时装人体模型在服装店和其它一些场所中得到广泛使用，至少是 有利地向潜在顾客展示穿戴在人体上的一件或更多件服饰制品的预期 外观。虽然过去的绝大多数实际大小的成人人体模型或多或少是固定不 动的，即一个零件相对于另一个零件(例如四肢相对于躯干)不能产生 移动，但是实际上已经开发出多种具有这种移动能力的人体模型。例如 美国科罗拉多州Broomfield的Fusion Specialties，Inc.已经制造出许 多这样的人体模型。典型地，位于各个连接点处的关节包括有利于例如 相对于躯干稳定地定位四肢或相对于手臂稳定地定位手腕的卡扣 (clicking)特征。一般而言，滑动和卡扣运动与横向移动相关，而垂 直运动倾向于仅涉及滑动移动。然而，已经注意到这种布置的移动的相 对自由度存在一些限制因素。
同时，近年来对儿童服装所作出的努力尝试迅速增长，并且应注意 到：对可使用的人体模型存在需求。然而，到目前为止没有发现在将铰 接的成人人体模型(如上文中所述)的一些技术特征应用于尺寸成一定 比例的儿童人体模型(包括“新生儿”[3-6个月]、“学步儿童”[至 24个月]、“青春期前的儿童”或“大小孩”[6X7]等的人体模型尺寸) 方面作出了可实行的努力尝试。最多的情况是，许多商店已采取简单地 仅提供半身模型，从而迫使穿戴在半身模型上面的任何服饰需要用例如 薄纸或报纸进行填充，以便使得服饰的各四肢部分被“填满”。
鉴于前文所述，已经意识到在提供至少与铰接的成人人体模型一样 多样、可移动和灵活的儿童人体模型方面存在迫切的需求。

根据本发明的至少一个当前优选的实施例，本申请中广泛预期存 在一种人体模型，所述人体模型包括能够在相当大范围内进行移动的铰 接的关节。根据本发明的一个优选变型方式，对人体模型上面的手腕关 节进行了专门的改进。本发明不仅广泛地包括或整个人体或部分人体的 人体模型，而且还广泛地包括人体模型的任何部分，所述各部分包括人 体模型的一个零件与另一个零件之间的铰接连接装置。
总之，本发明的一个方面提供了一种用于附接和定位人体模型的 各人体零件的关节结构，所述关节结构包括：用于与第一人体零件相联 接的第一单元；用于与第二人体零件相联接的第二单元；所述第一单元 包括第一圆盘布置；所述第二单元包括相对于第一圆盘布置共轴设置的 第二圆盘布置；所述第一圆盘布置包括摩擦接合介质；所述第二单元进 一步包括：至少一个用于与摩擦接合介质摩擦接合的元件；和用于朝向 摩擦接合介质偏压所述至少一个元件的布置。
此外，本发明的另一个方面提供了一种人体模型，所述人体模型 包括：第一人体零件；第二人体零件；和使第一人体零件与第二人体零 件相互连接在一起的关节结构，所述关节结构包括：与第一人体零件相 联接的第一单元；与第二人体零件相联接的第二单元；所述第一单元包 括第一圆盘布置；所述第二单元包括相对于第一圆盘布置共轴设置的第 二圆盘布置；所述第一圆盘布置包括摩擦接合介质；所述第二单元进一 步包括：至少一个用于与摩擦接合介质摩擦接合的元件；和用于朝向摩 擦接合介质偏压所述至少一个元件的布置。
附图说明
图1示出了儿童人体模型的前视图；
图2示出了图1所示人体模型的右视图；
图3示出了第一种类型的关节元件的各部件的分解视图；
图4示出了图3所示各部件的组装剖视图；
图5示出了带有例如如图3和图4所示的关节的小腿的特写剖视图；
图6示出了通过例如如图3和图4所示的关节与大腿相连的小腿的 特写剖视图；
图7示出了第二种类型的关节元件的各部件和手的分解视图；和
图8示出了将手与下臂相互连接在一起的图7所示各部件的组装剖 视图。

为了更好地理解本发明以及本发明的其它和进一步的特征和优 点，参见下面的说明书并且结合附图，在权利要求书中指出了本发明 的保护范围。
应该易于理解：如在本申请中所描述的和在附图中所示出的本发 明的各部件可被布置和设计成多种不同的构型。因此，下文中对如图 1-8所示出的本发明的设备、系统和方法的多个实施例的更加详细的描 述不是旨在限制如权利要求书所保护的本发明的范围，而仅是本发明 的代表性实施例。
说明书中所使用的术语“一个实施例(one embodiment)”和“实 施例(an embodiment)”等意味着结合该实施例所描述的特定技术特征、 结构或特征被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书 中多个地方所使用的术语“在一个实施例中(in one embodiment)”和 “在实施例中(in an embodiment)”不一定都指的是相同的实施例。
通过结合附图，本发明的图示实施例将会得到更好地理解，在附 图中使用相似的附图标号或标记表示相似的零件。下面的说明书旨在 仅通过实例的方式且简单地示出了与本发明所要求保护相一致的装 置、系统和工艺的一些选定实施例。
图1示出了根据本发明的当前优选的实施例所述的儿童人体模型C 的前视图。包括头的躯干1具有从其中延伸出的上臂3和大腿10。每一 个上臂3在肩部区域2处连接到躯干1上，而下臂6在肘部区域5处连 接到每一个上臂的下部上。在手腕区域8处，手/手腕7与各下臂6相 连。每条大腿10在区域9处被连接到躯干1上，而小腿12(如图所示 可包括踝部和脚)在区域11处连接到每条大腿10的下部上。
如附图标记4所示，在区域5、8、9、11和2(参见图2)中的每 个区域中的是可以优选用以使各相应区域中的人体部分相互连接在一 起的铰接关节(articulated joints)。在本发明的一个优选实施例中， 关节4在区域2、5、8、9和11中的每个区域中可全部被构造成且可起 到相似的作用。然而，在本发明的一个特别优选的实施例中且按照如下 文所述能够充分意识到的方式，区域8中的手腕关节8(如图2中使用 附图标记4w进行表示)可被构造成与关节4有所不同且起到不同于关 节4的作用。
图2示出了图1所示人体模型C的右视图。如图中所示，小腿12 (包括脚/踝部)可被支承在基板35上面。主支架34可自基板35向上 进行延伸，并且可包括相对于主支架34能够进行滑动移动的伸缩元件 34a。从伸缩元件34a上延伸出的后撑元件34b在躯干1的背部部分处 能够支承躯干1，而伸缩元件34a可根据需要上下滑动从而适于人体模 型C的不同位置。(为此，可设置适当的锁定元件(图中未示出)从而 一旦到达所需位置，则相对于主支架34将伸缩元件34a锁定)
图3示出了根据本发明的一个优选实施例的关节元件4的各部件的 分解视图。应该理解：图3所示的关节元件可被大体上用于图1和图2 所示出的任何部位。
如图中所示，多个部件相对于轴线“X”而言是共轴的，而其它部 件相对于垂直的轴线“Y”而言是共轴的。如图中所示的沿轴线“X”的 带有中心孔41的中心圆盘4a可包括沿假想圆设置在距圆盘4a的圆心 恒定半径位置处的多个凹坑或凹部42。这些凹坑42优选被设置在圆盘 4a的两个平面上。优选地，中心圆盘4a在其任一纵向侧的侧面分别是 共同运转的圆盘13和18。共同运转的圆盘13和18分别被构造以容纳 弹簧-滚珠组合件14/15和17/16，由此，当共同运转的圆盘13和18 纵向非常接近中心圆盘4a时，弹簧14/17分别将会对滚珠15/16产生 偏压从而使滚珠15/16进入到其中一个凹坑42中。因此，当共同运转 的圆盘13/18相对于中心圆盘4a进行相对旋转运动时，将会进行“卡 扣”动作。这样将会易于实施人体零件之间的定位，其方式如下文所述。 弹簧14/17不需要连接或附到滚珠15/16上面，这是因为弹簧14/17的 偏压力将会优选地确保滚珠15/16不会从组件上“脱出”。
每一个共同运转的圆盘13/18均可被构造成如图中所示的构型，即 彼此形成一体的具有更小厚度的两个平行圆盘(例如，以图中未示出的 方式通过设置在两个平行圆盘之间的较短的环形部段)，或者可按照大 体上任何适当的方式进行构造。圆盘13优选包括圆柱形螺柱131，所述 圆柱形螺柱外径小于或等于中心圆盘4a的孔41的内径。因此，共同运 转的圆盘18可具有中心孔181，螺钉19可被引导穿过中心孔与螺柱131 的带有内螺纹的中心孔相连。随着螺柱131延伸进入到孔41中，应该 确保共同运转的圆盘13/18将会十分接近中心圆盘4a。
对于关于轴线Y对中的部件而言，螺栓43优选沿径向远离中心圆 盘4a进行延伸。在下文中将要更详细地进行讨论的带沟槽的元件20优 选围绕螺栓43进行设置并且通过螺母24被紧固到螺栓上；另外，螺母 24优选“顶压住”邻近带沟槽的元件20沿纵向进行设置的垫圈21、弹 簧22和垫圈23的组件，由此弹簧22作用以将带沟槽的元件20偏压到 圆盘4a的周向边缘上面。下面为了更详细地描述，同样还设置带沟槽 的帽34。带沟槽的帽34优选具有与带沟槽的元件20上的沟槽和凸出部 相啮合的内部沟槽和凸出部，从而允许在两个部件之间进行相对旋转运 动。帽34可以大体上按照任何适当的方式围绕带沟槽的元件20进行装 配，例如通过使围绕带沟槽的元件20的帽34的两个半件胶粘或咬接在 一起。
图4示出了图3所示各部件的组装剖视图。图中示出带沟槽的元件 20具有四个散布在五个周向脊部之间的周向沟槽，并且帽34具有多个 适于与其紧密啮合的沟槽和脊部，但是应该理解：通过产生下面将要进 行描述的功能性可包括用于两个部件的基本上任何数量的沟槽和脊部。 同样示出的用于帽34的是围绕帽34的下部周边设置的两个直径更大的 圆盘34a(其间具有沟槽)的布置。
图5示出了带有例如如图3和图4所示的关节4的小腿12的特写 剖视图，关节4被设置在小腿12的上部。另一方面，图6示出了与图5 大体上类似的特写剖视图，但是另外还示出了大腿10通过关节4与小 腿12相连。下面对这两个图以及图4进行描述。在下文中还对在关节4 处进行连接的“上肢”和“下肢”进行描述；应该理解：对于本论述的 目的而言，在区域2中的关节4(图1)存在的条件下，躯干1可被理 解起到“上肢”的作用，其中上臂3有效地是“下肢”。
优选地，所有关于轴线Y对中的部件(在这里为 20/21/22/23/24/34/43)以及其上延伸出螺栓43的中心圆盘4a可以被 叫作“Y单元”且优选与在关节4处连接的两个人体零件中的一个相联 接。因此，在图5和图6所示的实例中，Y单元与大腿10相联接。另一 方面，中心圆盘4a以外的所有关于轴线X对中的部件(在这里为13-19， 131和181)可以被叫作“X单元”且优选与在关节4处连接的两个人体 零件中的另一个相联接。因此，在图5和图6所示的实例中，X单元与 小腿12相联接。
在人体模型的生产过程中，X单元优选通过紧固螺钉19夹紧在Y 单元上面，并且该整体随后在关节4处被一体地结合到“下肢”(例如 小腿12)中，而小腿模具仍然不是全固态的(即在常规模制工艺过程中 仍然是部分熔融或是半固态的)。
因此，在关节4处的“上肢”(例如大腿10)优选围绕帽34(基 本上盖住了Y单元中的所有其它部件)进行模制，结果是，凹进较浅的 圆柱形套20a与帽34的双圆盘布置34a紧密配合。优选地，下肢(例 如小腿12)如图所示在其上部部分呈凸形形状(优选呈半球状)并且与 位于上肢(例如大腿10)下端的相应的凹形部分相接合。
结果是产生了允许沿多个方向具有相当大运动自由度的关节连接。 另一方面，通过中心圆盘4a与共同运转的圆盘13/18之间的相对枢转 运动，下肢(例如小腿12)相对于上肢(例如大腿10)进行的平行于 由轴线Y限定的平面且横向于轴线X的相对枢转运动将是有可能的。应 该理解：共同运转的圆盘13/18大体上被埋置在下肢(例如小腿12)的 材料中且由此相对于下肢(例如小腿12)被固定住。同时，弹簧14/17 的偏压力优选足够大，以便在滚珠15/16被偏压进入到凹坑42中时， 使下肢(例如小腿12)和上肢(例如大腿10)相对于彼此保持处于适 当的位置处。还应该注意到：弹簧14/17优选具有一定的尺寸和构造， 以便在中心圆盘4a与共同运转的圆盘13/18之间产生相对旋转运动时， 产生足够的“伸缩”，从而允许滚珠15/16基本上从凹坑42中缩回。
另一方面，优选允许下肢(例如小腿12)相对于上肢(例如大腿 10)关于轴线Y进行360度的旋转运动。在这种情况下，带沟槽的元件 20优选相对于帽34自由旋转，而借助沟槽不允许带沟槽的元件20沿轴 线Y相对于帽34产生纵向位移。随后，应该意识到：优选对带沟槽的 元件20和帽34中的沟槽的数量、其尺寸以及双圆盘布置34a的尺寸进 行选择，以便确保沿轴线Y相对于帽34施加到带沟槽的元件20上面的 明显的张力不足以产生前述纵向位移。与此同时，优选选择帽34的材 料(例如PVC或其它聚合材料)和带沟槽的元件20的材料(例如金属) 从而确保所述部件间的相对摩擦系数足够低从而允许产生前述旋转运 动，确保所述部件间的相对摩擦系数又足够高从而防止下肢(例如小腿 12)和上肢(例如大腿10)相对于彼此沿围绕轴线Y的旋转方向产生非 故意地滑移。明显地，关节4应优选总体上足够紧，以便能够充分地保 持住所关注的人体零件的重量。
如图7和图8所示(在下文中结合上述两个附图进行论述)，根据 本发明的一个特别优选的实施例，一种不同类型的关节布置4w可将下 臂6与手7相互连接在一起。这种关节4w可优选被用在空间有限的场 合，例如手与手腕之间，或者可能存在空间限制因素的更小型的人体模 型中的任何人体零件之间。特别是如图7所示，多个部件相对于“轴线 Z”共轴，中心圆盘33可优选与手7一体(例如，通过在模制过程中设 定进入到手7中的延伸部)。圆柱形螺柱331/333优选从中心圆盘33 的任一侧延伸出且相对于“轴线Z”共轴，并且多个径向沟槽332优选 沿中心圆盘33的每一个平的端面延伸远离这些螺柱331/333。(在中心 圆盘33的一个端面上可看到图7所示的沟槽332，但是应该理解：类似 的沟槽布置同样存在于图7中看不到的中心圆盘33的一个端面上)分 别用于直接围绕螺柱331/333进行设置的共同运转的圆盘29和25本身 优选包括被构造用以与中心圆盘33的沟槽332相接合和紧密配合的径 向沟槽252。(又一次，应该理解：虽然在图7中仅可看到圆盘25的沟 槽252，但是相似的沟槽同样优选设置在图7中看不到的圆盘29的端面 上)
圆盘29和25分别包括孔291和251，相应的弹簧30和26可延伸 进入到所述孔291和251中。孔291/251优选刻有分度，从而使得弹簧 30和26不会沿朝向中心圆盘33的方向延伸穿过圆盘29和25，而是分 别朝向中心圆盘33偏压圆盘29或25的环形内表面。弹簧30和26的 偏压力分别可优选受到螺钉32和28的影响作用，所述螺钉32和28螺 合进入到螺柱331和333中。优选地，垫圈31和27可分别插置在螺钉 32/28与弹簧30/26之间。弹簧30/26的偏压力优选足够大，以便在沟 槽332/252彼此接合在一起时，使手和下臂7/6相对于彼此保持处于适 当的位置处。还应该注意到：弹簧30/26优选具有一定的尺寸和构造， 以便在中心圆盘33与圆盘29/25之间产生相对旋转运动时，产生足够 的“伸缩”，从而允许沟槽252基本上从沟槽332中缩回。
结果是产生了仅允许手7相对于下臂6上下运动，即手7相对于下 臂6沿垂直于轴线Z的平面相对于图8进行进入纸面和从纸面中出来的 枢转运动，的关节连接。由于弹簧30/26提供偏压，因此共同运转的圆 盘29和25和其沟槽252配合在中心圆盘33的沟槽332中。在中心圆 盘33相对于圆盘29和25进行相对旋转运动时，当沟槽252从沟槽332 中大体上缩回(通过弹簧30和26的“伸缩”)时，将会给予“卡扣” 或齿合动作，接着与沟槽332重新接合。在生产过程中，如图7所示的 所有的部件优选被组装成一个单元。在进行模制成形时(即当下臂6的 材料仍然呈半固态或熔融状态时)该单元(即手7和从手7上延伸出的 关节4w)然后将会优选结合到下臂6中。如图8中所示，球形表面6a 优选被设置在下臂6(凸形)和手7(凹形)上面，从而允许两个人体 零件相对于彼此能够进行相当大范围的运动。
如图中所示和如文中所述的躯干1优选包括头，而如图中所示和如 文中所述的小腿12优选包括踝部和脚。同样，根据本发明的一个优选 实施例，头相对于躯干1可以是固定不动的并且脚/踝部相对于小腿12 可以是固定不动的。然而，应该理解：可选择地，可设置与上面的论述 相类似的铰接关节，所述铰接关节使头与躯干1或者使脚/踝部与小腿 12相互连接在一起。通过使用相同的标记，应该理解：在此如图中所示 和如文中所述的活动的任何人体零件(即通过铰接关节能够相对于至少 一个其它的人体零件能够产生移动)根据给定的实践应用的需要相对于 其它人体零件或相对于彼此当然可以是固定不动的或是固定的。
应该意识到：在上文中所述的中心圆盘4a和33能够相对于共同运 转的圆盘进行360度的全周运动，所述共同运转的圆盘在各实例中进行 所述的“卡扣”或齿合动作时位于其侧面。
还应该意识到：如图中所示和如文中所述的布置通常涉及使用具有 第一圆盘布置的关节，所述第一圆盘布置与第一人体零件相联接，所述 第一圆盘布置与第二圆盘布置共轴，所述第二圆盘布置与第二人体零件 相联接。第二圆盘布置大体上被偏压进入到第一圆盘布置中。由于所述 圆盘布置是共轴的，因此大大减小了关节所需的空间。
虽然上文中已对在模制成形工艺过程中相对于人体模型的人体零 件一体地形成一个或多个关节部件进行了讨论，但是应该意识到：在一 个其它可选的实施例中，可以采用各种可预期的方法中的任何一种方 法，关节可被改型成已经成形的人体模型的人体零件。
泛泛而言且简明扼要地说，应该意识到：根据本发明的至少一个当 前优选的实施例，广泛地预期到一种用于附接和定位人体模型的人体零 件的关节结构或包括这种关节结构的人体模型。该关节结构包括第一人 体零件的第一单元和第二人体零件的第二单元。该第一单元包括第一圆 盘布置且该第二单元包括相对于所述第一圆盘布置共轴设置的第二圆 盘布置。该第一圆盘布置包括摩擦接合介质，而该第二圆盘布置包括： 用于摩擦接合摩擦接合介质的至少一个元件和用于朝向所述摩擦接合 介质偏压所述至少一个元件的布置。
应该理解：本质上，“摩擦接合介质”不一定需要受到在此示出和 描述的具体实施例的限制。例如，代替上文中所述的凹坑42或沟槽332 (以及分别与它们相接合的滚珠和弹簧布置14/15，17/16或者沟槽 252)，在此理解共同运转的圆盘能够通过摩擦垫或者相似介质实现摩 擦接合，这样将会在一个或多个圆盘彼此偏压在一起时提供圆盘之间的 高摩擦系数的旋转运动。
如果在本申请中未进行其它陈述，那么应该假定本申请中所提到 的和所引用的全部专利、专利申请和其它公开出版物(包括网络出版 物)在此作为参考而被整体引用。
虽然已经结合附图对本发明的示例性实施例进行了描述，但是应 该理解：本发明不限于那些特定的实施例，在不偏离本发明的范围或 精神的情况下，本领域的技术人员可对本发明作出多种改变和变型。