專利名稱：結(jié)構(gòu)和建筑模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維結(jié)構(gòu)和單元結(jié)構(gòu)模型。更具體地，本發(fā)明的模型適用于居民樓、商業(yè)樓、船只結(jié)構(gòu)、航天結(jié)構(gòu)以及家俱、運(yùn)動(dòng)場設(shè)施、和裝配設(shè)備或積木構(gòu)件的設(shè)計(jì)、建造和組裝。本發(fā)明的概念也可被引入用于設(shè)計(jì)同類型結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)軟件。上面詳細(xì)列舉了本發(fā)明的可能應(yīng)用場合，經(jīng)過下述的討論本發(fā)明將會(huì)變得更加清楚，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附加和更換的應(yīng)用也會(huì)很容易明白。因此，本發(fā)明并不局限于上述應(yīng)用場合。
人所共知，許多設(shè)計(jì)專業(yè)在設(shè)計(jì)過程中利用模型。這些模型經(jīng)常采用建筑物、工業(yè)品和其它結(jié)構(gòu)的形式。建筑師的采用這樣的模型或樣品研究一定建筑物形狀、輪廓的審美價(jià)值。在估價(jià)各種工業(yè)品如家具的潛在價(jià)值方面，工業(yè)設(shè)計(jì)師也采用模型，國內(nèi)設(shè)計(jì)師和藝術(shù)師經(jīng)常使用各種模型來描述一般的概念，從而在實(shí)際制造工作之前就預(yù)見顧客。此外，孩子們喜歡在玩耍和創(chuàng)造性的努力中用積木建造他們自己的建筑物，車輛，家具和其它產(chǎn)品。
為此，已提供了各種各樣的設(shè)計(jì)元件、積木塊和模型。作為一種簡單的積木塊這些模型常常帶有合理配置的溝槽和開口，其允許一個(gè)積木塊與具有互補(bǔ)特征的類似或不同形狀的積木塊相互連結(jié)起來。這些積木塊更普遍的是用于建造墻而不是整體建筑物或結(jié)構(gòu)模型。這種相互連結(jié)的單元結(jié)構(gòu)塊的例子如美國專利NO3546792中披露的那樣，這些積木塊中的一些，實(shí)際上在正確的嚙合位置相互咬合在一起，而另外一些依靠與相鄰的塊嵌套在一起而形成一穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
拿更進(jìn)一步的單元結(jié)構(gòu)塊來說，這樣的單元建筑結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)已被提出，即，許多預(yù)制的單元或盒狀單元相互堆疊起來形成了建筑物的連續(xù)樓層。這些單元具有這樣的特點(diǎn)，即，允許各個(gè)單元相互連結(jié)起來并為附加的或相鄰單元所必須的配電系統(tǒng)、管道系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)提供檢修服務(wù)入口。典型地，在這些單元建筑結(jié)構(gòu)中，單個(gè)單元預(yù)制成盒狀，其內(nèi)部可被分隔開而形成不同的可變換的工作間和起居室。一些現(xiàn)有的設(shè)計(jì)已利用這些單元或成角度的面積來使這些單元在系統(tǒng)構(gòu)造中直接相互嚙合。美國專利NO3643390已描述了這種單元建筑結(jié)構(gòu)。
然而，上述的結(jié)構(gòu)模型便于對提出的設(shè)計(jì)進(jìn)行目測和估價(jià)，通常，它們僅為實(shí)驗(yàn)工作提出有限的可能性，在許多情況下，為建造一理想的建筑物而經(jīng)過一艱苦的工作過程之后，根據(jù)對完整結(jié)構(gòu)的實(shí)際目測方法，結(jié)果是被認(rèn)為是理想的建筑物很多。
考慮到上述現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)，以及上面沒有具體提到的缺點(diǎn)，很明顯，在建筑和工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域仍需要一種改進(jìn)的結(jié)構(gòu)模型，可利用這些模型并與另外的模型合并起來允許許多不同類型和體積的建筑物和其它結(jié)構(gòu)的安裝和建造，這種可能性僅受到設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造力和可得到的模型數(shù)量的限制。
所以，本發(fā)明的主要目的是通過提供一三維的結(jié)構(gòu)件或模型來滿足這種需要，該三維結(jié)構(gòu)模型造型與眾不同，它能與另外的模型以無限數(shù)量的不同型式相互結(jié)合或套疊在一起。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種結(jié)構(gòu)和建筑模型，當(dāng)這些模型繞各種不同的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)每一輪廓提供了另一種潛在的建筑或結(jié)構(gòu)，所以這些結(jié)構(gòu)和建筑模型會(huì)呈現(xiàn)出不同的立體圖樣或輪廓。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種建筑和結(jié)構(gòu)模型，其能夠與多個(gè)相同的模型結(jié)合和/或套疊起來，或者與其呈相反面的模型結(jié)合和/或套疊起來，在不同的排列和組合中相鄰設(shè)置或設(shè)置在其上方從而創(chuàng)造出體積和外觀不同的許多結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的另一目的是提供一種包括九個(gè)元件或單元的結(jié)構(gòu)和建筑模型，(1)這九個(gè)單元相互配合并結(jié)合起來形成一個(gè)模型，這一模型當(dāng)其單獨(dú)設(shè)置或與其它模型結(jié)合起來都可形成一穩(wěn)定的模型，(2)它們可以以單個(gè)元件形式被運(yùn)送到建筑地點(diǎn)而組裝形成一整體或部分模型。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種結(jié)構(gòu)和建筑模型，它能繞其水平中心軸以每90°的增加量旋轉(zhuǎn)從而顯示出不同的輪廓和立體圖。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是提供一種由這樣的單元形成的模型，即，其每一單元的高度、寬度和長度具有相同的尺寸比例關(guān)系。因此，本發(fā)明的特點(diǎn)是每一單元的高度與寬度基本相同并且約為每一單元長度的三分之一。
簡單地說，本發(fā)明的這樣或那樣的目的將通過提供一種可相互連結(jié)或套疊的結(jié)構(gòu)和建筑模型來實(shí)現(xiàn)，該模型包括由九個(gè)元件或單元組成的物體。這九個(gè)單元以預(yù)定的方式相互聯(lián)系并放置，以便形成基礎(chǔ)模型本身并也能允許單元的連續(xù)設(shè)置從而形成一部分模型，如果需要，該部分模型可被隨后完成，未滿足一定的經(jīng)濟(jì)條件。
該基礎(chǔ)模型包括九個(gè)矩形單元。每個(gè)單元可認(rèn)為是由三個(gè)相同的立方體組成，每個(gè)立方體與一個(gè)測量單位有關(guān)。因此，每一單元和模型的平行面在各個(gè)方面都是相同的，根據(jù)該測量單位，它們以相同的比例在相同的方向上膨脹或縮小。
對于整個(gè)基礎(chǔ)模型的測量單位，當(dāng)它們堆疊或放置在相互的旁邊時(shí)，也符合同樣的方式。這個(gè)規(guī)則的一個(gè)例外是這種排列，即，同樣高度的兩個(gè)模型堆疊起來并緊靠第三個(gè)模型，它們的整體高度等于堆疊起來的模型高度在這種情況下，堆疊模型的測量單位等于二分之一的相鄰模型的測量單位。
該模型能夠繞其x或y軸的任一軸旋轉(zhuǎn)，呈“home”或“F”輪廓(這樣稱是因?yàn)樵撃Ｐ偷捻斆骖愃谱帜窮)，沿長度方向?qū)蓚€(gè)單元并排起來而形成該模型的底層。在中間層兩個(gè)中間單元設(shè)置在該底層單元的上方并沿長度方向與該底層單元對準(zhǔn)，但是沿軸向這樣位移，即這兩個(gè)中間單元相對于底層單元的一端形成一外伸部分。第三個(gè)中間單元與該外伸部分相對設(shè)置并相對于底層單元橫向排列，從而也形成一橫向外伸部分。三個(gè)頂層單元與三個(gè)中間層單元相一致設(shè)置。最后一個(gè)單元相對于其它單元縱向排列，并設(shè)置成其一個(gè)側(cè)壁與緊挨在由沿長度方向排列的中間單元形成的外伸部分下方的底層單元形成的那些端面共同形成一個(gè)平面。因此該縱向單元的對面一側(cè)與由橫向排列的中間單元和頂層單元確定的橫向外伸部分相隔開一個(gè)測量單位。這樣就在它們中間構(gòu)成一溝槽。因此該最后的單元形成了“F”輪廓的中間柱。
該模型適合于其一個(gè)模型的外伸部分和溝槽能與與其相同或相對設(shè)置的另一模型套疊或者相互結(jié)合起來。此外，模型可以以相同的取向或以90°的遞增量繞X軸和Y軸旋轉(zhuǎn)后而堆疊在另一模型上或相鄰設(shè)置。通過在一組結(jié)合起來的模型的最上端加上不同的屋頂輪廓線，就可以看到各種各樣不同結(jié)構(gòu)、體積、和復(fù)雜程度及剖面的建筑物，可得到的不同形狀的數(shù)量僅受到用在建筑設(shè)計(jì)中的模型數(shù)量的限制。在不損害設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)整體性的前提下，還可以增加其它的模型。
當(dāng)用實(shí)際建筑物的單元結(jié)構(gòu)時(shí)，可保證建筑物結(jié)構(gòu)的整體性，因?yàn)闆]有一個(gè)該模型的外伸部分比超過緊挨在其下面的單元的端部的單元的整個(gè)長度的三分之一長。值得注意地，無論模型繞兩個(gè)指定軸的一個(gè)以90°的遞增量怎樣旋轉(zhuǎn)，至少一個(gè)單元按縱向延伸方向設(shè)置。因此，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和建筑模型總是具有一縱向檢修井，它可用作結(jié)構(gòu)的連續(xù)樓層之間的檢修服務(wù)井，電梯井或升降機(jī)井。
各單元的基本形狀可在矩形盒狀、圓柱形和半橢圓形之間改變。半橢圓形可與其相鄰和類似的半橢圓形結(jié)合而形成一合成的橢圓單元。這些不同的單個(gè)單元形狀可合并在一個(gè)模型中，進(jìn)一步提供另外的設(shè)計(jì)能力。此外，模型本身和各個(gè)單元可被擴(kuò)大和拉伸或者縮小和壓縮而提供一具有另外的設(shè)計(jì)形狀的模型。如果擴(kuò)大或者壓縮，每個(gè)單元長度與寬度的比例應(yīng)達(dá)到保證其最終模型或設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)整體性，并且保證其與相鄰的模型能合適地結(jié)合起來。
通過對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例和附加的權(quán)利要求的描述并結(jié)合附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易明白本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和益處。
圖1是本發(fā)明的兩個(gè)設(shè)計(jì)模型的立體分解透視圖，其中一個(gè)模型繞另一模型縱軸Y旋轉(zhuǎn)180°，并表示出這些模型的一種可能的相互有關(guān)的配置；圖2是本發(fā)明的三維設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)模型透視圖，其中兩個(gè)模型已相互連接在一起，第三個(gè)模型堆積在其上；圖3表示圖2所示的三個(gè)相互連接模型的帶有屋頂輪廓，窗戶和陽臺(tái)圍欄的建筑物模型；圖4是采用本發(fā)明的四個(gè)設(shè)計(jì)模型的另外一種建筑物模型；圖5是當(dāng)采用圓柱體結(jié)構(gòu)單元建造時(shí)，按本發(fā)明的設(shè)計(jì)模型的另一實(shí)施例的透視圖；圖6是一航天模型，其中本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和建筑模型由圓柱體結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成；圖7是本發(fā)明設(shè)計(jì)模型的第三個(gè)實(shí)施例的透視圖，其中一般由橢圓復(fù)合單元構(gòu)成的模型采用了半橢圓結(jié)構(gòu)單元；以及圖8是采用圖7所示的多個(gè)模型件模型。
現(xiàn)在詳細(xì)看圖，圖1表示實(shí)施本發(fā)明原理的兩個(gè)結(jié)構(gòu)和建筑模型，通常由標(biāo)記號(hào)10表示。模型10表示具有各種結(jié)構(gòu)特征(例如凸肩、切口、槽及溝)的三維體12，這些特征允許一個(gè)模型10與另一模型的相同面和相對面相互連接和疊壘在一起。如圖1所示，模型10的左面呈“F”輪廓。這樣標(biāo)計(jì)的輪廓易于由字母F的形狀來辨認(rèn)，字母F的形狀是由在這一位置的模型10的頂面形成的。
繞通常標(biāo)記號(hào)為14的X軸和標(biāo)記號(hào)為18的Y軸的兩軸中的任一軸以90°的遞增量旋轉(zhuǎn)，模型10會(huì)呈現(xiàn)出許多不同的輪廓或立體形狀。如圖1所示，圖右邊的模型10已繞Y軸16相對于該圖左邊的模型10旋轉(zhuǎn)大約180°。
如圖1中可更好地看出，模型10是由9個(gè)相同的成形單元組成。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該單元通常呈矩形或盒狀，形狀為這些矩形或盒的長度是其寬和高的3倍。然而對于這些單元本身來說，它們可以是其它的形狀，并在下面進(jìn)一步討論，為清楚起見，這里特別描述呈矩形的類似盒這種形狀。相信在根據(jù)這種呈矩形的盒狀單元進(jìn)行討論后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加易于理解這些單元的其它可能形狀。
在其F輪廓中且靜止位置，構(gòu)成模型10的九個(gè)單元中的八個(gè)通常在三個(gè)平行的水平面內(nèi)延伸排列。因此，該模型10有三層。兩個(gè)單元形成底層，下文中稱為F輪廓中模型10的底層單元B1和B2。這些底層單元排列成它們的長軸基本上平行于X軸14，并且相互之間并排相鄰放置。底層單元B1和B2通常包括第一端20和第二端22。這些底層單元B1和B2互相相鄰設(shè)置，這樣一底層單元B1的第一端20與另一底層單元B2的相應(yīng)第一端20齊平從而形成了一構(gòu)成。第一公共面24的平面，類似地，底層單元B1和底層單元B2的第二端22相齊平，從而形成了構(gòu)成模型10的一端的第二公共面26。
置于每一底層單元B1和B2之上且沿長度方向與其交錯(cuò)排列的是兩個(gè)中間單元I1和I2。由于這些中間單元I1和I2相對于底層單元B1和B2沿長度方向交錯(cuò)排列，因此，中間單元I1和I2的一部分形成了超出第一公共面24和底層單元B1和B2的第一端20的外伸部分30。外伸部分30的外伸量相當(dāng)于該單元的寬度，因此僅僅是中間單元I1和I2整個(gè)長度的三分之一。這就保證了利用模型10而設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)完整性。
橫向排列的中間單元I3設(shè)置在中間層且沿長度方向在外伸部分30的對面。該橫向中間單元I3橫向延伸過兩個(gè)底層單元B1和B2，一般在外伸部分30的對面，因此，該橫向排列的中間單元I3的長度的三分之一確定一離開底層單元B1和B2一側(cè)的橫向外伸部分32。并且，該橫向外伸部分相當(dāng)于一個(gè)單元的寬度，因而約為橫向排列中間單元I3長度的三分之一。此外，橫向中間單元I3的外側(cè)對應(yīng)于底層單元B1和B2的第二端22且與之齊平，而且位于第二公共面26。
模型10的頂層與中間層重復(fù)。因此，該頂層類似地包括一對并排的頂層單元T1和T2，其縱軸與X軸14平行，和一個(gè)橫向頂部單元T3，其相對于縱向的頂層單元T1和T2橫向延伸。因此該頂層直接位于中間層之上，以便其基本上與中間層相一致，且確定一公共周界。
模型10的第九個(gè)即最后一單元這樣設(shè)置，即，其長軸平行于Y軸16，在這里被稱作縱向單元V9。當(dāng)該縱向單元V9相對于其余的單元合適地放置時(shí)，它有一端或一表面與頂層單元T1-3的最上部表面一起確定了該模型10的頂表面。類似地，該縱向單元V9的下端與底層單元B1和B2的底面一起確定了該模型10的底表面。而且該縱向單元V9設(shè)置成使其縱向一側(cè)與由底層單元B1和B2的第一端20確定的第一公共面相齊平且相一致。因此，該縱向單元V9的相對的另一縱向側(cè)與構(gòu)成橫向外伸部分32的橫向中間單元I3和橫向頂層單元T3的那些部分相隔一個(gè)單元的寬度，這就在它們之間構(gòu)成一溝槽。
如由圖1中所提出的那樣，如圖2所示，二個(gè)或多個(gè)模型10可相互連接套疊，堆積在一起，以便獲得所建議的設(shè)計(jì)的模型，因而使其視覺印象可被測定和估價(jià)。如在圖1中提出的那樣，兩個(gè)模型10繞Y軸16相對于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)180°，可被連接成這樣，即，由縱向單元V9確定的“F”的兩個(gè)下方柱置于在對面的模型10上的溝槽38內(nèi)，“F”或橫向伸出部分32的上方柱形成最終結(jié)構(gòu)的外側(cè)部分。在這種最終結(jié)構(gòu)中，可以很容易地想到位于該結(jié)構(gòu)中央的縱向單元V9將起到建筑物的升降機(jī)井、電梯井、和各種用電、通風(fēng)和電話系統(tǒng)的檢修井的作用。此外，根據(jù)與最終結(jié)構(gòu)或建筑物的一層相應(yīng)的每一層的需要，底層單元B1和B2，中間單元I1-I3以及頂層單元T1-T3可被分隔成多個(gè)房間和門廳。通過僅僅變更該結(jié)構(gòu)的房頂線并在各種不同位置增加窗戶，就可易于預(yù)見并描述出一建筑物。這在圖2和圖3中進(jìn)一步描述。
在圖2中，利用三個(gè)模型就可完成圖3中更詳細(xì)地表示的模型建筑物結(jié)構(gòu)40。如圖2所示，圖1中右邊的模型10′已沿X軸14移動(dòng)相當(dāng)于兩個(gè)單元寬度的距離，然后它與對面的模型10相配合，因此，右邊的模型10′的橫向伸出部分32置于另一模型10的溝槽38內(nèi)。此外，第三個(gè)模型10”以相同的排列方向疊加在第一個(gè)模型10的上方。這就在縱向增加了最終結(jié)構(gòu)40的高度。
如圖3所示，通過組合變化的房頂輪廓線42窗戶44以及象陽臺(tái)圍欄46、門48、涼蓬50和電梯52這樣的其它結(jié)構(gòu)，就可很容易建造出一完成的建筑物40。實(shí)際上，僅僅在給由多個(gè)模型10確定的結(jié)構(gòu)上增加房頂輪廓線允許一有經(jīng)驗(yàn)的建筑設(shè)計(jì)師用肉眼說明和評價(jià)這一最終建筑物的建筑藝術(shù)。
這可由圖4得到進(jìn)一步的證實(shí)，圖4中利用4個(gè)模型10建造一更復(fù)雜的模型建筑物60。
模型60是由4個(gè)模型10繞X軸14和Y軸16經(jīng)過多種旋轉(zhuǎn)并相互疊加而成的最終結(jié)構(gòu)。前面兩個(gè)模型10分別具有相同的排列方向并相互堆疊起來。所以，圖1中的前面模型沿逆時(shí)針方向繞X軸旋轉(zhuǎn)180°，繞Y軸旋轉(zhuǎn)90°。后兩個(gè)模型10具有相反輪廓且順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°的相對著的模型。
現(xiàn)在看圖5，描述了一模型100，其中與前述的盒狀矩形形狀不同，每一個(gè)單元呈圓柱形。同以前的單元類似，圖5中每一單元的直徑是該單元長度的三分之一。模型100呈F輪廓且類似設(shè)置的單元用類似的標(biāo)記號(hào)表示。在圖6中，描述了一由許多個(gè)圖5中所述的模型100設(shè)計(jì)而成的航天結(jié)構(gòu)140。很明顯，結(jié)構(gòu)140中的一些模型100已繞它們各自不同的軸旋轉(zhuǎn)和/或提供了與其相對著的模型，從而形成了所示結(jié)構(gòu)。可以相信，每個(gè)單元的圓柱體特性提供了一適合應(yīng)用于航天的可行的單元形狀。例如，人所共知，圓柱體結(jié)構(gòu)當(dāng)空氣充入支撐結(jié)構(gòu)時(shí)適合于使它們合并起來，這就提供了高度的結(jié)構(gòu)完整性，易于在航天容器內(nèi)輸送，例如象單一功能的火箭和象N.A.S.A宇宙飛船這樣的多功能軌道飛行器。這種圓柱體結(jié)構(gòu)也可由兩層或者打氣膨脹起來或者充滿泡沫絕緣體的外部物形成。
按照本發(fā)明的模型的第三個(gè)實(shí)施例通常由圖7來描述并用標(biāo)記號(hào)200來表示。在第三個(gè)實(shí)施例中，大部分的單元具有半橢圓或半圓形結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)允許與其最鄰近的單元結(jié)合起來而形成一圓柱體結(jié)構(gòu)或橢圓體結(jié)構(gòu)。另外，在中間層和頂層的一些單元既可以和在同一層鄰近的單元相結(jié)合又可以與相鄰層的縱向鄰近單元相結(jié)合。與前述實(shí)施例一樣，為了便于理解和更加清楚，各種相應(yīng)的單元用類似的標(biāo)記號(hào)來表示。
圖8表示一結(jié)構(gòu)240，該結(jié)構(gòu)由許多如圖7所示的模型200形成。這種橢圓體形狀的復(fù)合單元構(gòu)成了具有更加現(xiàn)代的外觀的最終結(jié)構(gòu)240，某一個(gè)人和/或文化團(tuán)體會(huì)發(fā)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)比前面提到的矩形盒狀單元或圓柱體單元更加令人滿意。然而，容易理解，本發(fā)明的每一單元可采用各種不同的形狀，且每一具體形狀并不局限于某一給定的應(yīng)用場合。
這里所示的是，只要每一單元的長度和寬度也相應(yīng)地伸長而滿足它們之間理想的尺寸比例關(guān)系，模型10可沿Y軸拉長，該尺寸比例關(guān)系允許一個(gè)模型10與已類似地伸長的另一模型10相互配合。
當(dāng)實(shí)際上建造一建筑物時(shí)，本發(fā)明的模型這一概念可用于首先建造九個(gè)單獨(dú)的單元并將它們組裝成模型的樣式從而形成一最終結(jié)構(gòu)。因此，沒有將每一單元置于一特殊位置這種具體需要，因?yàn)樗械膯卧上嗷ソ粨Q，所需遵守的唯一系統(tǒng)工藝規(guī)程是保持這九個(gè)單元的整體性。然而，實(shí)際上省略一些個(gè)別單元(如頂層)而進(jìn)一步改變這一最終結(jié)構(gòu)也是可以的。因?yàn)楫?dāng)合適地給出這一模型10，無論其繞各軸如何旋轉(zhuǎn)，它總是具有一縱向單元，任何的最終結(jié)構(gòu)都可以將這一縱向單元用作最終建筑物的檢修井、電梯或升降機(jī)井。對于前面提到的設(shè)計(jì)模型，各個(gè)單元的尺寸比例關(guān)系保證了最終的整個(gè)建筑物具備結(jié)構(gòu)完整性。進(jìn)一步，在不破壞前面結(jié)構(gòu)完整性的前提下，該建筑物可進(jìn)一步增加一些其它東西。一旦已完成單元的一層，分隔這些單元的內(nèi)部隔墻可更改而增加或改變每層的地板空間，以便提供門廳和工作間。這對于航空和海上基本應(yīng)用方面也是同樣可以的，在這些領(lǐng)域，只能運(yùn)送相互分離的各個(gè)單元然后將其組合起來而形成一模型結(jié)構(gòu)。
在建筑施工中，預(yù)制和/或傳統(tǒng)的建筑施工工藝均可被采用。從質(zhì)量控制觀占出發(fā)，前者被證明是更加經(jīng)濟(jì)、有效和可協(xié)調(diào)的，因?yàn)轭A(yù)制結(jié)構(gòu)和格子組件易于進(jìn)行批量生產(chǎn)從而保證具有相同的長度、體積和輪廓造型。同樣的原理適用于長度與寬度之比和長度與高度之比已增加或縮小的單元或模型。這種基礎(chǔ)模型的比例為結(jié)構(gòu)的柱/橫梁位置作好準(zhǔn)備，這是預(yù)先確定的。這些結(jié)構(gòu)元件在整個(gè)模型中是連續(xù)的且與相鄰模型的類似結(jié)構(gòu)元件相一致。
當(dāng)上述的基礎(chǔ)模型在前述的長度方向、橫向、縱向中的任一方向或在前述的所有方向同時(shí)被延伸時(shí)且當(dāng)模型或單元被伸長時(shí)，所有的橫梁和柱的位置保持相互之間成比例設(shè)置。這種基礎(chǔ)的比例關(guān)系及相應(yīng)的伸長或縮小也適合于一個(gè)以上的模型堆疊在另一模型之上的情形。通過控制最下層模型的尺寸，位于其上面的模型也相應(yīng)地被控制，一個(gè)模型相對于另一模型的柱或橫梁的位置之間的關(guān)系保持不變。
按本發(fā)明建造的縱向豎井也可包括比模型本身高的縱向柱或框架。這就允許使該柱用作結(jié)構(gòu)塔或升降架的一部分，建造在結(jié)構(gòu)的上方部分，并且允許由正在建造的建筑物的上方部分占據(jù)該建筑物的下方部分。該柱也可用于組成該模型的兩個(gè)結(jié)構(gòu)之間的建筑物的“懸掛”部分。
上面描述的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，可以理解，在不超出附加的權(quán)利要求的范圍和精神的前提下，本發(fā)明允許作一定的改進(jìn)和變形。
權(quán)利要求
1.一種可互鎖連接的結(jié)構(gòu)和建筑模型包括九個(gè)單元，它們具有基本上相同的長度、寬度和高度，所述單元沿長度方向具有相對的第一和第二端；兩個(gè)所述單元相互之間并排設(shè)置形成底層單元，所述底層單元的所述第一端部相鄰并相互對齊從而確定第一公共面，所述底層單元的第二端部相鄰并相互對齊從而確定第二公共面；三個(gè)所述單元形成中間層單元并置于所述底層單元之上，其中兩個(gè)中間層單元與所述底層單元相對應(yīng)，并緊挨在其上設(shè)置且從所述的底層單元沿長度方向偏移，使得所述兩個(gè)中間層單元向外延伸超出所述底層單元的所述第一端一定距離，形成一縱向外伸部分，所述的中間層單元的第三個(gè)相對于另外兩個(gè)中間層單元和所述底層單元橫向延伸，所述中間層單元的所述第三個(gè)單元的一部分延伸超出所述底層單元之一的一橫側(cè)面并相對它形成一橫向外伸部分并具有一側(cè)面，所述中間層單元的第三個(gè)單元具有與由所述底層單元確定的第二公共平面齊平的一側(cè)表面；三個(gè)所述單元形成頂層單元，它們一起確定了所述模型的一共同的頂表面，每一個(gè)所述頂層單元基本上直接位于所述的每個(gè)中間層單元的上方，因此直接與其相對應(yīng)；以及一最后單元，它沿與由所述底層、中間層和頂層單元確定的平面垂直的軸延伸，所述最后單元置于使其側(cè)面的一部分與由所述底層單元的第一端確定的所述公共平面相重合且齊平，所述最后單元與由所述中間層和頂層單元的第三個(gè)單元確定的橫向外伸部分相距一段距離，該距離與所述最后單元的寬度對應(yīng)，且通常在它們之間形成一溝槽，所述的最后單元也具有一對端面，其中一個(gè)端面與由頂層單元確定的頂表面相重合且齊平，另一端面與由底層單元確定的底面相重合且齊平，因此所述模型適合于與一個(gè)或多個(gè)其它模型互鎖配合，從而能夠設(shè)計(jì)和構(gòu)置包括陸地、海上和航天結(jié)構(gòu)在內(nèi)的各種各樣不同結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，所述的所有單元其形狀基本上是相同的。
3.如權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，所述的單元是矩形的或呈盒狀。
4.如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，所述單元的長度約為其寬度的三倍。
5.如權(quán)利要求3所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，所述單元的長度約為其高度的三倍。
6.如權(quán)利要求2所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，所述單元是圓柱形的。
7.如權(quán)利要求6所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，所述單元的長度約為其直徑的三倍。
8.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，這些單元中的至少一些具有與其它單元不同的形狀。
9.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，這些單元中的至少一些的橫截面形狀是半橢圓形的。
10.如權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，所述的底層單元互相配合形成一般的橢圓拼合單元。
11.如權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，至少兩個(gè)所述的中間層單元相互拼合形成一般的橢圓合成單元。
12.如權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，至少兩個(gè)所述的中間層單元相互拼合形成一般的橢圓合成單元。
13.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，所述的底層、中間層和頂層單元的橫截面通常是半橢圓形的，所述半橢圓單元的底部基本上與另一所述半橢圓單元的底部相鄰，以便因此在所述中間層單元之上形成一橢圓合成單元，并互相拼合形成一般的橢圓合成單元。
14.如權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，至少一個(gè)所述的中間層單元與至少一個(gè)頂層單元相互拼合形成一般的橢圓合成單元。
15.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，所述的單元單個(gè)成形并固定在一起而形成所述模型。
16.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，所述單元相互整體形成。
17.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，所述的單元相互單個(gè)成形。
18.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其中，按照包括下述步驟的方法使用多個(gè)所述的模型選取第一模型并將其按預(yù)定的排列方向設(shè)置；以及選取至少一個(gè)另外的模型，并將該模型置于與所述的第一模型相鄰接的位置，以便建成所需的結(jié)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求18所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，所述的另外模型與所述第一模型相套疊起來。
20.如權(quán)利要求18所述的結(jié)構(gòu)和建筑模型，其特征在于，所述的第一和另外模型通過單個(gè)放置所述單元而建成從而形成所述的模型。
全文摘要
一種結(jié)構(gòu)的建筑模型(10)包括九個(gè)單元(B1、B2、I1、I2、I3、T1、T2、T3、V9)每一單元具有基本相同的長度、寬度和高度,并具有沿長度方向相對的端面。兩個(gè)單元(B1、B2)構(gòu)成了模型(10)的底層,并且并排設(shè)置,它們的端面相鄰接且齊平。三個(gè)單元(I1、I2、I3)構(gòu)成了位于底層單元(B1、B2)之上的中間層。兩個(gè)中間層單元(I1、I2)與兩個(gè)底層單元(B1、B2)相一致并直接置于其上,但沿長度方向偏移,以這種方式,這兩個(gè)中間層單元(I1、I2)超出底層單元(B1、B2)一端一預(yù)定的距離形成一外伸部分,與該外伸部分相對的是第三個(gè)中間層單元(I3),它相對于另外兩個(gè)中間層單元(I1、I2)和底層單元(B1、B2)橫向延伸。所以,第三個(gè)中間層單元的一部分橫向延伸超出底層單元(B1、B2)一側(cè)。三個(gè)另外單元(T1、T2、T3)確定模型的一共同的頂面。這三頂部單元(T1、T2、T3)每一個(gè)直接位于每個(gè)中間層單元(I1、I2、I3)的上方。最后一單元垂直于底層單元(B1、B2)中間層單元(I1、I2、I3)和頂層單元(T1、T2、T3)而延伸。具備上述結(jié)構(gòu),本發(fā)明的模型(10)適合于與一個(gè)或多個(gè)其它模型(10)互鎖配合起來,從而有助于設(shè)計(jì)和建造各種結(jié)構(gòu),包括陸地、海上和航天結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)A63H33/04GK1190447SQ96195338
公開日1998年8月12日 申請日期1996年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月6日
發(fā)明者弗雷德里卡·G·漢德利 申請人:弗雷德里卡·G·漢德利