a la página.

La Figura 19 muestra una séptima realización de la invención. A diferencia de la primera a sexta realizaciones, esta realización no utiliza una junta de bola/encaje para conectar los módulos juntos. En lugar de hecho ello, se usan dos juntas de pivote diferentes. Una primera junta de pivote 304 pretende proporcionar el movimiento necesario alrededor de un eje paralelo al plano de la lámina y una segunda junta de pivote 306 pretende proporcionar el movimiento necesario alrededor de un eje ortogonal al plano de la lámina.

Un primer módulo 300 de la lámina tiene tres brazos equiespaciados como se muestra en la Figura 19. Conectado a cada uno de los brazos hay un componente de unión 302 que es generalmente lineal y tiene juntas de pivote mutuamente ortogonales en cada extremo. La conexión de pivote 304 entre el módulo 300 y el componente de unión 302 es tal que permite el movimiento relativo alrededor de un eje paralelo al plano de la lámina y común tanto al plano del módulo 300 como al componente de unión 302. El movimiento alrededor de este pivote 304 permite que la lámina se doble alrededor de objetos. El componente de unión 302 está conectado mediante una conexión de pivote 306 a otro componente de unión 302 mediante un eje que es perpendicular al plano de la lámina. El movimiento relativo alrededor de este eje permite que la densidad de la lámina se ajuste. Como se entenderá a partir de la Figura 19, cada módulo 300 está conectado a tres componentes de unión diferentes 302 y cada componente de unión 302 está conectado en un extremo a un módulo 300 en el otro extremo a otro componente de unión 302. Los módulos están conectados juntos en el mismo patrón de repetición descrito anteriormente para la primera a sexta realizaciones para crear la estructura de "anillo" hexagonal general. Esto puede visualizarse observando que el módulo 300 conectado mediante pivotes 304 a tres componentes de unión 302 actúa de la misma manera que un único módulo 102 de la primera realización. Es decir, dicho módulo 300 puede moverse relativamente respecto a otros modelos 300 alrededor de ambos ejes ortogonales y ejes paralelos al plano de la lámina flexible.

Preferiblemente, como se muestra en la Figura 19 el componente de unión 302 tiene una orquilla que se conecta a un brazo de un módulo 300 usando un pivote de rodillo para crear conexión de pivote 304. El otro extremo del componente de unión 302 está conectado preferiblemente a un componente de unión similar usando una junta solapada para crear la conexión de pivote 306.

Como con las otras realizaciones, los módulos pueden tener cualquier tamaño adecuado dependiendo de la aplicación para la que se usarán. Los componentes de unión 302 pueden tener una longitud entre el eje octagonal de 50 a 50 mm, por ejemplo 18 mm, y tienen un espesor de 1 a 30 mm, por ejemplo 10 mm. Como se muestra en la Figura 19, la anchura puede ser no constante aunque está preferiblemente en el intervalo de 3 a 50 mm, preferiblemente menor de 25 mm. El módulo 300 puede tener dimensiones similares a las de la primera realización, excepto que generalmente necesitará ser más grueso para acomodar el pivote 304 en su espesor. Para asegurar un espesor de lámina uniforme, el módulo 300 puede tener el mismo espesor que el componente de unión 302, por ejemplo, 10 mm. El módulo 300 preferiblemente tiene una longitud de brazo de 8 mm y una anchura de brazo de 5 mm.

La estructura de anillo hexagonal es un resultado de la utilización de módulos que tienen tres brazos equiespaciados. Si se usan módulos que tienen otros números de brazos el "anillo" tendrá una forma diferente. Por ejemplo, la Figura 20 muestra esquemáticamente el mecanismo de cambio de densidad dentro del plano de la lámina cuando cada módulo 350 tiene cuatro nodos 360. En este caso el "anillo" es de forma cuadrada. Para otros números de nodos y formas de módulo, el "anillo" tendrá una forma diferente. Independientemente, el "anillo" estará caracterizado por ser un área desprovista de cualquier módulo.

La Figura 20A muestra una configuración en la que todos los módulos 350 están espaciados una cantidad máxima de sus vecinos. Esta es la configuración de menor densidad y mayor área. Las Figuras 20B a 20D muestran etapas en el movimiento relativo de los módulos desde el estado más expandido de la lámina al estado más cerrado de la lámina, que se muestra en la Figura 20E. Se observará que la lámina expandida tiene aproximadamente dos veces el área de la lámina no expandida. La Figura 20F muestra una parte de la lámina más grande entre los modos expandido y no expandido.

Se describirá ahora otro aspecto de la presente invención en el que una característica articulada puede bloquearse y desbloquearse selectivamente. En general, este aspecto de la invención implica el uso de un "material de bloqueo", es decir, un material que puede cambiar de alguna manera tras la aplicación o retirada de energía externa. Este cambio puede ser en forma de por ejemplo un cambio de fase, un cambio físico o un cambio dimensional. El material de bloqueo se localiza preferiblemente directamente adyacente a ciertas partes de las juntas de una estructura para influir en si el movimiento de esta junta es fácilmente posible o no.

Los siguientes ejemplos se refieren a una junta de bola/encaje aunque se entenderá que la idea puede extenderse a cualquier tipo de junta, por ejemplo, juntas de pivote. En particular, el aspecto de bloqueo de la invención puede sustituir los sistemas de bloqueo mostrados en los documentos de la técnica anterior analizados anteriormente (por ejemplo, el documento US 4.484.778).

La Figura 6 muestra una vista de sección transversal de una junta de bola/encaje. Como ya se ha descrito, la bola tiene una parte plana 112 y el encaje tiene una parte plana 114 de manera que hay espacio entre el extremo de la bola y la parte inferior del encaje. Según gira la bola desde la posición en la Figura 6 a la posición en la Figura 7, la forma de este espacio cambia. Puede proporcionarse un material de bloqueo 400 en el espacio y servirá para evitar la rotación mostrada en las Figuras 6 y 7 si está provocada para que sea sólido en cualquier momento particular. Si el material de bloqueo se hace fluido, sin embargo la rotación será posible de nuevo.

Una realización preferida del material de bloque es un polímero termoplástico. Dicho material puede disponerse para sea "blando" y por lo tanto prácticamente fluido a temperatura ambiente, aunque "congelado" y de esta manera prácticamente sólido a una menor temperatura. Las juntas pueden bloquearse entonces simplemente disminuyendo su temperatura. Como alternativa, el polímero termoplástico puede disponerse para ser prácticamente sólido a temperatura ambiente, aunque prácticamente fluido a una temperatura mayor, en cuyo caso las juntas pueden desbloquearse elevando la temperatura (es decir, calentando las juntas o toda la estructura). No es necesario que el polímero termoplástico experimente un cambio de fase en el sentido estricto de la palabra, lo que se requiere es que la viscosidad del material de bloqueo cambie en un grado suficiente de manera que el movimiento sea suficientemente posible en el estado "desbloqueado" y fácilmente imposible en el estado "bloqueado". De esta manera, es la viscosidad relativa entre los estados bloqueado y desbloqueado lo que hace que el cambio de fase tenga lugar o no.

Como una alternativa a o además de, un "tapón" de material de bloqueo entre la parte inferior del encaje y el extremo de la bola, del material de bloqueo 400 puede aplicarse como un recubrimiento fino alrededor de la bola y dentro del encaje. Para proporcionar la función de bloqueo necesaria pueden disponerse surcos 402 alrededor de la bola 108 y pueden disponerse surcos 404 alrededor del encaje 110 como se muestra en la Figura 21 para inhibir o prevenir el movimiento de la junta una vez que el material de bloqueo ya no es suficientemente fluido. Los surcos se disponen para alinearse con un plano perpendicular al eje neutro de la junta. Los surcos adicionales o alternativos, sin embargo, pueden alinearse con planos paralelos al eje neutro para inhibir o evitar el movimiento de la junta alrededor del eje neutro. La forma de los surcos no es particularmente importante. La Figura 21 muestra surcos de perfil redondo en la parte superior y surcos de perfil triangular en la parte inferior. Por supuesto, en una realización práctica, los surcos tendrán el mismo perfil todo el alrededor de la bola y el encaje. Puede usarse cualquier característica topográfica para conseguir que la función de bloqueo y los surcos no se consideren limitantes.

Pueden usarse por ejemplo puntales, hoyuelos, cerdas, y rugosidad superficial.

Haciendo referencia a la Figura 6, una forma de puntal que comprende un hueco cilíndrico puede formarse en el encaje paralelo al eje neutro 150. Esta forma de puntal puede usarse en cualquier encaje de extremo plano mostrado en la Figura 6 o en un encaje internamente esférico. Este hueco de puntal se llena con el material de bloqueo 400 y servirá para reforzar la prevención de rotación alrededor de todos los ejes distintos del eje neutro 150. Para evitar la rotación alrededor del eje neutro, los surcos alineados con planos paralelos a este eje pueden ponerse alrededor de la bola como se ha descrito anteriormente. Los huecos de puntal pueden localizarse alternativamente en la bola en lugar de en el encaje y no es necesario que se alineen con el eje neutro. Por ejemplo, puede estar desplazado o alineado con algún otro eje.

El material que define la bola o el encaje puede ser el material de bloqueo 400. Por ejemplo, toda la bola 108 puede hacerse de un polímero termoplástico que se hace fluido a altas temperaturas. En este estado la estructura puede moverse y la forma de la bola/encaje puede disponerse de manera que el movimiento no es posible una vez que se disminuye la temperatura.

Este concepto de bloqueo puede aplicarse también a otras juntas tales como juntas de pivote. Como con las superficies de contacto de la junta de bola/encaje anterior, las superficies de contacto del pivote u otra junta pueden tener surcos cilíndricos o poliédricos rebajados en los mismos. Como alternativa o adicionalmente pueden incluirse secciones planas de manera que se requiere que el material de bloqueo pueda cambiar de forma antes de que pueda ocurrir el movimiento relativo.

Todo, parte o solo una de estas juntas en una estructura puede bloquearse o desbloquearse introduciendo selectivamente la energía a todas, algunas o solo una de las juntas respectivamente. Normalmente será un hecho sencillo introducir energía a todas las juntas de una estructura al mismo tiempo haciendo el desbloqueo/bloqueo muy rápido y sencillo.

El ejemplo anterior sugiere el uso de calor para calentar el material de bloqueo y hacerlo fluido. Dicho calor puede proporcionarlo cualquier medio conocido incluyendo baños de agua caliente, pistolas de aire caliente y hornos. Adicionalmente, el calor puede proporcionarse por exposición al microondas y esta operación es particularmente atractiva para los casos en los que no se desea o requiere calentar la estructura real de la matriz flexible. El material de bloqueo puede hacerse de material flexible al microondas (por ejemplo, dopando un polimérico termoplástico con carbono) de manera que el material de bloqueo sea mucho más susceptible a calentarse que la estructura circundante cuando se aplican microondas.

Algunos mecanismos de bloqueo alternativos se muestran esquemáticamente en las Figuras 22 a 27. Por favor, obsérvese que aunque estas figuras muestran juntas de bola/encaje el mecanismo de bloque puede aplicarse a cualquier tipo de conexión entre los módulos. Adicionalmente, los conceptos puede aplicarse a juntas sencillas o juntas múltiples (por ejemplo dos, como se muestra).

La Figura 22, muestra un ejemplo de cambio de forma inducido termomecánicamente. En este ejemplo, la bola 108 está hecha de material que tiene un bajo coeficiente de expansión térmica, el material de bloqueo 400 tiene un alto coeficiente de expansión térmica y el encaje 110 tiene un coeficiente de expansión térmica medio. Cuando se aplica calor, el material de bloqueo se expandirá al máximo, la bola se expandirá al mínimo y el encaje se expandirá en una cantidad intermedia entre los dos puntos. Una fuerza se establecerá por lo tanto entre la bola y el encaje como resultado de esta expansión que tiende a aumentar la fricción tanto en el material de bloqueo y el encaje como entre el material de bloqueo y la bola. Esto a su vez sirve para evitar la rotación práctica de la bola en el encaje. Como se muestra en la Figura 22, el calor necesario puede proporcionarse entonces mediante un elemento que corre a través del material de bloqueo accionado por un cable a través de toda la estructura.

La Figura 23 muestra un ejemplo de un cambio de forma inducido electromecánicamente. En este caso, un material piezoeléctrico o electroreactivo de otra manera se usa como material de bloqueo 400. En el estado relajado, tanto la bola 108 como el material de bloqueo tienen surcos de interconexión o pliegues de manera que se evita la rotación relativa. Después de proporcionar una corriente eléctrica, puede hacerse que el material de bloqueo piezoeléctrico se mueva de manera que los surcos o pliegues se desengranan y se hace posible que la bola 108 se mueva en el encaje 110.

La Figura 24 muestra el uso de un fluido electro- o magnetoreológico 420 en el encaje 110 que puede sujetar e inhibir o prevenir que una paleta en una varilla se mueva a través del fluido dentro del módulo. Como se observa en la Figura 24, cada una de las bolas 108 está provista con al menos una (dos en la Figura 24) paletas 410. Cuando el fluido electro-reológico 420 está en estado fluido (que es normalmente su estado de reposo) las bolas pueden girar porque las paletas 410 pueden moverse a través del fluido 420 (aunque con alguna resistencia prácticamente insignificante). Cuando se aplica una corriente eléctrica al fluido electro-reológico 420 se "congela" eficazmente y no es posible ya más en la práctica que las paletas 410 se muevan, sujetando de esta manera las bolas 108 en su sitio y bloqueando la estructura.

La Figura 25 muestra un ejemplo de un bloqueo químico mecánico. En este caso, un material de bloqueo de reticulación adhesivo 402 se usa entre la bola 108 y el encaje 110. El material de bloqueo preferiblemente tiene enlaces adhesivos reversibles y puede usarse junto con un material piezoeléctrico 404 como se muestra en la Figura 25. El material piezoeléctrico 404 puede disponerse para vibrar a una frecuencia suficiente para excitar las moléculas de adhesivo 402, elevando de esta manera su temperatura y provocando que el adhesivo 402 se cure. El efecto puede ser templar o permanente dependiendo de los materiales usados.

La Figura 26 muestra un ejemplo de bloqueo neumático-mecánico. Como se muestra en la Figura 26, la bola 108 está hecha de un material poroso que tiene una resistencia bastante alta al flujo de fluidos. La aplicación de aire presurizado a la bola 108 por lo tanto servirá para expandirla creando un ajuste de fricción de la bola 108 en el encaje 110. Esto tiende a bloquear la bola en su sitio. Puede extraerse el aire o permitirse que se escape de la bola para contraerla y permitir el movimiento una vez más. Como alternativa, la bola puede fabricarse con un ajuste de interferencia en el encaje y el aire puede extraerse para permitir el movimiento.

La Figura 27 muestra un ejemplo de un bloqueo hidráulico-mecánico. El material de encaje 110 se hace poroso y se hace que se expanda proporcionando un líquido presurizado al mismo. Como se muestra en la Figura 27 dicha expansión sirve para sujetar el encaje 110 contra la bola 108 para bloquear el movimiento.

Una alternativa a la realización de la Figura 24 un fluido tixotrópico o reológico en el encaje 110. Cuando se usa un fluido tixotrópico el fluido será más viscoso a una tensión de baja cizalla (bloqueado) y será menos viscoso a una tensión de mayor cizalla (desbloqueado) de esta manera la estructura aparecerá bloqueada cuando se aplican fuerzas bajas al mismo pero aparecerá desbloqueada bajo una alta fuerza. Esto es útil para estructuras que están diseñadas para comprimirse bajo ciertas fuerzas.

Un fluido reopéctico realiza la función opuesta en que el fluido será más viscoso bajo una tensión de alta cizalla (bloqueado) y será menos viscoso bajo una tensión de baja cizalla (desbloqueado). Esto proporciona una estructura anti-choque particularmente prometedora porque la estructura es más resistente a altas fuerzas que a fuerzas bajas. De esta manera, puede proporcionarse una estructura que es flexible bajo un uso normal, pero que se endurece tras un choque.

Para todas las realizaciones de bloqueo, puede proporcionarse inversibilidad o no de acuerdo con las circunstancias. Para algunas aplicaciones, solo puede ser necesario desbloquear o bloquear la estructura una vez y en este caso la inversibilidad del bloqueo no es requisito. Sin embargo, muchas de las realizaciones anteriores permiten proporcionar estructuras reversibles, haciendo de esta manera reutilizable la estructura. La inversibilidad se proporciona proporcionando para el material de bloqueo que o que puede cambiar hacia atrás o hacia delante entre los estados (sólido/fluido, expandido/comprimido, pegajoso/no pegajoso, etc.) una pluralidad de veces.

Una combinación de mecanismos de bloqueo reversibles y no reversibles puede usarse en la misma estructura. De esta manera, un adhesivo curable por UV puede aplicarse a una interfaz de bola/encaje junto con uno de los materiales de bloqueo reversible (por ejemplo un polímero termoplástico). La estructura resultante puede calentarse para fluidificar el material de bloqueo termoplástico y hacer las juntas móviles de manera que la estructura puede conformarse a su posición. La estructura puede enfriarse un poco para endurecer sustancialmente la estructura aunque aún permite algo de movimiento, aunque con resistencia friccional. Después, finalmente para bloquear la estructura en su sitio una vez que todos los cambios finos han tenido lugar, puede encenderse una luz UV de manera que se cure el adhesivo y se bloqueo permanentemente la estructura. Esto tiene la ventaja de aumentar adicionalmente la temperatura aunque no hace a la estructura flexible de nuevo. Los módulos pueden hacerse transparentes para permitir que la luz UV alcance el adhesivo curable.

En las realizaciones descritas anteriormente, la activación del material activo en las juntas hace flexible a la junta durante un periodo de tiempo dado hasta que se disipa la activación de energía. Por ejemplo, calentar el material activo puede permitir que la junta se mueva una cantidad limitada de tiempo hasta que la junta se vuelve a enfriar. En lugar de permitir o evitar el movimiento, el material activo puede usarse adicional o alternativamente para proporcionar una función de enlace o desenlace. Dichas juntas pueden diseñarse de forma que tienen un material activo que poseen propiedades de enlace o desenlace cuando se activan. Por ejemplo una junta puede diseñarse de manera que se une a dos o más materiales juntos y que tras la introducción de energía, se separan los dos materiales. La inversa también es posible con lo que el material activo no se une a los dos materiales juntos hasta que se introduce energía, en dicho punto se crea un enlace. Como con todas las realizaciones de la invención, es aplicable a más que sola juntas de bola de encaje y el material activo puede usarse, por ejemplo, como relleno en una estructura intercalada que une juntos dos materiales planos. Puede usarse presión para activar el material de manera que se crea un enlace entre dos capas cuando se aplica presión.

Cualquiera de los mecanismo de bloqueo puede aplicarse a cualquiera de las estructuras articuladas descritas en este documento, los mecanismo de bloqueo pueden aplicarse también a estructuras de la técnica anterior incluyendo láminas flexibles.

La Figura 28 muestra una aplicación particularmente prometedora de la presente tecnología, un refuerzo espinal. Esos refuerzos proporcionan el soporte a médulas espinales que están deformadas y normalmente prestan servicio durante 1 a 2 años. Experimentan cargas variables y a menudo cíclicas. Dichos refuerzos tradicionalmente se han hecho de una pieza sólida de material de polietileno de alta densidad que se calienta a 160ºC para hacerlo flexible y se conforma alrededor de un modelo mientras que está en esta posición flexible. Esto tiene la desventaja de que se requiere tomar un molde del cuerpo del paciente para crear el modelo antes de poder ajustar el refuerzo. Esto hace al proceso de ajuste del refuerzo lento y caro.

En la Figura 28, la estructura de lámina flexible se muestra dentro de dos "recubrimientos" de material flexible. La parte cortada en la Figura muestra parte del recubrimiento superior retirado para poner de manifiesto el esqueleto de la estructura laminar y el recubrimiento interno por detrás del mismo. El recubrimiento permite que el refuerzo pueda usarse contra partes del cuerpo sensibles sin provocar incomodidad o irritación. Como alternativa al uso de recubrimientos, una vez que la estructura flexible se bloquea en su sitio, un gel espuma u otro fluido puede verterse sobre la estructura flexible para encapsularla. Puede usarse espuma de poliuretano o polipropileno. Si este fluido se deja ajustar y endurecer, esto proporciona mayor rigidez a la estructura para hacer un refuerzo espinal permanente. Como alternativa, el gel puede disponerse para ajustarse aunque aun permanezca flexible. En este caso, un refuerzo espinal que tiene una superficie continua puede proporcionarse aunque aun puede ajustarse desbloqueando los módulos en cualquiera de las maneras descritas anteriormente. Los recubrimientos y cubiertas pueden usarse con cualquiera de las estructuras descritas en este documento y para cualquier aplicación (no solo para refuerzos espinales).

El uso de la presente invención en un refuerzo espinal es ventajoso por numerosas razones incluyendo las tres detalladas a continuación.

1. La alta conformabilidad de la estructura de lámina flexible a bajas temperaturas significa que una lámina inicialmente plana puede conformarse directamente alrededor del cuerpo de un paciente sin necesidad de preparar moldes y modelos sin necesidad de retirar o añadir ningún módulo nuevo. Esto significa que el médico puede mantener un suministro de láminas rectangulares planas y puede usarse cualquiera en cualquier paciente. Una vez que la lámina se ha conformado en su sitio, puede bloquearse simplemente y rápidamente sin tener que experimentar un procedimiento de bloqueo módulo a módulo laborioso. Por ejemplo, una lámina plana puede dispararse con una pistola de aire caliente para hacerla flexible, puede moldearse alrededor del cuerpo del paciente mientras que aún está en el modo flexible y puede dejarse enfriar para hacerse rígida y realizar una función de soporte espinal. Esto puede realizarse en un periodo de tiempo muy corto, con una lámina plana inicial convencional y sin ninguna etapa para apretar o aflojar laboriosa y tediosa.

2. El refuerzo resultante durará muchos años y si se requiere cualquier ajuste (como será el caso de refuerzos para niños) pueden hacerse de forma rápida y fácil. Adicionalmente, el material de refuerzo es limpio y seguro y no supone un riesgo para la salud del paciente. El refuerzo también es suficientemente rígido para llevar las cargas requeridas y permanecerá en su forma una vez bloqueado.

3. Para aumentar la comodidad, la estructura flexible puede rellenarse, recubrirse o acolcharse de manera que la estructura flexible actúa como un endoesqueleto cómodo.

En general, cualquiera de las estructuras flexibles descritas en esta solicitud puede modificarse para tener una superficie continua a través de toda o parte de su superficie. Esto puede conseguirse encapsulando el "esqueleto" de la estructura con uno o dos recubrimientos que se colocan sobre y se adhieren al esqueleto o embebiendo el esqueleto en algún tipo de fluido que después se deja que se haga sólido. Este fluido puede tomar la forma de una espuma o gel. Las combinaciones de estos dos métodos pueden usarse con lo que los huecos entre los módulos se llenan con una espuma o gel y la estructura resultante se cubre con un recubrimiento. Cuando no se usan recubrimientos, la superficie puede suavizarse por chorreado con arena o similar para proporcionar una superficie continua suave. El método exacto usado dependerá de su adecuabilidad para la aplicación pretendida. Se cree que estos métodos son particularmente aplicables para usos como acolchado absorbente para choques o formas aerodinámicas herméticas al aire o formas hidrodinámicas herméticas al agua (por ejemplo alas y cascos de barco).

La estructura de la presente invención puede usarse en otras aplicaciones, por ejemplo para manejar objetos delicados o para la adaptación rápida de procesos de moldeo. La estructura puede aumentarse o disminuirse de escala y usarse para protectores plegables y reutilizables.

Otras posibles aplicaciones (que no deben considerarse limitantes de la presente invención) incluyen:

Aeroespacial y Defensa

Trajes espaciales; trajes para manejar sustancias peligrosas; armaduras y protecciones para el cuerpo; kits de reparación; estructuras rellenas; soporte para urgencias médicas; depósitos de combustible en alas de aviones; plano aerodinámico y carenaje interno y externo; tanques de combustibles; alas; paracaídas; microluces, alas delta.

Marina

Trajes de buceo; botas, canoas, paletas; redes para atrapar peces o submarinos; velas rígidas.

Construcción y Arquitectura

Edificios de emergencia; marquesinas, refugios, alojamiento de auxilio en caso de desastre; estructuras acústicas para auditorios; materiales de modelado; estabilización de tierras; paisajes, enrejado, vallado, revestimiento para estanques; estructuras ornamentales y curvadas; muebles y asientos; estructuras reutilizables y plegables, generación de electricidad por energía olamotriz; andamios; refuerzo de túneles; base DIY (hágalo usted mismo) para estructuras curvadas; material de forma, modelo y fijación; esculturas; cúpulas de edificios; construcción y reparación de tuberías; estanterías de exposición; mostradores de tiendas; estructuras en lugares de ocio; irrigación, camisas calefactoras o de refrigeración - pequeños tubos; base artística o arquitectónica para esculturas.

Automóvil

Diseño y modelismo de vehículos; descapotables de capota dura y blanda; asientos para los clientes; estructuras de absorción de impacto que incluyen sustitución de airbag; componentes del automóvil fáciles de reciclar; tecnología de cierre/abertura de resorte a presión; camiones - alternativa a redes de carga; maniquíes para simulación de accidentes, neumáticos para nieve.

Atuendo y Accesorios

Protección del cuerpo; sombreros y cascos; calzado; engranajes de disco; joyería-collares y brazaletes; accesorios de moda; material de entretela; camisa de calefacción-refrigeración mediante microtuberías; maniquíes y escaparates comerciales; ropa interior femenina - fajas, sujetadores y polisones.

Juguetes y Novedades

Figuras de acción y muñecas; material de modelado general; un juguete de construcción en su forma básica; aliviadores de tensión; puzzles en tres dimensiones.

Deporte y Ocio

Estructuras ligeras y rígidas; tablas de windsurf, monopatines, tablas de snow-board, esquís, botas para esquí, trineos; protección corporal para deportes: caja de críquet, vallas, guantes de béisbol, acolchado y relleno, calzones de boxeo, motociclismo, cascos anti-choque, protección para jockey sobre hielo; tiendas de campaña, refugios y equipo de supervivencia para escaladores y excursionistas; construcción de maletas y bolsas de viaje, sillas de montar de cuero - estructura.

Médicas

Ortopedia; refuerzo de miembros debilitados, collarines, soportes de muñeca, moldeo de escayola, primeros auxilios (fijación química o por epoxi); camillas, inmovilización del cuerpo/tablillas para mover tal como se encuentra; fijaciones para sujetar la cabeza para rayos X, sillas de ruedas; soporte de cama para evitar úlceras por presión, modelado de: miembros, plantillas para calzado; calzado acolchado; cirugía reconstructiva a nivel microscópico; junta de retención de cuerpo, junta límite de flexibilidad, rango fijo y dirección de movimiento; mediciones médicas, ritmo cardiaco, respiración; mesas de operación/colocación del paciente; liberación de fármacos.

Electrónica y Telecomunicaciones

Refuerzo para pantallas delgadas de tipo LCD curvadas, conformadas; detector de transmisión de forma 3D; plataforma para productos electrónicos que pueden llevarse incluyendo teléfonos móviles, ordenadores GSM; teléfonos conformados para manos libres; placas de satélite plegables; antenas de telecomunicaciones, temporales, plegables, prefabricadas; caja Faraday y selección EMI/RFI general, cabinas telefónicas y campanas/refugios acústicos.

Petróleo y Gas

Kit de reparación de tuberías; contenedores de vertido de crudo; soporte estructural de túneles.

Envasado

Envasado especializado; envasado de artículos delicados.

Claims (55)

1. \global\parskip0.900000\baselineskip

   1. Una estructura de lámina flexible (100) que comprende una pluralidad de módulos (102) conectados juntos, dicha pluralidad de módulos (102) están conectados juntos para permitir que el área eficaz de la lámina (100) varíe mientras que la lámina permanece plana y permite el movimiento fuera del plano; caracterizado porque el área de la lámina puede reducirse al 80% o menos de su tamaño original, mientras que permanece plana de manera que la lámina puede conformarse suavemente alrededor de formas complejas.
2. 2. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dichos módulos (102) están conectados juntos mediante una junta de múltiples grados de libertad (106).
3. 3. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que el área eficaz de dicha lámina puede variarse simultáneamente con dicho movimiento fuera del plano.
4. 4. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el área de dicha lámina puede reducirse al 70% o menos de su tamaño original, mientras que permanece plana, preferiblemente al 60% menos de su tamaño original, más preferiblemente al 40% o menos de su tamaño original.
5. 5. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que cada módulo (102) es capaz de girar alrededor de un primer y segundo ejes con respecto a un módulo vecino al que está conectado, siendo dicho primer eje paralelo al plano de la lámina cuando se extiende plano de manera que permite que dicho movimiento hacia fuera del plano y dicho segundo eje sean ortogonales al plano de la lámina cuando se extiende plana para permitir variar el área eficaz.
6. 6. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 5, en la que un módulo (102) puede girar respecto al módulo vecino (102) al que está conectado alrededor de dicho eje paralelo al plano de la lámina cuando se extiende plano a través de al menos todo el intervalo de -10º a +10º, preferiblemente a través de todo el intervalo de -20º a +20º.
7. 7. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, en la que el módulo (102) puede girar respecto a un módulo vecino (102) al que está conectado alrededor de dicho eje paralelo al plano de la lámina cuando se extiende plano entre no más de -60º y no más de +60º, preferiblemente entre no más de -30º y no más de +30º.
8. 8. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en la que un módulo (102) puede girar respecto a un módulo vecino (102) al que está conectado alrededor de dicho eje ortogonal al plano de la lámina cuando se extiende plano a través de al menos todo el intervalo de -10º a +10º preferiblemente a través de todo el intervalo de -30º a +30º, más preferiblemente a través del todo el intervalo de -80º a +80º.
9. 9. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho módulo (102) tiene una pluralidad de nodos y al menos uno de dichos módulos (102) tiene cada uno de ellos una pluralidad de nodos conectados a un nodo de un módulo vecino diferente.
10. 10. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 9, en la que cada módulo (102) tiene tres y solo tres nodos.
11. 11. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 9 en la que cada módulo (102) tiene cuatro y solo cuatro nodos.
12. 12. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 9, 10 u 11, en la que cada nodo se localiza en el extremo de un brazo (104).
13. 13. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en la que cada brazo (104) del módulo (102) se sitúa paralelo al plano de la lámina cuando se extiende plano.
14. 14. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en la que cada conexión nodal es una única junta (106) que permite tanto la rotación ortogonal respecto al plano de la lámina cuando se extiende plano como la rotación paralela al plano de la lámina cuando se extiende plano, preferiblemente simultáneamente de manera que es posible la rotación alrededor de un único eje intermedio de dichos ejes ortogonal y paralelo.
15. 15. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos uno de dichos módulos (102) está conectado a otro de dichos módulos (102) mediante una junta de múltiples grados de libertad (106) que tiene un eje neutro orientado sustancialmente fuera del plano de la lámina cuando se extiende plano.
16. 16. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 15, en la que cada uno de dichos módulos (102) de la lámina está conectado a otro módulo (102) mediante una sola junta de múltiples grados de libertad (106) que tiene un eje neutro orientado sustancialmente a 90º respecto al plano de la lámina cuando se extiende plana.
17. 17. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 14, en la que dicha junta única (106) tiene un eje neutro originado a un ángulo respecto al plano de la lámina cuando se extiende plana.
18. 18. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 14, en la que dicha junta única (106) tiene un eje neutro originado sustancialmente paralelo al plano de la lámina cuando se extiende plana.
19. 19. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, en la que dicha junta única (106) es una junta de bola/encaje.

    20 Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 19 en la que dicha junta de bola/encaje es una junta de bola/encaje de doble extremo que comprende dos bolas y dos encajes.
20. 21. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos un módulo (300) de dicha lámina está contactado a un módulo vecino (300) mediante un componente de unión (302).
21. 22. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 21, donde dicho al menos un módulo (300) está conectado a dicho componente de unión (302) mediante una junta (304) que permite la rotación relativa entre el módulo y el componente de unión alrededor de un eje paralelo al plano de la lámina cuando se extiende plana.
22. 23. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 21, en la que cada módulo está conectado a dicho componente de unión mediante una junta que permite la rotación relativa entre el módulo y el componente de unión alrededor de un eje ortogonal al plano de la lámina cuando se extiende plana.
23. 24. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 21, 22 o 23, en la que dicho componente de unión es un miembro lineal sencillo (190) que tiene una bola en cada uno de sus extremos.
24. 25. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquier a de las reivindicaciones anteriores, en la que los módulos y componentes de unión opcionales están conectados juntos para formar un patrón regular de bucles cerrados en dicho plano.
25. 26. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 25, en la que los bucles pueden cerrarse para reducir el área mientras que la lámina permanece plana debido a la rotación relativa de los módulos alrededor de dichos ejes ortogonales al plano de la lámina cuando se extiende plana para reducir el área eficaz de la lámina.
26. 27. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que cada módulo (102) es capaz de girar respecto a un módulo vecino (102) al que está conectado alrededor de cada uno de los ejes mutuamente ortogonales que se sitúan en el plano de la lámina cuando se extiende plana.
27. 28. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que cada módulo (102) está conectado a una pluralidad de módulos vecinos.
28. 29. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 12 en la que cada uno de dichos brazos (104) está espaciado regularmente de los otros brazos.
29. 30. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que cada módulo (102) está constituido de material plástico sustancialmente rígido y no flexible.
30. 31. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en la que las conexiones entre los módulos (102) se disponen de manera que el traslado relativamente puro entre módulos vecinos no es posible.
31. 32. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que cada módulo (102) de la lámina es de una forma sustancialmente similar a los otros módulos de la lámina.
32. 33. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende adicionalmente material adicional aplicado para dar una superficie externa suave para dicha estructura laminar.
33. 34. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 33, en la que dicho material adicional es un material de recubrimiento fino adherido a la pluralidad de módulos.
34. 35. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 33, en la que dicho material adicional se aplica como fluido para encapsular la pluralidad de módulos.
35. 36. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos una conexión (106) entre dos módulos comprende un material de bloqueo (400) capaz de asumir al menos dos estados, incluyendo dichos al menos dos estados un primer estado que permite el movimiento relativo de dichos componentes y un segundo estado que evita al menos sustancialmente dicho movimiento, consiguiéndose una transición entre dichos dos estados por introducción selectiva de energía a dicho material de bloqueo.

    \global\parskip1.000000\baselineskip

36. 37. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 36, en la que dicho movimiento selectivo es por rotación.
37. 38. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 36 o 37, en la que dicho primer estado es un estado más blando que dicho segundo estado.
38. 39. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 38, en la que dicho segundo estado es un estado congelado.
39. 40. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 39 en la que dicha transición es de dicho estado congelado a dicho estado blando y se consigue proporcionando calor a dicho material de bloqueo.
40. 41. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 40, en la que dicho material de bloqueo es susceptible de calentarse por energía de microondas a un mayor grado que el material de la estructura articulada de manera que el calor puede proporcionarse a dicho material de bloqueo sometiendo toda la estructura a radiación de microondas.
41. 42. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 36 o 37 en la que dicho primer estado es un estado expandido y dicho segundo estado es un estado comprimido.
42. 43. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 36 o 37 en la que dicho primer estado es un estado comprimido y dicho segundo estado es un estado expandido.
43. 44. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 42 o 43 en la que dicha transición es de dicho estado comprimido a dicho estado expandido y se consigue proporcionando calor o electricidad a dicho material de bloqueo.
44. 45. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 36 o 37 en la que dicho primer estado es un estado no adherido y dicho segundo estado es un estado adherido.
45. 46. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 45, en la que dicha transición es de dicho estado no adherido a dicho estado adherido y se consigue proporcionando calor, radiación UV o electricidad a dicha conexión.
46. 47. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 36 a 46, en la que dicha transición es reversible.
47. 48. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 36 a 47, en la que dicha conexión es una junta de bola-encaje (106) y dicho material de bloqueo (400) se dispone al menos parcialmente alrededor de la bola.
48. 49. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 48, en la que dicha bola y/o encaje tiene una parte plana (112) y dicho material de bloqueo (400) se localiza adyacente a dicha parte plana.
49. 50. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con la reivindicación 48 o 49, en la que se proporcionan características topográficas (402, 404) que evitan la rotación alrededor del eje neutro de dicha junta de bola/encaje cuando se bloquea dicha estructura.
50. 51. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 36 a 50, en la que dicho material es un material termoplástico.
51. 52. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 36 a 51, en la que dicho material es un material eutéctico.
52. 53. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 36 a 52, en la que dicho material es un material termoestable.
53. 54. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 36 a 53 en la que dicho material es un polímero.
54. 55. Una estructura de lámina flexible de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que todas las conexiones en la lámina pueden bloquearse de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 36 a 54 de manera que la lámina puede conformarse y bloquearse de forma selectiva.
55. 56. Un refuerzo espinal que comprende la estructura de lámina flexible de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 55.