离散点系吻合滚动结构制造技术

在棱长为ａ的空间正二十面体的顶点处，布置运动元件的凹（或凸）吻点；在边长为ａ的正三角形平面网格格点处，布置基底元件的凸（或凹）吻点。凹凸吻点互相接触，可以有多种接触吻合状态。一系列吻合状态接续成两元件的特殊的吻合滚动过程。因此，该两元件可保持特殊的运动关系。不同结构形式的运动元件和基底元件，必要时加上附属结构及机构，可以具有范围广泛的各种有途，如玩具，游戏用具，运动器具、杂技道具、显示及广告设施等。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及一种由两个元件组成的特殊的传动装置即机构(如国际分类F16H35/00)，也可理解为一种特殊的运动副即某种意义上的轴承(如国际分类F16C 32/00)。在一般的由两个元件组成的机构中，或在一般的轴承中，两个元件保持一定的转动、直移或转动加直移的关系，或至少是某种确定的连续运动关系。本申请所涉及的结构使两个离散的点阵元件在变换接触点的情况下具有一种特殊的空间多向滚动关系。它可以应用于玩具(如国际分类A63H 33/00)、游戏用具(如国际分类A63F 7/00)、运动器具(如国际分类A63B 19/00或26/00或71/00)、杂技道具(如国际分类A63J 3/00或7/00)、显示及广告器具(如国际分类G09F 19/02)等范围广泛的不同领域，可获得趣味感及惊奇感，有力地吸引观察者的视线。本申请的目的是提供一种特殊的离散点系吻合滚动结构。它的一个运动元件在一个基底元件上运动。两元件都只有有限个离散的点可以组成互相接触的点偶，在运动过程中必须使两元件上将要互相接触的点偶互相对准，方能使运动正常地顺利进行。它在形象上类似于中国武术的“走梅花桩”。在梅花桩上，练武人的脚必须踩准桩的端部，才能避免失足摔落。本滚动结构的运动元件与梅花桩上的练武人不同的是，练武人的脚相对于人的主体是可动的，而本滚动结构的运动元件上的若干支“脚”(即下述“吻点”)是固定地布置在运动元件上的。本申请的目的还包括提供一种玩具和游戏用品，它有两个基本元件，作特殊相对滚动。本申请的目的还包括提供特殊的与“虎伏”相似的器具，用于锻炼或杂技表演。它不同于普通的虎伏，不是在平地上滚动，而是在“梅花桩”式的垂直杆阵列或吻点阵列上滚动。本申请的目的还包括提供一种显示或广告的载体(媒体)，它的运动元件可以自动地进行特殊的滚动运动。本申请目的还包括提供上述运动元件的一种结构，适用于大尺寸元件，在点阵几何位置尺寸不变的情况下可以减少结构的质量。为了实现上述目的，本申请采用的运动元件有若干个轮廓为凹窝形的吻点位于一个棱长为a的正二十面体的顶点处；基底元件有若干个轮廓为凸球形的吻点位于一个由众多边长为a的正三角形组成的平面网格的格点处；运动元件与基底元件的吻点轮廓也可作相反的安排，即运动元件吻点为凸，基底元件吻点为凹；凸的吻点与凹的吻点互相接触时，可以限制相对的切向(平行于网格平面)运动，而不限制法向(垂直于网格平面)分离运动。运动元件的吻点与基底元件的吻点互相接触称为吻合，有三种可能的吻合状态1、运动元件上位于正二十面体某一个面三角形的三个顶点处的三个吻点与基底元件上位于某一三角形的三个顶点处的三个吻点分别吻合，这种三对吻点的吻合也可看作所对应的一对三角形的吻合，称为稳定吻合状态；2、运动元件上两个相邻吻点与基底元件上两个相邻吻点分别吻合，这时，两元件可绕两吻点连线相对摆动，这种两对吻点的吻合，也可看作对应的吻点连线的吻合，称为半稳定吻合状态；3、运动元件的一个吻点与基底元件的一个吻点吻合，称为不稳定吻合状态。两元件从一个稳定吻合状态出发，经过一个半稳定吻合状态，可以可靠地达到另一稳定吻合状态，而不会发生运动元件与基底元件脱离吻合关系的情况。一连串稳定状态与半稳定状态交替相接续(稳定-半稳定-稳定-半稳定-……-稳定)称为一个吻合滚动过程。如果其间由于某种原因发生持续时间过长的不稳定吻合状态，则两元件不能绝对保证相关吻点能互相对准并吻合，从而使吻合滚动过程不能顺利进行。如果不稳定吻合状态存在的时间十分短暂，则吻合滚动过程基本上顺利进行，瞬间的不稳定状态只是一种不重要的扰动。为了实现上述目的，本申请建议在多数实际应用中采用带径向杆阵列的运动元件及带垂直杆阵列的基底元件。各径向杆位于上述正二十面体形体中心与顶点的连线上，各垂直杆位于网格格点处网格平面的法线上。径向杆的外端及垂直杆的上端布置吻点轮廓。细长的杆件有助于产生趣味感、惊奇感及视觉吸引力。为了实现上述目的，本申请还提出运动元件可以用薄壁直管和绳索组成，适用于大尺寸结构。以下结合附图对本申请作进一步详细说明。附图说明图1、正二十面体示意图2A、2B及2C、正三角形平面网格示意图3A、本申请的第一个实施例图3B、图3之A-A俯视图图4、运动元件结构之一例图5、吻点轮廓形状之一例图6A、本申请的第二个实施例图6B、图6A之OCM面剖视图6C、图6B之K向视图图6D、6E导轨截面形状的其他例图6F、第二个实施例的变型图7、本申请的第三个实施例图1示出运动元件的几何基础，即一个正二十面体11(以下有时简称为“多面体”)，它有12个顶点A、B、…、K、L，故最多可布置12个吻点；有一形心O；有20个正三角形面，如ABC、FGK等；有30个长度相等的棱边，长度为a，如AB、BC、FG、KJ等。图2A、2B、2C示出基底元件的几何基础，即一个由边长为a的正三角形组成的平面网格。运动元件在基底元件上作吻合滚动，对应于正二十面体的一些面三角形先后与基底网格的一些三角形先后吻合，例如，图1运动元件上的ΔABC与图2A基底元件的三角形1吻合时是一个稳定吻合状态；运动元件绕BC线摆动是一个半稳定吻合状态，过渡到图1ΔBCH与图2A三角形2对齐，是又一个稳定状态；图2A标出了ΔABC及ΔBCH的顶点A、B、C、H的落点位置。依此类推，产生一个吻合滚动过程，图上三角形序列1、2、3…可视作运动元件的一些面三角形在基底元件上留下的“轨迹”。显然，可以有多种多样可能的轨迹形状。其中，图2A三角形序列1、2、3、4、5、6是-种最紧凑的环形轨迹，这时有6个三角形组成一个6边形；图2B三角形1、2、3…连续到12，是一种稍大一些的环形轨迹，这时有12个三角形组成一个中空的中心对称的6边形，图中网格交点处的字母A1、B1、C1、A2、B2等的意义见后面说明；图2C三角形序列1、2、3……至7是一个直线前进轨迹，加上三角形8至14则是180°转弯返回。请注意，吻合滚动运动的运动状态是相当复杂的。例如，上述直线轨迹行进运动似乎比较简单，其实它的运动过程中摆动运动所绕的轴线方向并不与轨迹方向正交，而是左偏30°、右偏30°、再左偏30°、再右偏30°，……。这样的摆动，接续起来，是运动元件在前进中不断左右摇晃，甚至产生某种跳动感。梅花桩和左右晃，是本结构产生趣味性的两个重要因素，图3A及3B示出本申请的第一个实施例。它是一个玩具或游戏器具。它有运动元件31及基底元件即垂直杆阵列32。运动元件31有若干径向杆，其结构参见下文说明。基底元件有若干垂直杆组成阵列32，布置在平面三角形网格交点36处。图示垂直杆有61个，排列在六边形区域内，实际实施时杆的数量及排列区域形状可以变通。垂直杆装在底盘33上，周边有壁34，其间有空隔37。径向杆及垂直杆端部有吻点轮廓，其形状参见下文说明。图3A及3B结构可采用塑料、金属、木材等工程常用材料制成，要求有足够的强度与刚度，能保持形状尺寸的稳定。作为玩具和游戏器具，可以有提高装饰性、趣味性的附加结构及表面涂复。图4示出运动元件的结构之一例。该结构有12个径向杆41，位于正二十面体形心与各顶点的连线处；杆41内端会聚连接于核心结构42处，外端43处即图3之35处有吻点轮廓。各杆邻近本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离散点系吻合滚动结构，由一个运动元件及一个基底元件组成，其特征在于：该运动元件有若干个离散的吻点位于一个棱长为ａ的几何学正二十面体的顶点处，该正二十面体有１２个顶点，３０个棱，每一个面都是正三角形；该基底元件有若干个离散的吻点位 于由边长为ａ的正三角形组成的平面网格的格点处；上述吻点的形状为凸尖或凹窝，凸尖与凹窝互相接触时可限制相对切向运动，但不限制法向分离运动；该运动元件与该基底元件的吻点凸凹相反，即，运动元件吻点为凹时，基底元件吻点为凸，或反之；该运动元 件与基底元件的吻点互相接触，可以具有如下接触及运动关系－－该运动元件上位于该正二十面体一个面三角形的三顶点处的三个吻点分别与该基底元件上某三角形三顶点处的三个吻点接触，称为稳定吻合状态；运动元件上两相邻吻点分别与基底元件的两相邻吻点接触，称为半稳定吻合状态；运动元件上一个吻点与基底元件上一个吻点接触，称为不稳定吻合状态；该两元件从一个稳定吻合状态出发，经过一个半稳定吻合状态，可以可靠地过到另一稳定吻合状态；一连串稳定吻合状态与半稳定吻合状态交替接续，称为一个吻合滚动过程；在吻合滚动过程中，在特定情况下可能出现非稳定吻合状态。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪允楣，
申请(专利权)人：洪允楣，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]