CN110913961A - 具有触觉层的球状物及制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有触觉外层的物体，包括例如具有外表面和在所述外表面上的一系列的突出物或尖状物的球状物。每个所述突出物呈现为泪滴状物体，所述泪滴状物体具有依附于所述球状物的外表面的相对平坦的底面的底部、及从所述外表面向外延伸的狭窄端部和/或弯曲尾部。可通过装配所述物体和使用将弹性体小球堆积在所述物体上的注射臂来进执行制造过程。所述小球通过压力经由所述注射臂的储存器被堆积，接着所述注射臂被缩回以产生尾状外形。

Description

具有触觉层的球状物及制造方法
技术领域
本技术涉及具有不平坦表面或不平坦外层的球状物及其他物体，具体而言，本技术涉及具有非平滑触觉表面的球状物。
背景技术
球类游戏是广受欢迎的游戏。大部分常规球状物遵循具有传统设计的特定的和标准化的准则。本发明提出一种球状物及其他物体的新颖设计，该球状物及其他物体具有触觉层或不规则外表面以提升使用、玩耍或展示该物体时带来的快乐。
发明内容
一个一般性的方面，具有触觉层或触觉外层的物体可以是可充气球状物，该可充气球状物具有外表面和在所述外表面上的一系列的突出物或尖状堆积物。实施例可以包括一个或多个以下特征。例如，所述一系列的突出物可包括泪滴状物体或小球，所述泪滴状物体或小球包括底部和狭窄端部，所述底部具有依附于所述球状物的外表面的相对平坦的底面，所述狭窄端部从所述外表面向外延伸。所述狭窄端部可相对于所述球状物的中心轴成直线，或者可具有外形呈现为更像尾状的曲线。
每个泪滴状物体的所述底部可与每个相邻泪滴状物体或小球的所述底部接触以完全覆盖所述外表面。这可提供额外的结构完整性，当中所述底部与周围的每个小球的所述底部结合。或者，每个泪滴状物体的所述底部可与每个相邻泪滴状物体的所述底部以离散的距离分隔开，从而露出所述球状物的所述外表面的一部分。另一实施例中，弹性体小球彼此依附而无须依附于下面的表面。
堆积在所述外表面上的每个泪滴状物体可以是具有弹性的聚合物(弹性体)，例如橡胶、硅橡胶、聚异戊二烯或聚丁二烯、聚异丁烯等等。所述球状物可由热塑性聚氨酯、热塑性橡胶或聚氯乙烯或其他适合的材料制成。
所述一系列的突出物可呈现为覆盖所述外表面的一层尖状物或如毛皮的小球。所述尖状物可具有经配置成一种图案或设计的不同颜色。
所述球状物可以充气且可具有充气阀。作为另一特征，在所述可充气的球状物内可以有照明装置。所述球状物也可由实心芯层，或开孔泡沫芯层或闭孔泡沫芯层所组成。所述可充气的球状物可以是球形、具有球状或任意其他适合的形状，例如美式足球。
另一个一般性的方面，所述具有触觉外层的球状物可包括第一层和第二层，所述第一层包括具有平滑外表面的中空球体，所述第二层具有多于一个堆积或滴落在所述球体的所述外表面上的小球。每个小球可呈现为具有相对平坦的底部和狭窄端部的泪滴状物体，每个泪滴状物体的所述底部依附于所述平滑外表面而所述狭窄端部从所述外表面向外延伸。
实施例可包括一个或以上上述或下述特征。例如，所述第二层可以是连续层，所述连续层完全覆盖所述第一层从而增加额外的结构完整性。所述第一层内也可以有照明装置。
在又另一实施例，尖刺球可以用于装饰灯，所述装饰灯包括半透明或透明的球体，所述球体具有相对平滑的外表面以及多于一个泪滴状尖状物，所述尖状物与所述外表面连接，每个尖状物具有相对平坦的底部和从所述外表面向外延伸的狭窄端部；位于所述球体内的照明装置或光源；以及具有电源和开关的电力照明电路，所述电力照明电路与所述光源电连接以打开和关闭所述光源。
实施例可包括一个或以上上述或下述特征。例如，底部可与所述球体连接。此外，所述照明电路可由所述底部包裹。
另一个一般性的方面，一种制造具有触觉外层或不规则外表面层的物体的方法，包括以下步骤：将所述物体固定到装配装置中；以及施加弹性体小球到所述物体的表面，其中所述弹性体小球包括连接到所述物体的所述表面的圆形滴状物。
实施例可包括一个或以上上述或下述特征。例如，所述施加弹性体小球的步骤还包括施加多于一系列的弹性体小球到所述物体的所述表面。第一系列弹性体小球可被同时施加到所述物体的所述表面，接着所述物体可被转动，然后在每次转动之后把第二系列弹性体小球及其后的系列的弹性体小球施加到所述物体的所述表面。当所述物体是环形或球形时，所述同时施加可在圆圈(例如一个大圆圈)或在围绕所述物体的所述表面的弧线中实施。
还有另一个一般性的方面，一种制造具有触觉外层的物体的方法包括以下步骤：将所述物体固定到装配装置中；将一系列的施加器布置在所述物体的表面附近；从所述施加器喷出弹性体小球到所述物体的所述表面上；使所述施加器从所述表面缩回以在离所述物体的所述表面最远处的所述弹性体小球的端部产生尾状外形；在所述装配装置转动所述物体；以及重复喷出所述弹性体小球直至所述物体的所述表面被所述弹性体小球覆盖。实施例可包括一个或以上上述或下述特征。
又有另一个一般性的方面，一种制造具有触觉表面的物体的***包括用以接收物体的装配装置和呈弧线地围绕所述物体的多于一个的注射臂。每个注射臂从最接近所述物体的近端位置移至最远离所述物体的远端位置，并且每个注射臂在所述近端位置在所述物体上堆积弹性体小球，然后朝所述远端位置移动以在离所述物体的最远处的所述弹性体小球的端部产生尾状外形。这样可对所述物体提供柔软和“毛皮”般的外观。
实施例可包括一个或以上上述或下述特征。例如，所述注射臂可包括容纳弹性体的储存器、位于所述注射臂的端部的喷嘴、以及把所述弹性体小球从所述喷嘴推出并推到所述物体上的压力***。
作为另一特征，所述装配装置包括用以使所述物体在中心轴上转动的转动组件。所述装配装置也可包括用以转动所述转动组件的转动马达或用以手动地转动所述转动组件的转动旋钮。
另一个一般性的方面，一种制造具有触觉层的物体的***包括接收塑化材料的注塑模具和围绕所述注塑模具的多于一个的注射臂。每个注射臂从最接近所述注塑模具的近端位置移至最远离所述注塑模具的远端位置，并且每个注射臂在所述近端位置在所述塑化材料上堆积弹性体小球，然后朝所述远端位置移动以在离所述塑化材料的最远处的位置从所述弹性体小球上产生尾状外形。实施例可包括一个或以上上述特征。
附图说明
以下附图示出了本发明的一些示例性实施例。
图1示出了根据本发明的具有触觉外层的球状物；
图2示出了图1的球状物的剖面透视图；
图3示出了图1的球状物的层；
图4示出了图1的球状物的剖面的一部分；
图5示出了根据本发明的具有触觉外层的球状物的第二实施例；
图6示出了根据本发明的具有触觉外层的球状物的第三实施例；
图7示出了第四实施例中作为灯使用的尖刺球的剖面图；
图8示出了用于图7所示的灯的照明电路；
图9示出了用以生产具有触觉外层的物体的多球生产装置；
图10示出了用以生产具有触觉外层的物体的注射臂和装配装置的剖面图；
图11示出了用以生产具有触觉外层的物体的注射臂的部分视图；
图12示出了用以生产具有触觉外层的物体的注射臂的另一部分视图；以及
图13示出了具有触觉外层和泡沫芯层的物体的另一实施例。
具体实施方式
参考图1和图2，称为尖刺球100的具有触觉外层的球状物包括覆盖内加压球104的一系列的尖状物102。如本文所用，术语“触觉外层”较广泛地指当被触摸时可提供独特感觉的非平滑或不规则表面。数百个由硅橡胶或其他弹性体制成的尖状物102设置在内球104上，内球104由塑料或其他橡胶合成物制成，例如热塑性聚氨酯、热塑性橡胶或聚氯乙烯或其他适合的材料。结果产生了一种不具有重且硬得危险的芯层的玩具球100，并且产生了可以其他球状物不能做到的独特方式来使用的球状物100。
尖状物102可由高弹性的柔软弹性体制成。突出的尖状物102的这种弹性给予球状物100独特触感并提供不同于任何其他球状物的抓取面。突出的尖状物102导致球状物100接触或“抓住”地面以产生独特的反弹。尖状物102可以是相对于球状物100的中心轴呈直线或弯曲的。
内加压球104可由任何可充气球状物结构制成，但通常不会是气球或容易被刺穿的其他材料。内球104应维持其自身整体结构和压力以成为一种维持耐用和使用寿命长的产品。然而，其他实施例中，尖状物102形成一个提供额外结构完整性的完整的层，并且一些实施例中无须使用内球。
图2是球状物100的断面或剖面。充气阀106用于对球状物100加压。球状物104由透明材料制成。因此，尖状物102的下端或底部110可从球状物104的内侧看到。所述尖状物在被堆积在所述球状物上时可以是带黏性、流体状的小球。因此，取决于在所述球状物上施加所述尖状物的距离和图案，当所述小球被安置在球状物104的表面上的时候，所述尖状物的下端可采取非环形的随机形状。
图3和图4示出了一个实施例，其中尖状物被施加为连续层以大体上覆盖内球104的表面。如图4的详细视图所示，尖状物102可具有泪滴状外形，该泪滴状外形具有依附于内球104的平坦的底部或下端110和从尖刺球100的中心向外延伸的尾部或尖端108。每个泪滴状物体或尖状物102的底部110与每个相邻尖状物的底部110接触并且大体上结合。因此，内球104或不可见，以及相邻尖状物的连续结合可增加若干额外结构完整性。
图5示出了球状物200的第二实施例，其中为内加压球204上的每个尖状物202之间维持离散的距离。因此，在所述尖状物之间可以看见球204的表面。如图5所示，每个尖状物202的尾部可相对于球204的中心轴弯曲。此第二实施例提供一种不同外观、感觉和弹性特征。
图6示出了外形如美式足球的尖刺球300的第三实施例。每个尖状物的底部彼此交叠，然而同样地所述尖状物可在加压球304上以离散的距离分隔开。第三实施例只是本质上不受限制的潜在外形的另一例子。
用以制造尖刺球的制造技术可包含将硅尖状物施加到圆形球状物的自动化或半自动化工序。一种“滴落”工序可用来生产尖刺球。在所述滴落工序，高黏度弹性体小球被堆积在外表面上。所述高黏度弹性体小球在离开分配装置并且被堆积在所述球状物时所述产生尾状外观。然后所述球状物被连续地转动以便将所述尖状物的每一个堆积在所需的连续行或连续层。
除了独特的触觉表面，所述尖状物提供独特的视觉外观。可使用像素法设计来产生独特图案。例如，所述球状物可具有条纹、X形图案或三角形。在电脑协助下，尖状物可看起来像脸孔，也可创作文字或其他设计。
所述球状物可为任意尺寸，根据所述内球大小而定。较小的球状物可具有实心内芯层，但是对直径大于两英寸的球状物则优先选用中空芯层。否则，额外的重量可对人身造成具潜在危险的冲击或对其他物件造成损害。
图7中，尖刺式设计可用于灯700，例如夜灯。灯700包括基座712、由尖状物702覆盖的球体704和所述球体内的光源714。所述光源可以是白炽灯、LED或其他类型的照明。用于晚间照明应用时，光源714一般是低瓦数的。
图8示出了灯700的照明电路或电力照明电路800。电路800包括通过开关连接到光源814的电池816。电路800使用电池816，不过也可使用其他电源，例如配合降压变压器和整流电路接通112伏特家用交流电。
所述电力(照明)电路可位于所述灯的基座712中。在另一实施例，电源电路被包裹在具有触觉外层的充气球状物之内。所述电源电路可具有运动传感器，使得只有当所述球状物受到冲击或被移动或在运动中，光源才会亮起。所述球状物也可具有太阳能光电池或电池组以便所述球状物可在没有外部电荷的情况下亮起。在这些实施例，可把电路制作得极为耐用以便所述球状物可被拍打或投掷而不受损害。
图9示出了用以生产具有触觉外层的物体的多球生产装置910。生产装置910包括一组920电枢注射臂930，所述电枢注射臂930被安装在围绕装配装置的弧线中。物体(例如，由诸如泡沫芯层或实心芯层制成的球状物或可充气球状物)被固定在装配装置941中。
每一个注射臂930具有将弹性体小球堆积在所述球状物上的施加器前端。所述球状物接着可被转动以堆积额外的小球直至所述球状物的表面被覆盖为止。
图10是所述装配装置940和所述一组注射臂930的施加器前端的剖面图。装配装置940包括具有第一调节臂1020和第二调节臂1030的托架。调节臂1020和调节臂1030经布置以保持位于两者之间的物体。调节臂1020和调节臂1030可绕中心轴转动。当所述物体是球状物的时候，所述调节臂经布置成以便可使所述球状物在所述中心轴转动。所述转动可通过调节装置1040来手动地完成，调节装置1040可以是手动地转动的旋钮或利用马达来转动所述球状物的齿轮。
所述施加器前端将弹性体小球堆积在位于所述调节臂之间的所述物体上。所述施加器前端移近所述球状物(近端位置)以堆积所述小球。接着所述施加器前端缩回(远端位置)，在远离所述球状物的表面的所述小球的端部产生尾状外形。
图11是用以生产具有触觉外层的物体的注射***1120的部分视图。注射臂1130以径向阵列的形式布置。注射臂1130可由注射臂驱动***1140机械地移动。每个驱动***1140使所述驱动臂在轴体上移动。
图12是注射***1120的第二部分视图。图11中，所述注射臂的施加器前端或喷嘴1150位于远端位置，而图12中，施加器前端1150位于近端位置，其中所述远端位置是离位于中心的所述物体的最远处的位置，而所述近端位置是最接近所述物体(未示出)的位置。或者，生产内球的注塑模具相对于注射臂位于接近中心的位置，而所述小球被施加到模制球状物。
当施加器前端1150位于所述近端位置，压力导致弹性体小球被堆积在物体(未示出)上。当施加器前端1150被缩回到所述远端位置的时候，从弹性材料的离所述物体的表面的最远处产生了尾状外形。
图13示出了具有围绕泡沫芯层形成的触觉外层的球状物。可以使用开孔泡沫芯层或闭孔泡沫芯层。在其他实施例，实心芯层是高密度材料，该高密度材料可以是合成橡胶，例如聚丁二烯。
本发明的各种特征和优点，以及本发明的结构和功能细节已详列于上述说明中。然而，本发明公开的内容仅属说明性质，并且可在细节上进行改变，尤其是对形状、尺寸以及材料的排列或增加等事项的改变，这些改变应被理解为在本发明的范围内。

Claims (35)

1.一种具有触觉外层的球状物，其包括：
具有外表面的球状物；以及
位于所述外表面上的一系列的突出物。
2.根据权利要求1所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，所述一系列的突出物包括泪滴状物体，所述泪滴状物体包括底部和狭窄端部，所述底部具有依附于所述外表面的相对平坦的底面，所述狭窄端部从所述外表面向外延伸。
3.根据权利要求2所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，每个泪滴状物体的所述底部与每个相邻泪滴状物体的所述底部接触。
4.根据权利要求3所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，所述每个相邻泪滴状物体的所述底部之间的接触组成完全覆盖所述球状物的所述外表面的外层。
5.根据权利要求2所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，每个泪滴状物体的所述底部与每个相邻泪滴状物体的所述底部以离散的距离分隔开。
6.根据权利要求2所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，每个泪滴状物体包括堆积在所述外表面上的弹性体。
7.根据权利要求6所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，所述弹性体包括硅橡胶。
8.根据权利要求1所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，所述一系列的突出物包括覆盖所述外表面的一层尖状物。
9.根据权利要求1所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，所述球状物包括热塑性聚氨酯、热塑性橡胶或聚氯乙烯。
10.根据权利要求1所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，所述突出物包括经配置成一种图案或设计的不同颜色。
11.根据权利要求1所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，所述球状物包括具有充气阀的可充气球状物。
12.根据权利要求1所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，所述球状物包括球形球状物。
13.根据权利要求1所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，所述球状物包括球状外形。
14.根据权利要求1所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，所述一系列的突出物的每一个包括泪滴状物体，所述泪滴状物体包括底部和狭窄尾部，所述底部具有依附于所述外表面的相对平坦的底面，所述狭窄尾部从所述外表面向外延伸，其中所述尾部是相对于所述球状物的中心轴弯曲的。
15.根据权利要求1所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，所述球状物包括实心芯层。
16.根据权利要求1所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，所述球状物包括泡沫芯层。
17.根据权利要求1所述的具有触觉外层的球状物，其特征在于，所述球状物包括照明电路。
18.一种触觉物体，其包括：
具有相对平滑的外表面的物体；以及
具有多于一个泪滴状物体的外层，所述泪滴状物体具有相对平坦的底部和狭窄端部，每个泪滴状物体的所述底部依附于所述外表面，而所述狭窄端部从所述外表面向外延伸。
19.根据权利要求18所述的触觉物体，其特征在于，所述外层包括连续层，所述连续层完全覆盖第一层从而增加额外的结构完整性。
20.根据权利要求18所述的触觉物体，其特征在于，所述外层包括滴落在所述外表面上的一系列的弹性体小球。
21.根据权利要求18所述的触觉物体，其特征在于，所述触觉物体包括开孔泡沫芯层或闭孔泡沫芯层。
22.一种灯，其包括：
半透明或透明球体，所述球体具有相对平滑的外表面以及多于一个泪滴状尖状物，所述尖状物与所述外表面连接，每个尖状物具有相对平坦的底部和从所述外表面向外延伸的狭窄端部；
位于所述球体内部的照明装置；以及
具有电源和开关的电力照明电路，所述电力照明电路与所述照明装置电连接以开关所述照明装置。
23.根据权利要求22所述的灯，其特征在于，所述灯还包括连接到所述球体的底部，其中所述电力照明电路被包裹在所述底部之内。
24.一种制造具有触觉外层的物体的方法，所述方法包括以下步骤：
将所述物体固定到装配装置中；以及
施加弹性体小球到所述物体的表面，其中所述弹性体小球包括连接到所述物体的所述表面的圆形滴状物。
25.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述施加弹性体小球的步骤还包括施加多于一系列的弹性体小球到所述物体的所述表面。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，
所述施加弹性体小球的步骤还包括同时将第一系列的弹性体小球施加到所述物体的所述表面；以及
还包括在所述装配装置转动所述物体；
当转动所述物体后，施加第二系列的弹性体小球到所述物体的所述表面。
27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，
所述物体包括球体；以及
施加多于一系列的弹性体小球到所述物体的所述表面的步骤包括施加所述多于一系列的弹性体小球的每一系列到沿着所述物体的所述表面的圆周。
28.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，
所述物体包括球体；以及
施加多于一系列的弹性体小球到所述物体的所述表面的步骤包括施加所述多于一系列的弹性体小球的每一系列到沿着所述物体的所述表面的较大圆周。
29.一种制造具有触觉外层的物体的方法，所述方法包括以下步骤：
将所述物体固定到装配装置中；
将一系列的施加器布置在所述物体的表面附近；
从所述施加器喷出弹性体小球到所述物体的所述表面上；
使所述施加器从所述表面缩回以在离所述物体的所述表面最远处的所述弹性体小球的端部产生尾状外形；
在所述装配装置转动所述物体；以及
重复喷出所述弹性体小球直至所述物体的所述表面被所述弹性体小球覆盖。
30.一种制造具有触觉表面的物体的***，所述***包括：
用以接收物体的装配装置；以及
呈弧线地围绕所述物体的多于一个的注射臂；
其特征在于，
每个注射臂从最接近所述物体的近端位置移至最远离所述物体的远端位置；以及
每个注射臂在所述近端位置在所述物体上堆积弹性体小球，然后朝所述远端位置移动以在离所述物体的最远处的所述弹性体小球的端部产生尾状外形。
31.根据权利要求30所述的***，其特征在于，所述注射臂还包括：
容纳弹性体的储存器；
位于所述注射臂的端部的喷嘴；以及
把所述弹性体小球从所述喷嘴推出并推到所述物体上的压力***。
32.根据权利要求30所述的***，其特征在于，所述装配装置包括用以使所述物体在中心轴上转动的转动组件。
33.根据权利要求32所述的***，其特征在于，所述装配装置包括用以转动所述转动组件的转动马达。
34.根据权利要求32所述的***，其特征在于，所述装配装置包括用以手动地转动所述转动组件的转动旋钮。
35.一种制造具有触觉层的物体的***，所述***包括：
接收塑化材料的注塑模具；以及
围绕所述注塑模具的多于一个的注射臂；
其特征在于，
每个注射臂从最接近所述注塑模具的近端位置移至最远离所述注塑模具的远端位置；以及
每个注射臂在所述近端位置在所述塑化材料上堆积弹性体小球，然后朝所述远端位置移动以在离所述塑化材料的最远处的位置从所述弹性体小球上产生尾状外形。
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