CN101820962A - 照明积木结构 - Google Patents

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Abstract

本发明的装置为照明积木块装置，该装置模拟激光器的外观。积木块包括透明主体，主体包括至少两个机械连接器。至少两个电气独立的导体的每一个均从一个连接器朝向另一个连接器穿过主体。至少一个LED电连接至至少两个导电体。当至少两个积木块机械连接时，可将电源施加至一个积木块的一个连接器以点亮每个LED。优选地，积木的主体通常是透明的，并且能够从彩色LED向连接的积木块传送光，由此模拟激光器的外观。本发明也包括积木组，该积木组允许将来自LED的光从一个连接的积木块传送到相邻连接的积木块。

Description

照明积木结构
相关申请的交叉索引
本申请是要求于2007年8月15日提交的美国专利申请11/839,444的优先权的PCT专利申请。
技术领域
本发明涉及积木块(building block)，更具体地，涉及照明的积木块系统。
背景技术
积木块已经存在了很久。孩子喜欢玩积木块。积木块使孩子们利用他们的想象力创造多种结构。
这些年来，积木块已经具有许多不同的类型。传统地，积木块被设计成相互不连接而仅仅通过将一个放在另一个上来构建结构。后来开发了互连积木块以允许孩子们创造更多种形状的结构。
孩子们还喜欢玩色彩鲜亮的玩具。已经存在照亮塑料珠子的装置，孩子们使用该装置创造多种设计。然而，这些装置通常被设计成产生二维设计或图片。
孩子们还喜欢激发他们想象力的玩具，尤其是使他们想象他们正在与通常不被允许玩的装置(诸如激光)玩耍的玩具。激光对孩子来说是危险的，但由于它们带有鲜亮的色彩并代表最先进的技术而令孩子们兴奋。
因此，需要提供结合有可模拟激光外观的各种彩色光并且可被互锁以产生多种颜色的三维形状的积木块的装置。本发明实现了这些目标。
发明内容
本发明的装置为模拟激光外观的照明积木块装置。积木块包括透明主体，其包括至少两个机械连接器。至少两个电气独立的导体的每一个均从每个连接器向另外一个连接器穿过该主体。至少一个发光二极管(LED)电连接至至少两个导电体。当至少两个积木块机械连接时，电源可被施加至一个积木块的一个连接器以照亮每个LED。
主体包括至少一个凸式连接器(male connector)和一个凹式连接器(female connector)，从而邻近的积木块通过将第一块的凸式连接器连接至第二块的凹式连接器来互相连接。优选地，每个凸式连接器都包括至少一个弹性环，其有助于拆卸以及邻近积木块之间较好的牢固连接。在一个优选实施例中，主体通常是透明的，并且能够充分经由两个连接块的机械连接器来传送光，由此模拟激光器的外观。
使用LED提供了很多优点。由于LED可以被设计成与激光系相似聚集所选颜色的光，因此LED可以模拟激光鳍的外观。此外，LED具有较长的使用寿命。在优选实施例中，积木块的主体基本上是透明的无色材料，并且通电时很容易看到每个LED的颜色。
至少两个电气独立的导体中的每一个均允许电流从一个积木块流到下一个积木块。由于每个附加的积木块都是连接的，所以来自电源的电流通过导体从积木块传到积木块。对于积木块来说，电源可以是外部的也可以是内部的。在优选实施例中，电流从一个积木块的凸式连接器流向相邻互连的积木块的凹式连接器。积木块的主体可以为包括圆柱体、长方体、具有90度弯曲的圆柱体的多种形状以及轮状的形式。
主体可包括电连接至导体并且电设置在每个连接器之间的电气开关。在一个实施例中，开关允许用户独立地激活每个LED。在可选实施例中，电气开关允许用户防止电力被传到所选积木块之外。主体可包括设置在其中的电池。电池的每一端连接至一个导体，电池可以使LED发光。
本发明也包括积木块组。积木块组包括具有透明主体的至少一个积木块，主体包括至少两个机械连接器。至少两个电气独立的导体中的每一个均从每个连接器向另外一个连接器穿过该主体。至少一个LED设置在主体中，并电连接至至少两个导电体。该组的至少一个电源具有一个主体，该主体包括至少一个机械连接器，至少一个机械连接器具有至少两个电气独立的导体，每个导体从每个连接器朝向电池穿过主体。电池的任一端连接至一个导体，电气开关电气地设置在电池的一端和每个连接器之间。当至少一个积木块和至少一个电源在它们的机械连接器处连接时，至少一个积木块的LED可通过至少一个电源的电池来供电。
该组的至少一个积木块具有一个主体，该主体包括至少两个机械连接器和至少两个电气独立的导体，其中，每个导体均从每个连接器朝向另外一个连接器穿过该主体。该实施例提供了积木块不在其中具有LED的选项，但仍然提供了一条电流路径，以从一个连接的积木块向另一个连接的积木块引导。在优选实施例中，没有LED的至少一个积木块通常是透明的，并且基本上从至少一个邻接的机械连接的积木块朝向至少另一个邻接的机械连接的积木块传送光。该实施例允许来自LED的光从连接的积木块传至邻接的连接积木块，从而提供激光器的外观。
该组的至少一个积木块具有透明主体，其包括一个机械连接器和至少两个电气独立的导体，每个导体从连接器朝向设置在主体内并电连接至至少两个导电体的至少一个LED穿过该主体。该实施例提供了仅具有一个机械连接器的积木块的选项，从而用作积木块组的尾端件。
本发明的装置为这样一种装置，其提供接合有结合有可模拟激光外观的各种彩色光并且可被互锁以产生多种颜色的三维形状的积木块。参考通过实例示出本发明原理的附图，根据以下更加详细的描述，本发明的其他特征和优点将会变得显而易见。
附图说明
图1是示出本发明积木块的圆柱体实施例的透视图；
图2是示出本发明积木块的矩形盒实施例的透视图；
图3是示出本发明具有90度弯曲的积木块的圆柱体实施例的透视图；
图4是示出本发明积木块的轮状实施例的透视图；
图5A是示出本发明具有电气开关和设置在其中的电池的积木块的透视图；
图5B是示出本发明具有电气开关的积木块的透视图；
图5C是示出本发明具有电气开关和设置在其中的电池的电源的透视图；
图5D是沿图5B的线5D-5D截取的截面图，示出了本发明的两个积木块的凸式连接器和凹式连接器以及内部导体；
图6是示出本发明彼此连接的两个圆柱体积木块的透视图；
图7是示出本发明一组积木块的透视图；以及
图8是示出本发明连接至积木块组的电源的透视图。
具体实施方式
参照附图，图1和图2示出积木块10。积木10包括透明主体30，其包括至少两个机械连接器40。至少两个电气独立的导体50的每一个都从每个连接器40朝向另一个连接器40穿过主体30。至少一个LED 60电连接至至少两个导电体40。至少两个积木块10机械地连接，电源70可被施加至一个积木块10的一个连接器40，以照亮每个LED。电阻器(未示出)可与每个LED 60串联，以平衡不同类型或不同颜色的LED 60之间的压降。
在图1和图6所示的优选实施例中，主体30包括至少一个凸式连接器44和至少一个凹式连接器46，从而相邻的积木块10通过将第一积木块10的凸式连接器44连接至第二积木块的凹式连接器46而互相连接。优选地，每个凸式连接器44都包括至少一个弹性环90(图5D)，有助于拆卸以及邻近积木10之间较好的牢固连接。在可选实施例中，凸式连接器44包括会旋入凹式连接器46中以提供可拆卸地牢固连接的螺纹端部(未示出)。
在一个实施例中，主体30通常是透明的，并且可将光基本传送到机械连接的相邻积木块10。在优选实施例中，主体30通常是透明的，并且可经由两个连接积木块10的机械连接器40传送光，由此模拟激光器(图6)的外观。
优选地，主体30由轻质的、耐用的、刚性的、透明材料(诸如腈纶)制成，但是如果需要，也可以由任何合适的刚性的、耐用的、透明材料(诸如，硬质塑料材料)制成。也可以使用耐用但柔性的透明材料，以利于根据积木块10的建立各种结构。此外，透明材料可用不同颜色制成，使得本发明更具吸引力并且增加多样性。
使用LED 60提供了许多优点。LED可以模拟激光器的外观，因为LED可被设计成与激光器类似聚集所选颜色的光。此外，LED具有很长的使用寿命。优选地，使用市面上出售的标准LED，从而使生产成本最小化。在优选实施例中，通电时，基本透明的无色材料的积木块10的主体30和每个LED 60的颜色很容易被看见。当彩色光从一个积木块10传到下一个积木块10(图6)时，该实施例模拟激光器的外观。在优选实施例中，每个LED 60可以在与凸式连接器44相同的方向上对准。在可选实施例中，LED60可以被对准以朝向积木块10内的任何期望方向。
在可选实施例中，每个LED 60都产生照亮积木块10颜色的白光。在另一个可选实施例中，每个LED 60都具有这样一种颜色，当每个LED 60通电时，该颜色会与积木块10的颜色相互作用以产生第三种颜色。主体30可以基本上是实心的或可以基本上是中空的，从而可以使用多个实心的或多个中空的主体来获得与来自每个LED 60的光的期望相互作用。每个积木块10的每个LED 60可具有不同的尺寸或颜色。
至少两个电气独立的导体50中的每一个均允许电流从一个积木块10流向下一个积木块10。当连接每个附加的积木块10时，来自电源70的电流经由导体50从积木块10传送到积木块10。对于积木块10来说，电源70可以是外部的也可以是内部的。在优选实施例中，电流从一个积木块10的凸式连接器44流向相邻互连的积木块10的凹式连接器46(图5D)。可选地，导电环52可在连接器44，46处连接至每个导体50，以利于两个相邻积木块之间的电连接(图5D)。
在一个实施例中，至少两个电气独立的导体50被设计成作为本发明装饰性方面。在另一个实施例中，每个导体50均沿着透明积木块10的外部伸展。优选地，每个电气独立的导体50都具有不同颜色，以示出每个导体50之间的不同极性。此外，对每个导体50使用不同的颜色增加了装饰方面的吸引力和用户(尤其是孩子)的乐趣。
在图1所示的实施例中，主体30基本上是圆柱体31，在其任一端32都具有一个机械连接器。在图2所示的实施例中，主体30为在其两侧34具有凸式连接器44以及在另外两侧35具有凹式连接器的矩形盒33。在图3所示的实施例中，主体30为具有大约90度弯曲36以及在其任一端37的两个机械连接器40的圆柱体。优选地，这种主体30不包括LED 60，但示出了具有LED 60。在图4所示的实施例中，主体采用轮子38的形式，沿其旋转轴lr在任一侧39具有连接器40。该实施例允许用户创造类似于车辆的轮式结构(图7和图8)。
在图5A、图5B和图5C所示本发明的实施例中，主体30还包括电连接至导体50并电气地设置在每个连接器40之间的电气开关80。在一个实施例中，电气开关80控制电力到每个LED 60的流动，但并不控制电力从积木块10的一个连接器40到另一个连接器40的流动，从而使得不管每个LED 60是否接收到电力都允许不间断的电力流经积木块10。该实施例允许用户在多个积木块10互相连接时独立地激活每个LED 60。在可选实施例中，电气开关80控制电力从积木块10的一个连接器40向另一个连接器40穿过积木10的流动。该实施例允许用户防止电力传送到所选积木块10之外。在具有两个以上连接器40的积木块10的实施例中，积木块10可包括多个开关80，以选择性地控制电力的流动(未示出)。
在图5A所示本发明的可选实施例中，主体还包括设置在其中的电池75，电池的每端76都连接至一个导体50，电池75能够照亮每个LED 60。在另一个实施例中，主体30还包括电气地设置在电池75的一端和每个连接器40之间的电气开关80。
参照附图，图7和图8示出了积木块10的组20。积木块10的组20包括具有透明主体30的至少一个积木块10，该主体包括至少两个机械连接器40。至少两个电气独立的导体50的每一个均从一个连接器40向另一个连接器40穿过主体30。至少一个LED 60设置在主体30中，并电连接至至少两个导电体50。
如图5C所示，组20的至少一个电源70具有主体30，该主体包括具有至少两个电气独立的导体50的至少一个机械连接器40，每个导体均从每个连接器40向电池75穿过主体30。电池75在任一端76连接至一个导体50，电气开关80电气地设置在电池75的一端和每个连接器40之间。在一个实施例中，至少一个机械连接器40经由导线85连接至电气开关80(图5C)。在另一个实施例中，电源70使用三个标准的A-A型电池来形成三角形的块10(未示出)。
当至少一个块10和至少一个电源70在它们的连接器40处连接时，至少一个积木块10的LED 60可由至少一个电源70的电池75来供电。在图8所示的实施例中，积木块10的组20仅包括一个电源70，从而可中央控制到积木块10的整个组20的电力。
在组20的另一个实施例中，至少一个积木块10具有主体30，主体包括至少两个机械连接器40和至少两个电气独立的导体50，每个导体50均从一个连接器40朝向另一个连接器40穿过主体30。该实施例提供了其中不具有LED 60的积木块10的选项，但是仍然提供了一条电流路径以从一个连接的积木块10向下一个连接的积木块10引导。在优选实施例中，没有LED 60的至少一个积木块10通常是透明的，并且基本上将光从至少一个相邻的机械连接的积木块10传送至至少另一个相邻的机械连接的积木块10。该实施例使得来自LED的光从连接的积木块10穿过相邻连接的积木块10，从而提供了激光外观。该实施例还允许用户观察将具有不同颜色的LED 60的积木块10连接至没有LED 60的积木块10的效果，从而观察它们结合时不同颜色的LED 60是否会产生第三种颜色。
在组20的另一个实施例中，至少一个积木块10具有透明主体30，该主体包括一个机械连接器40，至少两个电气独立的导体50的每一个均从一个连接器40朝向设置在主体30中并电连接至至少两个导电体50的至少一个LED 60穿过主体30。该实施例提供了仅具有一个机械连接器40的积木块10的选项，从而用作积木块10的组20的尾端件。该实施例提供了覆盖积木块10的所有凸式连接器44的保护优点，还提供了审美优势，其为由积木块10的组20构建的结构提供完美或完整的外观。
虽然示出并描述了本发明的具体形式，但应该明白，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。例如，积木块10可用于构建装饰结构以用作节日饰品或被穿戴为首饰类。因此，其并不用于限制本发明，而是通过所附权利要求来限制本发明的范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种积木块，其包括：
透明主体，包括至少两个机械连接器；
至少两个电气独立的导体，每个导体均从一个连接器朝向另一个连接器穿过所述主体，并在每个连接器中终止于接触点；
至少一个LED，电连接至至少两个导电体；以及
当至少两个积木块机械连接时，电源可被施加至一个积木块的一个连接器，以通过经过所述接触点的电流照亮每个LED。
2.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体通常是透明的，并且能够将光基本上传送至机械连接的相邻积木块。
3.根据权利要求2所述的积木块，其中，所述主体通常是透明的，并且基本上经由两个连接积木块的机械连接器来传送光。
4.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体包括至少一个凸式连接器和一个凹式连接器。
5.根据权利要求4所述的积木块，其中，每个凸式连接器均包括至少一个弹性环。
6.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体基本上为圆柱体。在所述圆柱体的任一端均具有一个机械连接器。
7.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体为矩形盒，在所述矩形盒的两侧具有凸式连接器以及在所述矩形盒的另两侧具有凹式连接器。
8.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体为具有大约90度弯曲的圆柱体，在所述圆柱体的任一端具有两个机械连接器。
9.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体采用轮子的形式，沿着所述轮子的旋转轴在任一端具有连接器。
10.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体还包括电气地设置在每个连接器之间的电气开关。
11.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体还包括设置在其中的电池，所述电池的每一端均连接至一个导体，所述电池能够照亮每个LED。
12.根据权利要求11所述的积木块，其中，所述主体还包括电气地设置在所述电池的一端和每个连接器之间的电气开关。
13.一种积木组，所述积木组包括：
至少一个积木块，具有透明的主体，所述主体包括：至少两个机械连接器；至少两个电气独立的导体，每个导体均从一个连接器朝向另一个连接器穿过所述主体；至少一个LED，设置在所述主体内并且电连接至至少两个导电体并在每个连接器中终止于接触点；以及
至少一个电源，具有一个主体，该主体包括：至少一个机械连接器；至少两个电气独立的导体，每个导体均从具有终端接触点的每个连接器朝向电池穿过所述主体，所述电池在任一端连接至一个导体；以及电子开关，电气地设置在所述电池的一端和每个连接器之间；
当所述至少一个积木块和所述至少一个电源在它们的机械连接器和接触点处连接时，可通过所述至少一个电源的电池向所述至少一个积木块的LED提供电力。
14.根据权利要求13所述的积木组，还包括至少一个积木块，所述积木块包括至少两个机械连接器以及至少两个电气独立的导体，每个导体均从一个连接器朝向另一个连接器穿过所述主体。
15.根据权利要求14所述的积木组，其中，没有LED的至少一个积木块通常是透明的，并且从至少一个相邻机械连接的积木块向至少另一个相邻机械连接的积木块传送光。
16.根据权利要求13所述的积木组，还包括具有透明主体的至少一个积木块，所述透明主体包括一个机械连接器和至少两个电气独立的导体，每个导体均从连接器朝向至少一个LED穿过所述主体，所述至少一个LED设置在所述主体内并且电连接至至少两个导电体。
17.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述接触点为与配合连接器中的对应环对准设置并与其保持紧密电位接触的导电环。
18.根据权利要求13所述的积木组，其中，所述接触点为与配合连接器中的对应环对准设置并与其保持紧密电位接触的导电环。

Claims (16)

1.一种积木块，包括：
透明主体，其包括至少两个机械连接器；
至少两个电气独立的导体，每个导体均从一个连接器朝向另一个连接器穿过所述主体；
至少一个LED，电连接至至少两个导电体；以及
当至少两个积木块机械连接时，电源可被施加至一个积木块的一个连接器以照亮每个LED。
2.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体通常是透明的，并且能够将光基本上传送至机械连接的相邻积木块。
3.根据权利要求2所述的积木块，其中，所述主体通常是透明的，并且基本上能够经由两个连接积木块的所述机械连接器传送光。
4.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体包括至少一个凸式连接器和一个凹式连接器。
5.根据权利要求4所述的积木块，其中，每个凸式连接器均包括至少一个弹性环。
6.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体基本上为圆柱体。在所述圆柱体的任一端均具有一个机械连接器。
7.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体为矩形盒，在所述矩形盒的两侧具有凸式连接器以及在所述矩形盒的另两侧具有凹式连接器。
8.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体为具有大约90度弯曲的圆柱体，在所述圆柱体的任一端具有两个机械连接器。
9.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体采用轮子的形式，沿着所述轮子的旋转轴在任一端具有连接器。
10.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体还包括电气地设置在每个连接器之间的电气开关。
11.根据权利要求1所述的积木块，其中，所述主体还包括设置在其中的电池，所述电池的每一端均连接至一个导体，所述电池能够照亮每个LED。
12.根据权利要求11所述的积木块，其中，所述主体还包括电气地设置在所述电池的一端和每个连接器之间的电气开关。
13.一种积木组，所述积木组包括：
至少一个积木块，所述积木块具有透明的主体，该主体包括：至少两个机械连接器；至少两个电气独立的导体，每个导体均从一个连接器朝向另一个连接器穿过所述主体；至少一个LED，设置在所述主体内并且电连接至至少两个导电体；以及
至少一个电源，具有一个主体，该主体包括：至少一个机械连接器；至少两个电气独立的导体，每个导体均从每个连接器朝向电池穿过所述主体，所述电池在任一端连接至一个导体；以及电气开关，电气地设置在所述电池的一端和每个连接器之间；
当所述至少一个积木块和所述至少一个电源在它们的机械连接器处连接时，可通过所述至少一个电源的所述电池向所述至少一个积木块的LED提供电力。
14.根据权利要求13所述的积木组，还包括至少一个积木块，所述积木包括至少两个机械连接器以及至少两个电气独立的导体，每个导体均从一个连接器朝向另一个连接器穿过所述主体。
15.根据权利要求14所述的积木组，其中，没有LED的至少一个积木块通常是透明的，并且基本上从至少一个相邻机械连接的积木块向至少另一个相邻机械连接的积木块传送光。
16.根据权利要求13所述的积木组，还包括具有透明主体的至少一个积木块，所述透明主体包括一个机械连接器和至少两个电气独立的导体，每个导体均从连接器朝向至少一个LED穿过所述主体，至少一个LED设置在所述主体中并且电连接至至少两个导电体。
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