KR102539859B1 - 3차원 구조 생성을 위한 구축 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3차원 구조들(three-dimensional structures)(39)을 생성하기 위한 구축 시스템(building system)에 관한 것으로, 구조들(39)은 복수의 다면체 유닛들(polyhedral units)(37)로 구성되고, 각 유닛(37)은 적어도 하나의 인접한 유닛(37)에 힌지식으로(hingedly) 결합되고, 복수의 힌지식으로 결합된 유닛들(37)은 다양한 형태들의 상기 3차원 구조들(39)의 사이에서 교체 가능하게(interchangeably) 조작되도록 배치된다. 또한, 시스템은 적어도 두 가지 타입들의 판형 구축 엘리먼트들(plate-like building elements)(3)로서의, 싱글-피스 엘리먼트(single-piece element)(1), 및 서로에 인접하여 배치되는 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들(1) - 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들(1)의 각각의 에지들(7) 중 하나에서 서로에 힌지식으로 부착됨 -로 구성되는 더블-피스 엘리먼트(double-piece element)(33)를 포함한다. 더욱이, 각 엘리먼트(3)의 각 에지(7)의 내부 부분(5)에는, 엘리먼트들(3)을 에지들(7)을 따라 함께 결합하여 다면체 유닛들(37)을 생성하도록 배치되는 결합 수단(9)이 마련된다. 완성된 3차원 구조(39)의 각 다면체 유닛(37)은 적어도 하나의 싱글-피스 엘리먼트(1) 및 적어도 하나의 더블-피스 엘리먼트(33)로 구성된다. 또한, 본 발명은 구축 시스템에 의해 생성되는 3차원 구조(39)에 관한 것이다.

Description

3차원 구조 생성을 위한 구축 시스템

본 발명은, 첨부된 청구 범위에 따라, 3차원 구조들(three-dimensional structures)을 생성하기 위한 구축 시스템(building system), 및 그러한 3차원 구조에 관한 것이다.

움직이는 조각상들(kinetic sculptures), 시각 예술, 공연 아이템들, 장난감들 등과 같은 3차원 구조들은 광범위한 다양한 응용 분야들에 사용된다. 그러한 구조들은 형상 및 형태를 수정할 수 있도록 제공될 때, 시각적으로 흥미롭고 보기에 좋은 한편, 일루전들(illusions), 공연 예술 또는 릴랙싱(relaxing) 장난감들 등으로 사용될 수 있다. 또한, 그러한 구조들은, 일 예로, 가구와 같은 유용한 형상과 작은 공간들에 보관하거나 운송 중에 공간을 덜 차지하기에 더 쉬운 더 콤팩트한 형상 사이에서 형상을 수정할 수 있으므로, 실용적인 용도로 사용될 수 있다.

그러한 3차원 구조들을 생성하고 조립할 때, 특히 더 복잡하고/하거나 더 큰 구조들에 대해, 많은 작업이 종종 필요하다. 그러한 많은 구조들은 종종 복잡한 방식으로 서로에 연결되는 복수의 더 작은 유닛들로 구성된다. 완성된 구조와 관련하여 이동성과 다양한 타입들의 기능들 및 옵션들을 제공하기 위해, 많은 수의 피스들(pieces)이 만들어져야 할 수 있고, 시간이 많이 소요되고 어려운 공정으로 함께 조립되어야 할 수도 있다. 종종 그러한 복잡한 구조들은 하나의 또는 몇 가지의 가능한 변형들만을 가질 수 있으며, 새롭지만 유사한 구조가 처음부터 생성되어야 할 수도 있다. 따라서, 다수의 그러한 다양한 구조들을 생성하는 것은 매우 까다롭고 시간 소모적일 수 있다.

기존 기술에도 불구하고, 사용이 쉽고 직관적인 개선된 구축 시스템을 개발할 필요가 있다. 또한, 상이한 3차원 구조들로 조립 및 재조립될 수 있는 시스템을 개발할 필요가 있다. 더욱이, 구축 시스템의 구축 엘리먼트들(building elements)로 구성되는 3차원 구조를 개발할 필요가 있다.

첫 번째 양태에 따르면, 3차원 구조들을 생성하기 위한 구축 시스템이 제공된다. 구조들은 복수의 다면체 유닛들(polyhedral units)로 구성될 수 있고, 각 유닛은 적어도 하나의 인접한 유닛에 힌지식으로(hingedly) 결합될 수 있고, 복수의 힌지식으로 결합된 유닛들은 다양한 형태들의 상기 3차원 구조들의 사이에서 교체 가능하게(interchangeably) 조작되도록 배치된다. 또한, 시스템은 적어도 두 가지 타입들의 판형 구축 엘리먼트들(plate-like building elements)로서의, 싱글-피스 엘리먼트(single-piece element)의 둘레(circumference)를 구성하는 적어도 세 개의 에지들을 갖는 싱글-피스 엘리먼트, 및 서로에 인접하여 배치되는 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들로 구성되는 더블-피스 엘리먼트(double-piece element)를 포함할 수 있다. 더블-피스 엘리먼트를 생성하는 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들은 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들의 각각의 엘지들 중 하나에서 서로에 힌지식으로 부착될 수 있다. 더욱이, 각 엘리먼트의 각 에지의 내부 부분에는, 엘리먼트들을 에지들을 따라 함께 결합하여 다면체 유닛들을 생성하도록 배치되는 결합 수단이 마련될 수 있고, 완성된 3차원 구조의 각 다면체 유닛은 적어도 하나의 싱글-피스 엘리먼트 및 적어도 하나의 더블-피스 엘리먼트로 구성된다.

이것은, 매우 다용도의(versatile) 구축 시스템이 제공된다는 장점이 있다. 시스템은 다양한 형상들 및 디자인들로 조작될 수 있도록 함께 힌지식으로 연결되는 3차원 구조들의 무한한 변형들로 쉽고 빠르게 조립 및 재조립될 수 있다. 시스템은 이해하기 쉽고 사용하기 쉬우며, 적은 양의 다양한 타입들의 구축 엘리먼트들의 사용으로 강조되고(accentuated), 더블-피스 엘리먼트는 기본적으로 나란히 힌지식으로 함께 연결되는 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들로 구성된다. 이것은 결합 가능성들을 직관적이고 수행하기 쉽게 만든다. 더욱이, 더블-피스 엘리먼트가 이러한 방식으로 설계되었기 때문에, 특정 다면체 유닛의 싱글-피스 엘리먼트가 더블-피스 엘리먼트의 절반으로 쉽게 대체될 수 있으며, 상기 더블-피스 엘리먼트의 절반은 상기 다면체 유닛의 원래 형상을 얻기 위해 싱글-피스의 위치를 차지할 수 있다. 그리고, 더블-피스 엘리먼트의 나머지 절반은 더블-피스 엘리먼트가 속한 다면체 유닛으로부터 멀어지게 구부러질 수 있으며, 상기 엘리먼트의 구부러진 나머지 절반은 매우 쉬운 방식으로 점점 더 복잡하고 흥미로운 구조들을 생성하기 위해, 싱글-피스들 또는 더블-피스들의 더 많은 피스들에 결합될 수 있다.

일 양태에 따르면, 구축 엘리먼트들은 균일한 재료로 제조될 수 있고, 더블-피스 엘리먼트를 형성하는 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들의 힌지식 부착은 상기 균일한 재료의 적어도 하나의 브리징 스트립(bridging strip)으로 구성될 수 있다.

이것은, 구축 엘리먼트들이 빠르고 비용 효율적인 방식으로 제조될 수 있다는 장점을 갖는다. 따라서, 싱글-피스 엘리먼트들 및 더블-피스 엘리먼트들은 모두 패스너들(fasteners) 등의 필요없이 싱글-피스들의 재료로 제조될 수 있으므로, 복합한 조립 공정들 없이 제조될 수 있다. 따라서, 더블-피스 엘리먼트를 구성하는 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들의 적어도 하나의 브리징 스트립 형태의 힌지식 부분(hinged portion)은 더블-피스 엘리먼트의 두 절반들 사이에서 공유되는 공통 부분으로 만들어질 수도 있으며, 더블-피스 엘리먼트들은 싱글-피스 엘리먼트들에 비해 추가 공정 단계들의 필요없이 제조될 수 있다. 이것은, 저렴한 비용으로 빠른 생산을 달성할 수 있는 효율적인 제조 공정을 제공한다.

일 양태에 따르면, 각 싱글-피스 엘리먼트는 각각의 상기 엘리먼트의 중심에 관통-홀을 포함할 수 있다.

이것은, 구축 엘리먼트들이 다양한 3차원 구조들로 배치될 때, 흥미롭고 시각적으로 보기 좋은 디자인을 제공한다. 또한, 관통-홀들은 더 많은 다면체 유닛들의 가시성에 도움이 될 수 있으며, 이는 구조들을 관리하기에 쉽고, 관찰자(spectator)가 시각적으로 더 흥미롭게 보도록 할 수 있다. 더욱이, 관통-홀들은 다면체 유닛들을 분해하기 쉽게 만드는 추가적인 이점을 제공할 수도 있으며, 이는 관통-홀들은 손가락들 및/또는 보조의 긴 막대형 도구들 등을 그 안에 삽입하는 데 사용되어, 상기 유닛으로부터 제거될 때 다면체 유닛의 구축 엘리먼트에 더 많은 힘을 제공하는 것에 도움이 될 수 있기 때문이다. 게다가, 관통-홀들은 이러한 구축 엘리먼트들을 사용하여 조립되는 3차원 구조들의 더 쉬운 핸들링(handling)을 제공하며, 이는 이러한 구조의 사용자가 이용할 더 쉬운 그립들(grips)이 더 많아지기 때문이다.

일 양태에 따르면, 각 구축 엘리먼트는 외부 표면 및 내부 표면을 포함할 수 있고, 각 구축 엘리먼트의 각 에지의 결합 수단은 구축 엘리먼트들의 내부 표면에 배치된다.

이것은, 구축 엘리먼트들이 다면체 유닛들로 배치될 때, 결합 수단이 외부 인터랙션들(interactions)로부터 더 보호된다는 장점을 갖는다. 또한, 결합 수단은 다면체 유닛들이 조립될 때, 전혀 보이지 않으며, 이는 다면체 유닛들이 모두 개의 구축 엘리먼트들의 외부 케이싱(casing)에 의해 정의되는 유닛의 내부 볼륨(volume)이 되는 곳에 위치되기 때문이다. 이것은 관찰자에게 더 적은 세부 사항들(details)을 보여주면서 시각적으로 더 보기 좋은 외관(appearance)을 제공한다.

일 양태에 따르면, 각 구축 엘리먼트의 각 에지의 결합 수단은 중간 플랜지들(intermediate flanges)에 의해 내부 표면들에 배치될 수 있고, 플랜지들은 내부 표면에 수직으로 돌출되고, 상기 각 에지로부터 일 거리에서, 각 에지에 평행하게 연장되고, 거리는 플랜지들의 돌출 길이와 동일하다.

이것은, 다면체 유닛들이 조립될 때, 결합 수단이 훨씬 더 보호되고 보이지 않는 위치에 위치될 것이라는 장점을 갖는다. 따라서, 결합 수단은 구축 엘리먼트들의 내부 표면에 의해 정의되는 일종의 포켓들(pockets) 내에 위치될 것이며, 복수의 방향들로부터의 위험으로부터 보호될 것이다.

일 양태에 따르면, 각 구축 엘리먼트의 각 에지의 결합 수단은 적어도 하나의 클로(claw) 및 적어도 하나의 핀(pin)으로 구성될 수 있고, 두 개의 구축 엘리먼트들의 결합은, 하나의 엘리먼트의 적어도 하나의 핀이 인접한 엘리먼트의 적어도 하나의 클로에 끼워지는 것에 의해, 달성될 수 있다.

이것은 다루기 쉬운 결합이 제공된다는 장점을 갖고, 결합은 어떤 도구들 등의 필요없이 수행될 수 있다. 따라서, 클로 및 핀은 형태-끼움(form-fitting) 결합 수단으로서 기능할 수 있으며, 그 두 부분들은 간단히 함께 스냅되고(snapped)/되거나 활주 방식(gliding manner)으로 끼워질 수 있다.

일 양태에 따르면, 각 구축 엘리먼트의 각 에지는 적어도 하나의 클로 및 적어도 하나의 핀을 포함할 수 있고, 각 에지에 대해, 적어도 하나의 클로 및 적어도 하나의 핀은 상기 에지의 중심에 대해 맞은편들에서, 상기 중심으로부터 동일한 거리에 위치된다.

이것은, 서로 인접하여 에지에서 에지로 배치되는 두 개의 구축 엘리먼트들에서는, 항상 하나의 엘리먼트의 클로가 다른 엘리먼트의 핀을 향해 정렬될 것이며, 그 반대의 경우도 마찬가지라는 장점을 갖는다. 이것은 각 구축 엘리먼트의 각 에지에 대한 경우일 것이며, 상기 시스템의 구축 엘리먼트들이 정확하고 의도된 방식으로만 서로에 결합될 수 있으므로, 사용하기에 직관적인 구축 시스템을 제공한다.

일 양태에 따르면, 각 싱글-피스 엘리먼트의 각 에지는 동일한 길이일 수 있다.

이것은, 대칭적이고 정확한 다면체 유닛들이 이러한 구축 엘리먼트들과 조립될 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 이것은, 모든 다면체 유닛들이 모든 에지에서 동일한 면일 것이므로, 3차원 구조들을 더 쉽게 생성할 수 있게 하며, 다양한 형상들과 디자인들로 조작할 때, 상기 구조들의 잠금(locking)을 생성할 위험을 낮춘다.

일 양태에 따르면, 각 싱글-피스 엘리먼트는 네 개의 에지들을 가질 수 있고, 싱글-피스 엘리먼트는 정사각형 형상이다.

이것은, 이러한 구축 엘리먼트들로 조립된 다면체 유닛들이 균일하고 대칭적인 정육면체들(cubes)과 같은 형상일 것이라는 장점을 갖고, 정육면체들은 공간적으로 다양한 수정이 가능한 3차원 구조들로 관리하고 설계하기 쉽다.

일 양태에 따르면, 3차원 구조가 제공된다. 구조는 적어도 두 개의 다면체 유닛들을 포함할 수 있고, 상기 구조의 각 다면체 유닛은 적어도 하나의 인접한 다면체 유닛과 함께 힌지식으로 연결된다. 각 힌지식으로 연결된 쌍(hinged pair)의 다면체 유닛들은 상기 다면체 유닛들의 에지들에서 함께 힌지식으로 연결된다. 3차원 구조의 각 다면체 유닛은 본 개시에 따른, 적어도 하나의 싱글-피스 엘리먼트 및 적어도 하나의 더블-피스 엘리먼트로 구성될 수 있다.

이것은, 3차원 구조가 제공된다는 장점을 갖고, 구조는 힌지식으로 연결된 에지들에 대해 인접한 다면체 유닛들을 기울이는 것(tilting)에 의해, 서로에 대한 다면체 유닛들의 상대적 위치를 이동시킴으로써, 기하학적으로(geometrically) 조작될 수 있다. 이것은, 시각적 공연 예술 등을 생성하기 위해 비틀어지고(twisted) 서로 바뀔 수 있는 독특하고 시각적으로 흥미로운 다양한 기하학적 형상들을 생성하는 데 이용될 수 있다. 이러한 구조들은 움직이는 조각상, 게임 플레이, 운동 기술 훈련, 기하학적 퍼즐로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 접을 수 있는 가구 또는 구조적 구축 콤포넌트들(components)과 같이 실질적으로 사용할 수 있는 다른 유형들의 기하학적 개체들(objects)로도 사용될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 구축 시스템의 싱글-피스 엘리먼트를 사시도들로 도시하고,
도 2a 내지 도 2c는 일 실시예에 따른 구축 시스템의 더블-피스 엘리먼트를 상이한 뷰들로 도시하고,
도 3a 및 도 3b는 대안적인 실시예들에 따른 구축 시스템의 더블-피스 엘리먼트들을 평면도들로 도시하고,
도 4는 일 실시예에 따른 부분적으로 조립된 다면체 유닛을 사시도로 도시하고,
도 5a 내지 도 5d는 기하학적 수정의 상이한 단계들에서의 3차원 구조를 도시하며,
도 6a 내지 도 6e는 기하학적 수정의 상이한 단계들에서의 대안적인 3차원 구조를 도시하고 있다.

도시된 실시예들은 특정 특징들의 조합을 포함하는 예시적인 실시예들로서 간주되어야 하며, 이를 참조하여 다양한 특징들 및 그 변형들에 대한 설명이 이하에서 더 상세히 설명될 것이다. 따라서, 추가 실시예들이 다른 특징들을 여기에 설명되지 않은 실시예들로 결합함으로써 달성될 수 있음이 이해되어야 한다. 도면은 상호 배타적인 조합들이 아닌 예들로서 간주되어야 한다. 또한, 도시되고 설명된 모든 도면은 개략적으로 표현되었으며, 엘리먼트들, 구조들 등의 일반적인 부분들은 단순함을 위해 묘사되지 않을 수 있음에 유의해야 한다.

도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 구축 시스템의 싱글-피스 엘리먼트(1)를 사시도들로 도시하고 있다. 구축 시스템은 3차원 구조들을 생성하기 위해 사용될 수 있을 있고, 구조들은 복수의 다면체 유닛들로 구성될 수 있으며, 각각의 상기 유닛은 적어도 하나의 인접한 유닛에 힌지식으로 결합될 수 있다. 그리고, 복수의 힌지식으로 결합된 다면체 유닛들은 다양한 형태들의 상기 3차원 구조들의 사이에서 교체 가능하게 조작되도록 배치될 수 있다. 이러한 구조들은 시각 예술에서 상이한 형상들 사이에서 변형 가능한 유용한 개체들까지 이르는 범위의 다양한 용도들을 가질 수 있다. 본 개시에 따른 구축 시스템은 적어도 두 가지 타입들의 판형 구축 엘리먼트들(3)로서의, 싱글-피스 엘리먼트(1) 및 더블-피스 엘리먼트를 포함할 수 있으며, 싱글-피스 엘리먼트(1)에 대한 실시예가 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있다. 각 엘리먼트(1, 3)의 각 에지(7)의 내부 부분(5)에는, 엘리먼트들(1, 3)을 에지들(7)을 따라 함께 결합하여 전술된 다면체 유닛들을 생성하도록 배치되는 결합 수단(9)이 마련될 수 있다. 본 개시에 따른 구축 시스템은 3차원 구조들을 생성하는 데 사용될 수 있고, 상기 구조들은 복수의 상기 다면체 유닛들로 구성되며, 각각의 이러한 유닛은 적어도 하나의 싱글-피스 엘리먼트(1) 및 적어도 하나의 더블-피스 엘리먼트로 구성된다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 싱글-피스 엘리먼트(1)는 상이한 각도들에서의 사시도들로 도시되어 있다. 구축 시스템의 각 구축 엘리먼트(3)는 외부 표면(11) 및 내부 표면(13)을 포함할 수 있고, 각 구축 엘리먼트(3)의 각 에지(7)의 결합 수단(9)은 구축 엘리먼트(3)의 내부 표면들(13)에 배치된다. 도 1a는 결합 수단(9)이 마련된 내부 표면(13)을 보이고 있는 싱글-피스 엘리먼트(1)를 도시하며, 도 1b는 외부 표면(11)을 보이고 있는 싱글-피스 엘리먼트(1)를 도시하고 있다. 따라서, 도 1a 및 도 1b는 상이한 측면들에서 본 동일한 실시예의 이러한 싱글-피스 엘리먼트(1)에 대한 도면들로서 간주되어야 한다. 또한, 각 싱글-피스 엘리먼트(1)는 각각의 상기 엘리먼트(1)의 중심에 관통-홀(15)을 포함할 수 있으며, 이는 도 1a 및 도 1b의 둘 다에서 보여지고 있다. 관통-홀(15)은 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 개시 내에서 더 상세히 후술될 것이다.

또한, 여기서, 싱글-피스 엘리먼트(1)라는 용어는 구축 시스템의 구축 엘리먼트(3)로서의 단독의 싱글-피스 엘리먼트(1)를 지칭할 수 있을 뿐 아니라 더블-피스 엘리먼트의 일부로서도 지칭할 수 있다는 것에 유의해야 하며, 더블-피스 엘리먼트는 시스템의 하나의 구축 엘리먼트(3)로 인식되어야 한다. 따라서, 더블-피스 엘리먼트가 언급될 때에는, 서로에 연결된 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들(1)로 간주되어야 하며, 구축 엘리먼트들(3)에 대한 일반적인 표현이 언급될 때에는, 복수의 싱글-피스 엘리먼트들(1) 및/또는 더블-피스 엘리먼트들로 간주되어야 한다. 따라서, 상술된 바와 같이 “각 싱글-피스 엘리먼트(1)가 각각의 상기 엘리먼트(1)의 중심에 관통-홀(15)을 포함할 수 있다”고 기술될 때, 이는 각 싱글-피스 엘리먼트(1)를 그 자체로 또는 더블-피스 엘리먼트의 일부로 설명하는 것으로 간주되어야 한다.

도 1a 및 그에 도시된 세부 사항들을 다시 참조하면, 결합 수단(9) 및 싱글-피스 엘리먼트(1)에 대한 그의 배치가 더 상세히 고려될 수 있다. 각 구축 엘리먼트(3)의 각 에지(7)의 결합 수단(9)은 중간 플랜지들(17)에 의해 내부 표면들(13)에 배치될 수 있다. 상기 플랜지들(17)은 내부 표면(13)에 수직으로 돌출되고, 상기 각 에지(7)로부터 일 거리(19)에서, 각 에지(7)에 평행하게 연장될 수 있고, 거리(19)는 플랜지들(17)의 돌출 길이(21)와 동일한 길이이다. 플랜지들(17)은 결합 수단(9)을 위해 보다 안정적이고 견고한 배치를 제공하고, 구축 엘리먼트(3)의 관통-홀(15)로부터 결합 수단(9)에 접근하는 개체들과의 충격으로부터 보호를 제공한다. 또한, 플랜지들(17)은 구축 엘리먼트들(3)을 구축 시스템의 사용자가 작업하기에 더 강하고 견고하게 만든다. 동일한 길이의 거리(19) 및 플랜지들(17)의 돌출 길이(21)는, 이러한 싱글-피스 엘리먼트(1)가 싱글-피스 엘리먼트(1)에 수직으로 배향되는 인접한 구축 엘리먼트(3)에 연결될 때, 가능한 최상의 방식으로 이용될 수 있다. 두 개의 이러한 구축 엘리먼트들(3)이 그러한 방식으로 배치되는 경우, 상기 구축 엘리먼트들(3)의 에지들(7) 및 플랜지들(17)은 서로 정렬될 것이며, 이는 결합 수단(9)을 보호되고 밀폐된 공간 내에 위치시킬 것이다. 그러나, 구축 시스템에 대한 본 발명의 개념은 본 개시의 전반에 걸쳐 제시된 보호 범위를 벗어나지 않으면서, 두 개의 구축 엘리먼트들(3)의 상이한 각도들의 결합에 이용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 두 개의 인접한 엘리먼트들(3)의 비-수직(non-perpendicular) 연결이 필요한 경우, 플랜지들(17)의 돌출 길이(21) 및/또는 싱글-피스 엘리먼트들(1)의 에지들(7)에 대한 그들의 위치는 여기에 설명되는 것과 동일한 효과를 제공하도록, 다른 타입들의 조립된 다면체 유닛들에 대해 수정될 수 있다.

도 1a 및 도 1b에 따른 실시예는 싱글-피스 엘리먼트(1)의 각 에지(7)가 동일한 길이를 갖는 디자인을 갖는 것으로 도시되어 있다. 더욱이, 여기에 도시된 싱글-피스 엘리먼트(1)의 실시예는 네 개의 에지들(7)을 갖고, 싱글-피스 엘리먼트(1)는 정사각형 형상이다. 따라서, 그러한 디자인의 싱글-피스 엘리먼트들(1)은 정육면체 형상의 다면체 유닛들을 조립하는 데 사용될 수 있다. 그와 같이 조립될 때, 여섯 개의 싱글-피스 엘리먼트들(1)이 그 자체로 또는 더블-피스 엘리먼트들의 부분들로서, 여섯 개의 표면들을 갖는 대칭적 정육면체를 구성할 것이며, 표면들은 도 1b에 도시된 바와 같은 구축 엘리먼트들(3)의 외부 표면들(11)에 해당한다. 이러한 조립은 도 4를 참조하여 더 상세히 설명될 것이다. 이해되어야 하는 바와 같이, 싱글-피스 엘리먼트(1)는 다른 개수의 에지들(7)로 구성될 수도 있지만, 여전히 동일한 구축 개념을 이용한다. 예를 들어, 싱글-피스 엘리먼트(1)는 세 개의 에지들을 가질 수 있는 데, 동일한 길이의 에지들은, 피라미드 형상을 갖는 다면체 유닛으로 조립될 수 있다.

각 구축 엘리먼트(3)의 각 에지(7)의 결합 수단(9)은 클로(23) 및 핀(25)으로 구성될 수 있고, 두 개의 구축 엘리먼트들(3)의 결합은, 하나의 구축 엘리먼트(3)의 핀(25)이 인접한 엘리먼트의 클로(23)에 끼워지는 것에 의해, 달성되며, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 결합 수단(9)의 핀들(25)은, 상기 핀들(25)의 중심선(27)이 싱글-피스 엘리먼트(1)로부터 외측으로 연장되고, 연장되는 방향, 및 싱글-피스 엘리먼트(1)의 외부 표면(11)과 평행한 방향을 갖도록, 배향될 수 있다. 이에 대응하여, 결합 수단(9)의 클로들(23)은 핀들(25)의 형상과 일치하도록 형상화될 수 있으며(이러한 경우, 실질적으로 원형의 둘레를 가짐), 클로(23)에 의해 부분적으로 둘러싸이는 내부 볼륨의 중심선(29)은, 클로(23)가 배치되는 싱글-피스 엘리먼트(1)의 내부 표면(13)에 수직인 방향으로 연장된다. 따라서, 두 개의 구축 엘리먼트들(3)이 에지에서 에지로, 그리고 서로에 대해 수직인 방향들로 함께 결합되는 경우, 상기 두 개의 중심선들(27, 29)은 정렬될 것이며, 상기 두 개의 구축 엘리먼트들(3)의 클로들(23) 및 핀들(25)은 두 개의 인접한 구축 엘리먼트들(3)의 안정적인 결합을 제공하도록, 서로에 결합될 수 있다. 클로(23) 및 핀(25)의 서로에 수직인 방향의 두 개의 중심선들(27, 29)들을 이용함으로써, 대향하는 클로들(23)과 핀들(25)의 결합이 단일 방향으로 서로에 대해 밀려 나오지 않을 수 있다. 따라서, 결합 수단(9)에 대한 이러한 실시예의 두 개의 독립적인 부분들은 복수의 방향들로 안정적으로 유지되는 결합을 달성하기 위해 서로를 보완할 것이다.

더욱이, 각 구축 엘리먼트(7)의 각 에지(7)는 하나의 클로(23) 및 하나의 핀(25)을 더 포함할 수 있고(도 1a 및 도 1b에 도시됨), 각 에지(7)에 대해, 클로(23) 및 핀(25)은 상기 에지(7)의 중심(31)에 대해 맞은편들에서, 상기 중심(31)으로부터 동일한 거리에 위치된다. 클로들(23) 및 핀들(25)의 이러한 배치는 서로에 결합될 때 두 개의 인접한 구축 엘리먼트들(3)의 매끄러운 정렬을 보장하며, 이는 상기 두 개의 인접한 구축 엘리먼트들(3)의 중심들(31)이 서로에 대해 정렬될 것이기 때문이다. 또한, 이러한 결합은 이러한 구축 엘리먼트들의 에지들(7)을 서로에 대해 항상 정렬할 것이며, 이는 차례로 구축 시스템에 따른 정확한 다면체 유닛의 제1 조립 단계를 구성하기 위해 상기 구축 엘리먼트들(3)의 정확한 위치를 제공한다. 더욱이, 이러한 배치는 구축 시스템의 사용자가 하나의 가능한 방식으로 구축 엘리먼트들(3)을 서로 결합하도록 강제하기 때문에, 구축 시스템은 상기 사용자에게 더 직관적이다. 여기서, 구축 엘리먼트들(3)은 상기 클로들(23)과 핀들(25)의 대칭적 배치가 달성되는 한, 각 구축 엘리먼트(3)의 각 에지(7)에 대해 임의의 개수의 클로들(23) 및 핀들(25)을 포함할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 더 큰 타입들의 구조들의 경우, 각 구축 엘리먼트(3)의 각 에지(7)에 더 많은 개수의 이러한 결합된 클로들(23) 및 핀들(25)이 마련되어, 이러한 더 큰 구축 엘리먼트들(3) 사이에 더 안정적이고 내구성 있는 연결을 제공하는 것이 더 유리할 수 있다. 이러한 결합된 쌍의 클로(23)와 핀(25)은, 각 구축 엘리먼트(3)의 에지들(7)이 적절한 방식으로 정렬하도록, 각 에지(7)의 상기 중심(31)으로부터 동일한 거리에 배치되어야 한다.

도 2a 내지 도 2c는 일 실시예에 따른 구축 시스템의 더블-피스 엘리먼트(33)를 상이한 뷰들로 도시하고 있다. 더 정확하게는, 도 2a는 더블-피스 엘리먼트(33)를 상기 엘리먼트(33)의 내부 표면들(13) 상에서의 평면도로 도시하고, 도 2b는 더블-피스 엘리먼트(33)를 측면도로 도시하며, 도 2c는 더블-피스 엘리먼트(33)를 상기 엘리먼트(33)의 외부 표면들(11) 상에서의 저면도로 도시하고 있다. 이러한 실시예는 상기 더블-피스 엘리먼트, 및 도 1a 및 도 1b에 도시된 싱글-피스 엘리먼트(1)를 포함하는 구축 시스템의 더블-피스 엘리먼트(33)로 인식될 수 있다. 따라서, 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같은 더블-피스 엘리먼트(33)는 서로에 인접하여 배치되는 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들(1)(도 1a 및 도 1b에 도시됨)로 구성되고, 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들(1)의 각각의 에지들(7) 중 하나에서 서로에 힌지식으로 부착되는 것으로 인식되어야 한다. 도 2a 및 도 2b는 각각 결합 수단(9)의 핀들(25) 및 클로들(23)의 중심선들(27, 29)의 배향을 보다 명확하게 도시하고 있으며, 두 도면들이 함께 결합될 것이라고 상상할 때, 함께 결합되는 경우 어떻게 정렬될 수 있는지를 도시하고 있다.

구축 엘리먼트들(3)은 균일한 재료로 제조될 수 있고, 더블-피스 엘리먼트(33)를 형성하는 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들(1)의 힌지식 부착은 상기 균일한 재료의 적어도 하나의 브리징 스트립(35)으로 구성될 수 있다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같은 실시예는 더블-피스 엘리먼트(33)를 형성하는 두 개의 개별 싱글-피스 엘리먼트들(1) 사이의 영역에서 보이는 바와 같은 하나의 그러한 스트립(35)을 포함한다. 도 2b는 상기 재료의 스트립(35)이 다소 얇아서, 유연성(flexibility)을 제공하고, 이에 따라, 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들(1) 사이에 힌지 기능(hinged functionality)을 제공함을 보여준다. 스트립들(35)이 유연하기 위해서는, 구축 엘리먼트들(3)로 제조되는 재료가 당연히 유연한 재료일 필요가 있다. 따라서, 구축 엘리먼트들(3)은 바람직하게는 폴리프로필렌(polypropylene; PP)과 같은 폴리머 재료들(polymeric materials)로 제조되지만, 적절한 재료 특성들을 나타내는 경우, 다른 폴리머 재료들도 물론 사용될 수 있다. 구축 엘리먼트들(3) 자체는 그 자체로 조립될 때 안정된 다면체 유닛들 및 3차원 구조들을 형성할 수 있도록 충분한 강성을 가져야 한다. 따라서, 스트립들(35)의 두께와 구축 엘리먼트들(3)의 나머지 벌크(bulk) 재료를 비교할 때 두께의 차이는 견고한 구축 엘리먼트들(3)과 유연한 스트립들(35)의 상이한 특성들을 제공한다. 이러한 특성들은, 예를 들어 폴리프로필렌을 제조 재료로 사용하여, 구축 엘리먼트들에 제공될 수 있다. 그리고, 구축 엘리먼트들(3)은 몰딩(moulding)에 의해 제조될 수 있고, 상기 구축 엘리먼트들(3)은 제조에 빠르고 쉽고 비용 효율적일 수 있으며, 제조 직후에 적절한 특성들을 제공하여, 최종 제품들에 도달하기 위한 추가 공정 단계들을 요구하지 않는다. 그러나, 복합적인 구축 엘리먼트들(3)을 제공하기 위해, 복수의 제조 재료를 사용하여 구축 엘리먼트들(3)을 제조하는 것도 가능하다. 예를 들어, 더블-피스 엘리먼트(33)의 힌지식 결합은 원하는 기계적 특성들에 적합한 대체 재료로 제조될 수 있다. 그러나, 상기 구축 엘리먼트들(3)을 단 하나의 유입 재료의 균일한 피스들로 제조함으로써, 제조 비용이 낮아지고 공정이 더 시간 효율적일 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 대안적인 실시예들에 따른 구축 시스템의 더블-피스 엘리먼트들(33)을 평면도들로 도시하고 있다. 도 3a 및 도 3b는 모두 구축 시스템의 더블-피스 엘리먼트(33)에 대한 상이한 실시예들을 상기 엘리먼트들(33)의 외부 표면들(11)에서 보여지는 평면도로 도시하고 있다. 도 3a는 더블-피스 엘리먼트(33)에 대한 이전에 도시되고 설명된 실시예들과 비교하여, 상이한 형상 및 사이즈의 관통-홀(15)이 마련된 더블-피스 엘리먼트(33)에 대한 실시예를 도시하고 있다. 여기서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 관통-홀(15)은 개별 싱글-피스 엘리먼트들(1)의 전체 사이즈에 비해 훨씬 더 크고, 둥근 에지들(rounded edges)을 갖는 정사각형 형상을 갖는다. 구축 엘리먼트들(3)에 대한 이러한 실시예가 다면체 유닛들 및 3차원 구조들을 조립하는 데 사용되는 경우, 상기 관통-홀들(15)을 통한 가시성이 증가되고, 따라서, 이러한 조립된 배치들은 시각적으로 더 가벼운 외관을 가질 수 있고, 구축 시스템의 사용자가 잡기에 더 얇은 구조적 엘리먼트들이 있으므로, 구조의 더 쉬운 핸들링을 제공할 수도 있다.

더욱이, 도 3a에 더 도시된 바와 같이, 도시된 더블-피스 엘리먼트(33)를 구성하는 두 개의 개별 싱글-피스 엘리먼트들(1)의 힌지식 부착에는, 상기 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들(1)의 사이에, 그 사이에 갭(gap)(36)이 있는 두 개의 브리징 스트립들(35)이 마련된다. 상기 두 개의 스트립들(35)의 총 길이는 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 도시된 바와 같이 에지들(7)의 전체를 따라 이어지는 단일 스트립(35)에 비해 분명히 더 작으므로, 상기 스트립들(35)의 유연성도 자연스럽게 변경될 것이다. 따라서, 도 3a에 도시된 바와 같은 두 개의 스트립들(35)은 단일 스트립(35)에 비해 약간 더 두껍게 만들어질 수 있고, 결합되어, 힌지식 연결에 대해 여전히 동일한 유연성을 제공할 수 있다. 이해되어야 하는 바와 같이, 사용되는 스트립들(35)의 총 개수는 단일 스트립(35)과 더 많은 개수의 더 작은 스트립들(35) 사이에서 변할 수 있으며, 스트립들(35)의 총 개수 및 그들의 두께는 그들이 제공하는 힌지식 결합의 유연성 및 내구성(durability)을 수정하는 수단으로 활용될 수 있다.

도 3b는 개별 싱글-피스 엘리먼트들(1)의 에지들(7)의 길이가 균일하지 않은 더블-피스 엘리먼트(33)에 대한 다른 대안적인 실시예를 도시한다. 이해되어야 하는 바와 같이, 이러한 구축 엘리먼트들로 조립된 다면체 유닛들은 대칭적인 정육면체 형상이 아니라, 직육면체(cuboid) 형상의 기하학적 배치(geometry)을 가질 것이다.

명백하게는, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명된 실시예들은 여기서 본 개시에 의해 정의되는 보호 범위 내에 속하는 유일하게 가능한 대안적인 실시예들은 아니다. 도 3a 및 도 3b는 단지 특정 특징들에 대해 이루어질 수 있는 몇 가지 수정들을 보여주는 예시들이다. 구축 엘리먼트들의 둘레를 구성하는 에지들(7)의 총 개수는 더 적거나 더 많은 에지들(7)을 갖는 구축 엘리먼트들을 제공하도록 변경될 수 있다. 관통-홀들(15)은 사이즈 또는 형상이 변경되거나, 심지어 완전히 제거될 수 있다. 연결 수단(9)의 중심선들(27, 29)의 배향은 90°가 아닌 다른 각도들로 기울어질 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 부분적으로 조립된 다면체 유닛(37)을 사시도로 도시하고 있다. 부분적으로 조립된 다면체 유닛(37)은 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명된 바와 같은 복수의 싱글-피스 엘리먼트들(1)과 도 2a 내지 도 2b를 참조하여 설명된 바와 같은 하나의 더블-피스 엘리먼트(33)를 연결함으로써 달성되는 것으로 인식될 수 있다. 도면에 도시된 싱글-피스 엘리먼트들(1)의 총 개수는 네 개이며, 여기서 세 개는 도시된 바와 같이 조립체(assembly)의 바닥에 위치되는 더블-피스 엘리먼트(33)에 연결되고, 네 번째는 부분적으로 완성된 유닛(37) 위에 도시되어 있다. 여기에 도시된 바와 같이, 더블-피스 엘리먼트(33)는 그를 구성하는 싱글-피스 엘리먼트들(1) 중 하나에 의해 다면체 유닛(37)에 결합된다. 따라서, 더블-피스 엘리먼트(33)의 연결되지 않은 싱글-피스 엘리먼트(1)는 더블-피스 엘리먼트(33)의 다른 싱글-피스 엘리먼트(1)에 대한 힌지식 연결에 의해 자유롭게 움직일 수 있다. 더욱이, 도 4에 명백하게 도시된 바와 같이, 더블-피스 엘리먼트(33)의 자유로운 싱글-피스 엘리먼트(1)의 결합 수단(9)은 모두 다른 추가 다면체 유닛들(37)의 다른 구축 엘리먼트들(3)에 자유롭게 결합될 수 있으며, 결합된 유닛들(37)은 완전히 조립될 때 3차원 구조를 생성한다. 게다가, 부분적으로 조립된 다면체 유닛(37)의 전면에 있는 개방된 공간(open space)은 여기서 다른 추가 구축 엘리먼트(3)에 쉽게 연결할 수 있는 것으로 도시되어 있다. 싱글-피스 엘리먼트(1)가 여기에 결합되는 경우, 다면체 유닛(37)은 완전히 조립될 것이고, 유닛(37)의 일부인 단독의 더블-피스 엘리먼트(33)는 상기 유닛이 하나의 인접한 개별 유닛(37)에 힌지식으로 결합될 가능성을 제공한다. 그러나, 더블-피스 엘리먼트(33)가 다면체 유닛(37)의 전면에 있는 개방된 공간에 결합되는 경우, 상기 다면체 유닛(37)에는, 하나 이상의 인접한 다면체 유닛(37)에 대한 다른 두 번째 힌지식 결합이 마련될 수 있다. 이해되어야 하는 바와 같이, 다면체 유닛(37)의 전면에 있는 개방된 공간에 결합되는 이러한 추가 더블-피스 엘리먼트(33)는 이용 가능한 네 개의 가능한 방향들 중 어느 하나로 배향될 수 있다. 즉, 도시된 유닛(37)에 결합되지 않은 추가 더블-피스 엘리먼트(33)의 싱글-피스 엘리먼트(1)는 구축 엘리먼트(3)의 에지들(7) 중 어느 하나로부터 연장될 수 있으며, 에지들(7)은 상기 개방된 공간의 둘레를 구성한다. 따라서, 구축 시스템은 이러한 타입의 다면체 유닛들(37)의 무한한 변형을 생성하는 데 사용될 수 있으며, 다면체 유닛(37)의 어느 에지(7)에는, 인접한 추가 유닛(37)에 대한 힌지식 결합이 마련될 수 있다. 힌지식 결합들이 3차원 구조 전체에 걸쳐 배치되는 위치에 따라, 상기 구조는 시각적 흥미, 움직이는 조각상, 모터식 훈련 도구/장난감, 또는 실질적으로 유용한 기하학적 개체를 제공하기 위해, 상이한 방식들로 형상이 수정될 수 있다. 이러한 3차원 구조의 일 예가 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명될 것이다.

도 4에 도시된 바와 같은 구축 엘리먼트들(3)의 결합 수단(9)의 클로들(23) 및 핀들(25)은 도시된 바와 같은 조립체의 일부일 때 더 상세히 보일 수 있다. 여기서, 클로들(23) 및 핀들(25)의 중심선들(29, 27)이 각각 인접한 구축 엘리먼트들(3)의 모든 대응하는 이러한 중심선들(27, 29)과 배향으로 정렬되는 방식이 도시되고, 그들이 대안적인 패턴의 배향들로 배치되어 서로를 보완하는 것이 도시되어 있다. 부분적으로 조립된 다면체 유닛(37) 위에 도시된 바와 같은 싱글-피스 엘리먼트(1)는 수평으로 배향된 핀들(25)을 아래의 클로들(23) 내로 미는 힘의 양으로, 아래로 밀릴 수 있으며, 상부의 싱글-피스 엘리먼트(1)의 클로들(23)은 각각의 대향하여 위치되는 핀들(25) 상에서 간단히 아래로 미끄러질 것이다. 이는, 구축 엘리먼트들(3) 사이에 신뢰할 수 있는 결합들을 제공하는 한 방향으로의 슬라이딩 모션에 의해서만으로, 어떤 구축 엘리먼트(3)도 다면체 유닛(37)으로부터 제거될 수는 없다는 것을 보장한다. 또한, 폐쇄된 공간들 내에서 결합 수단(9)을 완전히 밀봉하기 위해, 구축 엘리먼트들(3)의 내부 표면들(13)에 배치된 플랜지들(17)이 서로 정렬되는 방식이 도시되며, 여기서 상기 결합 수단(9)을 손상시킬 위험이 경감되고 더 매끄럽고 시각적으로 더 보기 좋은 다면체 유닛(37)이 달성된다.

또한, 구축 시스템의 개념은 훨씬 더 확장될 수 있다는 것이 언급되어야 하며, 여기서 트리플-피스 엘리먼트(triple-piece element) 또는 유사하게 구성되는 구축 엘리먼트들(3)이 싱글-피스 엘리먼트(1)의 모든 에지들(7)이 다른 인접한 싱글-피스 엘리먼트(1)에 연결되도록 만들어진다. 구축 시스템(3)의 구축 엘리먼트들(3)의 직관적이지만 견고한 결합 수단(9)에 의해, 임의의 단일의 또는 복수의 구축 엘리먼트들(3)은 나중에 임의의 시점에서 제거되고 다른 타입의 구축 엘리먼트로 대체되어, 새로운 특성들 및/또는 기능들을 가질 수 있는 새로운 타입의 3차원 구조를 생성할 수 있다.

물론, 단일의 다면체 유닛들(37)은 본 개시에 따른 구축 시스템에 의해 조립될 수도 있다는 것이 더 언급되어야 한다. 따라서, 이러한 단일의 다면체 유닛들(37)은 임의의 인접한 유닛에 결합되지 않을 수 있다. 이러한 단일의 다면체 유닛은 싱글-피스 엘리먼트들(1)만을 함께 연결하는 것, 또는 싱글-피스 엘리먼트들(1)과 더블-피스 엘리먼트들(33)의 조합에 의해 조립될 수 있지만, 더블-피스 엘리먼트들(33)에 대해, 힌지식 연결은 이러한 유닛 내의 모서리(corner)에 위치된다. 도 4에 도시된 바와 같은 부분적으로 조립된 다면체 유닛(37)의 더블-피스 엘리먼트(33)가 회전되어, 더블-피스 엘리먼트의 자유로운 싱글-피스 엘리먼트(1)가 대신 유닛의 개방된 공간에 위치되는 경우, 상기 자유로운 싱글-피스 엘리먼트(1)는 유닛을 완성하기 위해 간단히 위로 기울어질 수 있다.

도 5a 내지 도 5d는 기하학적 수정의 상이한 단계들에서의 3차원 구조(39)를 도시하고 있다. 여기에 제시된 본 개시는 상기 개시에 따른 구축 시스템에 의해 조립된 임의의 3차원 구조(39)와 관련된 것으로 간주되어야 한다. 따라서, 일반적으로, 이러한 3차원 구조(39)는 적어도 두 개의 다면체 유닛들(37)을 포함할 수 있으며, 상기 구조(39)의 각 다면체 유닛(37)은 적어도 하나의 인접한 다면체 유닛(37)과 함께 힌지식으로 연결된다. 각 힌지식으로 연결된 쌍의 다면체 유닛들(37)은 상기 다면체 유닛들(37)의 에지들(7)에서 함께 추가로 힌지식으로 연결된다. 도 5a 내지 도 5d에 도시된 예는 단순함을 위해 선택된 정육면체들의 형상을 갖는 열 개의 다면체 유닛들(37)로 구성된다. 3차원 구조(39)의 각각의 이러한 다면체 유닛(37)은 여기서 본 개시에 따라, 적어도 하나의 싱글-피스 엘리먼트(1) 및 적어도 하나의 더블-피스 엘리먼트(33)로 구성된다. 도 5a에 제시된 구조(39)는 상기 구조(39)의 시작 형태로 인식될 수 있으며, 인접한 유닛들(37)에 힌지식으로 결합되는 다면체 유닛들(37)은 두 번째 형태가 도 5d에 도달할 때까지, 도 5a 내지 도 5d의 각각에 대해 조금씩 서로 멀어지거나 서로를 향해 기울어진다. 따라서, 이러한 모든 이동은 인접한 다면체 유닛들(37) 사이의 복수의 이러한 힌지식 결합들에 의해 달성되며, 힌지식 결합들이 서로에 대한 유닛들(37)의 잠금을 방지하도록 올바른 방식으로 배치되면, 유닛들(37)이 동시에 이동될 수 있다. 가능한 3차원 구조(39)의 이러한 제공된 예는 생성할 수 있는 유일한 구조가 아니라, 내부에 복수의 힌지식 결합들을 갖는 이러한 3차원 구조(39)의 기능을 나타내는 예일뿐이다.

도 6a 내지 도 6e는 기하학적 수정의 상이한 단계들에서의 대안적인 3차원 구조(39)를 도시하고 있다. 이러한 대안적인 3차원 구조(39)는 상세하게 설명되지 않을 것이며, 다양한 형태들 사이에서 이동될 수 있는 기능 및 능력이 도 6a 및 도 6e에 도시된 바와 같이, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 3차원 구조(39)를 반영하여, 두 가지 예들이 각각의 도면들에서 보여주는 뚜렷한 형상들 및 형태들만 다르다.

물론, 원하는 사용에 따라, 구조들(39)은 상이한 방식으로 계획, 조립 및 사용될 수 있다. 언급된 바와 같이, 이러한 타입들의 3차원 구조들(39)은 시각 공연 예술, 움직이는 퍼즐들, 장난감들, 또는 심지어 접을 수 있는 가구나 구조적 구축 콤포넌트들과 같은 매우 다양한 방식들로 사용될 수 있다. 실시예들에 대한 전술된 설명은 예시 및 설명 목적들로 제공되었다. 모든 것을 망라하거나 설명된 변형들로 실시예들을 제한하려는 의도는 아니다. 많은 수정들 및 변형들이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람에게 명백할 것이다. 실시예들은 원리들 및 실제 적용들을 가장 잘 설명하기 위해 선택되고 설명되었으며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 다양한 실시예들의 관점에서 그리고 의도된 사용에 적용 가능한 다양한 수정들로 본 발명을 이해할 수 있게 한다. 전술된 구성 요소들 및 특징들은 본 개시 내용의 틀 내에서 명시된 상이한 실시예들 사이에 결합될 수 있다.

Claims (10)

1. 3차원 구조들(three-dimensional structures)(39)을 생성하기 위한 구축 시스템(building system)에 있어서,
   상기 3차원 구조들(39)은 복수의 다면체 유닛들(polyhedral units)(37)로 구성되고,
   각 유닛(37)은 적어도 하나의 인접한 유닛(37)에 힌지식으로(hingedly) 결합되고,
   복수의 힌지식으로 결합된 유닛들(37)은 다양한 형태들의 상기 3차원 구조들(39)의 사이에서 교체 가능하게(interchangeably) 조작되도록 배치되고,
   상기 구축 시스템은,
   적어도 두 가지 타입들의 판형 구축 엘리먼트들(plate-like building elements)(3)로서의,
   싱글-피스 엘리먼트(single-piece element)(1)의 둘레(circumference)를 구성하는 적어도 세 개의 에지들(7)을 갖는 싱글-피스 엘리먼트(1), 및
   서로에 인접하여 배치되는 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들(1) - 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들(1)의 각각의 에지들(7) 중 하나에서 서로에 힌지식으로 부착됨 -로 구성되는 더블-피스 엘리먼트(double-piece element)(33)
   를 포함하고,
   각 엘리먼트(3)의 각 에지(7)의 내부 부분(5)에는,
   엘리먼트들(3)을 에지들(7)을 따라 함께 결합하여 다면체 유닛들(37)을 생성하도록 배치되는 결합 수단(9)이 마련되고,
   완성된 3차원 구조(39)의 각 다면체 유닛(37)은,
   다면체 유닛(37)의 어느 에지(7)에, 인접한 추가 유닛(37)에 대한 힌지식 결합이 마련되도록 배치 가능한, 적어도 하나의 싱글-피스 엘리먼트(1) 및 적어도 하나의 더블-피스 엘리먼트(33)로 구성되는,
   것을 특징으로 하는 구축 시스템.
2. 제1 항에 있어서,
   구축 엘리먼트들(3)은,
   균일한 재료로 제조되고,
   더블-피스 엘리먼트(33)를 형성하는 두 개의 싱글-피스 엘리먼트들(1)의 힌지식 부착은,
   상기 균일한 재료의 적어도 하나의 브리징 스트립(bridging strip)(35)으로 구성되는,
   구축 시스템.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   각 싱글-피스 엘리먼트(1)는,
   각각의 상기 엘리먼트(1)의 중심에 관통-홀(15)을 포함하는,
   구축 시스템.
4. 제1 항에 있어서,
   각 구축 엘리먼트(3)는,
   외부 표면(11) 및 내부 표면(13)을 포함하고,
   각 구축 엘리먼트(3)의 각 에지(7)의 결합 수단(9)은,
   구축 엘리먼트들(3)의 내부 표면들(13)에 배치되는,
   구축 시스템.
5. 제4 항에 있어서,
   각 구축 엘리먼트(3)의 각 에지(7)의 결합 수단(9)은,
   중간 플랜지들(intermediate flanges)(17)에 의해 내부 표면들(13)에 배치되고,
   플랜지들(17)은,
   내부 표면(13)에 수직으로 돌출되고, 각 에지(7)로부터 일 거리(19)에서, 각 에지(7)에 평행하게 연장되고,
   거리(19)는,
   플랜지들(17)의 돌출 길이(21)와 동일한,
   구축 시스템.
6. 제1 항에 있어서,
   각 구축 엘리먼트(3)의 각 에지(7)의 결합 수단(9)은,
   적어도 하나의 클로(claw)(23) 및 적어도 하나의 핀(25)으로 구성되고,
   두 개의 구축 엘리먼트들(3)의 결합은,
   하나의 엘리먼트(3)의 적어도 하나의 핀(25)이 인접한 엘리먼트(3)의 적어도 하나의 클로(23)에 끼워지는 것에 의해 달성되는,
   구축 시스템.
7. 제6 항에 있어서,
   각 구축 엘리먼트(3)의 각 에지(7)는,
   적어도 하나의 클로(23) 및 적어도 하나의 핀(25)을 포함하고,
   각 에지(7)에 대해, 적어도 하나의 클로(23) 및 적어도 하나의 핀(25)은,
   상기 에지(7)의 중심(31)에 대해 맞은편들에서, 상기 중심(31)으로부터 동일한 거리에 위치되는,
   구축 시스템.
8. 제1 항에 있어서,
   각 싱글-피스 엘리먼트(1)의 각 에지(7)는,
   동일한 길이인,
   구축 시스템.
9. 제8 항에 있어서,
   각 싱글-피스 엘리먼트(1)는,
   네 개의 에지들(7)을 갖고,
   상기 싱글-피스 엘리먼트(1)는,
   정사각형 형상인,
   구축 시스템.
10. 적어도 두 개의 다면체 유닛들(37)을 포함하는 3차원 구조(39)에 있어서,
    상기 3차원 구조(39)의 각 다면체 유닛(37)은,
    적어도 하나의 인접한 다면체 유닛(37)과 함께 힌지식으로 연결되고,
    각 힌지식으로 연결된 쌍(hinged pair)의 다면체 유닛들(37)은,
    상기 다면체 유닛들(37)의 에지들(7)에서 함께 힌지식으로 연결되고,
    상기 3차원 구조(39)의 각 다면체 유닛(37)은,
    제1 항, 제2 항 및 제4 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 구축 시스템으로 구성되는,
    것을 특징으로 하는 3차원 구조.

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