整体软性游乐设备、玩具及其制备方法.pdf

本发明公开了整体软性游乐设备、玩具以及它们的制备方法，游乐设备或玩具的本体部分包括：对本体部分起支承作用的金属骨架体；于金属骨架体外围搭建而构成本体部分的多个组合单元，各组合单元通过胶黏剂黏合；通过聚氨酯喷涂设备而喷涂于本体部分表层的柔性涂层，其层厚在3～5mm。其通过三维雕刻设备雕刻、与金属骨架体拼接、利用聚氨酯喷涂技术喷涂柔性涂层以及上色工艺加工而成，本发明解决了儿童滑梯组合的主题卡通趣味性，带给儿童寓教于乐的重大教育意义。让儿童在主题式的卡通滑梯游戏环境中有故事角色体验、故事情境模拟、游戏内容设置、空间感认知，使得儿童在游戏的环境中具有语言能力的培养、交际能力的培养的目的。

权利要求书1.  整体软性游乐设备、玩具，它包括可与儿童互动的游乐设备或玩具的本 体部分，其特征在于，该本体部分为三维立体结构，它包括： 对三维立体结构起支承作用的金属骨架体； 于金属骨架体外围搭建而构成本体部分的多个组合单元，各组合单元通过胶 黏剂黏合，其中，组合单元包括造型组件和/或功能组件，所述造型组件、功能 组件为游乐设备或玩具的一段/一块； 通过聚氨酯喷涂设备而喷涂于本体部分表层的柔性涂层，其层厚在3～5mm。 2.  根据权利要求1所述的整体软性游乐设备、玩具，其特征在于，所述金 属骨架体以结构钢架焊接而成，且金属骨架体在造型组件部分和功能组件部分 的结构钢架连接为一个整体结构,在结构钢架的自由端具有带角度且与组合单 元内壁贴附的凸缘部件。 3.  制备整体软性游乐设备、玩具的方法，其特征在于，该方法包括： 步骤一，利用三维建模软件建立整体式的三维游乐设备或玩具，配合三维雕 刻设备分段/分块雕刻游乐设备或玩具，该分段/分块完成的雕刻元件构成了整 个雕刻游乐设备或玩具的组合单元，在组合单元内部具有供金属骨架就位的空 间； 步骤二，利用3DMax软件生成主体结构骨架，软件自动进行力矩、重量及中 心分析，以使主体钢结构达到合理化而作为游乐设备/玩具的主支撑元件，在主 支撑元件上将各个组合单元拼接组合而成游乐设备或玩具，从而构成一个主支 撑元件被各个组合单元封装起来的游乐设备或玩具的仿真体，在步骤一中自动 雕刻预留龙骨槽，且在安装过程中采用粘结剂将龙骨槽填满而将组合单元与龙 骨牢固粘结； 步骤三，利用聚氨酯喷涂设备将柔性涂层材料多道分层喷涂于整个仿真体表 面，从而在仿真体表面形成与仿真体轮廓一致且呈一体结构的高分子弹性造型 层，从而得到整体软性的仿真体； 步骤四，利用喷涂设备在无尘环境下对整体软性的仿真体进行上色，而后在 无尘环境中烘干而得到成品。 4.  根据权利要求3所述的方法，其特征在于，柔性涂层材料多道分层喷涂 工序与仿真体上色工序的间隔时间控制在5s以内。 5.  根据权利要求3所述的方法，其特征在于，柔性涂层材料粘度应 <1500cps/20℃。 6.  根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述柔性涂层材料是聚氨酯 材料。

说明书整体软性游乐设备、玩具及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种整体软性游乐设备/玩具及其制备方法，其适用于幼教教具类、游戏娱乐类、玩具类、玩偶类、动漫形象类、游乐设备类、室内乐园道具类、儿童科技馆类、儿童海洋馆造景类游乐设施、玩具、教具的加工。 
背景技术
寓教于乐的游乐设施、玩具、教具在与儿童互动过程中，儿童的安全性是首要考虑的因素；其次，才考虑游乐设施、玩具、教具的趣味性。 
以传统的游乐设备，诸如滑梯组件为例，其采用钢管结构和硬质塑料制作而成，主要是以钢架结构再配合硬质塑料片进行连接装配。钢管构件连接件暴露于空气而缺乏造型材料的包裹，弊端之一是钢管结构易锈蚀，由此引发的问题还有整个滑梯组件不牢固以及掉色等问题。而且，儿童在游戏互动时因钢结构固定架的空间局限性，具有造成儿童冲撞的潜在危害。 
以淘气堡为代表的儿童活动中心，其采用软性彩色塑料布进行造型包装，组合而成不同的游乐环境，但仍然具有以下弊端：塑料布进行软包的制造方法，造型粗糙，造成不够逼真，造成儿童游乐环境单一，局限性大，不能很好的完成各种主题式教学、游戏的场景搭建。 
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种整体软性游乐设备/玩具及其制备方法，其具有效果逼真、安全性高的特点。 
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 
整体软性游乐设备、玩具，它包括可与儿童互动的游乐设备或玩具的本体部分，其特征在于，该本体部分为三维立体结构，它包括： 
对三维立体结构起支承作用的金属骨架体； 
于金属骨架体外围搭建而构成本体部分的多个组合单元，各组合单元通过胶黏剂黏合，其中，组合单元包括造型组件和/或功能组件，所述造型组件、功能组件为游乐设备或玩具的一段/一块； 
通过聚氨酯喷涂设备而喷涂于本体部分表层的柔性涂层，其层厚在3～5mm。 
整体软性游乐设备、玩具，较为理想的是，所述金属骨架体以结构钢架焊接而成，且金属骨架体在造型组件部分和功能组件部分的结构钢架连接为一个整体结构,在结构钢架的自由端具有带角度且与组合单元内壁贴附的凸缘部件。 
制备整体软性游乐设备、玩具的方法，该方法包括： 
步骤一，利用三维建模软件建立整体式的三维游乐设备或玩具，配合三维雕刻设备分段/分块雕刻游乐设备或玩具，该分段/分块完成的雕刻元件构成了整个雕刻游乐设备或玩具的组合单元，在组合单元内部具有供金属骨架就位的空间； 
步骤二，利用3DMax软件生成主体结构骨架，软件自动进行力矩、重量及中心分析，以使主体钢结构达到合理化而作为游乐设备/玩具的主支撑元件，在主支撑元件上将各个组合单元拼接组合而成游乐设备或玩具，从而构成一个主支撑元件被各个组合单元封装起来的游乐设备或玩具的仿真体，在步骤一中自动雕刻预留龙骨槽，且在安装过程中采用粘结剂将龙骨槽填满而将组合单元与龙骨牢固粘结； 
步骤三，利用聚氨酯喷涂设备将柔性涂层材料多道分层喷涂于整个仿真体表面，从而在仿真体表面形成与仿真体轮廓一致且呈一体结构的高分子弹性造型层，从而得到整体软性的仿真体； 
步骤四，利用喷涂设备在无尘环境下对整体软性的仿真体进行上色，而后在无尘环境中烘干而得到成品。 
制备整体软性游乐设备、玩具的方法，较为理想的是，柔性涂层材料多道分层喷涂工序与仿真体上色工序的间隔时间控制在5s以内。 
制备整体软性游乐设备、玩具的方法，较为理想的是，柔性涂层材料粘度应<1500cps/20℃。 
制备整体软性游乐设备、玩具的方法，较为理想的是，所述柔性涂层材料是聚氨酯材料。 
相较于现有技术，本发明具有如下有益效果： 
（1）本发明提供的游乐设备及玩具的安全性符合儿童的要求，儿童在玩乐中除学习外还具有互动的体验价值，突破了原游乐设备的钢结构、硬质塑料的 主题造型的局限性，以及材质质感容易老化、开裂等弊端。 
（2）结合儿童教育的情景体验教学目的，可制作空间立体的玩教具，在游戏、角色体验的过程中，达到教育的目的。 
（3）因工艺采用雕塑造型的做法，整体形象的完整性，情景体验感逼真。 
（4）工艺做法采用结构钢架焊接完成为主体支撑钢架，主体钢架被雕刻好的造型模型层包裹，大大的避免了钢结构腐蚀不耐用的问题。高分子硬性造型材料进行造型的塑形雕刻，效果丰富逼真。具有丰富造型的模型层再附以高分子柔性材料层进行最外层的喷涂，形成游乐设备和玩具最终的完成层，具有耐候性好、耐腐蚀、耐高温、耐摩擦、耐攀爬等性能极佳的儿童游乐设备的特点。具有非常好的冲击强度和弯曲强度，该项发明充分的集合了该高分子弹性材料的耐磨性、抗撕裂、承载力及极好的拉伸强度，为儿童游乐设备和玩具领域的产品做了重大的突破。 
（5）该游乐设备的技术方案是集合雕塑美学、雕塑制作工艺以及游乐设备的滑梯结构，在此传统工艺的基础上，进行工艺工序的研发和调试，将作为支撑结构的钢结构进行包裹，将可塑性强的情景造型作为游乐设备的环境塑景，将高分子喷涂柔性材料用喷涂设备将整个游乐设备的滑梯造型和玩具，给予耐候性好工作原理、结构特征。 
附图说明
图1为整体软性游乐设备、玩具立体效果图。 
图2为整体软性游乐设备、玩具内部结构图。 
图3为整体软性游乐设备、玩具局部剖视图。 
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。 
本实施例中，整体软性游乐设备、玩具是以熊猫滑梯为例，该熊猫滑梯可与儿童互动。 
图1是本发明的熊猫滑梯，其中，符号T是呈三维立体结构的本体部分，该 本体部分主要由作为熊猫头部1（将其界定为造型组件一）、熊猫身体部分2（将其界定为造型组件二）、供儿童攀爬的爬梯3（将其界定为功能组件一，可参见图2）、供儿童玩乐的滑梯4（将其界定为功能组件二）。在造型组件二中开设有供儿童穿过的开口5，功能组件一、二分别安装于开口的两侧而成八字形布置。在组装状态下，在本体部分内形成大致封闭的空间，该空间用于容纳金属骨架体。 
如图2所示，对三维立体结构起支承作用的金属骨架体在本体部分的空间内。在爬梯、滑梯、熊猫身体部分的底部具有与地面齐平且可将整个本体部分安装于地面的平面结构。另外，金属骨架体选用钢制骨架，纵横交错的钢架搭接须在外形轮廓上与本体部分内部具有的空间轮廓一致。借助于具有一定壁厚的组合单元以能拼接成强度足够大的熊猫仿真体，且该熊猫仿真体具有可供儿童娱乐的爬梯、滑梯。 
本发明中，于金属骨架体外围搭建而构成本体部分的多个组合单元除将熊猫滑梯分解为熊猫头部1、熊猫身体部分2、爬梯3、滑梯4四个组合单元之外，还可以有其它拆解方案，以方便各个组合单元装配于金属骨架体上为宜，装配方式有穿设装配、挂接装配等方式，各相邻组合单元通过胶黏剂黏合。这里组合单元是以造型组件搭配功能组件为主，当然可以单独选用造型组件或者功能组件，造型组件包括但不限于动物、植物、人物造型，功能组件包括但不限于爬梯、滑梯造型。 
所述金属骨架体以结构钢架焊接而成，且金属骨架体在造型组件部分和功能组件部分的结构钢架连接为一个整体结构,在结构钢架（诸如钢管）的自由端具有带角度且与组合单元内壁贴附的凸缘部件，如图2中，钢结构件K长短不一而交错布置形成一个外形轮廓跟熊猫内空间轮廓一致的造型，其中，钢结构件K具有横向布置的、纵向布置的、倾斜布置的，相互交错节点以焊接固定之。 
如上所述，本发明中，造型组件是一段/一块的方式出现的，旨在便于装配，在一段/一块造型组件中具有与金属骨架体配合的空间以供容纳金属骨架体。 
如图3所示，以金属骨架体为代表的钢结构层a包裹本体部分中免于遭受空气侵蚀，在钢结构层a附着有造型层b，该造型层是由多个组合单元拼接而成， 造型层的材料选择可被三维雕刻设备雕刻的材质，诸如聚氨酯等，整个本体部分关键在于：高分子弹性造型层c，其通过聚氨酯喷涂设备而喷涂于本体部分表层的柔性涂层6，其层厚控制在3～5mm，人体触碰或者撞击能够具有足够的缓冲，从而具有柔性缓冲功能，且避免儿童游戏时冲撞产生危险。 
本体部分的造型包括但不限于此，还可以是幼教教具类造型、玩具类造型、玩偶类造型、动漫形象类造型、室内乐园道具类造型、儿童科技馆类造型、儿童海洋馆类造型等等。 
下面介绍前述熊猫滑梯的制备方法： 
步骤一，利用三维建模软件建立整体式的三维游乐设备或玩具，配合合适的三维雕刻设备，诸如五轴雕刻机、三维自动雕刻机，利用三维雕刻设备配合弹性泡沫造型材料将熊猫滑梯的熊猫头部1、熊猫身体部分2、爬梯3、滑梯4以分段（块）雕刻，该分段（块）完成的雕刻元件构成了整个熊猫滑梯的组合单元，在组合单元内部具有供金属骨架就位的空间，该空间是三维建模软件根据主体结构骨架的要求而预留龙骨槽，该空间根据自身需要调整（三维雕刻设备工作时自动预留），保证分段（块）的壁厚不足以被轻易击穿为宜，诸如控制在大于5mm。 
步骤二，利用龙骨架自动生成软件（诸如3DMax软件）生成主体结构骨架，软件自动进行力矩、重量及中心分析，以使主体钢结构达到合理化而作为熊猫滑梯的主支撑元件，在选择金属骨架原料上以钢管材料为主，诸如角钢、方钢、扁钢等按图纸设计进行造型焊接，在钢管材料的自由端（与组合单元的内壁）设置带角度的凸缘部件而抵靠于组合单元内壁，在主支撑元件上将各个组合单元拼接组合而成熊猫滑梯，从而构成一个主支撑元件被各个组合单元封装起来的熊猫仿真体，钢结构件K延伸至组合单元内壁部分不得产生间隙。在安装过程中采用粘结剂将龙骨槽填满而将组合单元与龙骨牢固粘结 
步骤三，利用聚氨酯喷涂设备配合聚氨酯喷涂技术将柔性涂层材料（诸如高耐候性聚氨酯柔性涂层）分层（不低于2层，诸如3层、4层直至达到预定层厚）喷涂于整个仿真体表面，从而在仿真体表面形成与仿真体轮廓一致且呈一体结构的高分子弹性造型层，从而得到整体软性的仿真体。另外，聚氨酯柔性涂层 还可以选用涂刷的方法将整个游乐设备的滑梯造型和玩具进行涂刷，给予耐候性好的结构特征。 
步骤四，利用喷涂设备在无尘环境下对整体软性的仿真体进行上色，诸如熊猫头部的白色、熊猫肚皮的白色、熊猫身体除肚皮之外其它选用黑色，熊猫爪部分选用黄色、爬梯、滑梯选用黄色等等，而后在无尘环境中烘干而得到成品。 
考虑到耐久性和整体性，柔性涂层材料多道分层喷涂工序与仿真体上色工序的间隔时间控制在5s以内，柔性涂层材料喷涂完毕后，马上可进行下道颜料层的涂敷，形成的是完整一体的整体涂层，在使用寿命上会得到大幅度提高，且仿真体的整体性效果更佳。 
步骤三所用到的柔性涂层材料，诸如聚氨酯材料，其粘度应<1500cps/20℃。 
本发明解决了儿童滑梯组合的主题卡通趣味性，带给儿童寓教于乐的重大教育意义。让儿童在主题式的卡通滑梯游戏环境中有故事角色体验、故事情境模拟、游戏内容设置、空间感认知，使得儿童在游戏的环境中具有语言能力的培养、交际能力的培养的目的。是现有幼儿教学教具的升级版产品的发明。 
本发明将传统工业工艺进行研发，应用在儿童产品上，突破了所有滑梯产品和游乐设备的造型局限。 
文中略去对公知技术的描述。