專利名稱：三維柵格板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種三維柵格結(jié)構(gòu)或板。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種具有提高的硬度和/或強(qiáng)度的柵格結(jié)構(gòu)或板。
背景技術(shù)：
在民用領(lǐng)域，機(jī)械領(lǐng)域，航空領(lǐng)域和競(jìng)技場(chǎng)中，對(duì)在結(jié)構(gòu)上有效的結(jié)構(gòu)的研究正成為一種追求。有效的桁架結(jié)構(gòu)是具有高的強(qiáng)度與重量比和/或高的硬度與重量比的結(jié)構(gòu)。有效的桁架結(jié)構(gòu)也可以被描述為成本較低，容易制造和組裝，而且不會(huì)浪費(fèi)材料的結(jié)構(gòu)。
桁架是被設(shè)計(jì)用于支承負(fù)載、而且通常為固定的和完全受約束的結(jié)構(gòu)。它們由直部件組成，這些直部件在位于各個(gè)部件端部的接頭處相互連接。這些部件是二力部件，其受到的力是沿著部件指向的。二力部件可以只在部件中產(chǎn)生軸向力，例如拉力(張力)和壓力。桁架常常被用在橋梁和建筑物的結(jié)構(gòu)中。桁架被設(shè)計(jì)成可以支承作用在桁架平面上的負(fù)載。因此，桁架常常被作為二維結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理和分析。最簡(jiǎn)單的二維桁架由三個(gè)部件組成，這三個(gè)部件在其端部進(jìn)行結(jié)合從而形成一個(gè)三角形。通過(guò)相繼地將兩個(gè)部件加到這個(gè)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和新接頭，就可以獲得更大的結(jié)構(gòu)。
最簡(jiǎn)單的三維桁架由六個(gè)部件組成，這六個(gè)部件在其端部進(jìn)行結(jié)合從而形成四面體。通過(guò)相繼地將三個(gè)部件加到四面體和新接頭，就可以獲得更大的結(jié)構(gòu)。這個(gè)三維結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是空間桁架。
與桁架對(duì)立的框架也通常是固定而且完全受約束的結(jié)構(gòu)，只是具有至少一個(gè)多力部件，有一個(gè)力不是沿著部件進(jìn)行指向的。機(jī)構(gòu)是包含移動(dòng)部的結(jié)構(gòu)，并且被設(shè)計(jì)成可以傳輸和改變力。機(jī)構(gòu)，如框架，包含至少一個(gè)多力部件。多力部件可以不僅產(chǎn)生拉力和壓力，而且還會(huì)產(chǎn)生剪切和彎曲力。
傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)被限制到一維或兩維分析，以抵抗單一負(fù)載類型。例如，工字梁被優(yōu)化以抵抗彎曲，而且管被優(yōu)化以抵抗扭轉(zhuǎn)。將設(shè)計(jì)分析限制到兩維，可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程，但是忽視了復(fù)合負(fù)載。三維分析很困難，因?yàn)楦拍罨陀?jì)算三維負(fù)載和結(jié)構(gòu)就很困難。事實(shí)上，許多結(jié)構(gòu)必須能抵抗多個(gè)負(fù)載?，F(xiàn)在可以利用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)部件已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，而且提高了性能特征，例如增加了強(qiáng)度，增加了剛度，減少了重量，等。這種結(jié)構(gòu)在1999年7月13日出版的US專利5,921,048中進(jìn)行了描述。這種結(jié)構(gòu)可以包括兩個(gè)相互交迭的，偏置的，象管一樣的結(jié)構(gòu)。第一結(jié)構(gòu)可以包括至少兩個(gè)隔開(kāi)的螺旋構(gòu)件，和被連接到所述至少兩個(gè)螺旋構(gòu)件的至少一個(gè)反螺旋構(gòu)件。螺旋和反螺旋的構(gòu)件具有一個(gè)共同的縱向軸線，但是圍繞軸線的角定向相反。此外，各個(gè)螺旋和反螺旋構(gòu)件可以包括至少三個(gè)細(xì)長(zhǎng)直段，這些段以螺旋結(jié)構(gòu)剛性地首尾相連，從而繞著軸線形成一個(gè)單一的，完整的旋轉(zhuǎn)。這樣，螺旋和反螺旋構(gòu)件形成一第一三角形橫截面。在一個(gè)方面，這個(gè)結(jié)構(gòu)包括三個(gè)螺旋構(gòu)件和三個(gè)反螺旋構(gòu)件。此外，第二結(jié)構(gòu)可以包括旋轉(zhuǎn)螺旋構(gòu)件，和旋轉(zhuǎn)反螺旋構(gòu)件，這些構(gòu)件類似于上述螺旋和反螺旋構(gòu)件，但是相對(duì)于上述螺旋和反螺旋構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。這樣，旋轉(zhuǎn)螺旋和旋轉(zhuǎn)反螺旋構(gòu)件形成一第二三角形橫截面，這個(gè)橫截面相對(duì)于第一三角形橫截面旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)方面，這個(gè)結(jié)構(gòu)包括三個(gè)旋轉(zhuǎn)螺旋構(gòu)件和三個(gè)旋轉(zhuǎn)反螺旋構(gòu)件，總共有十二個(gè)螺旋構(gòu)件?？傊?，螺旋，反螺旋，旋轉(zhuǎn)螺旋，旋轉(zhuǎn)反螺旋構(gòu)件看起來(lái)是一個(gè)想象的管狀部件，當(dāng)沿著軸線看時(shí)，這個(gè)部件具有一個(gè)六角星形橫截面。各種螺旋構(gòu)件在外部節(jié)點(diǎn)和內(nèi)部節(jié)點(diǎn)處相交。這些構(gòu)件形成六個(gè)內(nèi)部和六個(gè)外部節(jié)點(diǎn)?？v向或軸向構(gòu)件可以平行于軸線延伸，并且與內(nèi)部和/或外部節(jié)點(diǎn)相交。
這種三維結(jié)構(gòu)顯示出可以大大保證用于各種用途，例如桁架，桿，柱等。但是因?yàn)榭傮w上呈圓形的結(jié)構(gòu)的原因，這種桁架或桿結(jié)構(gòu)可能很難用在其它結(jié)構(gòu)中。

發(fā)明內(nèi)容
人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，開(kāi)發(fā)一種具有較平和較薄的結(jié)構(gòu)而且硬度和強(qiáng)度得到提高的三維結(jié)構(gòu)或板是很有利的。
本發(fā)明提供了一種帶有一中間柵格的三維柵格板，這個(gè)中間柵格布置在兩個(gè)隔開(kāi)柵格之間并且與這兩個(gè)隔開(kāi)柵格互連。這兩個(gè)隔開(kāi)柵格各自包括(1)一第一多個(gè)隔開(kāi)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件；和(2)橫向(橫穿)于第一多個(gè)構(gòu)件定向并在節(jié)點(diǎn)處與第一多個(gè)構(gòu)件相交的一第二多個(gè)隔開(kāi)的細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件。中間柵格包括(1)各自構(gòu)件在兩個(gè)隔開(kāi)柵格的節(jié)點(diǎn)之間延伸的一第一多個(gè)中間構(gòu)件；和(2)橫向于第一多個(gè)中間構(gòu)件定向并在節(jié)點(diǎn)處與第一多個(gè)中間構(gòu)件相交的一第二多個(gè)中間構(gòu)件，各個(gè)第二多個(gè)中間構(gòu)件在兩個(gè)隔開(kāi)柵格的節(jié)點(diǎn)之間延伸。
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)較詳細(xì)的方面，兩個(gè)隔開(kāi)柵格和中間柵格的構(gòu)件可以包括在節(jié)點(diǎn)處相交的連續(xù)纖維繩。多個(gè)連續(xù)纖維繩可以以重復(fù)的幾何模式進(jìn)行布置，而這些繩在定位在柵格板外圍的節(jié)點(diǎn)處彼此交叉和連接。這些繩可以形成離散段，這些段沿著各自的繩與彼此相繼排列，并且在節(jié)點(diǎn)之間延伸。
從下面的結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述中，可以很清楚地看到本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，這些詳細(xì)描述只是作為例子來(lái)說(shuō)明本發(fā)明特征。


圖1a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的柵格板的透視圖；圖1b是圖1a中的柵格板的局部透視圖；圖1c是圖1a中的柵格板的俯視圖；圖1d是圖1a中的柵格板的正視圖；圖1e是圖1a中的柵格板的側(cè)視圖；圖1f是圖1a所示柵格板的分解圖；圖2a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的另一柵格板的透視圖；
圖2b是圖2a所示柵格板的分解圖；圖3a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的柵格板的透視圖；圖3b是圖3a所示柵格板的分解圖；圖4a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的柵格板的透視圖；圖4b是圖4a所示柵格板的分解圖；圖5a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的柵格板的透視圖；圖5b是圖5a所示柵格板的分解圖；圖6a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的柵格板的透視圖；圖6b是圖6a所示柵格板的俯視圖；圖6c是圖6a所示柵格板的分解圖；圖6d是圖6a中柵格板的局部透視圖，示出下部或左側(cè)柵格和中間柵格；圖7a是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)柵格板的透視圖；圖7b是圖7a所示柵格板的分解圖；圖8a是用于形成本發(fā)明柵格板的裝置和方法的示意圖；圖8b是用于形成本發(fā)明柵格板的裝置和方法的局部示意圖；圖8c是用于形成本發(fā)明柵格板的裝置和方法的局部示意圖；圖9a是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的另一柵格板的透視圖；和圖10是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的另一柵格板的透視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖中所示的示范實(shí)施例，并且在此使用具體的語(yǔ)言來(lái)描述該示范實(shí)施例。然而要理解的是，不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為本發(fā)明的范圍就由此受到限制。相關(guān)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員在看到該公開(kāi)說(shuō)明書后會(huì)想到，可以對(duì)這里所示的本發(fā)明特征進(jìn)行變更和其它修改，并且可以對(duì)這里所示的本發(fā)明原理進(jìn)行其它應(yīng)用，而且上述這些變更、修改和應(yīng)用被認(rèn)為落在本發(fā)明范圍中。
1999年7月13日出版的US專利5,921,048中描述了三維結(jié)構(gòu)的一些方面，該專利在此被引作參考。如圖1a-f所示，示出根據(jù)本發(fā)明的總體上用10表示的一三維柵格結(jié)構(gòu)或板。如上所述，已經(jīng)形成有其它桁架或桿結(jié)構(gòu)，這些桁架或桿結(jié)構(gòu)總體上呈管或桿狀形狀。本發(fā)明柵格板10具有一個(gè)較平的結(jié)構(gòu)，這種較平的結(jié)構(gòu)適合用在可能需要一平板結(jié)構(gòu)的情形中。這種平結(jié)構(gòu)在二緯(例如縱向和橫向)上較寬，而在第三緯(例如厚度)上較薄。在一個(gè)方面，如圖所示，柵格板10可以被布置在一平面層上。在另一個(gè)方面，柵格板10可以被布置在一個(gè)開(kāi)口的曲線或弧形層上。
柵格板10的結(jié)構(gòu)和幾何形狀可以以許多方式進(jìn)行描述。柵格板10可以包括多個(gè)元件或部件12，所述元件或部件是沿著柵格板10以重復(fù)模式進(jìn)行排列的。所述元件或部件12可以較直，而且可以結(jié)合在一起以在板上形成重復(fù)模式。柵格板10可以被概念化和被描述為多個(gè)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件20，這些細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件是沿著柵格板并且穿過(guò)柵格板延伸的。構(gòu)件20可以是細(xì)長(zhǎng)的，也可以延伸越過(guò)板10。構(gòu)件20可以是直的，或者，可以是來(lái)回的，如下所述。構(gòu)件可以被形成或被概念化為首尾相連的多個(gè)相繼部件12。構(gòu)件20相對(duì)于彼此可以有各種不同的角定向。此外，構(gòu)件20可以以具有類似定向的多組或多列構(gòu)件提供，在一個(gè)陣列中，各組構(gòu)件20彼此隔開(kāi)。此外，多組構(gòu)件20可以結(jié)合成柵格板的柵格或次柵格，而所述柵格包括多組具有不同定向的構(gòu)件，以便于來(lái)自一組的構(gòu)件20相交于和/或橫向于另一組的構(gòu)件20。各個(gè)構(gòu)件20也可以包括多個(gè)相繼的離散或直的段22，這些段以直和/或傾斜的結(jié)構(gòu)首尾相連。如下更加詳細(xì)描述的一樣，各個(gè)構(gòu)件20可以通過(guò)一條連續(xù)纖維的繩或線來(lái)形成，所述繩或線穿過(guò)并沿著柵格板延伸，而且在節(jié)點(diǎn)處與其它繩或線相交或連接，以形成剛度和強(qiáng)度提高，和重量減少的柵格板。
柵格板10可以包括兩個(gè)隔開(kāi)的柵格，例如第一和第二，左右，或下部和上部的柵格24和26，這些柵格是柵格板10的次柵格或者次結(jié)構(gòu)。兩個(gè)柵格24和26彼此隔開(kāi)，而且可以基本平行于彼此進(jìn)行定向。此外，兩個(gè)柵格24和26由構(gòu)件20形成，而且可以具有一個(gè)厚度，這個(gè)厚度由形成各個(gè)柵格24和26的構(gòu)件20或形成構(gòu)件的纖維線的厚度限定，或者基本等于該厚度。一個(gè)中間柵格28被布置在兩個(gè)隔開(kāi)柵格24和26之間且在其間延伸，并且將兩個(gè)柵格24和26接合或連接在一起。中間柵格28也部分地由構(gòu)件20形成，但是具有一個(gè)厚度，這個(gè)厚度是通過(guò)隔開(kāi)的柵格24和26之間的間隔或距離來(lái)限定的。柵格板10具有一個(gè)厚度，這個(gè)厚度基本小于柵格板10的寬度和高度，或者柵格板的寬度和長(zhǎng)度。這個(gè)厚度是越過(guò)兩個(gè)柵格24和26進(jìn)行測(cè)量，而寬度和高度(或長(zhǎng)度)是沿著兩個(gè)柵格進(jìn)行測(cè)量。
參考圖1f，第一或下部柵格24可以包括多個(gè)細(xì)長(zhǎng)而且隔開(kāi)的縱向構(gòu)件30，和多個(gè)細(xì)長(zhǎng)而且隔開(kāi)的橫向構(gòu)件34?？v向構(gòu)件30具有類似的定向，被布置在一個(gè)共同的層上，并且以隔開(kāi)關(guān)系進(jìn)行排列。同樣地，橫向構(gòu)件34具有類似的定向，被布置在一個(gè)共同的層上，并且以隔開(kāi)關(guān)系進(jìn)行排列?？v向構(gòu)件30和橫向構(gòu)件34橫向于彼此定向，以便于縱向和橫向構(gòu)件30和34可以在節(jié)點(diǎn)或主要節(jié)點(diǎn)36與彼此交叉或相交。第一柵格24的構(gòu)件30和34可以被布置在一個(gè)平面層上，而且可以正交于彼此定向，如圖所示。這樣，構(gòu)件30和34可以展示出方形或矩形形狀的輪廓。細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件30和34可以基本上是直的，如圖所示。
第二或上柵格26在許多方面與第一或下部柵格24類似，具有多個(gè)縱向構(gòu)件40，這些縱向構(gòu)件在節(jié)點(diǎn)36處與多個(gè)橫向構(gòu)件42相交或交叉，并且橫向于橫向構(gòu)件42定向。第一和第二柵格24和26可以相對(duì)于彼此偏置，或者各柵格的節(jié)點(diǎn)36相對(duì)于彼此偏置。這樣，第一柵格24的節(jié)點(diǎn)36被定位在第二柵格26的方形或矩形空間的對(duì)面，而第二柵格26的節(jié)點(diǎn)36類似地定位在第一柵格24的方形或矩形空間的對(duì)面。節(jié)點(diǎn)36可以被布置在柵格板10的周邊或外部周圍。
中間柵格28可以包括多個(gè)細(xì)長(zhǎng)的、隔開(kāi)的中間構(gòu)件，這些中間構(gòu)件包括一第一多個(gè)第一中間構(gòu)件46，和一第二多個(gè)第二中間構(gòu)件48。第一中間構(gòu)件46具有一個(gè)類似的定向，并且以隔開(kāi)關(guān)系排列。同樣地，第二中間構(gòu)件48具有一個(gè)類似定向，并且以隔開(kāi)關(guān)系排列。第一和第二中間構(gòu)件46和48橫向于彼此定向，以便于中間構(gòu)件46和48可以在節(jié)點(diǎn)36彼此交叉或相交。中間柵格28的中間構(gòu)件46和48可以正交于彼此定向，如圖所示。此外，中間構(gòu)件46和48可以在第一和第二柵格24和26之間來(lái)回延伸。中間構(gòu)件46可以包括相繼段，這些段在兩個(gè)柵格24和26之間來(lái)回交替，并且由此交替定向。由此，各個(gè)構(gòu)件30、34、46和48(或40、42、46和48)，或其部件12，可以展示出具有五個(gè)側(cè)面的金字塔形狀空間的輪廓，這五個(gè)側(cè)面包括四個(gè)三角形側(cè)面和一個(gè)方形或矩形側(cè)面。
如上所述，第一和笫二柵格24和26，或其節(jié)點(diǎn)36，可以相對(duì)于彼此偏置。這樣，中間構(gòu)件46和48在一個(gè)對(duì)角線上從一個(gè)柵格中的節(jié)點(diǎn)延伸到另一個(gè)柵格中的節(jié)點(diǎn)。中間構(gòu)件46和48對(duì)角地或橫向于柵格24和26延伸，并且延伸到縱向和橫向構(gòu)件30和34(和40和42)。雖然縱向和橫向構(gòu)件30和34可以沿著柵格板10縱向和橫向地延伸，但是中間構(gòu)件46和48既可以對(duì)角地越過(guò)柵格板10延伸，也可以穿過(guò)柵格板10的厚度來(lái)回延伸。
柵格板10限定了一個(gè)包含柵格板的層。同樣地，第一和第二柵格24和26，以及中間柵格28也限定了位于柵格板10的層之內(nèi)的多個(gè)層。第一和第二柵格24和26限定了第一和第二層。第一層由多個(gè)橫向和縱向構(gòu)件30和34限定，也包含這些橫向和縱向構(gòu)件。同樣地，第二層由多個(gè)橫向和縱向構(gòu)件40和42限定，也包含這些橫向和縱向構(gòu)件。第一和第二層的厚度等于構(gòu)件30，34，40和42，或纖維線的直徑。一中間層由對(duì)角構(gòu)件46和48限定，也包含這些對(duì)角構(gòu)件。第一和第二層相對(duì)于中間層來(lái)講，可以較薄，而中間層相對(duì)于第一和第二層來(lái)講，可以較厚。此外，這些層可以是平面的或者是扁平的，如圖所示。作為替換，這些層可以是彎曲的。
參考圖2a-b，圖中示出另一柵格板10b，這個(gè)柵格板在許多方面與上述柵格板相似。第一和第二隔開(kāi)柵格24b和26b另外還包括多個(gè)對(duì)角構(gòu)件，包括一第一多個(gè)第一對(duì)角構(gòu)件50和54(對(duì)于相應(yīng)的第一和第二柵格24a和24b而言)，和一第二多個(gè)第二對(duì)角構(gòu)件52和56(對(duì)于相應(yīng)的第一和第二柵格24a和24b而言)。笫一和第二對(duì)角構(gòu)件50和52，以及54和56既橫向于彼此，又橫向于縱向和橫向構(gòu)件30和32，以及40和42定向。第一和笫二對(duì)角構(gòu)件50和52，以及54和56在次要節(jié)點(diǎn)58處相交于彼此，并且在主要節(jié)點(diǎn)36處相交于縱向和橫向構(gòu)件30和32，以及40和42。
參考圖3a-b，圖中示出另一柵格板10c，這個(gè)柵格板在許多方面與上述柵格板相似。第一和第二隔開(kāi)柵格24c和26c各自包括不同的三組類似構(gòu)件，各組構(gòu)件相對(duì)于彼此具有不同的角定向，例如相對(duì)于彼此成60度角。第一柵格24c可以包括一第一組第一構(gòu)件60，一第二組第二構(gòu)件62，和一第三組第三構(gòu)件64。如上所述，各組構(gòu)件可以具有一個(gè)共同的定向和一個(gè)共同的平面，而且可以被排列成相對(duì)于彼此隔開(kāi)。第一，第二和第三構(gòu)件60，62，和64可以橫向于彼此，并且在節(jié)點(diǎn)36處彼此相交。這樣，這些構(gòu)件之間就形成三角形的空間。第二柵格26c類似地可以包括第一組第一構(gòu)件，第二組第二構(gòu)件，和第三組第三構(gòu)件66，68和70。這些隔開(kāi)的柵格24c和26c可以相對(duì)于彼此定位或定向成可以匹配，這與偏置是相反的，從而便于各個(gè)柵格的節(jié)點(diǎn)36與另一個(gè)柵格的節(jié)點(diǎn)對(duì)齊。
中間柵格28c也包括不同的三組類似構(gòu)件，即一第一組第一構(gòu)件72，一第二組第二構(gòu)件74，和一第三組第三構(gòu)件76。各組構(gòu)件可以具有類似的定向，而且以隔開(kāi)關(guān)系進(jìn)行排列。第一，第二和第三中間構(gòu)件72，74和76橫向于彼此定向，以便于中間構(gòu)件可以在節(jié)點(diǎn)36處彼此交叉或相交。如上所述，中間構(gòu)件可以在第一和第二柵格24c和26c之間來(lái)回延伸。這樣，各個(gè)構(gòu)件可以展示出具有七個(gè)側(cè)面的金字塔形狀空間的輪廓，這七個(gè)側(cè)面包括六個(gè)三角形側(cè)面和一個(gè)六邊形側(cè)面。
參考圖4a-b，圖中示出另一柵格板10d，這個(gè)柵格板在許多方面與上述柵格板相似。但是與如圖3a-b中所示柵格板10c不同的是，圖4a-b中的柵格板10d包括第一和第二隔開(kāi)的柵格24c和26c，這些柵格相對(duì)于彼此偏置，或者其節(jié)點(diǎn)相對(duì)于彼此偏置。此外，隔開(kāi)柵格24c和26c的偏置改變了中間柵格28d的結(jié)構(gòu)。中間柵格28d包括不同組的中間部件78，這些中間部件構(gòu)造成可以形成具有四個(gè)三角形側(cè)面的金字塔形狀空間。
參考圖5a-b，圖中示出另一柵格板10e，這個(gè)柵格板在許多方面與上述柵格板相似。第二或上部柵格26e包括不同組的對(duì)角部件80，其中，各組中的對(duì)角部件是隔開(kāi)的，但是具有不同間隔或處于不同距離上。例如，對(duì)角部件80之間的空間可以包括較大和較小的交替空間。
參考圖6a-d，圖中示出另一柵格板10f，這個(gè)柵格板在許多方面與上述柵格板相似。第一或下部柵格24f包括橫向和縱向構(gòu)件30和34，其中，橫向構(gòu)件34是隔開(kāi)的，但是具有不同間隔或處于不同距離上。例如橫向構(gòu)件34之間的空間可以包括較大和較小的交替空間。第一柵格24f可以包括對(duì)角構(gòu)件，如圖6c中所示。中間柵格28f可以包括中間構(gòu)件90，所述中間構(gòu)件90既(1)如上所述，橫向于第一和第二柵格之間的空間，又(2)在圖6d中如92所示沿著第一和第二柵格延伸。
參考圖7a-b，圖中示出另一柵格板10g，這個(gè)柵格板在許多方面與上述柵格板相似。第一或下部柵格24g可以包括對(duì)角構(gòu)件96，所述對(duì)角構(gòu)件是非線性的，或者不是直線的。對(duì)角構(gòu)件96可以包括相繼段，這些段相對(duì)于彼此具有交替的和不同的角定向。
在一個(gè)方面，第一和第二柵格可以具有類似的結(jié)構(gòu)，如圖1a-4b中所示。在另一個(gè)方面，第一和第二柵格可以具有不同的結(jié)構(gòu)，如圖5a-7b中所示。
各個(gè)構(gòu)件可以在柵格板中限定有一內(nèi)部空間，所述柵格板除了中間柵格的相交構(gòu)件以外，基本上是空的。作為替換，內(nèi)部空間可以充滿其它材料例如泡沫，以增加附加的結(jié)構(gòu)或功能特征給柵格板，例如熱或噪音的絕緣。此外，柵格自身可以在構(gòu)件之間限定一個(gè)內(nèi)部空間，這些空間基本上是空的。作為替換，這些內(nèi)部空間也可以充滿其它材料。此外，一外殼或板可以布置在第一和第二柵格中的一個(gè)或兩個(gè)上面。節(jié)點(diǎn)可以被設(shè)置在柵格板的周邊。節(jié)點(diǎn)可以是規(guī)則而且均勻地隔開(kāi)，或者可以不規(guī)則地隔開(kāi)。
雖然上面的柵格板已經(jīng)就其各個(gè)不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描述，但是要認(rèn)識(shí)到的是，其它結(jié)構(gòu)也是可以的，而且是處于本發(fā)明范圍中的。
如上所述，柵格板可以由復(fù)合材料形成，例如處于樹(shù)脂基體中的纖維。這些纖維優(yōu)選是連續(xù)的，而且可以是碳，玻璃，玄武巖，芳族聚酰胺，凱夫拉爾(Kevlar)，聚乙烯，尼龍，竹子，或其它天然或人造纖維。所述樹(shù)脂可以是任何類型，例如熱塑性樹(shù)脂如PCV，或者熱固性樹(shù)脂如環(huán)氧酯或乙烯基脂。柵格板的重復(fù)的幾何形狀可以由沿著柵格延伸的多個(gè)連續(xù)的纖維線或繩形成。柵格板的各個(gè)構(gòu)件可以包括多個(gè)連續(xù)纖維。纖維繩可以在節(jié)點(diǎn)處彼此交叉和連接。各個(gè)構(gòu)件的繩，線或纖維可以搓捻，卷繞，和/或編織在一起，以減少間隙，特別是相交點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)處的間隙。各個(gè)構(gòu)件可以由一組外部纖維形成，這些外部纖維卷繞或編織在內(nèi)部纖維的芯的周圍。例如，一編織套可以封裝一直的纖維或被搓捻的纖維的芯。
各個(gè)構(gòu)件的纖維在相交點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)上可以是相互交織的，或者相互交迭的。例如，縱向構(gòu)件的纖維可以穿過(guò)橫向構(gòu)件的纖維之間。當(dāng)然要理解的是，所有構(gòu)件的纖維可以穿過(guò)其它構(gòu)件的纖維之間，或者相交于其它構(gòu)件的纖維。例如，一個(gè)構(gòu)件的纖維可以在一條線或一根繩中與包圍這個(gè)構(gòu)件的另一個(gè)構(gòu)件的纖維保持在一起。此外，要理解的是，構(gòu)件可以只是穿過(guò)彼此，而不會(huì)相互交織，相互交迭，或者相交。但是，交迭或相交的纖維可以在纖維之間形成間隙。如前所述，這種間隙可以減少結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度如90％之多。要認(rèn)識(shí)到的是，柵格板的強(qiáng)度得自于作為捆的集合纖維的協(xié)同作用。這樣，隔離或分開(kāi)的纖維可能對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)造成有害的影響。因此，如上所述，纖維，繩或線可以被搓捻，卷繞，編織，或重疊編織在一起，以壓縮纖維，減少任何間隙，并且增加纖維和柵格板的強(qiáng)度。
此外，如上所述，各個(gè)構(gòu)件可以在處于一個(gè)地點(diǎn)或位置上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)處相交。要認(rèn)識(shí)到的是，多個(gè)纖維的相交可以產(chǎn)生一個(gè)大體積的節(jié)點(diǎn)，并且可以引起間隙。此外，多個(gè)纖維的相交可以在纖維中產(chǎn)生非線性，這種非線性也會(huì)降低它們的結(jié)構(gòu)性能。在一個(gè)方面，節(jié)點(diǎn)或相交點(diǎn)可以相對(duì)于彼此偏置。這樣，節(jié)點(diǎn)或相交點(diǎn)可以偏置或隔開(kāi)，從而形成緊密靠近彼此的一組不同的節(jié)點(diǎn)或相交點(diǎn)。這樣，一個(gè)節(jié)點(diǎn)或相交點(diǎn)可以被分成兩個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)或相交點(diǎn)，以減少相交點(diǎn)的體積，從而減少間隙。
在一個(gè)方面，柵格板可以構(gòu)造成具有沿著一個(gè)或多個(gè)方向的錐體。在另一個(gè)方面，柵格板可以構(gòu)造成具有一個(gè)弧形形狀，并且可以這樣被彎曲。位于一個(gè)側(cè)面上的節(jié)點(diǎn)可以被定位成比另一側(cè)上的節(jié)點(diǎn)更靠近在一起。同樣地，位于一個(gè)側(cè)面上的段可以比另一個(gè)側(cè)面上的段更長(zhǎng)。要認(rèn)識(shí)到的是，柵格板可以是非對(duì)稱的。
在另一個(gè)方面，柵格板可以具有錐形構(gòu)件。例如，縱向構(gòu)件可以成錐形。錐形構(gòu)件可以通過(guò)纖維繩或線形成，這些纖維繩或線在結(jié)構(gòu)的一端或一部分更厚而且強(qiáng)度更大，而在另一端或另一部分就更薄而且強(qiáng)度更小。繩或線中的這些纖維可以增加或減少以便形成錐體。
本發(fā)明的柵格板可以用一種被稱作張緊纖維布置或鑄造的方法，在自由空間中進(jìn)行制造或鑄造。這種方法涉及將一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)或交替的橫向纖維繩與一排張緊的縱向纖維交錯(cuò)在一起，從而形成一支承骨架，這個(gè)支承骨架適用于進(jìn)一步與處于變化定向上的其它纖維繩進(jìn)行交錯(cuò)，或?qū)⑻幱谧兓ㄏ蛏系钠渌w維繩卷繞在骨架上面。這些集合的，相互交織的纖維被涂有樹(shù)脂，并且在這個(gè)張緊的骨架結(jié)構(gòu)中進(jìn)行固化，從而形成一個(gè)具有非常高的負(fù)載能力和硬度但重量非常輕的堅(jiān)固結(jié)構(gòu)。
多個(gè)連續(xù)纖維可以繞著一個(gè)縱向軸線，沿著一個(gè)加工路徑從一個(gè)供給源中拉出。至少一些纖維可以沿相反方向卷繞在縱向軸線周圍，從而形成在節(jié)點(diǎn)處相交的各個(gè)構(gòu)件。這些纖維可以沿著加工路徑基本上只是在定位在選擇節(jié)點(diǎn)處的位置上進(jìn)行接合，而不是基本上與構(gòu)件接合。選擇節(jié)點(diǎn)可以被保持在縱向軸線外面的徑向上，從而在中間構(gòu)件中產(chǎn)生連續(xù)的離散段。選擇節(jié)點(diǎn)可以從構(gòu)件或板外面進(jìn)行接合。這樣，該結(jié)構(gòu)可以在沒(méi)有傳統(tǒng)內(nèi)部心軸的情況下來(lái)形成。
參考圖8a-c，示出一種裝置100和方法，這種裝置和方法適用于由連續(xù)纖維或纖維線150或繩制造這種柵格板。裝置100可以被構(gòu)造成能制造具有各種不同結(jié)構(gòu)的各種柵格板。
裝置100可以包括一個(gè)具有一加工路徑158的框架或底部支承部件，連續(xù)纖維150沿著該加工路徑被排列到柵格板10中。加工路徑158可以具有一個(gè)縱向軸線，這個(gè)縱向軸線與柵格板同心。連續(xù)纖維150和由此產(chǎn)生的柵格板10，通過(guò)裝置100的加工路徑158被拖出或拉出，如箭頭160所示。一拉出器可以通過(guò)加工路徑158拉出連續(xù)纖維150和/或柵格板10，并且將纖維150保持在一拉緊狀態(tài)。纖維150被布置在加工路徑158中，并且被拉緊，從而提供一個(gè)軸向支承結(jié)構(gòu)，這個(gè)軸向支承結(jié)構(gòu)形成一用于組裝柵格板10的操作骨架。這個(gè)骨架結(jié)構(gòu)使復(fù)雜開(kāi)放式結(jié)構(gòu)可以在不依靠被構(gòu)造成能支承一物體(柵格板)整個(gè)表面的傳統(tǒng)內(nèi)部心軸、模具或其它內(nèi)部成形裝置的情況下形成。多個(gè)纖維供給源162可以與框架或底部支承部件相連或相結(jié)合，從而提供連續(xù)纖維150。這樣，連續(xù)纖維150可以從纖維供給源162并且通過(guò)裝置100或加工路徑158被拖出。纖維供給源162可以包括中心供給線圈或外部供給卷筒，連續(xù)纖維150卷繞在這些線圈或卷筒周圍。有利于連續(xù)釋放張緊纖維的任何纖維源都可以在這個(gè)裝置中進(jìn)行利用。
裝置100對(duì)于每個(gè)構(gòu)件都可以包括一獨(dú)立的纖維供給源162。當(dāng)然要理解的是，這些纖維供給源162的數(shù)量取決于構(gòu)件的數(shù)量，構(gòu)件數(shù)量可以根據(jù)要制造的柵格板的結(jié)構(gòu)和尺寸變化。
此外，各個(gè)纖維供給源162可以提供多根纖維或線150，這些纖維或線一起被聚合在繩中，從而形成柵格板10的單獨(dú)構(gòu)件。例如，一單根線可以由幾千個(gè)單獨(dú)的纖維形成。來(lái)自各個(gè)纖維供給源162的多根纖維或線150可以被搓捻或旋轉(zhuǎn)在一起，可以被卷繞，編織，或者重疊編織在一起，從而形成繩。
一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)或位移元件可以與纖維供給源162和框架或底部支承部件154相連，以使纖維150或纖維供給源162繞著加工路徑158發(fā)生位移。位移元件可以沿相反方向卷繞連續(xù)纖維150，從而形成橫向?qū)菢?gòu)件。位移元件可以包括位于所述路徑上的軌道(track)，纖維供給源162沿著該路徑前進(jìn)。位移元件可以包括位移框架，纖維供給源162被結(jié)合到該框架，以便于當(dāng)位移框架發(fā)生位移時(shí)，纖維供給源也沿著所述路徑前進(jìn)。
例如，這多個(gè)纖維供給源可以包括靜止的纖維供給源，縱向構(gòu)件通過(guò)加工路徑從這些靜止的纖維供給源被拉直。其它纖維供給源可以相對(duì)于加工路徑來(lái)回延伸，從而形成橫向構(gòu)件。其它纖維供給源可以沿著路徑164來(lái)回延伸，從而形成中間構(gòu)件。因?yàn)橹虚g構(gòu)件橫向于彼此，所以路徑164可以包括穿過(guò)位置166，纖維供給源可以在這里穿過(guò)彼此。
一定向?qū)б考?68可以與框架或底部支承部件相連，并且被定位在纖維供給源162和加工路徑158之間，以從這些纖維供給源162接收連續(xù)纖維150，以將連續(xù)纖維150傾斜地重新定向?yàn)橐焕硐氲念A(yù)加工結(jié)構(gòu)。定向?qū)б考?68可以是一個(gè)環(huán)，這個(gè)環(huán)用于將纖維150從纖維供給源162引導(dǎo)到加工路徑158。預(yù)加工結(jié)構(gòu)代表纖維150沿著加工路徑158從供給源162到一個(gè)縱向受壓骨架結(jié)構(gòu)的重新定向。
一個(gè)中間支承元件或部件180可以被布置在加工路徑158上，并且與框架或底部支承部件相連。中間支承元件180可以包括多個(gè)接合部件184，這些接合部件被布置在加工路徑158周圍，以接合構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)36，并且使構(gòu)件節(jié)點(diǎn)指向外面并將其保持在外面。這樣，中間支承元件180和/或接合部件184在構(gòu)件中形成連續(xù)的離散或直的段22。中間支承元件180和/或接合部件184將纖維150支承在柵格板10的結(jié)構(gòu)中。如下面更加詳細(xì)的討論的一樣，當(dāng)纖維150通過(guò)加工路徑158被拖出時(shí)，接合部件184可以與柵格板10一起前進(jìn)。接合部件184和/或中間支承元件180也可以是一個(gè)拉出器或牽引部件，以通過(guò)加工路徑拉出纖維。中間支承元件180可以被布置在柵格板10周圍，而接合部件184從柵格板10外部與節(jié)點(diǎn)36接合，如圖所示。接合部件184可以包括鉤，槽口，或開(kāi)槽的頭部，纖維150卷繞在這些鉤、槽口或開(kāi)槽的頭部周圍。接合部件184和/或中間支承元件180形成一用于纖維的外部支承結(jié)構(gòu)，這與被構(gòu)造成能支承柵格板整個(gè)內(nèi)表面的一傳統(tǒng)內(nèi)部心軸相反。
接合部件184可基本僅在節(jié)點(diǎn)處接合或接觸柵格板。接合或接觸可局限在節(jié)點(diǎn)處或者局限在沿著節(jié)點(diǎn)。接合部件184可向外偏壓節(jié)點(diǎn)。這樣，接合部件184可在節(jié)點(diǎn)處對(duì)柵格板施加一向外的力。接合部件184在柵格板中形成多個(gè)直段。接合部件184可間歇地形成用于在無(wú)需一連續(xù)的傳統(tǒng)內(nèi)部心軸的情況下支承柵格板的節(jié)點(diǎn)的自由空間點(diǎn)。
中間支承元件180和/或接合部件184可以向外發(fā)生位移，并且可以相對(duì)于纖維150進(jìn)行操作，以向外沿著一個(gè)路徑間歇地拖出或移動(dòng)纖維150到一個(gè)代表柵格板的穩(wěn)定延伸位置，這個(gè)位置。這樣，柵格板或操作骨架的結(jié)構(gòu)可以在不需要一內(nèi)部心軸或凹模的幫助的情況下得以保持。
中間支承元件180和/或接合部件184可以定位在外面，以與柵格板的理想尺寸和形狀一致。在一個(gè)方面，接合部件184可調(diào)節(jié)地進(jìn)行定位，以便于可以形成具有任何理想尺寸或形狀的柵格板。中間支承元件180和/或接合部件184可以在加工期間向外移動(dòng)，以便于可以在加工期間實(shí)現(xiàn)尺寸或厚度上的改變。
接合部件184可以根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)量而成套或成組地提供。在另一個(gè)方面，可以提供多套節(jié)點(diǎn)數(shù)量，而只有一些被使用的套才取決于理想節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。
接合部件184和/或支承元件180的可調(diào)節(jié)性質(zhì)可以使通常由幾何形狀特殊的工具制造的構(gòu)件更容易制造。要認(rèn)識(shí)到的是，對(duì)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，制造上的較小改變就需要加工一新的心軸。
如上所述，中間支承元件180和/或接合部件184可以從結(jié)構(gòu)外面支承和保持纖維。這樣，中間支承元件180和/或接合部件184不會(huì)干擾交叉于或相交于柵格板內(nèi)部的各個(gè)段。如上所述，因?yàn)榻徊嬗诨蛳嘟挥趦?nèi)部的段的原因，一傳統(tǒng)的，內(nèi)部的，連續(xù)的心軸很難從柵格板內(nèi)部撤出來(lái)。
樹(shù)脂敷涂器可以與框架或底部支承部件相連，以將樹(shù)脂涂到連續(xù)纖維150上，這是本領(lǐng)域中公知的。樹(shù)脂敷涂器可以包括一個(gè)噴嘴，以將樹(shù)脂噴射或滴到纖維上。樹(shù)脂可以在纖維150由接合部件184支承的同時(shí)涂到纖維150。此外，樹(shù)脂可以在由接合部件184接合之前涂到纖維150，以便于接合部件不會(huì)妨礙樹(shù)脂的敷涂。一噴嘴或噴射裝置是用于將樹(shù)脂涂到纖維上的裝置的一個(gè)例子。用于將樹(shù)脂涂到纖維的其它裝置包括，例如，纖維通過(guò)其被拖出的一樹(shù)脂浴，多個(gè)噴射噴嘴，預(yù)浸漬體(預(yù)先浸漬的)纖維等。將樹(shù)脂涂到纖維會(huì)產(chǎn)生一種液體樹(shù)脂/纖維復(fù)合物。
一爐子、加熱源，或其它固化裝置可以與框架或底部支承部件相連，以幫助固化樹(shù)脂，這是本領(lǐng)域中公知的。樹(shù)脂可以在纖維150由接合部件184支承的同時(shí)被固化。一爐子或加熱源是用于固化樹(shù)脂或液體纖維/樹(shù)脂復(fù)合物的裝置的一個(gè)例子。用于固化樹(shù)脂的其它裝置包括，例如，熱，加壓空氣，UV射線，微波爐，電子束，激光束等。固化樹(shù)脂或液體樹(shù)脂/纖維復(fù)合物會(huì)產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的，剛性的，三維桁架結(jié)構(gòu)，這個(gè)桁架結(jié)構(gòu)能夠承受多個(gè)方向的負(fù)載。
一拉出器或牽引部件可以與框架或底部支承部件相連，以施加軸向拉力，并且通過(guò)加工路徑158拉出連續(xù)纖維150和/或柵格板。拉出器也可以接合固化的樹(shù)脂/纖維復(fù)合物結(jié)構(gòu)，例如借助于具有與固化結(jié)構(gòu)嚙合的齒的齒輪狀裝置。拉出器也利用抓緊器接合這個(gè)結(jié)構(gòu)，該抓緊器可以抓緊這個(gè)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件例如軸向構(gòu)件。抓緊器可以是氣動(dòng)的，液壓的，電動(dòng)的，或者機(jī)械致動(dòng)的。如上所述，當(dāng)柵格板和纖維通過(guò)加工路徑被拉出時(shí)，接合部件184和/或中間支承元件180可以隨著柵格板移動(dòng)。在一個(gè)方面，接合部件184可以沿著中間支承元件180移動(dòng)。在另一個(gè)方面，接合部件184也可以被用作拉出器或牽引部件。這樣，柵格板10可以制造成具有任何理想長(zhǎng)度，而同時(shí)具有可以變化的厚度。
切割器也與框架或底部支承部件相連，以切割柵格板10得到理想長(zhǎng)度。切割器可以包括一個(gè)刀片，以切出各種構(gòu)件和/或段。此外，切割器可以包括一個(gè)高壓流體噴嘴，噴水器，激光束，或者任何其它切割機(jī)構(gòu)。
適用于制造復(fù)雜的，復(fù)合結(jié)構(gòu)的這種方法和裝置的其它解釋和例子可以在國(guó)際申請(qǐng)PCT/US02/26178中發(fā)現(xiàn)，這篇國(guó)際申請(qǐng)是2003年2月27日公開(kāi)的(國(guó)際申請(qǐng)WO/03/016036)，而且這篇國(guó)際申請(qǐng)?jiān)诖吮灰鲄⒖肌?br> 作為替換，上述板可以通過(guò)其它方法和工具來(lái)制造，例如內(nèi)部心軸。心軸可以構(gòu)造成具有頭部或其它纖維固定件，以將纖維固定在節(jié)點(diǎn)位置上。纖維可以卷繞在心軸周圍以形成板的理想結(jié)構(gòu)。在樹(shù)脂已經(jīng)固化后，心軸可以分解或潰碎，以將心軸從纖維中除去。適用于制造這種結(jié)構(gòu)的其它方法的例子可以在美國(guó)專利申請(qǐng)No.10/343,133和2002年2月7日公開(kāi)的國(guó)際申請(qǐng)PCT/US01/23636(國(guó)際申請(qǐng)WO02/10535)中發(fā)現(xiàn)，這些申請(qǐng)?jiān)诖吮灰鲄⒖肌?br> 參考圖9，圖中示出另一柵格板10h，這個(gè)柵格板在許多方面與上述柵格板類似。這個(gè)柵格板10h具有一弧形或彎曲的形狀，以便于柵格板和構(gòu)件被布置在一個(gè)弧形或彎曲層上。柵格板10h可以具有一個(gè)軸線190。但是與上述柵格板不同的是，圖9中的柵格板10h包括彎曲的第一和第二隔開(kāi)柵格24h和26h。柵格24h和26h的彎曲部分是同心的，如圖所示。柵格24h和26h可以包括各自的縱向構(gòu)件30h和40h，這些縱向構(gòu)件可以與軸線190平行。此外，柵格24h和26h可以包括各自的橫向構(gòu)件34h和42h，這些橫向構(gòu)件繞著軸線190彎曲。第一柵格24h的縱向和橫向構(gòu)件30h和34h可以在外部節(jié)點(diǎn)192處彼此相交，而第二柵格26h的縱向和橫向構(gòu)件40h和42h可以在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)194處相交。外部節(jié)點(diǎn)192可以隔開(kāi)一個(gè)距離d1，這個(gè)距離d1大于內(nèi)部節(jié)點(diǎn)194的距離d2。這樣，位于一個(gè)側(cè)面上的節(jié)點(diǎn)可以被定位成比相反側(cè)面上的節(jié)點(diǎn)更加靠近在一起。中間柵格28h可以在柵格24h和26h的節(jié)點(diǎn)192和194之間延伸。
參考圖10，圖中示出另一柵格板10i，這個(gè)柵格板具有一波狀外形或橫截面。這樣，第一和第二柵格24i和26i，以及中間柵格28i可以具有多個(gè)彎曲部分。
此外，一板可以具有碗，部分球面或者球面的形狀，或者在二緯上具有曲線。
要理解的是，上面提到的結(jié)構(gòu)僅僅是對(duì)本申請(qǐng)的關(guān)于本發(fā)明原理的說(shuō)明。在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可以設(shè)計(jì)出多種修改和替換結(jié)構(gòu)。雖然本發(fā)明已經(jīng)在附圖中進(jìn)行了顯示，并且具體而且詳細(xì)地在上面就目前認(rèn)為是本發(fā)明最實(shí)際而且優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了充分地描述，但是，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，很明顯的是，可以在不脫離本發(fā)明原理和思想的情況下作出多種修改。
權(quán)利要求
1.一種三維柵格板，包括a)以重復(fù)幾何模式進(jìn)行布置的多根連續(xù)纖維繩；b)所述繩在定位于所述柵格板外圍的節(jié)點(diǎn)處彼此交叉和連接；c)所述繩形成沿各自繩彼此相繼設(shè)置并在所述節(jié)點(diǎn)之間延伸的離散段；和d)所述多個(gè)連續(xù)纖維繩被成組布置，至少包括i)具有至少兩組在所述節(jié)點(diǎn)處橫向于彼此定向的隔開(kāi)繩的一第一層；ii)與所述第一層隔開(kāi)的具有至少兩組在所述節(jié)點(diǎn)處橫向于彼此定向的隔開(kāi)繩的一第二層；和iii)布置在所述第一層與所述第二層之間的一中間層，它具有至少兩組在所述節(jié)點(diǎn)處橫向于彼此定向并在所述第一層與所述第二層之間橫向延伸且將所述第一層和所述第二層連接在一起的隔開(kāi)對(duì)角繩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板，其特征在于，所述第一層與所述第二層基本平行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板，其特征在于，位于所述中間層內(nèi)的所述纖維繩在所述第一層與所述第二層之間來(lái)回延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板，其特征在于，所述第一層的所述節(jié)點(diǎn)相對(duì)于所述第二層的所述節(jié)點(diǎn)偏置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板，其特征在于，所述第一層的所述節(jié)點(diǎn)相對(duì)于所述第二層的所述節(jié)點(diǎn)對(duì)齊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板，其特征在于，所述第一層和所述第二層各自還包括至少三組在所述節(jié)點(diǎn)處橫向于彼此定向的隔開(kāi)繩。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板，其特征在于，所述第一層和所述第二層的厚度與所述繩的厚度基本相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板，其特征在于，所述中間層的厚度大于所述第一層和所述第二層中的任一個(gè)的厚度。
9.一種三維柵格板，包括a)兩個(gè)隔開(kāi)柵格，各具有i)包括連續(xù)纖維繩的一第一多個(gè)隔開(kāi)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件；ii)橫向于所述第一多個(gè)構(gòu)件定向并包括在所述節(jié)點(diǎn)處與所述第一多個(gè)構(gòu)件的所述連續(xù)纖維繩相交的連續(xù)纖維繩的一第二多個(gè)隔開(kāi)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件；和b)布置在所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格之間并與所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格互連的一中間柵格，該中間柵格具有i)各個(gè)構(gòu)件在所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格的節(jié)點(diǎn)之間延伸并包括連續(xù)纖維繩的一第一多個(gè)中間構(gòu)件；和ii)橫向于所述第一多個(gè)中間構(gòu)件定向并包括在節(jié)點(diǎn)處與所述第一多個(gè)中間構(gòu)件的所述連續(xù)纖維繩相交的連續(xù)纖維繩的一第二多個(gè)中間構(gòu)件，每個(gè)所述第二多個(gè)中間構(gòu)件在所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格的節(jié)點(diǎn)之間延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的板，其特征在于，所述第一多個(gè)中間構(gòu)件和所述第二多個(gè)中間構(gòu)件可包括在所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格之間來(lái)回交替的多個(gè)相繼段。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的板，其特征在于，所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格基本平行。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的板，其特征在于，所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格的所述節(jié)點(diǎn)相對(duì)于彼此偏置。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的板，其特征在于，所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格的所述節(jié)點(diǎn)相對(duì)于彼此對(duì)齊。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的板，其特征在于，所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格各自還包括橫向于所述第一多個(gè)構(gòu)件和所述第二多個(gè)構(gòu)件定向并在節(jié)點(diǎn)處與所述第一多個(gè)構(gòu)件和所述第二多個(gè)構(gòu)件相交的一第三多個(gè)隔開(kāi)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的板，其特征在于，所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格的厚度與所述多個(gè)構(gòu)件的厚度基本相同。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的板，其特征在于，所述中間柵格的厚度大于所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格中的任一個(gè)的厚度。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的板，其特征在于，所述第一多個(gè)隔開(kāi)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件是縱向構(gòu)件；所述第二多個(gè)隔開(kāi)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件是相對(duì)于所述縱向構(gòu)件的橫向構(gòu)件；并且所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格各自還具有橫向于所述縱向構(gòu)件和所述橫向構(gòu)件兩者定向并在所述節(jié)點(diǎn)處與所述縱向構(gòu)件和所述橫向構(gòu)件相交的一第一多個(gè)對(duì)角構(gòu)件；和橫向于所述第一多個(gè)對(duì)角構(gòu)件、所述縱向構(gòu)件和所述橫向構(gòu)件定向并與所述縱向構(gòu)件和所述橫向構(gòu)件相交的一第二多個(gè)對(duì)角構(gòu)件。
18.一種三維柵格板，包括a)兩個(gè)隔開(kāi)柵格，各自具有i)包括連續(xù)纖維繩的一第一多個(gè)隔開(kāi)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件；ii)橫向于所述第一多個(gè)構(gòu)件定向并包括在節(jié)點(diǎn)處與所述第一多個(gè)構(gòu)件的所述連續(xù)纖維繩相交的連續(xù)纖維繩的一第二多個(gè)隔開(kāi)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件；并且iii)所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格的所述節(jié)點(diǎn)相對(duì)于彼此偏置；iv)所述第一多個(gè)構(gòu)件和所述第二多個(gè)構(gòu)件被布置在一層上，該層的厚度與所述構(gòu)件的厚度基本相同；和b)布置在所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格之間并與所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格互連的一中間柵格，該中間柵格至少具有i)各個(gè)構(gòu)件在所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格的節(jié)點(diǎn)之間延伸并包括連續(xù)纖維繩的一第一多個(gè)中間構(gòu)件；和ii)橫向于所述第一多個(gè)中間構(gòu)件定向并包括在節(jié)點(diǎn)處與所述第一多個(gè)中間構(gòu)件的所述連續(xù)纖維繩相交的連續(xù)纖維繩的一第二多個(gè)中間構(gòu)件，每個(gè)所述第二多個(gè)中間構(gòu)件在所述兩個(gè)隔開(kāi)柵格的節(jié)點(diǎn)之間延伸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三維柵格板。該三維柵格板(10)包括布置在兩個(gè)隔開(kāi)柵格(24，26)之間并與這兩個(gè)隔開(kāi)柵格連接的一中間柵格(28)。兩個(gè)隔開(kāi)柵格中的各個(gè)柵格包括一第一多個(gè)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件(30，40)，和橫向于第一多個(gè)構(gòu)件定向并且在節(jié)點(diǎn)處與第一多個(gè)構(gòu)件相交的一第二多個(gè)細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件(32，42)。這個(gè)中間柵格包括各個(gè)構(gòu)件在兩個(gè)隔開(kāi)柵格的節(jié)點(diǎn)之間延伸的一第一多個(gè)中間構(gòu)件(46)，和各個(gè)構(gòu)件在兩個(gè)隔開(kāi)柵格的節(jié)點(diǎn)之間延伸并橫向于第一多個(gè)中間構(gòu)件定向的一第二多個(gè)中間構(gòu)件(48)。
文檔編號(hào)E04C3/00GK1692205SQ03821003
公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2003年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月4日
發(fā)明者D·詹森 申請(qǐng)人:布萊阿姆青年大學(xué)