一种空心立体模型及其制造方法技术

一种空心立体模型及其制造方法，适用于积木系统、家具及支架结构，特点是它为一个中空且有一定壁厚的六面体，空心正六面体是其中一种，每个表面分别有两个穿透表面且平行的长条孔，这些长条孔都与中间空心相连，长条孔的长宽和间距与六面体的边长之间有一定比例关系，这种空心立体模型在六个方向上具有相同的拼插效果，拼插好的结构比较牢固，用这种空心立体还可制作中部包含一层或多层结构的工艺品，它能用铸造或注塑方法一次成型。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种空心立体模型及其制造方法本专利技术涉及空心立体结构领域，这种结构模型适用于儿童玩具积木、家具结构、房层结构、支架或骨架结构。目前，市场上正在销售一种由山东鲁能乐华塑胶电子玩具有限公司生产的空心拼插玩具。这种玩具包括一种空心26面体。它的特点是26个表面的每一个表面都有一个孔与中心空心部分连通。每一个空心26面体不是一个整体，而是由两部分粘贴而成。空心26面体与空心26面体之间用连杆连接。每个连杆插入不能太深，否则将在内部产生干涉。在拼插过程中，有一些空心26面体沿粘贴缝裂开，不能继续使用。专利申请号为96318974的积木柱子结构也是一个空心立体插件，它的特点是，每一个空心部件在其中四个方向延伸后，可在该四个方向承受压力而不变形，在另外两个方向延伸后，在拉力或压力作用下，拼好的结构会变形甚至解体。也就是说，这种空心立体插件不能保证在六个方向具有相同的拼插效果。现有的空心立体是由下列方法之一制造而成的。其一，用部分被挖掉的两块或两块以上的物体连接成中空物体。它的特点是不能整体一次成形，必须依靠粘接或焊接等借助其它材料连接的方法。其二，用手工雕刻的方法。它的特点是效率很低，不可能大量生产。其三，用快速成形的方法。它的特点是可以制成任意形状的空心物体，但成本很高，生产效率低，不适宜于大量生产。其四，用铸造的方法。它的特点是可以高效率大批量生产，但有些不能用于塑料注塑的方法。本专利技术的目的是提供一种整体结构，可大批量生产，可在六个方向延伸拼插且拼插结构牢固的空心立体模型。这种空心立体模型的结构特点，决定了它可以用金属材料铸造或塑料注塑的方法，一次整体形成中空立体模型，也可以一次整体形成一个中心有一预置物体的中空立体模型，该预置物体与四周互不连接。基于上述目的，本专利技术空心立体模型是一个中空且有一定壁厚的六面体，-->所述六面体分为上、下、前、后、左、右六个表面，每个表面分别有两个穿透表面且平行的长条孔，这六个表面上的长条孔与中间空心相连，其中上表面与下表面的长条孔一一对应，前表面与后表面上的长条孔一一对应，左表面与右表面上的长条孔一一对应，上、下表面两个平行长条孔内侧的间距等于前、后表面两个平行长条孔的长度，前、后表面两个平行长条孔内侧的间距等于左、右表面两个平行长条孔的长度，左、右表面两个平行长条孔内侧的间距等于上、下表面两个平行长条孔的长度。所述的空心立体模型的六个表面可以是非平面表面或平面与曲面的混合面，这个混合表面可以是凸的，也可以是凹的。所述的空心立体模型中每个表面上的长条孔可以是矩形，也可以不是矩形，但每个表面上的两个长条孔的相邻内侧面为平面且平行，这样形成三组平行的内侧面，这三组平行的内侧面相互垂直。所述的空心立体模型中间有一个W1×W2×W3的空间，这个空间可以是空的，也可以在空间中予置一物体，所述物体与四周互不连接。所述空心立体模型的上、下，前、后，左、右三对表面上的长条孔可以存在以下四种情况：(以左、右表面为例)(1)、左、右表面的两个平行长条孔同时穿透左表面和右表面；(2)、左、右表面的两个平行长条孔只穿透左表面，右表面无孔或只穿透右表面，左表面无孔；(3)、左、右表面的两个平行长条孔其中之一只穿透左表面或右表面，另一长条孔只穿透右表面或左表面；(4)、左、右表面的两个平行长条孔其中之一同时穿透左表面和右表面，另一长条孔只穿透左表面或右表面。所述空心立体模型还可以是空心正六面体，即所述正六面体的长=宽=高，每个表面中两个平行长条孔的宽都相等而且等于正六面体边长的1/6，每个表面中两个平行长条孔的长都相等而且等于正六面体边长的1/3，六个表面上的长条孔的形状和尺寸完全一样，且在各自的表面上对称分布，这些长条孔形状可以是标准矩形，也可以是在四个角上有园角的矩形。所述空心正六面体的每一个表面有下列六种情况：-->第一种：表面有两个长条孔；第二种：表面只有一个长条孔的平面；第三种：表面有一长条孔，在另一个长条孔的位置上，向外伸出长度小于二分之一正六面体边长的一个凸台；第四种：平面表面是无任何孔的平面；第五种：表面无长条孔，但在其中一个长条孔的相应位置上，向外伸出长度小于二分之一正六面体边长的一个凸台；第六种：表面无长条孔，但在两个长条孔的相应位置上，向外伸出长度小于二分之一正六面体边长的两个凸台；上面所述的凸台，其截面可以和长条孔相同，也可以不同，只要凸台能插入到长条孔里就行；所述正六面体每两个相对的表面都应满足下列原则(以左表面和右表面为例)：左表面、右表面的长条孔数量之和必须大于等于二，当等于二时，两个孔不得在同一位置，必须错开，换句话说，左表面为无孔的面，右表面必须有两个孔，左表面为有一个孔的面，右表面必须在另一个孔的位置上有一个孔；所述正六面体的六个表面，可以分别采用上述六种情况当中的一种或多种结构，并且由多个正六面体的各种组合组成拼插系统。本专利技术空心立体模型是通过如下生产工序制造的：(1)先做一个空心立体盒子，所述盒子内空心部分的长宽高正好与空心立体模型的长宽高相等，所述盒子的六个侧壁可以拆开并有一定厚度，其上部有一进料口，所述盒子的六个侧壁上开有与空心立体模型一一对应的长条孔，这些长条孔上插有可以自由滑动的6块实心长方体块，所述实心块的截面尺寸、形状与长条孔相同；(2)、用外力将上述空心立体盒子的六个侧壁固定为一体，使其不能向外膨胀，并且内部形成与空心立体模型长宽高相等的空间，将6块实心长方体块通过空心立体盒子的长条孔向其内部空间插入，使6块实心长方体块形成相互支撑结构，并且在其内部形成一个四周无缝的空间。(3)、用铸造或注塑的方法从空心立体盒子上部进料口加料，此时，料不-->能进入6块实心长方体块所形成的封闭空间内，只能填充空心立体盒子内部与6块实心长方体块外部所形成空间；(4)、当料进满且注塑工艺完成之后，把6块实心长方体块抽掉，打开空心长方体盒子六个侧壁，或者先打开空心立体盒子后，再抽掉6块实心长方体块，即可得到本专利技术所述的空心立体模型。当用铸造方法时，料浇完后，脱模即可制得所述空心立体模型。在上述的生产方法中，在铸造或注塑工序之前，在空心立体盒中预置一个长宽高不大于W1×W2×W3的物体在六块实心长方体块所形成的封闭空间中，即可制得内置一活动物体的空心立体模型。空心长方体盒子六个侧壁的内表面可以是平面表面或平面与曲面的混合面，相应得到外表面为平面或平面与曲面混合面的空心立体模型。在上述的生产方法中，在向空心立体盒子中插入实心长方体块时，6块中的一块或多块既形成相互支撑的结构和封闭空间，又不穿透对面的侧壁，这样可制得一部分表面无孔，一部分表面只有一个孔，一部分表面有两个孔的空心立体模型。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术所涉及的空心立体模型，既能保证结构是整体的，又能保证高效大批量生产；该空心立体在六个方向具有相同的拼插效果，拼插好的结构比较牢固；在用截面形状与长条孔形状相同的实心板连接每一个空心立体时，六个面插入的实心板不管插入多深，都各入其孔，互不干涉。用这种空心立体制作的玩具，可以制作生动的三维建筑、三维动物、三维交通工具等模型，激发人的三维空间想象力；用这种空心立体作为建筑结构或支架结构，具有安装快捷，操作简便的特点，用这种空心立体也可制作中部包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空心立体模型，其特征在于：它是一个中空且有一定壁厚的六面体，所述六面体分为上、下、前、后、左、右六个表面，每个表面分别有两个穿透表面且平行的长条孔，这六个表面上的长条孔与中间空心相连，其中上表面与下表面的长条孔一一对应，前表面与后表面上的长条孔一一对应，左表面与右表面上的长条孔一一对应，上、下表面两个平行长条孔内侧的间距等于前、后表面两个平行长条孔的长度，前、后表面两个平行长条孔内侧的间距等于左、右表面两个平行长条孔的长度，左、右表面两个平行长条孔内侧的间距等于上、下表面两个平行长条孔的长度。

【技术特征摘要】
1．一种空心立体模型，其特征在于：它是一个中空且有一定壁厚的六面体，所述六面体分为上、下、前、后、左、右六个表面，每个表面分别有两个穿透表面且平行的长条孔，这六个表面上的长条孔与中间空心相连，其中上表面与下表面的长条孔一一对应，前表面与后表面上的长条孔一一对应，左表面与右表面上的长条孔一一对应，上、下表面两个平行长条孔内侧的间距等于前、后表面两个平行长条孔的长度，前、后表面两个平行长条孔内侧的间距等于左、右表面两个平行长条孔的长度，左、右表面两个平行长条孔内侧的间距等于上、下表面两个平行长条孔的长度。2．根据权利要求1所述的空心立体模型，其特征在于：空心立体的六个表面可以是非平面表面或平面与曲面的混合面，这个混合表面可以是凸的，也可以是凹的。3．根据权利要求1所述的空心立体模型，其特征在于：每个表面上的长条孔可以是矩形，也可以不是矩形，但每个表面上的两个长条孔的相邻内侧面为平面且互相平行，这样形成三组平行的内侧面，这三组平行的内侧面相互垂直。4．根据权利要求1所述的空心立体模型，其特征在于：空心立体模型中间有一个W1×W2×W3的空间，这个空间可以是空的，也可以在空间中予置一物体，所述物体与四周互不连接。5、根据权利要求1所述的空心立体模型，其特征在于：所述空心立体模型的上、下，前、后，左、右三对表面上的长条孔可以存在以下四种情况：(以左、右表面为例)(1)、左、右表面的两个平行长条孔同时穿透左表面和右表面；(2)、左、右表面的两个平行长条孔只穿透左表面，右表面无孔或只穿透右表面，左表面无孔；(3)、左、右表面的两个平行长条孔其中之一只穿透左表面或右表面，另一长条孔只穿透右表面或左表面；(4)、左、右表面的两个平行长条孔其中之一同时穿透左表面和右表面，另一长条孔只穿透左表面或右表面。6、根据权利要求1或2或3或4或5所述的空心立体模型，其特征在于：所述空心立体模型为空心正六面体，即所述正六面体的长=宽=高，每个表面中两个平行长条孔的宽都相等而且等于正六面体边长的1/6，每个表面中两个平行长条孔的长都相等而且等于正六面体边长1/3，六个表面上的长条孔的形状和尺寸完全一样，且在各自的表面上对称分布，这些长条孔形状可以是标准矩形，也可以是在四个角上有园角的矩形。7、根据权利要求6所述的空心立体模型，其特征在于：所述的空心正六面体的每一个表面有下列六种情况：第一种：表面有两个长条孔；第二种：表面只有一个长条孔的平面；第三种：表面有一长条孔，在另一个长条孔的位置上，向外伸出长度小于二分之一正六面体边长的一个凸台；第四种：平面表面是无任何孔的平面；第五种：表面无长条孔，但在其中一个长条孔的相应位置上，向外伸出长度小于二分之一正六面体边长的一个凸台；第六种：表面无长...

【专利技术属性】
技术研发人员：程补元，
申请(专利权)人：程补元，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]