[发明专利]建造响应结构元件的装置

说明书

相关申请的交叉引用：

本申请特此要求所共同持有的于2005年10月7日提出，申请号为 60/725142，名为“动态结构元件的连接装置”的未决美国临时专利申请的权 利。

背景技术：

本发明涉及装配结构元件之连接装置的技术领域。更确切地说，本发明 涉及一种与新型结构元件共同应用于建筑中的连接装置。

用于建造地基、地面、墙壁、隔板、天花板和屋顶的元件通常称为结构 元件。经典的结构元件可以由木材、混凝土、砖块、瓦片、石块、金属、夹 板、碎料板、刨花板、绝热板、玻璃纤维、纤维素、锯屑、天然纤维、矿物 纤维、干墙、石膏、灰泥以及在本技术中已知的其他类似材料组成。

经典的结构元件对外界环境是静态的，或非响应性的。例如，经典的结 构元件可以允许有害气体、水蒸气、细菌、病毒和孢子进入结构元件内，并 穿透结构元件进入建筑物内部环境中。这些穿透物会影响建筑物内居住者的 健康和安宁，并且也会损坏建筑物内的物体。此外，它还会弱化建筑物，最 终导致建筑物被破坏。

使用经典结构元件的另一个缺点是它们不能对外界环境的变化作出动态 反应和补偿，外界环境的变化包括，但并不限于，温度、压力、电磁辐射、 可见光、核辐射、气体、水蒸气、液体、颗粒物、生物药剂、病毒、细菌、 毒药、超压爆炸物以及其他可变的外界条件的其中之一或多个的变化。

由于经典的结构元件不能阻挡或吸收有害物质以阻止它们进入内部环境 中，或者不能适应外界环境的变化，所以已知的结构元件通常不能提供一增 强的安全层或者保护层。例如，经典的结构元件不能保护建筑物内的居住者 免受生物武器的袭击。类似地，很多住宅遭受霉菌滋生，这些霉菌会缓慢繁 殖直至这些住宅被破坏和重建。

若动态结构元件之间的连接不仅能提供结构的完整性，还能使系统易于 对外界环境作出反应，则这样一个由动态结构元件建造的系统可以有效地按 计划工作。特别地，在对环境刺激作出反应时，理想的结构元件连接装置能 使各种成分在各个动态结构元件之间传递。所传递的各种成分可以包括气体 成分、水蒸气成分、液体成分、固体成分、微粒成分、细菌成分、病毒成分、 电成分、作用力成分、压力成分以及它们的组合。

尽管可以肯定，结构的连接装置已经使用了几个世纪，但是，很多常用 的建筑结构的连接装置不具有支持结构元件之间传递的功能设计。普通的连 接器如螺丝、钉子、螺栓、针、凸缘、焊缝等不会允许气体、水蒸气、液体、 微粒、血浆、光子、电磁场、电场或者其他物质或能量在其连接的结构组件 之间流动。即使那些可以允许物质或能量流动的连接器，如管道装置，也不 会在它的功能基础上增加支撑结构、抗腐蚀性、防火性和简化安装的功能。

进一步地，即使一些已知的连接器或接合件可以调整适应动态结构元件 的功能，但这一调整需要花费过度的费用和时间。因此，需要一种随时可用 的、容易安装的连接元件与动态结构元件一起使用，该连接元件应当不仅可 以提供结构支撑，还具有使该系统易于作出动态响应的功能设计。

发明内容：

在一个方面，本发明是一个用于连接或结合响应结构元件的装置。本装 置包括一个咬合构件和一个连结构件，接合构件形成一定几何形状和一个沟 道，连结构件形成一个沟道。这些咬合构件和连结构件内的沟道使各种成分 (如能量或物质)更容易在本装置所连接的响应结构元件之间传递。

在另一方面，本发明是一个用于建筑中的集合管装置，至少包括一个具 有内腔的，至少有一个接收端口的集合管，以及一条或多条管道。本集合管 装置也可以包括一个或多个咬合构件以及一个或多个细长构件，用于将响应 结构元件固定于集合管上。集合管内的管道以及所使用的结构连接元件使能 量或物质更易在连接于集合管上的响应结构元件之间传递。

再一个方面，本发明是一个结构装置(如住宅、飞机库等)，由一个或多 个具有空腔的结构元件，一个或多个连接于动态结构元件的集合管，以及一 个或多个用于调节动态结构元件空腔内环境状况的控制器所组成。

前述部分和本发明的其它目的及优点，以及实现的方式，都将在以下的 详细说明及附图中作进一步的论述。

附图说明：