JP2021535345A - 面における平行垂直の球面システムを生成する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、平行垂直の球面システムを生成するための方法に関し、とりわけ機械工学及び建築分野における構造物の組み立てに使用することができる。本発明は、以下のステップを含む：少なくとも３つの同一の要素を選択し、第１の要素において少なくとも１つの接続ポイントを決定するステップ；第２の要素において少なくとも１つの接続ポイントを決定するステップ；第１及び第２の要素を通過する面同士が垂直となるよう、決定した接続ポイントにおいて要素同士を接続するステップ；別の要素を選択し、その要素の、第１及び第２の要素との交差ポイントを決定するステップ；要素を通過する面同士が共に垂直となるよう、上記の要素を、交差ポイントにおいて第１及び第２の要素に接続し、その一方で第１の要素が第４の要素と平行になり、第２の要素が第５の要素と平行になり、かつ第３の要素が第６の要素と平行になる条件を満たすステップ。提案した解決策は、三次元対象物の組み立てを簡略化し、かつその堅牢性を向上させる。【選択図】図３

Description

本発明は、いくつかの面の交差を示す三次元対象物を組み立てるために使用することができ、かつ工学、建設、または他の技術分野における構造物を組み立てるために使用することができる、平行垂直の球面システムを生成する方法に関する。

三次元対象物を組み立てる公知の方法が存在する。そのプロセスにおいて、面は２つのワイヤグリッドから形成される。互いに軸を通って平行に延びる、螺旋巻きの第１のワイヤは、２本の隣接するワイヤが各回転の交差ポイントによって接続させるよう、ｘ方向に、かつ第１のワイヤの軸に対して横断方向に、互いに撚り合わせられる。互いに軸を通って平行に延びる、他の螺旋ワイヤのセットは、第１のワイヤの第１のワイヤグリッドの中に撚り合わせられ、２つのワイヤグリッドの第２の面を形成する。一方で、上述のワイヤグリッドの面に対してｚ方向にオフセットが実施される。軸が互いに交差することによって、互いに平行である複数の螺旋の第３のワイヤは撚り合わせられる。面の第２のワイヤは、面における１つおきの第２のワイヤが交差するよう、かつ第１のワイヤグリッドが、第３のワイヤの軸に対して横断方向に、第２の面に形成されるよう、垂直方向に移動される。軸を通して互いに平行な螺旋の第４のワイヤのセットは撚り合わせられ、第２の面に第２のワイヤグリッドを形成するために、上記の第４のワイヤは、互いの交差ポイント、及び第２のワイヤグリッドの第３のワイヤの交差ポイントにおいて交差して、交差ポイントを形成する（２０１４年２月２７日に公開されたロシア国特許出願公開第２５０８１７５号明細書、ＩＰＣ Ｂ２１Ｆ ２７／１２を参照されたい）。この解決策の欠点は、三次元対象物を組み立てる複雑さ、高い材料消費、及びワイヤ以外の材料を使用できないことである。加えて、この方法によって得られた三次元対象物は、必要な剛性を有さない。請求する解決策は、これらの欠点を改善することを目的とする。

請求する方法を実施するときに実現される技術的成果は、三次元対象物の組み立てを簡略化すること、ならびに、方法を使用することによって得られる三次元対象物の信頼性を上げることである。

ロシア国特許出願公開第２５０８１７５号明細書

プロトタイプの欠点を除去するため、及び請求する技術的成果を実現するために、平行垂直の球面システムを得る方法が開発される。

それは、以下のステップを含む：ａ）少なくとも６つの同一の要素を選択するステップ；ｂ）第１の要素において、少なくとも１つの接続ポイントを決定するステップ；ｃ）第２の要素において、少なくとも接続ポイントを決定するステップ；ｄ）第１の要素及び第２の要素を通過する面同士が垂直となるように、接点の特定のポイントにおいて要素を接続するステップ；ｅ）次の要素を選択するステップ；ｆ）次の要素の、前の要素との交差ポイントを決定するステップ；ｇ）これらの要素を通過する面同士が共に垂直となるよう、交差ポイントにおいて要素を前の要素に接続するステップ。ステップｅ）〜ｇ）は、全ての要素が三次元対象物に設定され、第１の要素が第４の要素と平行になり、第２の要素が第５の要素と平行になり、かつ第３の要素が第６の要素と平行になる条件を満たすまで、実施される。

要素は、リング状とすることができ、平坦な円形または正方形の形状で作ることができる。要素は、金属で作られ、溶接によって接合することができる。要素は、ポリマーで作られ、接着剤で接着することができる。要素は、複合材料で作ることができる。

加えて、請求される方法を使用して得られ、少なくとも６つの交差面を備える、三次元対象物が請求される。

以下の図は、請求する発明を明確にする。

要素の交差ポイントを決定する例を示す図である。 要素のレイアウト及び接続ポイントを示す図である。 面の平行垂直の球面システムで組み立てられたものを示す図である。

請求する方法は、以下のように実施される：まず、少なくとも６つの同一の要素を選択し、次に、第１の要素において少なくとも１つの接続ポイントを決定する；次に、第２の要素において少なくとも接続ポイントを決定する；次に、第１の要素及び第２の要素を通過する面同士が垂直になるよう、接点の特定のポイントにおいてこれらの要素を接続する；その後、次の要素を選択する；次の要素の、前の要素との交差ポイントを決定する；次に、これらの要素を通過する面同士が、後続の要素に対して共に垂直となるよう、交差ポイントにおいて次の要素を前の要素と接続する。残りの要素を装着するために、ステップの前の要素における交差ポイントを決定することに関連付けられたステップ、及びそれらをすでに組み立てられた構造物に装着することに関連付けられたステップは、全ての要素が三次元対象物に設定されるまで、及び第１の要素が第４の要素に平行となり、第２の要素が第５の要素と平行になり、第３の要素が第６の要素と平行となり、かつ各要素が２つのポイントにおいて固定される、という条件が満たされるまで繰り返される。このように方法のステップを行うとき、対象物の要素を通過する面の交線が直角であるため、高い強度特性を有する三次元対象物が得られることを、実験が示している。さらに、このような対象物を組み立てるこの方法は、数回繰り返される簡単なステップのセットを含むので、極めて簡単である。

方法を実施するとき、得られる三次元対象物の適用分野に依存して、様々な形状の要素が使用できる。例えば、船舶のプロペラを組み立てるために意図された要素の形状を、平坦な円形プレートとすることができる。他の事例において、要素はリング状で、平坦な円形または正方形の形状で作られ得る。要素を接続する材料及び方法も、請求する方法によって組み立てられる三次元対象物の適用分野に依存して、選択される。したがって、要素は、例えば金属から作られ、溶接によって接合することができ、または、要素はポリマーから作られ、例えば接着剤で接続することができる。さらに、要素は複合材料で作ることができる。三次元対象物の各要素は、互いに異なる材料から作ることができる。

請求する方法の、考えられる実施形態の１つを考察する。円形である二次元図を表わす６つの要素が選択され、それらの各々は３つの部分に分割され、それらの面積は等しい。ここで、２つの部分は所与の円のセグメントである。これらの部分の分割ポイントは、図１のように印され、全ての６つの要素は、印されたポイントを通して連続で接続され（図２参照）、それによって要素を通過する面は、互いに対して垂直となる。ここで、第１の要素が第４の要素と平行になり、第２の要素が第５の要素と平行になり、かつ第３の要素が第６の要素と平行になるという条件、及び要素の各々は、互いの要素と２つのポイントで接続されるという条件は満たされる（図３参照）。この方法の考えられる実施形態によると、要素は、３要素ごとに分割された２つのグループを作るために接続され、それらはさらに、印されたポイントにおいて互いに接続される。６つよりも多い要素を接続する必要がある事例において、方法を実行するシーケンスは変わらないが、追加の要素はペアで加えられ、それらの接続ポイントにおける面同士の間の接続角度は、変化する。

二次元図が要素として使用される場合、要素は円形、正方形とすることができ、三次元図が要素として使用される場合、要素は円環、立方形状、三角形状とすることができる。図の形状を選ぶことは、その生成方法のステップにおける要求によってではなく、得られる三次元対象物の範囲によって判断されることを、理解されたい。

要素を製造するために、金属、合金、プラスチック、弾性材料など、得られる三次元対象物の適用分野に対応した強度特性の材料を使用できる。

本発明を、特定の実施形態を参照して上記で開示した。当業者には、本発明の他の実施形態が明白となり得る。それらは、この詳細の説明で開示したものと本質は変わらない。したがって本発明は、以下の特許請求の範囲によってのみ限定されるものと考慮すべきである。

Claims (10)

1. 平行垂直の球面システムを得るための方法であって、
   ａ）少なくとも６つの同一の要素を選択するステップと、
   ｂ）第１の要素において少なくとも１つの接続ポイントを決定するステップと、
   ｃ）第２の要素において少なくとも前記接続ポイントを決定するステップと、
   ｄ）前記第１の要素及び前記第２の要素を通過する面同士が垂直となるよう、接点の特定のポイントにおいて前記要素同士を接続するステップと、
   ｅ）次の要素を選択するステップと、
   ｆ）前記次の要素と、前の要素との交差ポイントを決定するステップと、
   ｇ）前記要素を通過する前記面同士が共に垂直となるよう、前記交差ポイントにおいて前記要素を前記前の要素と接続するステップと
   を含み、
   前記ステップｅ）〜ｇ）は、全ての前記要素が三次元対象物に設定されるまで、及び前記第１の要素が第４の要素と平行になり、前記第２の要素が第５の要素と平行になり、かつ第３の要素が第６の要素と平行になる条件が満たされるまで実施される、方法。
2. 前記要素の形状はリングである、請求項１に記載の方法。
3. 前記要素の形状は円形である、請求項１に記載の方法。
4. 前記要素の形状は正方形である、請求項１に記載の方法。
5. 前記要素は金属で作られる、請求項１に記載の方法。
6. 前記要素は溶接によって接続される、請求項５に記載の方法。
7. 前記要素はポリマーで作られる、請求項１に記載の方法。
8. 前記要素は接着剤によって接続される、請求項７に記載の方法。
9. 前記要素は複合材料で作られる、請求項１に記載の方法。
10. 少なくとも６つの交差面を備えた、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の方法によって得られる、三次元対象物。

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