專利名稱：蜂巢型包裝系統(tǒng)、方法和裝置的制作方法
蜂巢型包裝系統(tǒng)、方法和裝置
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體上涉及蜂巢型包裝系統(tǒng)，更具體地，涉及一種應(yīng)用多個(gè)預(yù)制的二維片材制作具有預(yù)期整體形狀的蜂巢結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)、方法和裝置。典型的三維蜂巢型包裝體或者其他支撐結(jié)構(gòu)通過(guò)以下步驟形成，首先形成如六面長(zhǎng)方體的三維形狀，其充分地填充有瓦楞型材料(如紙張、紙板)，然后從瓦楞材料中切出期望的三維空間。這種形成三維蜂巢包裝體或其他支撐結(jié)構(gòu)的典型方法可形成的形狀有限，并且非常浪費(fèi)材料，制造過(guò)程費(fèi)用非常昂貴。考慮到前述問題，有必要提供一種材料利用率更高、更簡(jiǎn)單的形成瓦楞型支撐結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)、方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明通過(guò)提供運(yùn)用多個(gè)預(yù)制的二維片材制造具有預(yù)期整體形狀的蜂巢結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)、方法和裝置來(lái)滿足上述需求。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，本發(fā)明能夠用多種方式得以實(shí)現(xiàn)，包括象工藝、裝置、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，或者設(shè)備。以下將描述本發(fā)明的幾個(gè)創(chuàng)造性實(shí)施例。一個(gè)實(shí)施例提供了形成蜂巢結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和方法，其包括選擇預(yù)期的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀、 將多片二維薄片成形為對(duì)應(yīng)于已選擇的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀的預(yù)期的二維形狀、堆疊所述多片二維薄片、沿著相應(yīng)的連接線連接所述多片二維薄片，以及展開所述多片二維薄片。選擇預(yù)期的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀可以包括選擇蜂巢結(jié)構(gòu)的密度，包括在所述多片二維薄片中選擇一些二維薄片，以及選擇每一片二維薄片上相應(yīng)的連接線之間的間隙。選擇預(yù)期的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀可以包括選擇蜂巢結(jié)構(gòu)的方向。將所述多片二維薄片成形為預(yù)期的二維形狀可以包括創(chuàng)建包含第一坐標(biāo)系的三維蜂巢結(jié)構(gòu)模型、選擇該三維蜂巢結(jié)構(gòu)模型中的一薄片、確定所選薄片上的第二坐標(biāo)系，該第二坐標(biāo)系為第一坐標(biāo)系的子集。將所述多片二維薄片成形為預(yù)期的二維形狀還可以包括將所述第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成第三坐標(biāo)系，第三坐標(biāo)系與所選薄片中的一個(gè)選定點(diǎn)相關(guān)，建立所述蜂巢結(jié)構(gòu)中三維空間的空間模型，確定包含在該空間模型中的第三坐標(biāo)系一部分，以及確定所選薄片中的切口。所述三維空間模型可以是形成于蜂巢結(jié)構(gòu)內(nèi)的空間。該三維空間模型可以包括曲線、復(fù)合曲線或直邊中的至少一種?？梢杂诜涑步Y(jié)構(gòu)上附加加強(qiáng)片。可以于蜂巢結(jié)構(gòu)的頂部薄片和底部薄片附加可展開的外殼。可展開的外殼可以包括至少一個(gè)側(cè)面，該至少一個(gè)側(cè)面上具有折痕。展開所述多片二維薄片可以包括朝著蜂巢結(jié)構(gòu)移動(dòng)該可展開外殼的所述至少一個(gè)側(cè)面上的折痕?？烧归_外殼的至少一個(gè)側(cè)面可以固定以使蜂巢結(jié)構(gòu)保持在展開狀態(tài)。固定可展開外殼的所述至少一個(gè)側(cè)面可以包括在蜂巢結(jié)構(gòu)上放置一個(gè)外套。另一個(gè)實(shí)施例提供形成蜂巢結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括成形系統(tǒng)、粘合劑施加系統(tǒng)和
4造型系統(tǒng)。成形系統(tǒng)用于將基本為二維的薄片形成為預(yù)期的二維形狀，該預(yù)期的二維形狀對(duì)應(yīng)于已選擇的蜂巢結(jié)構(gòu)的形狀。粘合劑施加系統(tǒng)用于沿著相應(yīng)的連接線連接所述基本為二維的成形薄片。該造型系統(tǒng)用于將所述多片薄片展開。系統(tǒng)還可以包含控制器。系統(tǒng)還可以包含用于建立包含第一坐標(biāo)系的三維蜂巢模型的邏輯、用于選擇三維蜂巢模型中的薄片的邏輯、用于確定在所選薄片中的第二坐標(biāo)系的邏輯，該第二坐標(biāo)系為第一坐標(biāo)系的子集、用于將第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成第三坐標(biāo)系的邏輯， 該第三坐標(biāo)系與所選擇的薄片中的所選擇的點(diǎn)有關(guān)，用于確定包括于所述空間模型內(nèi)的所述第三坐標(biāo)系的部分的邏輯，以及用于確定所選薄片的切口的邏輯。系統(tǒng)還可以包括用于選擇蜂巢結(jié)構(gòu)預(yù)期形狀的邏輯，其包括用于選擇蜂巢結(jié)構(gòu)密度的邏輯、在所述多片二維薄片中選擇一些二維薄片的邏輯，以及選擇每一片多片二維薄片上相應(yīng)的連接線之間的間隙的邏輯。而另一個(gè)實(shí)施例提供包裝系統(tǒng)。包裝系統(tǒng)包括用于將多片二維薄片形成為預(yù)期的二維形狀的成形系統(tǒng)，該預(yù)期的二維形狀對(duì)應(yīng)已選擇的蜂巢結(jié)構(gòu)的形狀，符合包裝系統(tǒng)所支持的對(duì)象；用于沿著相應(yīng)的連接線連接所述多片成形二維薄片的粘合劑施加系統(tǒng)；以及用于展開薄片的造型系統(tǒng)。以下將結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)描述，并通過(guò)舉例對(duì)本發(fā)明的原理給予闡述，以使本發(fā)明的其他方面和優(yōu)點(diǎn)變得清楚明白。


通過(guò)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明將很容易被理解。圖IA-F示出了依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的幾種蜂巢結(jié)構(gòu)。圖2A示出了組裝依照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的蜂巢結(jié)構(gòu)的過(guò)程。圖2B示出了利用多個(gè)預(yù)制的波浪形薄片組裝依照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的蜂巢結(jié)構(gòu)的過(guò)程。圖2C示出了依照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的帶有附加加強(qiáng)片的蜂巢結(jié)構(gòu)。圖3示出了組裝依照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的帶有其中形成有三維空間的蜂巢結(jié)構(gòu)的過(guò)程。圖4A-4D示出了組裝依照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的帶有其中形成有三維空間的蜂巢結(jié)構(gòu)的組合過(guò)程圖5A示出了解釋形成根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的蜂巢結(jié)構(gòu)所執(zhí)行的方法步驟的流程圖。圖5B示出了解釋在確定依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例蜂巢結(jié)構(gòu)中每一片二維薄片相應(yīng)形狀時(shí)所執(zhí)行的方法步驟的流程圖。圖6示出了依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的蜂巢組件。圖7示出了依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的外套。圖8示出了依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的包裝系統(tǒng)。圖9示出了具有多個(gè)依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的蜂巢組件的包裝系統(tǒng)。圖10示出了依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的蜂巢結(jié)構(gòu)的形成系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將描述幾種應(yīng)用多個(gè)預(yù)制的二維片材制作具有預(yù)期整體形狀的蜂巢結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)、方法和裝置的實(shí)施例。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見的是，本發(fā)明在缺少部分或者全部以下闡明的具體細(xì)節(jié)的情況下也可以實(shí)施。本發(fā)明所述的應(yīng)用多個(gè)預(yù)制的二維片材制作具有預(yù)期整體形狀的蜂巢結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)、方法和裝置還包括連接所述二維片材，并將所述二維片材展開以形成預(yù)期的三維蜂巢支撐結(jié)構(gòu)。圖IA-F示出了幾種依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的蜂巢結(jié)構(gòu)100，110，120。蜂巢結(jié)構(gòu)100、110、120包括多個(gè)連接在一起且具有開口端的單元101、111、121。每個(gè)單元 101、111、121可具有任何預(yù)期的形狀和大小(四邊形101、六邊形、圓形111、橢圓形、矩形 121...)。蜂巢結(jié)構(gòu)100、110、120可以由任何預(yù)期的材料制成(紙、金屬、塑料、合成物、木頭以及任何類似的合適的片狀產(chǎn)品及其組合)。圖2A示出了組裝依照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的蜂巢結(jié)構(gòu)100的過(guò)程。蜂巢結(jié)構(gòu)100通過(guò)將多層預(yù)期材料的薄片102A-102J相互堆集成堆而形成。層疊中的每片薄片 102A-102J均沿著相互間隔且平行的多條連接線103A-與其上面的薄片相連接。每一薄片102A-102J —側(cè)的連接線103A-J對(duì)齊在同一薄片的另一側(cè)上的連接線 103A-J之間。舉例來(lái)說(shuō)，薄片102D上的連接線103D大致位于薄片102E上的連接線103E 之間和薄片102C上的連接線103C之間的中間。所示由薄片102A-102J連接而成的層疊100'為平板型。然后平板層疊100'向 104A和104B的方向展開，擴(kuò)張形成蜂巢結(jié)構(gòu)100。注意，相應(yīng)的薄片102A-J上各平行的連接線103A-J之間的距離決定蜂巢結(jié)構(gòu)單元101的大小(如寬度和/或直徑)。薄片102A-102J可由相同或不同的材料形成。舉例來(lái)說(shuō)，薄片102A可以是具有第一厚度的紙片，同時(shí)102B可以是具有第二厚度的紙片。薄片102B的第二厚度比薄片第一厚度更大。同樣地，薄片102A可以由紙片形成，而薄片102B可以由塑料片或鋁片或復(fù)合材料或其他合適的材料及其組合物的薄片組成。圖2B示出了利用多個(gè)預(yù)制的波形薄片102A' -102C制成依照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例蜂巢結(jié)構(gòu)100的組裝過(guò)程。蜂巢結(jié)構(gòu)100通過(guò)堆疊多個(gè)薄片102A' -102C形成。 每一薄片102A' -102C均具有基本均勻地重復(fù)的波形。該基本均勻重復(fù)的波形具有相應(yīng)的波峰107A-C和波谷108A-C。波形薄片102A' -102C被堆疊成底層薄片的波峰與其相鄰的上層薄片的波谷對(duì)齊。舉例來(lái)說(shuō)，薄片102B'的波峰107B與薄片102A'的波谷108A相對(duì)齊。同樣地，薄片 102C的波峰107C與薄片102B'的波谷108B相對(duì)齊，薄片102A' -C通過(guò)將波峰107A-C連接至下一相鄰薄片的波谷108A-C而連接起來(lái)并形成蜂巢結(jié)構(gòu)100。蜂巢結(jié)構(gòu)具有很高的強(qiáng)度重量比。蜂巢結(jié)構(gòu)可以具有很高的剛度和抗沖擊彈性， 即使其組成材料(如形成薄片102A-102J的材料)本身并不強(qiáng)或不堅(jiān)固。蜂巢結(jié)構(gòu)的剛度因結(jié)構(gòu)的方向而不同。在平行于每個(gè)單元101的側(cè)壁方向上最堅(jiān)固。圖2C示出了帶有附加加強(qiáng)片210的依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的蜂巢結(jié)構(gòu) 100。蜂巢結(jié)構(gòu)100通過(guò)在單元101的一面或雙面開口端附加支撐片材變得更加堅(jiān)固。支撐片210增強(qiáng)了蜂巢結(jié)構(gòu)100的平行于每個(gè)單元101的側(cè)壁方向外的其他方向上的剛度。
具體而言，支撐片210增強(qiáng)了蜂巢結(jié)構(gòu)100平行于支撐片210方向上的剛度。附加在蜂巢結(jié)構(gòu)100的蜂巢單元101開口端的支撐片210，使得蜂巢結(jié)構(gòu)在每一單元墻面方向具有更高的剛度。支撐片210可以應(yīng)用與連接薄片102A-C的相同或不同的連接方法連接至單元101 的一面或雙面。支撐片210可以是與薄片102A-C相同或不同的材料。舉例來(lái)說(shuō)，支撐片 210可以與薄片102A-C的材料相同但更重(也即更厚)?；蛘撸纹?10可以由塑料、金屬、合成物或其他適當(dāng)?shù)牟牧匣蚱浣M合組成，同時(shí)薄片102A-C可以是紙片或木制品。圖3示出了帶有形成于其中的三維空間305的依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例蜂巢結(jié)構(gòu)300的組裝過(guò)程。形成蜂巢結(jié)構(gòu)300的每一個(gè)單獨(dú)薄片302A-J的二維形狀和大小均可調(diào)整，以制作具有任何預(yù)期整體形狀的蜂巢結(jié)構(gòu)。蜂巢結(jié)構(gòu)300的整體形狀可以是復(fù)合和非矩形的。每一片薄片302A-J均有相應(yīng)的切口 304A-J。切口 304A-J對(duì)應(yīng)于預(yù)期的形狀，在該實(shí)施例中是瓶子狀。當(dāng)擴(kuò)展成三維形狀時(shí)就形成了蜂巢結(jié)構(gòu)300中的三維空間305。應(yīng)該理解，切口 304A-J的具體形狀對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的薄片為形成預(yù)期的三維空間305所具有的角位。結(jié)果，當(dāng)薄片302A-J處于二維狀態(tài)時(shí)，圓形空間的切口形狀可能具有橢圓或其他的形狀。圖4A-4D示出了組裝帶有形成于其中的三維空間405的依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例蜂巢結(jié)構(gòu)400的過(guò)程。具體而言，三維空間405是半球體。薄片402B-I上具有相應(yīng)的切口 404B-404I。圖4B-D示出了對(duì)應(yīng)的球體410，其帶兩個(gè)蜂巢結(jié)構(gòu)400。圖5A示出了闡明了為形成依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例蜂巢結(jié)構(gòu)200，300，400 而實(shí)施的方法步驟500的流程圖。所示步驟僅為舉例，應(yīng)當(dāng)理解，一些步驟可以有次步驟， 同時(shí)在另外一些實(shí)例中，其中所描述的某些步驟并沒有包括在所示步驟中。還應(yīng)當(dāng)理解，所示步驟的部分或全部可以作為能夠通過(guò)適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)得以執(zhí)行的邏輯步驟得以執(zhí)行(例如用軟件或硬件或其結(jié)合得以執(zhí)行)?？紤]到這一點(diǎn)，以下描述方法和步驟500包括在蜂巢結(jié)構(gòu)300、400內(nèi)創(chuàng)建具有選定的三維形狀或空間305、405，還包括確定組成蜂巢結(jié)構(gòu)300、400 的薄片302A-J、402A-J的具體形狀和大小。在步驟505中，選擇在蜂巢結(jié)構(gòu)300、400內(nèi)形成的三維形狀或空間305、405。在步驟510中，確定蜂巢結(jié)構(gòu)300、400中的每一片二維薄片所對(duì)應(yīng)的形狀。在步驟515中，形成在蜂巢結(jié)構(gòu)300、400中的具有相應(yīng)形狀的每一片二維薄片 302A-J，402A-J。舉例來(lái)說(shuō)，將任一薄片302A-J，402A-J形成相應(yīng)的形狀可包括形成如圖3 和圖4A所示的切口 304A-J，404B-I。在步驟520中，將成形的二維薄片302A-J，402A-J堆疊在一起。在步驟525中，沿著成形連接線303A-J，403A-J將每一薄片302A-J，402A-J相互堆疊地連接至其上面的相鄰薄片。 在步驟530中，沿著104A、104B的方向?qū)⒍S薄片302A-J，402A-J的堆疊展開，形成具有選定的三維空間305、405的蜂巢結(jié)構(gòu)300、400。 圖5B所示流程圖示出了在確定依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例蜂巢結(jié)構(gòu)300，400 中每片二維薄片302A-J，402A-J相應(yīng)形狀時(shí)執(zhí)行的方法步驟550。此處所述步驟僅為舉例， 應(yīng)當(dāng)明白，其中的一些步驟可以具有次步驟，而本文所述的某些步驟可能并不屬于圖示的步驟。還應(yīng)當(dāng)明白，圖示步驟的一部分或全部可以作為邏輯運(yùn)算得以實(shí)現(xiàn)(例如在軟件或硬件或其結(jié)合中得以實(shí)現(xiàn))，其能夠通過(guò)適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)得以執(zhí)行。以下將在此前提下描述該方法和步驟550。在步驟552中，選擇蜂巢結(jié)構(gòu)300、400的連接線103A-J之間的間距。在步驟553 中，選擇形成蜂巢結(jié)構(gòu)300、400的薄片302A-J，402A-J的數(shù)量。連接線103A-J之間的間距和薄片302A-J，402A-J的數(shù)量決定了蜂巢單元101預(yù)期的大小和密度。在步驟5M中，建立展開的蜂巢結(jié)構(gòu)300、400的三維長(zhǎng)方體蜂巢模型。蜂巢模型足夠大到完全包含展開的蜂巢結(jié)構(gòu)300、400。蜂巢模型具有第一三維坐標(biāo)系(如X、Y和Z位面)。第一坐標(biāo)系示出了展開的蜂巢結(jié)構(gòu)300、400中每一薄片302A-J，402A-J的表面。該第一坐標(biāo)系是參照在已展開的蜂巢結(jié)構(gòu)300、400的內(nèi)部或表面的一個(gè)選擇點(diǎn)作為原點(diǎn)進(jìn)行定義的。當(dāng)垂直蜂巢單元101觀察時(shí)，薄片302A-J，402A-J大致呈正弦曲線圖案。如上所述，每一薄片302A-J、402A-J沿著各條連接線103A-J交替地與相鄰的兩片薄片相連接。在步驟556中，選擇薄片302A-J、402A-J中的第一薄片。在步驟558中，對(duì)所選薄片302A-J、402A-J進(jìn)行分析以確定第二坐標(biāo)系。第二坐標(biāo)系是被包含在所選薄片內(nèi)的第一坐標(biāo)系的子集。在步驟562中，將每一個(gè)第二坐標(biāo)系均轉(zhuǎn)化為第三坐標(biāo)系，每一個(gè)第三坐標(biāo)系都是在所選薄片302A-J，402A-J上的相應(yīng)的二維坐標(biāo)系。所選薄片302A-J，402A-J上的相應(yīng)的二位坐標(biāo)系是相對(duì)于所選薄片上的一個(gè)點(diǎn)來(lái)確定(如，在所選薄片的一個(gè)邊角上或中央位置或一條邊緣的中心點(diǎn)上。在步驟566中，對(duì)其余薄片302A-J、402A-J重復(fù)步驟556-562。這將第二坐標(biāo)系的每個(gè)位置轉(zhuǎn)化成第三坐標(biāo)系中的對(duì)應(yīng)的位置，該第三坐標(biāo)系作為在薄片302A-J、402A-J 相應(yīng)一片上的二維坐標(biāo)。在步驟568中，創(chuàng)立三維空間305、405的三維空間模型。該空間模型是三維坐標(biāo)的數(shù)學(xué)函數(shù)。該三維空間模型可以包含一條或多條曲線、復(fù)合曲線或直邊。 舉例來(lái)說(shuō)，三維空間模型可以包含簡(jiǎn)單的幾何形狀(如椎體、立方體、長(zhǎng)方體、圓柱體、球體或結(jié)合了一個(gè)或多個(gè)結(jié)合形狀或復(fù)合曲線的復(fù)合形狀)。如果輸入的坐標(biāo)值包含在三維空間305、405之間，則數(shù)學(xué)函數(shù)輸出第一個(gè)值，如果輸入的坐標(biāo)值不包含在三維空間305、405 之間(即在范圍之外)，則數(shù)學(xué)函數(shù)輸出第二個(gè)值。在步驟570中，第一坐標(biāo)系的每一坐標(biāo)均被輸入至空間模型中，以確定數(shù)學(xué)函數(shù)對(duì)應(yīng)的第一個(gè)值或第二個(gè)值。記錄每一個(gè)第一坐標(biāo)系的第一個(gè)值或第二個(gè)值。在步驟574 中，將第一坐標(biāo)系的每一坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的第一個(gè)值或第二個(gè)值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的第三坐標(biāo)系值。在步驟576中，確定第三坐標(biāo)系中具有第一個(gè)值的部分(如包含在三維空間305、 405中的部分)。在步驟578中，通過(guò)在各片薄片302A-J、402A-J上標(biāo)畫出已確定的第三坐標(biāo)部分以確定切口 304A-J、404B-I。此處介紹的系統(tǒng)、方法和裝置具有更高的材料利用率，并可比傳統(tǒng)方法形成更精確的三維空間305、405。蜂巢結(jié)構(gòu)內(nèi)的單元101的方向可變化。舉例來(lái)說(shuō)，可以將蜂巢單元 101的開口端向瓶狀空間305的圓形端部(圖3中未示出)對(duì)齊來(lái)創(chuàng)建瓶狀空間305?；蛘?，如圖3所示，可以使蜂巢單元101的開口端基本垂直于瓶狀空間305的側(cè)邊來(lái)創(chuàng)建瓶狀空間305?；蛘撸ㄟ^(guò)將蜂巢單元單元101的開口端與瓶狀空間305的側(cè)邊成一選定角度
8(0-90度)來(lái)創(chuàng)建瓶狀空間305。因?yàn)榉涑步Y(jié)構(gòu)200、300、400的剛度隨著蜂巢單元101的方向而變化，可以形成具有復(fù)合形狀的蜂巢結(jié)構(gòu)，該蜂巢結(jié)構(gòu)在一個(gè)或多個(gè)預(yù)期的方向上具有最大剛度。蜂巢結(jié)構(gòu)200、300、400的剛度隨著結(jié)構(gòu)內(nèi)單個(gè)單元101的大小(如寬度和/或直徑)的減小而增大。蜂巢結(jié)構(gòu)200、300、400內(nèi)的單元大小與每片薄片102A-J、302A-J和 402A-J上的連接線103A-J之間的距離大小相關(guān)。由于蜂巢結(jié)構(gòu)200、300、400的高強(qiáng)度重量比，以及結(jié)構(gòu)的剛度可針對(duì)具體的應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行選擇，具有復(fù)合形狀的蜂巢結(jié)構(gòu)具有廣泛的用途。舉例來(lái)說(shuō)，具有復(fù)合形狀的蜂巢結(jié)構(gòu)可用做保護(hù)復(fù)雜形狀的物品不受沖擊的精密包裝；包裝藝術(shù)品(如雕像)的復(fù)合結(jié)構(gòu)、 價(jià)廉的外觀三維原型制作、車輛或建筑的支撐結(jié)構(gòu)、填充空隙的結(jié)構(gòu)，以及其他結(jié)構(gòu)。圖6示出了依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的蜂巢裝組件600。蜂巢裝組件600包括上文所述的蜂巢結(jié)構(gòu)300和可展開的外殼610。蜂巢結(jié)構(gòu)300包含形成在其中的三維空間605?？烧归_的外殼610提供類似于加強(qiáng)片210的附加的支撐和加強(qiáng)?？烧归_的外殼610包含第一端面602A和與第一端面相對(duì)的第二端面602B。可展開的外殼610包含至少一個(gè)側(cè)面(如第一側(cè)面612A)。也可以包含圖示與第一側(cè)面相對(duì)的第二側(cè)面612B?？烧归_的外殼610可以包含可選擇的第三側(cè)面614A和與第三側(cè)面相對(duì)的可選擇的第四側(cè)面614B。側(cè)面612A、612B和可選擇的側(cè)面614A、614B包含相應(yīng)的折痕 612A' ,612B' 、614A' ,614B'?？烧归_的外殼610的第一端面602A可以連接至蜂巢結(jié)構(gòu)300的第一薄片302A。 可展開的外殼610的第一端面602A可以是蜂巢結(jié)構(gòu)300的第一薄片302A?？烧归_的外殼610的第二端面602B可以連接至蜂巢結(jié)構(gòu)300的第一薄片302J。 可展開的外殼610的第二端面602A可以是蜂巢結(jié)構(gòu)300的底部薄片302J。分別沿著620A，620B，622A，622B的方向，向蜂巢結(jié)構(gòu)300移動(dòng)相應(yīng)的折痕612A'、 612B'、614A'、614B'，使第一端面602A和第二端面602B分開并使蜂巢結(jié)構(gòu)300展開?？稍O(shè)的固定件630可以固定到側(cè)面612A、612B、614A、614B中的一個(gè)或多個(gè)，以保持蜂巢結(jié)構(gòu) 300處于展開狀態(tài)?？蛇x擇的固定件630可以是膠帶或阻力板或其他合適的固定件?？蛇x擇的固定件630可以完全環(huán)繞在展開的外殼610上，以保持蜂巢結(jié)構(gòu)300處于展開狀態(tài)。圖7示出了依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的外套700。外套700是具有一個(gè)開口側(cè)面的六面盒子。外套700是可折疊的，因?yàn)閭?cè)面702A-C上有相應(yīng)的折痕704A-C。沿著 706A的方向擠壓側(cè)面702A，同時(shí)沿著706B的方向擠壓側(cè)面702B，就形成了展開的外套。圖8示出了依照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的包裝系統(tǒng)800。包裝系統(tǒng)800包含蜂巢裝組件600和外套700。類似于可選擇的固定件630，外套700保持蜂巢裝組件600的可展開的外殼610處于展開狀態(tài)。包裝系統(tǒng)800也可以包含一個(gè)或多個(gè)插入件802。插入件802可以包含附加的緩沖墊804以保護(hù)包裝在三維空間605中的物品。插入件802可以成形為與三維空間605的開口相適應(yīng)，以便使插入件802可以與三維空間605的開口形成互鎖。圖9示出了具有多個(gè)依照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的蜂巢裝組件600的包裝系統(tǒng)900。包裝系統(tǒng)900包含多個(gè)蜂巢組件600和更大的外套900。類似于包裝系統(tǒng)800，更大的外套900能夠保持多個(gè)蜂巢裝組件600處于展開狀體。
圖10示出了用于形成依照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的蜂巢結(jié)構(gòu)200、300、400 的系統(tǒng)1000。系統(tǒng)1000包含能夠沿著表面輸送片材1004的片材輸送系統(tǒng)1002。例如，片材輸送系統(tǒng)1002可以是傳送帶或其等同物，或者其他合適的片材輸送系統(tǒng)。系統(tǒng)1000還包含切割系統(tǒng)1006。切割系統(tǒng)1006將片材1004切割成具有選定大小和形狀的薄片102A-J、302A-J、402A-J。系統(tǒng)1000還包含粘合劑施加系統(tǒng)1008。粘合劑施加系統(tǒng)1008沿著平行的連接線 A-J將粘合劑施加于薄片102A-J、302A-J、402A-J上。系統(tǒng)1000還包含堆疊機(jī)1010。堆疊機(jī)將薄片102A-J、302A-J、402A_J堆疊成層疊，每一個(gè)層疊均包含為形成預(yù)期的蜂巢結(jié)構(gòu)所需的薄片。包含形成蜂巢結(jié)構(gòu)200、300、400所需的所有薄片102A-J、302A-J、402A_J的層疊形成后，該層疊轉(zhuǎn)移至成形機(jī)1014。成形機(jī)1014通過(guò)多種方法展開層疊1012而形成蜂巢結(jié)構(gòu) 200、300、400。系統(tǒng)1000還包含控制器1020?？刂破?020用于操作系統(tǒng)1000的運(yùn)行軟件1022。 控制器1020與部件1002、1006、1008、1010和1014相連接，以控制各部件的操作。運(yùn)行軟件1022包含控制部件1002、1006、1008、1010和1014的操作指令。運(yùn)行軟件1022可以包含呈機(jī)器可讀并可執(zhí)行的代碼形式的上述的方法和步驟500、550，以自動(dòng)地將已選擇的薄片102A-J、302A-J、402A-J裁剪成所選擇的形成蜂巢結(jié)構(gòu)所需的形狀。運(yùn)行軟件1022還可以包含用于沿著預(yù)期的連接線連接薄片102A-J、302A-J、402A-J并形成蜂巢結(jié)構(gòu)200、300、 400的軟件。系統(tǒng)1000還可以包含形成作為蜂巢結(jié)構(gòu)200、300、400部件的可展開外殼610的
子系統(tǒng)。系統(tǒng)1000還可以包含用于形成上述外套700的子系統(tǒng)。本發(fā)明可以利用其他的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置得以實(shí)現(xiàn)，包含手持裝置、微處理器系統(tǒng)、 基于微處理器的或可編程用戶電子設(shè)備、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等等。本發(fā)明也可以通過(guò)分布式處理環(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)，該分布式處理環(huán)境通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接的遠(yuǎn)程處理裝置執(zhí)行任務(wù)?？紤]到上述實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以采用多種涉及儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里的數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)執(zhí)行步驟。這些步驟是那些需要對(duì)物理量進(jìn)行物理操控的步驟。通常地，盡管不是必要的，這些量表現(xiàn)為可以被儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移、組合、比較和以其他方式進(jìn)行操控的電信號(hào)或磁信號(hào)。此外，所實(shí)施的操控表達(dá)為一些術(shù)語(yǔ)，如生產(chǎn)、識(shí)別、確定或比較。此處所述的組成本發(fā)明部分的任何運(yùn)行步驟都是有效的機(jī)器運(yùn)行步驟。本發(fā)明還涉及執(zhí)行這些運(yùn)行步驟的設(shè)備或裝置。該裝置可以為所需目的而特別創(chuàng)建，如特殊用途計(jì)算機(jī)。當(dāng)被定義為特殊用途計(jì)算機(jī)，除了能夠執(zhí)行特殊目的的步驟，該計(jì)算機(jī)還可以執(zhí)行非特殊目的的其他的加工、程序執(zhí)行或常規(guī)程序。或者，運(yùn)行步驟可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存、存儲(chǔ)器或從網(wǎng)絡(luò)上獲得的計(jì)算機(jī)程序選擇性地促動(dòng)或配置的通用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)施。當(dāng)數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得時(shí)，該數(shù)據(jù)可能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，如計(jì)算機(jī)資源群。本發(fā)明的實(shí)施例還可以被定義為將數(shù)據(jù)從一種狀態(tài)變換到另一種狀態(tài)的機(jī)器。變換的數(shù)據(jù)可以被保存至存儲(chǔ)器，然后通過(guò)處理器進(jìn)行處理。處理器因此將數(shù)據(jù)從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。此外，該方法還可通過(guò)連接至網(wǎng)絡(luò)的一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器或處理器得以實(shí)施。每臺(tái)機(jī)器都能將數(shù)據(jù)從一種狀態(tài)變換到另一種狀態(tài)，或從一形式變換到另一形式，同時(shí)還可以處理數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)器、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)、顯示結(jié)果或與另一臺(tái)機(jī)器交換結(jié)^ ο本發(fā)明還可以表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可讀代碼和/或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的邏輯運(yùn)算。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是任何能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并在其后該數(shù)據(jù)能被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的例子包含硬盤裝置、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)器、邏輯、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、光盤驅(qū)動(dòng)器、可記錄光盤驅(qū)動(dòng)器、可刻錄光盤、磁帶，以及其他光學(xué)和非光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可以通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分配，因此計(jì)算機(jī)可讀代碼以分布式方式存儲(chǔ)和執(zhí)行。還應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，上圖步驟所表示的指令并不需要按所示順序進(jìn)行執(zhí)行，也不是所示步驟所表示的全部過(guò)程均為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所必需。此外，任何一個(gè)以上附圖所描述的過(guò)程還可以通過(guò)在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器或硬盤驅(qū)動(dòng)器中的任何一個(gè)或其組合中的軟件進(jìn)行執(zhí)行。盡管為清楚理解的目的已對(duì)前述發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，很顯然，可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出一些改變和變更。因此，本實(shí)施例被認(rèn)為是示例性而不是限制性的， 并且發(fā)明不受限于本文所給出的細(xì)節(jié)，而可在所附權(quán)利要求及其等同方式的范圍內(nèi)做出變更。
權(quán)利要求
1.形成蜂巢結(jié)構(gòu)的方法，包括 選擇預(yù)期的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀；將多片二維薄片成形為與所選擇的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)應(yīng)的預(yù)期的二維形狀；堆疊所述多片二維薄片；沿著相應(yīng)的連接線連接所述多片二維薄片；和展開所述多片薄片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述選擇預(yù)期的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀包括選擇蜂巢結(jié)構(gòu)的密度，所述選擇蜂巢結(jié)構(gòu)的密度包括從所述多片二維薄片中選擇一部分薄片以及選擇所述多片二維薄片中每一片上的相應(yīng)的連接線之間的間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述選擇預(yù)期的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀包括選擇蜂巢結(jié)構(gòu)的方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述將多片二維薄片成形為預(yù)期的二維形狀包括創(chuàng)建包含第一坐標(biāo)系的三維蜂巢結(jié)構(gòu)模型； 選擇三維蜂巢結(jié)構(gòu)模型中的薄片；確定所選薄片上的第二坐標(biāo)系，該第二坐標(biāo)系為第一坐標(biāo)系的子集；轉(zhuǎn)換第二坐標(biāo)系至第三坐標(biāo)系，該第三坐標(biāo)系與所選薄片上的一選擇的點(diǎn)有關(guān)；建立蜂巢結(jié)構(gòu)中的三維空間的空間模型；確定包含在所述空間模型中的第三坐標(biāo)系的一部分，以及確定所選薄片中的切口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，所述三維空間模型是形成于蜂巢結(jié)構(gòu)內(nèi)部的空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，所述三維空間模型包括曲線、復(fù)合曲線和直邊中的至少一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，還包括將加強(qiáng)片附加于蜂巢結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，還包括將可展開的外殼附加于蜂巢結(jié)構(gòu)的頂部薄片和底部薄片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征是，所述可展開的外殼包括至少一個(gè)側(cè)面，該至少一個(gè)側(cè)面上具有折痕。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征是，展開所述多片薄片包括朝著蜂巢結(jié)構(gòu)移動(dòng)可展開外殼的所述至少一個(gè)側(cè)面上的折痕的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征是，還包括固定可展開外殼的所述至少一個(gè)側(cè)面以使蜂巢結(jié)構(gòu)保持在展開狀態(tài)的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征是，所述固定可展開外殼的所述至少一個(gè)側(cè)面的步驟包括在蜂巢結(jié)構(gòu)上安置一個(gè)外套。
13.形成蜂巢結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，包括用于將多片大致呈二維構(gòu)型的薄片成形為與選定的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)應(yīng)的預(yù)期的二維形狀的成形系統(tǒng)；用于沿著相應(yīng)的連接線連接所述多片大致呈二維構(gòu)型的薄片的粘合劑施加系統(tǒng)；以及用于展開多片薄片的造型系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征是，還包括控制器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征是，還包括 用于建立包含第一坐標(biāo)系的三維蜂巢模型的邏輯； 用于在所述三維蜂巢模型中選擇薄片的邏輯；用于確定在所選薄片中的第二坐標(biāo)系的邏輯，該第二坐標(biāo)系為第一坐標(biāo)系的子集； 用于將所述第二坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換成第三坐標(biāo)系的邏輯，該第三坐標(biāo)系與所選薄片中的一選擇點(diǎn)相關(guān)；用于創(chuàng)建蜂巢結(jié)構(gòu)中的三維空間的空間模型的邏輯； 用于確認(rèn)包含在空間模型中的第三坐標(biāo)系的一部分的邏輯，以及用于確定所選薄片中的切口的邏輯。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征是，還包括用于選擇蜂巢結(jié)構(gòu)預(yù)期形狀的邏輯，該邏輯包括用于選擇蜂巢結(jié)構(gòu)密度的邏輯、用于從多片二維薄片中選擇二維薄片的邏輯，以及用于選擇所述多片二維薄片中每一片上的相應(yīng)的連接線之間的間隙的邏輯。
17.一種包裝系統(tǒng)，包括用于將多片大致呈二維構(gòu)型的薄片成形為與選定的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀相應(yīng)的預(yù)期的二維形狀的成形系統(tǒng)，該選定的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀相應(yīng)于該包裝系統(tǒng)的待支承物體；用于沿著相應(yīng)的連接線連接所述多片大致呈二維構(gòu)型的薄片的粘合劑施加系統(tǒng)，以及用于展開多片薄片的造型系統(tǒng)。
全文摘要
一種用于形成蜂巢結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)和方法，包括選擇預(yù)期的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀；將多片二維薄片成形為與所選擇的蜂巢結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)應(yīng)的預(yù)期的二維形狀；堆疊所述多片二維薄片；沿著相應(yīng)的連接線連接所述多片二維薄片；和展開多片薄片。
文檔編號(hào)B32B3/12GK102438817SQ201080018085
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者A·泰普, D·費(fèi)爾南德斯 申請(qǐng)人:斯派德帕克有限公司