专利名称：具有支架的柔性玩具人偶的制作方法
技术领域：
本公开大体涉及可摆姿势(posable)的玩偶玩具和动作人偶玩具,包括具有内部支撑结构的玩偶和动作人偶。更具体地，本公开涉及可摆姿势的玩具人偶，其具有柔软且有弹性的本体材料，该本体材料包封内铰接支架(inner articulated armature)且由其支撑。
背景技术：
多年来已开发了很多不同的柔性(flexible)和/或可摆姿势的玩偶和动作人偶，主要用于娱乐和展示的目的。柔性或可摆姿势人偶的形成需要形成可移动的铰接的躯干和肢体，理想情况下配置成能保持人偶被设置成的任何姿势。此外，期望人偶能够被设置姿势 很多次而不会使结构损坏。一种可摆姿势的人偶包括内部支架或骨架，其包括用于形成人骨架的铰接的关节，和模制外罩或由柔性材料构成的身体，该柔性材料包围内支架且结合(bond)或另外地固定(anchor)到内支架上。柔性玩偶玩具和动作人偶玩具的示例从以下披露，美国专利号 US164582, US280986, US1189585, US1551250, US1590898, US1189585, US1347993, US1590898，US1595203, US1626533, US2017023, US2073723, US2109422, US2129421, US2134974, US2174932，US2202805, US2392024, US2601740, US2669063, US2684503, US3055119, US3265257,US3277601, US3325939, US3277601, US3284947, US3325939, US3350812, US3394490, US3395484，US3555723, US3557471, US3624691, US3628282, US3699714, US3706330, US3716942，US3731426，US3837008, US3955309,US4123872, US4136484, US4197358, US4233775, US4279099, US4470784, US4738647, US4932919, US4954118, US4964836, US4968282, US5017173, US5257873，US5297443, US5474485, US5516314, US5620352, US5630745, US5664983, US5762531, US5800242，US5800243, US5989658, US6074270, US6110002, US6126509, US6139328, US6155904, US6170721，US6217406, US6220922, US6494763, US6685533, US6746303, US6773327, US6790398，US6805606, US6830497, US6929527, US6932669, US7479054,US7537507,和 US7695341,以及以下公开 AT332178T, AU5143600A, BR0012818A, BRPI00128180A1, CA2372913A1, DE60029226D1, DE60029226T2, DE928751C, EP1200164A1, EP1200164A4, EP1200164B1, JP49-18954, JP49-18955,JP60-97067, JP61-94090,JP61-94091, JP61-94092,JP62-53686, JP62-164092，JP63-103685, JP05-168772A, JP11-221369, MXPA01011419A, US20050191936, US20080194-176，US20100035510, W09908764, W00067869, W00010665, W00108776,和 W02004069361。
发明内容
在一个示例中，本发明可包括玩具人偶，其结合有铰接支架，其中支架包括躯干部件和多个肢体，各肢体相同或不同，且各肢体包括至少一个肢体段。各肢体段由基本正交地交叉的两个纵向主板，以及多个基本平行的副板形成，所述副板与两个主板基本正交地交叉。各肢体段的主板和副板的外边缘基本限定玩具人偶的肢体部分的形状和体积。铰接支架由弹性本体材料包围以模拟人体的皮肉。在另一个示例中，本发明可包括用于玩具人偶的支架肢体段，其中所述支架肢体段包括两个交叉的主板以及多个副板，各主板沿着肢体段纵向地延伸且以基本直角交叉，多个副板被沿着主板设置并与主板交叉。因此，副板基本彼此平行地定向，且与各交叉主板基本成直角。在另一个示例中，本发明可包括用于玩具人偶的肢体，该肢体包括支架肢体段，其包括横向于所述肢体段的纵轴线设置并彼此平行的多个板，使得所述板沿着肢体段的纵轴线间隔开，且相邻板之间的间隔小于板的平均厚度的五倍。该肢体还包括塑料材料，其被设置在支架肢体段上且将其包围，以为玩具人偶提供模拟的皮肉。在另一个示例中，本发明可包括用于玩具人偶的铰接肢体，其包括通过铰接关节结合的至少两个支架肢体段，各支架肢体段由横向于肢体段的主轴线的多个平行的壁形成，使得平行壁的外边缘基本限定该肢体段的整个轮廓。塑料材料包围支架肢体段以用于模拟皮肉，其中塑料材料有足够的弹性以允许铰接关节弯曲。本发明还可包括制造玩具人偶的方法，其中所述方法可包括注模多个刚性聚合物支架肢体段，其中各模制支架肢体段包括两个基本正交地交叉的纵向主板，以及多个基本平行的副板，副板与两个主板交叉且基本正交；通过经由铰接关节连接多个铰接肢体段来装配多个支架肢体部件；装配铰接支架，其包括躯干部件和通过铰接关节连接至所述躯干部件的多个铰接肢体部件；以及将柔性聚合物表皮注模至所述装配的铰接支架上，使得该柔性聚合物表皮包封所述铰接支架，且得到的各肢体的形状和体积基本由结合至该肢体的所述肢体段的所述主板和所述副板的外边缘限定。
图I示出了根据本发明的示例性实施方式的玩具人偶。图2示出了图I的示例玩具人偶的本体的内部支架，该玩具人偶的外皮以虚线轮
廓示出。图3示出了图I的示例玩具人偶的支架的臂部件，该臂的外皮以虚线轮廓示出。图4示出了图I的示例玩具人偶的支架的腿部件，该腿的外皮以虚线轮廓示出。图5示出了图I的示例玩具人偶的上腿支架肢体段的横截面视图，该上腿支架肢体段如图4所示。图6示出了根据本发明的实施方式的示例性支架肢体段的部分的示意图。图7示出了根据本发明的可选实施方式的示例性支架肢体段的部分的示意图。图8示出了根据本发明的示例性实施方式的陈述制造玩具人偶的方法的流程图。
具体实施例方式本公开的玩具人偶包括铰接的支架。该支架用作玩具人偶的内部框架或骨架，且典型地支撑并固定用于形成人偶的表皮的材料。通过结合关节点，该支架可使玩具人偶能够被弯曲和/或摆姿势。因此，表皮必须还具有足够的柔性(flexibility)以适应内部支架的移动，且同时保持足够的弹性(resilient)以避免损坏。然而,过于顺从的(compliant)表皮材料可能在应力下撕裂或甚至从支架脱离。此外，具有这些所要求的特征的聚合物合成物可能相对较贵，且因此玩具人偶应被设计成使所需要的表皮材料的量最小化。本发明的内部支架和支架构件优选地固定和保持外覆表皮材料，即使在外覆表皮是非常柔软的地方，同时填充人偶的大量的内部空间，使给定人偶所需要的表皮材料的量最小化。在图I中示出了根据本发明的实施例的玩具人偶8。玩具人偶8基本完全由聚合物表皮10覆盖。聚合物表皮10用作玩具人偶的外表面，且同时补充玩具人偶内部空间中没有被内部支架占据的部分。玩具人偶8可以是动作人偶，且可代表或类似众所周知的和/或获得许可的角色，例如超级英雄、好人、坏人、电视人物、漫画角色等等。如图I所示，动作人偶可被配置成代表沼泽怪物(SWAMP THING), DC COMICS的一个角色。玩具人偶8可附有，可结合和/或被配置成兼容于一个或多个附件12。典型地，玩具人偶附件与玩具人偶所示的角色共享一个主题或其他联系。适合的附件可包括但不限·于，诸如枪、刀或剑的武器；诸如铲子、锤子、起子等的工具；诸如收音机、电话、计算机、传感器的电子装置；诸如盾和铠甲的防卫装置；和/或诸如巨石、家具、车辆和树的更多普通物体；其它可能的附件。在本发明的一个方面，玩具人偶可配备有用作装饰支座14的附件。如图2所示,玩具人偶8包括在聚合物表皮10 (如虚线轮廓所示)下的内部铰接支架16。支架16通常包括躯干部件18以及一个或多个肢体部件20，其中各肢体可以是相同的或不同的。为了清楚的目的，玩具人偶8的头部被略去。在本发明的一个实施方式中，支架16可包括经由铰接关节连接至躯干部件18的头部件。在玩具人偶表示人或人形人偶的情况下，其典型地具有与所示角色的臂和腿相应的四个肢体21的特征。这样的玩具人偶的内部支架可必要地还包括四个四肢部件20，对应于两条臂和两条腿，如针对图2中的玩具人偶8所示的那样。然而，本发明的内部支架可容易地被调整成适合用于与具有多于或少于四个的肢体的玩具人偶结合，其中肢体可选自但不限于臂、腿、触手、尾巴等。如图2、3和4中所示，各肢体部件20可包括一个或多个支架肢体段24。如果肢体部件20包括两个或更多个肢体段24，该肢体段典型按顺序地连接或互连。即，肢体段24以大致线性配置被连接，设置成端对端相连，分别通过铰接关节26 (还被称作铰接点)连接至相邻的肢体段。例如，臂部件可包括上臂肢体段、下臂肢体段和手肢体段，分别通过铰接关节连接至相邻的肢体段，如图3所示。类似地，腿部件可包括上腿肢体段、下腿肢体段和脚肢体段，分别通过铰接关节连接至相邻的肢体段，如图4所示。铰接支架的肢体部件22通常经由铰接点26连接至躯干部件18。这些铰接点典型地设置成适合于其旨在代表的关节。类似地，铰接点可表现适合于其所旨在代表的关节(例如肩关节、髋关节、手肘、膝盖或其它关节)的适当类型和范围的动作。更具体地，如果所代表的关节是肩关节，适当的铰接关节26可结合球窝关节；如果所代表的关节是手肘，适当的铰接关节26可结合铰链；等等。可选地，与自然出现的相t匕，玩具人偶8可结合不同数量或不同类型的关节，例如为了赋予所代表的角色需要的一组移动特征，或者为了提高可以用玩具人偶玩耍的质量。各支架肢体段24被典型地构造成加强肢体段的刚性和稳定性。此外，各肢体段24可被构造成在与支架肢体部件20结合时，该肢体部件20限定相应肢体21的期望形状和体积。通过利用支架16，该支架16具有限定期望的最终形状的下伏成形支撑结构，所得到的玩具人偶在施加了聚合物表皮10之后可具有更逼真的感觉和外观。更具体地，各支架肢体段24可结合两个主板28，其分别沿着肢体段的长度延伸。如这里所使用的，板是大致刚性的结构或构件，是基本平滑的、基本平坦的且较薄的。即，板的厚度显著小于其宽度或深度，该宽度和深度可相同或不同。肢体段24的主板28可被设置成彼此成一定角度，使得各板沿着肢体段的长度彼此交叉。典型地，两个主板大致彼此正交。即，其以约90度角度相交，呈现大致十字形的横截面，如图5中所示。各主板28被典型地定向成使得板的纵轴线沿着肢体段纵向地延伸。因此，两个主板交叉的线也大致沿肢体段纵向地延伸。此外，各支架肢体段包括多个副板30，沿着横向于肢体段的纵轴线的肢体段长度而设置。副板30被典型地排列成使得各副板与该肢体段上的副板基本上彼此平行，且使得每个副板的平面与每个交叉的主板28基本正交。副板30可被看作形成沿着包括这些副板 的肢体段的长度的堆。副板30可沿着肢体段均匀地间隔开，或者沿着肢体段不均匀地间隔开。典型地，副板30沿着肢体段基本规则地间隔开，其中相邻副板之间的间隔为副板厚度的约I至5倍。在图6中，以根据本发明实施方式的示例性肢体段的局部示意图的方式示出了主板和副板之间的典型物理和空间关系。在图6的示意图中，主板28被设置成与肢体段24的纵轴线平行，且以约90度角度相交。副板30被沿着主板设置，使得每个副板30的平面与两个主板都正交(成直角)，且基本上垂直于肢体段的纵轴线31。主板和副板的这种互锁和相互正交的配置赋予所得到的支架肢体段24显著的坚实性和刚性。通过用较硬或刚性的聚合物复合物制备肢体段，所得到的支架肢体段在受到压力时可具有很少的弯曲或变形。在本发明的另一个方面，所公开的肢体段24的主板和副板28、30被成形为使得肢体段24的主板和副板的外边缘32限定立体轮廓，其为相应的肢体提供形状和体积。如图2-4所示，玩具人偶8的肢体21的形状和体积基本由下伏支架16的轮廓确定。柔软的聚合物复合物11仅向玩具人偶的形状和尺寸提供很小的附加结构。当由使用者操作和操纵时，支架结构和上覆柔软聚合物复合物的结合构成屈服于压力的玩具人偶8的表面，而同时与柔软聚合物相交错的下伏刚性板的交替结构抵抗压力。所产生的复杂的触觉分布赋予玩具人偶更加逼真和真实的质感，增强了使用者的玩耍体验。除了通过使用所公开的铰接支架得到的积极的实体感(触觉)的效果以外，支架肢体段的相互正交的板结构促进了支架和用于包封支架的柔软聚合物复合物之间的结合。该增强的结合可能由于在注模过程中被挤入支架中形成的很多内部腔和通道的流体聚合物前体。在固化时，所得到的固体聚合物与下伏支架结构紧密地连结，且有力地抵抗移动。在本发明的另一方面，可通过增大副板边缘附近的副板厚度，而增强在聚合物表皮和下伏支架结构之间的这种连结效果。即，副板的厚度可对称地变化，使得板厚度沿着板的一个或多个边缘增大。如果在整个副板的范围内板厚度增大，会得到楔形副板。可选地，副板的厚度可随着自副板与主板中的一个的交叉处的距离增大而增加，得到双楔形板。在另一实施方式中，副板的板厚度在副板的外边缘处增大，使其在板的中间区域较薄。在另一个实施方式中，副板的厚度可根据与该肢体段远端的邻近度的函数而增加。图7的示意图提供了肢体段34的局部视图，该肢体段34具有主板36和副板38。在图7的实施方式中，副板38的厚度根据自副板38与水平设置的主板36交叉处的距离的函数而增加，得到双楔形副板38，其具有厚度增加的相反的板边缘。该双楔形构造可让柔软的聚合物复合物更加牢固地固定至下伏铰接支架。应该理解，本发明的玩具人偶可被配置成执行多种动作中的任何一种，包括但不限于躯干扭曲、腰部弯曲、向后弯、转头、使腿部并拢、分开腿部，以及抬起一只或两只臂。可选地，或另外地，本发明的玩具人偶可被配置成发出预录制的或电气生成的声音，例如音乐片断、录制或合成的语音，或者其它可能是玩具人偶所表现的角色的特征的音效。本发明的玩具人偶的多种构件(以及其附件，如果存在的话)可由任何合适的材料·或材料组合制成，例如塑料、泡沫塑料、木、纸板、压制纸、金属等等。可选择合适的材料以提供重量、强度、耐久性、成本、工艺性、外观、安全性等的期望组合。合适的塑料可包括热塑树脂。另外的合适的塑料包括高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚苯乙烯、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯等。合适的泡沫塑料可包括泡沫或挤压聚苯乙烯，等。所公开的玩具人偶可使用注模处理来制成，其中典型地通过连接各部件而装配上述铰接支架，所述各部件通过使用诸如热塑树脂等的硬塑料注模而制成。接着将该铰接支架放置在模具中，且将更软的塑料注入模具中，以包围所述铰接支架。该支架可结合一个或多个特征，以将其保持在模具中央，使得软塑料可完全包封铰接支架。尽管在注模过程中使用的两种塑料的软度可不同，硬和软的聚合物材料可选择成，使得在注模过程中它们可彼此紧紧地结合起来。在图8的流程图40中示出了根据本发明的玩具人偶的示例性制造方法。该流程图包括在步骤42注模多个刚性聚合物支架肢体段，其中各模制支架肢体段包括基本正交地交叉的两个纵向主板，和多个基本平行的副板，副板与两个主板交叉且基本正交；在步骤44通过经由铰接关节连接多个支架肢体段来装配多个铰接肢体部件；在步骤46装配铰接支架，其包括躯干部件和多个通过铰接关节连接至该躯干部件的铰接肢体部件；以及在步骤48，将柔性聚合物表皮注模至所装配的铰接支架上，使得该柔性聚合物表皮包封该铰接支架，且所得到的各肢体的形状和体积基本由结合在该肢体中的肢体段的主板和副板的外边缘限定。相信这里所提出的公开包括多个具有独立应用的不同发明。尽管以优选形式公开了这些发明中的每一个，然而这里所公开和示出的其具体实施方式
不具有限制意义，而多种改变是可行的。本公开的主题包括这里所公开的各构件、特征、功能和/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。类似地，在权利要求提到“一”或“第一”构件或其等同的情况下，这样的权利要求应理解为包括结合一个或多个该构件，不必需或排除两个或多个该构件。相信所附权利要求具体地指出了一定的组合和子组合，其指向所公开的发明中的一个，且是新颖的和非显而易见的。通过在本申请或相关申请中的权利要求的修改或提出新的权利要求，可要求保护应用在特征、功能、构件和/或特性的组合和子组合中的发明的 权利。这样的修改权利要求或新的权利要求，无论其指向不同的发明或指相同的发明，无论与原始权利要求的范围不同、更宽、更窄或等同，都被认为包括在本公开的本发明的主题内。
权利要求
1.一种玩具人偶，包括 铰接支架，其包括躯干部件和多个肢体，其中各肢体可以是相同的或不同的，且各肢体包括至少一个肢体段；和 包覆所述铰接支架的弹性本体； 其中各所述肢体段包括两个基本正交地相交的纵向主板；和 多个基本平行的副板，其与两个主板相交且基本正交；其中各肢体段的主板和副板的外边缘基本上限定玩具人偶的相应肢体部分的形状和体积。
2.如权利要求I所述的玩具人偶，其中所述支架的各肢体包括通过铰接关节连接的至少两个肢体段。
3.如权利要求I所述的玩具人偶，其中所述支架的所述躯干部件是刚性的或半刚性的；且各肢体通过铰接关节连接至所述躯干部件。
4.如权利要求3所述的玩具人偶，其中所述支架的各肢体包括通过铰接关节连接至所述肢体的远端手段或远端脚段。
5.如权利要求I所述的玩具人偶，其中所述支架包括通过铰接关节连接至所述躯干部件的头段。
6.如权利要求I所述的玩具人偶，其中各支架肢体段基本上是刚性的。
7.如权利要求I所述的玩具人偶，其中所述副板沿着所述肢体段基本均匀地间隔开。
8.如权利要求I所述的玩具人偶，其中多个所述副板具有不一致的板厚度。
9.如权利要求8所述的玩具人偶，其中沿着所述副板的一个维度所述副板厚度改变。
10.如权利要求9所述的玩具人偶，其中对于多个所述副板，所述板厚度在所述副板的外边缘处增加。
11.如权利要求9所述的玩具人偶，其中对于多个所述副板，所述板厚度随着与主板相交处相距的距离增加而增加。
12.如权利要求10所述的玩具人偶，其中所述副板的增加的板厚度增强了所述包覆弹性本体的固位性。
13.如权利要求I所述的玩具人偶，其中对于多个所述副板，所述副板的厚度与相邻副板之间的间隔宽度之间的比是约1:1至约1:5。
14.如权利要求I所述的玩具人偶，其中所述主板和所述副板包括周边板边缘，其结合起来限定适合于所述玩具人偶的上臂段、下臂段、上腿段或下腿段的外形和体积。
15.一种用于玩具人偶的支架肢体段，包括 两个相交的主板，各主板沿着所述肢体段纵向地延伸，且以基本直角相交；和 多个副板，其沿着所述主板而设置且与所述主板相交，使得所述副板基本彼此平行，且与各所述相交的主板基本成直角。
16.如权利要求15所述的支架肢体段，其中所述主板和所述副板包括周围板边缘，其结合起来限定适合于所述玩具人偶的上臂段、下臂段、上腿段或下腿段的外形和体积。
17.一种玩具人偶的肢体，包括 支架肢体段，其包括横向于所述肢体段的纵轴线设置且大致彼此平行的多个板，使得所述板沿着所述纵轴线间隔开，其中相邻板之间的间隔小于所述板的平均厚度的五倍； 和塑料材料，其设置在所述支架肢体段上且将其包围，以模拟所述玩具人偶的皮肉。
18.如权利要求17所述的玩具人偶的肢体，还包括第二支架肢体段，其可与所述第一支架肢体段相同或不同，其包括横向于所述第二肢体段的纵轴线设置且大致彼此平行的多个板，使得所述板沿着所述纵轴线间隔开，其中相邻板之间的间隔小于所述板的平均厚度的五倍； 其中所述第一和第二支架肢体段通过铰接关节连接； 所述塑料材料被设置在所述第一和第二支架肢体段上并将其包围；及 所述塑料材料有足够弹性，以允许所述肢体在所述铰接关节处弯曲。
19.一种制造玩具人偶的方法，包括 注模多个刚性聚合物支架肢体段； 其中各支架肢体段包括基本正交地相交的两个纵向主板，和多个基本平行的副板，该副板与两个主板相交且基本正交； 通过经由铰接关节连接多个铰接肢体段来装配多个支架肢体部件； 装配铰接支架，其包括躯干部件和通过铰接关节连接至所述躯干部件的多个铰接肢体部件；以及 将柔性的聚合物表皮注模至所述装配的铰接支架上，使得该柔性的聚合物表皮包封所述铰接支架，且得到的各肢体的形状和体积基本由结合至该肢体的所述肢体段的所述主板和所述副板的外边缘限定。
20.如权利要求19所述的制造方法，其中装配多个支架肢体部件包括通过经由铰接关节连接上臂段和下臂段来装配至少一个臂部件，且通过经由铰接关节连接上腿段和下腿段来装配至少一个腿部件。
全文摘要
一种玩具人偶，包括铰接支架，其包括躯干部件和多个肢体，其中各肢体可以是相同的或不同的，且各肢体包括至少一个肢体段。各肢体段包括两个基本正交地相交的纵向主板，和多个基本平行的副板，副板与两个主板相交且基本正交。各肢体段的主板和副板的外边缘基本限定玩具人偶的该肢体部分的形状和体积。该铰接支架由弹性本体材料包围以模拟皮肉。
文档编号A63H3/36GK102886145SQ20121025340
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月20日 优先权日2011年7月20日
发明者B.本内克, S.孙, T.C.陈 申请人:美泰有限公司