CN101720247A - 建造系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有单独建造元件或部件的建造系统，该系统具有通过至少一个球-插口接头或插口-插口接头可彼此连接的单独建造元件或部件。一基本的建造元件具有本体，本体的一端有球，另一端有插口，或两端都是球，或两端都是插口。也可构思其它的建造元件，这些建造元件对单个元件可具有多于或少于两个连接件。

Description

建造系统

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C.§119以及适用的外国和国际法律，本申请要求对2007年2月9日提交的美国临时专利申请序列号60/900,443的优先权，本文包含其全部内容。

技术背景

本发明涉及建造系统，更具体地说，涉及包括具有球和钳口连接的单独建造元件的建造系统。

发明内容

本发明涉及一种具有单独建造元件或部件的建造系统，这些元件或部件可通过至少一个球-插口接头或插口-插口接头来彼此连接。一基本的建造元件具有本体，本体的一端有球，另一端有插口，或两端都是球，或两端都是插口。也可构思其它的建造元件，其对于单个元件可具有多于或少于两个的连接件。

一个建造元件或部件的球可拆卸地插入到另一元件的插口内。插口也被称之为钳口，插口具有至少两个被开口分开的花瓣状部分，所述开口位于该花瓣状部分的两侧上。当插口内部的至少一个棘爪突入到球上的多个凹坑中的至少一个内时，球-插口接头可在某些定向上“锁定”。由于钳口花瓣状部分的轮廓，球-插口互连中的可用定向范围至少是2π球面度。球可包括规则图形的凹坑，它们可使连接实现良好的小幅控制和可再现的重新定向。

诸元件也可以许多方式进行互连，例如，两种类型的插口-插口连接，其中互连元件的纵向轴线是共线的。在插口-插口连接中，一个元件的花瓣状部分与第二元件的花瓣状部分相连接。第三类型的插口-插口连接允许诸元件形成一链，使诸元件的纵向轴线平行、共面并与链的方向正交。诸元件也可让第一元件的插口抓住第二元件的本体来进行互连。对于插口-本体的连接，两个元件的纵向轴线成正交，且第一元件的对称平面和第二元件的纵向轴线之间的角度可进行360度的连续调整。在插口-本体连接中，通过连接三个元件可形成一闭合的系统。该建造组可包括不同规格范围的元件和具有一种以上规格范围的连接件的元件。

部件和连接件在大小、构造和材料特性方面可构造成供肌力和协调性方面尚在发育的幼童使用。连结两个部件(诸如一球连接到一插口内)所需的力可以是很有限的，从插口中拆卸球所需的力也可以是有限的。诸部件的大小做成让儿童的整个手可牢固地抓住，以便施加最大的力以将一个部件配合到第二部件的匹配零件内。

附图说明

图1是一儿童玩根据本发明的建造系统的立体图。

图2是该建造系统的建造部件的侧视图。

图3示出连结在一起的两个建造部件。

图4是建造系统的另一建造部件的立体图。

图5是连结在一起的两个建造部件的立体图。

具体实施方式

图1在标号10处示出儿童12使用根据本发明的建造系统的各部件。儿童12拿住两个建造部件100A和100B并正准备将它们组装在一起成为单个单元。诸部件的大小可完全被儿童的小手抓住。儿童可一个手拿一个部件，牢牢地抓住它们，以将一个部件配合到另一个部件。还显示了其它的部件，它们可进一步组装成一组装好的单元。

一基本建造部件100显示在图2中。建造部件100可由弹性体化合物制成。建造部件100有一细长的大致圆柱形的本体112，其一端有从本体112延伸出的插口或钳口114，在第二端有一附连到本体112的基本上球形的球116。插口114通过一宽度小于本体112直径的颈部118在一端附连到本体112。球116在相反端处也通过宽度小于本体112直径的颈部120附连到本体112。颈部118和120的横截面可以是圆形、椭圆形、矩形或其它形状。

图中的类似部件可使用类似的编号。

再参照图1，部件100A和100B端部对端部地连接显示为形成不同结构的一部分。用一个手施加作用力推在部件100A上，另一个手沿相反方向推在部件100B上，直到插口配合到球为止，这样，就可将球116插入到插口114内。或者，儿童12可将一个部件放置在地板上，用两个手拿住第二部件并下推将拿住的部件的球插入到地板上的部件的插口内，从而将球116推入插口内。也可将部件100A的插口配合到部件100B的插口内来连结部件。

图3在标号200处显示了包括球116A的第一部件100A和包括插口114B的第二部件100B。部件100A和100B没有连结，正在靠近到一起，使球116A插入并配合到插口114B。

在图3的标号250处，部件100A和100B彼此已经配合，球116A位于插口114B内。部件100A被部件100B保持住。为了分离两个部件，可沿相反方向对各个部件施力以克服插口114B的保持力。

部件100可构造成与设定范围的作用力工作。当设定范围内的插入力或推力施加到部件上，使插口足够地挠曲而接纳球116时，部件100就可将球116配合在插口114内。当设定范围内的拉力施加到部件上，克服插口114的保持力并使插口挠曲而将球移出时，部件100就可从插口114内脱出球116。在玩的过程中，该保持力可保持部件之间的配合。

部件组可设计和构造成适用于不同的年龄组。第一组部件可构造成其拔出和配合的力范围低于第二组的部件。第一组部件可设计成适合于学龄前儿童，他们还没有发育出学龄儿童的肌力。第二组部件可设计成具有较大的拔出和配合力，以供发育更成熟的学龄儿童使用。

第三组部件可设计用于各种应用，其中组装的部件在蛮力操作时，即在工业的应用、学生演示项目或博物馆的传递展示时，必须保持配合。这些部件组可设计成具有甚至更大的配合力和拔出力。

可选择部件材料，匹配构造好的零件，以便用有限的力，就像儿童所能施加的力，就可连结和拆开诸部件。由于元件设计、元件厚度和/或材料的成分，为学龄前儿童设计的插口的挠曲部分在有限的力气就可进行挠曲。部件材料可以至少部分地进行选择以限制表面之间的滑动摩擦，从而在组装时，只要施加较小的力就可将部件组装到插口内。

为学龄前儿童使用而设计的元件和部件的表面和边缘可构造成限制组装所需的力的大小。例如，连接件和元件的边缘和角可大半径地倒圆，以在接触到匹配的部件元件时，限制偏置元件的任何“连根拔除(stubbing)”。

匹配元件的表面可有纹理，以便限制一个部件与第二部件配合和/或脱离所需的插入力和拔出力。凹坑、表面粗糙度、突起、光滑度或其它表面特征可用来限制部件的摩擦、连根拔除和挠曲，以将它们构造成适用于学龄前儿童。

部件可由弹性体化合物制成，化合物包括以下物质中的一种或多种：ABS、PVC、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、天然橡胶、合成橡胶、尼龙、丙烯酸的或其它合成材料或天然材料。部件可注塑模制。单独的部件可包括一种以上材料。部件的端部元件可由不同于部件本体的材料组成。部件还可包括由金属或其它材料组成的结构特征，它们可增加结构强度并增加对周围材料的支承。

或者，部件可由木材、金属、玻璃、矿石、纤维或其它材料制成。

部件100的大小可做成用于合适的年龄组，并设计具有该年龄组的配合力和拔出力。作为用于学龄前儿童的部件100的实例，再次参照图2，本体112可包括3.5英寸至5英寸的长度以及1.0英寸至1.4英寸的直径，分别表示在标号A和B处。球116可具有1.3英寸至1.9英寸的直径，颈部118和120可具有0.4英寸至0.5英寸的直径，分别表示在标号C和D处。插口114可在钳口的花瓣状部分之间具有0.9至1.4英寸的开口，以及1.3英寸至1.9英寸的长度，分别表示在标号E和F处。在一个颈部或两个颈部的底部可有一圆角，这可增加强度。

球116可在表面上包括多个小凹坑。或者，球的表面可有纹理或是光滑的。这些尺寸和特征仅是示例而已，实际的部件可以大一些或小一些，或包括不同的或附加的特征。

作为用于学龄前儿童的部件100的另一实例，仍参照图2，本体112可包括3.5英寸的长度以及1.0英寸的直径，分别表示在标号A和B处。球116可具有1.9英寸的直径，颈部可具有0.5英寸的直径，分别表示在标号C和D处。插口114可在钳口的花瓣状部分之间具有1.0英寸的开口，以及1.9英寸的长度，分别表示在标号E和F处。

图4示出部件300的一个替代的结构，其包括本体302、第一插口304、第二本体插口306和球308。本体插口306显示位于本体302的中部，并可构造成接纳另一部件的本体。

图5示出与部件402连结的图4的部件300，该部件402类似于图2的部件100。部件402配合到部件300的本体插口306。连结的部件400包括两个插口和两个球，并可用来构成其它的结构。部件300还可设计成令其配合力和拔出力符合和合适于所选定的年龄组。

所述的系统和组件仅是示例而已，并不用作为有任何的限制。连接件的数量可以多于或少于以上所示。连接件的定向或位置可在各实例中变化。也可使用所给部件的任何合适的结构或组合，或其等价物以便执行类似的功能。

尽管特别显示和描述了建造系统和使用方法的实施例，但还可作出许多变体。本发明可包括一个或多个独立的或相互依赖的发明，这些发明涉及到各种特征、功能、元件和/或特性的不同的组合，它们中的一个或多个可定义在以下的权利要求书中。各种特征、功能、元件和/或特性的其它组合和子组合可在以后的本申请或相关申请中要求保护。如此的变型，不管其涉及到不同的组合还是涉及到相同的组合，不管其范围是不同、更宽、更窄还是相等，都将它们看作被包括在本发明的主题范围之内。对目前未要求保护的权利要求的可用性或重要性的正确评价可不在目前予以实现。因此，以上实施例仅是说明性的，实施例没有单个的特征或元件或其组合，对于本申请或以后的申请所要求保护的所有可能的组合是关键的。每个权利要求定义以上描述中所揭示的本发明，但任何一个权利要求不必要包括可能要保护的所有特征或组合。如果权利要求书中引用“一个”或“第一”元件或其等价物，则如此的权利要求书可包括一个或多个如此的元件，既不要求也不排斥两个或更多个如此的元件。此外，用来标识元件的诸如第一、第二或第三之类顺序的指示词，只是用来在诸元件之间加以区别，并不表示需要或限制数量的这样的元件，且不表示这样的元件的特定位置或顺序，除非另有具体表述。

Claims (7)

1.一种建造系统，所述系统包括：

多个建造部件，每个建造部件包括：

圆柱形本体，其具有第一端、第二端以及直径；

设置在所述圆柱形本体的所述第一端上的插口，其中，颈部形成在所述插口和所述圆柱形本体之间，所述颈部的宽度小于所述圆柱形本体的所述直径；以及

设置在所述圆柱形本体的所述第二端上的基本上球形的元件；

其中，第一建造部件的球形元件的大小做成能被接纳在第二建造部件的插口内。

2.如权利要求1所述的建造系统，其特征在于，所述颈部的所述宽度在约0.4英寸至约0.5英寸之间，其中，所述圆柱形本体的所述直径在约1.0英寸至约1.4英寸之间。

3.如权利要求1所述的建造系统，其特征在于，所述圆柱形本体的所述直径对所述颈部的所述宽度之比在约1.1至1.9之间。

4.一种建造系统，所述系统包括：

多个建造部件，每个建造部件包括：

圆柱形本体，其具有第一端和第二端；

设置在所述圆柱形本体的所述第一端上的插口；以及

设置在所述圆柱形本体的所述第二端上的基本上球形的元件，

其中，颈部形成在所述球形元件和所述圆柱形本体之间，所述颈部具有宽度；

其中，第一建造部件的球形元件的大小做成能被接纳在第二建造部件的插口内；以及

其中，所述球形元件的所述直径对所述第二颈部的所述宽度之比小于3.75。

5.如权利要求4所述的建造系统，其特征在于，所述球形元件的所述直径在约1.3英寸至约1.9英寸之间，其中，所述颈部的所述宽度在约0.4英寸至约0.5英寸之间。

6.一种建造系统，所述系统包括：

多个建造部件，每个建造部件包括：

圆柱形本体，其具有第一端、第二端以及介于约1.0英寸至约1.4英寸之间的直径；

设置在所述圆柱形本体的所述第一端上的插口；以及

设置在所述圆柱形本体的所述第二端上的基本上球形的元件，

其中，颈部形成在所述球形元件和所述圆柱形本体之间，所述颈部的宽度在约0.4英寸至约0.5英寸之间；

其中，第一建造部件的球形元件的大小做成可被接纳在第二建造部件的插口内。

7.一种建造系统，所述系统包括：

多个建造部件，每个建造部件包括：

圆柱形本体，其具有第一端、第二端以及直径；

设置在所述圆柱形本体的所述第一端上的插口；以及

设置在所述圆柱形本体的所述第二端上的基本上球形的元件，其中，颈部形成在所述球形元件和所述圆柱形本体之间，所述颈部具有宽度；

其中，第一建造部件的球形元件的大小做成能被接纳在第二建造部件的插口内；以及

其中，所述圆柱形本体的所述直径对所述颈部的所述宽度之比大于2.8或小于2.7。

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