CN101959565A - 三维拼图 - Google Patents

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Abstract

三维拼图是一种由数个球面组成的玩具，优选地具有4个直径不同球面，其中一个球面套着一个球面，并且这些球面由独立元件组成，这些独立元件以使其形成单独的球面的方式互相接合。通过接合壳体(3)、元件(2)和置于壳体内的活动元件得到玩具的最终形状。元件(2)是由球形上半部分的两个相邻球形段(4)和球形下半部分的两个相邻球形段(4)组成的球形段，其中，上半部分的相邻球形段和球形下半部分的相邻球形段彼此之间偏移45°，即一个球形段的宽度。直径较小的球形(5)、(6)和(7)位于壳体(3)的内部，球形(5)、(6)和(7)之间具有间隙，由此使得每个独立球形都能够在另一个球形内以任何可能的方向旋转。根据实现本发明的方法，球形(5)和(6)由4个元件或2个元件组成，考虑到球体(7)通常由两个完整元件(8)和(8’)组成，直径最小的球形实质上构成球体(7)(图8、9和10)。

Description

三维拼图
技术领域
本发明一般涉及由数个实质上类似的独立元件以形成球面的方式互相接合而产生的玩具。具体地，本发明被认为是由一系列球形元件组成的三维拼图，球形元件作为更大的整体的组件，并且有可能组装和拆分该玩具。根据国际专利分类，本发明可被归类到A63H33/00-A63H33/10。
本发明所解决的技术问题
三维拼图是由数个球面组成的玩具，优选地为4个球面，其中，这些球面布置为一个球面套着另一个球面，并且这些球面由大小不同但几何形状实质上相同的独立元件组成，能够容易地以形成球面的方式将这些独立元件互相接合。这种玩具有助于提高学前儿童的精细动作技能，考虑到组装/拆分玩具时的复杂度，这种玩具可根据儿童的年龄制作成几个不同的模型，也就是说，将元件组装成球形元件的变化更简单和更复杂的模型。为达到减轻玩具重量的目的，建议使用具有聚氨酯基质的泡沫状材料生产所述玩具。并且，三维拼图是牢固的，并具有光滑表面和良好的滑动性能。
背景技术
众所周知的，市场上存在数种旨在提高组装元件的技能的玩具。一般而言，大多数玩具的复杂程度是固定的，不能根据儿童的年龄改变。拼图玩具由实质上类似的独立元件组成，这些独立元件彼此之间通过特殊的连接件或紧固件互相接合。
文献EP 63816描述了一种由数个三维元件组成的空间拼图(拼图玩具)，这些三维元件彼此之间不能分离，但能够相对彼此移动，而且一个元件套着另一个元件。外部和内部的球形元件具有能够移动的符号。空间拼图用于培养耐心和三维空间感。
文献WO 9420186展示了由数个多边形元件(12)组成的球形(10)，这些多边形元件的侧壁互相重叠。每一个多边形元件具有预定形状的外表面和从外表面延伸并限制外表面的的外围侧边缘。还提供了用于接合多边形部分的重叠边缘的方法，由此，可以形成球状。
文献US 5100359描述了由一定数量的不同元件制成的玩具，这些元件互相接合，从而形成球状。元件的第一部分的形状是具有六边形横截面的金字塔形状，每个元件的其他部分的形状是具有五边形横截面的金字塔形状。相应的元件以一种形成球状的特殊方式接合且具有互相重叠的突起和凹口。
上述文献都没有描述复杂程度可变的三维拼图，即结构的变化，这种结构的变化需要更高或更低水平的专业技能才能组装成球形，并且能够根据儿童的年龄调整。此外，上述文献实质上都示出了一个由数个元件组成的球面，这些元件由于其形状而互相重叠，而本发明具有多个球面，其中一个球面套着另一个球面，这些球面由必须被组装的元件组成，所有的球面在任何方向都可自由旋转，这在组装和拆分的过程中增加了儿童关于球形的几何形状及其性质方面的知识。
发明内容
本发明的目的是创建一种新型的玩具，该玩具由可组装的独立元件组成，除了提升组装的技能和三维空间感之外，还在不改变三维拼图的基本概念的情况下提供了改变操作中的困难度的可能性。
本发明由数个大小不同、一个套着一个的球形组成。每个球形由数个能够互相接合形成球面的元件组成，而且球形能够以任何方向自由地旋转。
根据实现本发明的一种方法，每个球面由4个几何形状相同的元件组成，而直径最小的球面由2个相同的元件组成。
根据实现本发明的另一种方法，球面可以由2个几何形状不同的元件组成，其中，直径最小的球形由两个相同的元件组成。
根据实现本发明的方法，某些元件的侧壁具有相同的角度，该角度对于所有元件均相同。球形可具有不同的直径；但是，元件侧壁的角度仍然相对于最终球形的中心点保持不变。外部球面的期望尺寸在100-120毫米之间，而完全组装的玩具的目标重量在150克-200克之间。
附图说明
图1示出了完全组装的玩具1的最终形状；
图2示出了根据实现本发明的一种方法拆分成4个元件4的球形的三维视图；
图3示出了处于不同位置的球形2的元件的三维视图；
图4示出了由两个元件组成的外部球形的三维视图；
图5、6、7和8示出了处于球形组装过程中的不同阶段的玩具的三维视图；
图9和10示出了球形7的元件8的布局和三维视图。
具体实施方式
参考附图，三维拼图是由数个球面产生的玩具，优选地为直径不同的4个球面，一个球面套着一个球面，并且这些球面由独立元件组装而成，这些独立元件能够容易地以使其形成单独的球面的方式接合。三维拼图由直径不同的球面组成，优选为4个球面1、5、6和7，一个球面套着一个球面，并且球面由独立元件组装而成，所述独立元件以使其形成单独的球面的方式接合，其中，外部球面1由壳体3和元件2组成，壳体3和元件2的内部是直径较小的球形5，球形5内部是直径更小的球形6，其中，球形5和6由4个元件2组成，并且直径最小的球形实质上构成了由两个元件8、8’组成的球体7。
参考标记1表示玩具的最终形状，玩具由壳体3、元件2和位于壳体内的10个可动元件(即：在较简单模型情况下，壳体内的6个活动元件)组装而成。以小元件的形式表示独立元件，所述小元件由塑料或类似材料、或基于聚氨酯的泡沫材料构成。当组装了壳体3和元件2，它们构成了直径最大的外部球形1。通过0.5-1毫米深的凹口或沟槽，球形被直观地分了两半，球形的每一半被分为8个相同的球形段4，从而一个球形段的角度为45°。根据实现本发明的一种方法，元件2是由球形上半部分的两个相邻球形段4和球形下半部分的两个相邻球形段4组成的球形段，其中，上半部分的两个相邻球形段4和球形下半部分的两个相邻球形段4彼此之间偏移45°，即一个球形段的宽度(参见图3)。
直径较小的球形5、6和7位于壳体3的内部。直径最大的外部球形(壳体3和元件2)和球形5之间的间隙使得球形5能够在任何方向上不受阻碍地旋转。并且，球形5和6之间的间隙以及球形6和7之间的间隙使得每个独立球形都能够在另一个球形内以任何可能的方向旋转。由于由约定的基于聚氨酯的泡沫材料制成的元件的表面是光滑的，所以能够进行旋转。当选择制作玩具的材料时，注意力应放在组成拼图的元件必须具有：牢固性、光滑的表面和良好的滑动性能，以及磨损和大气影响的耐久性。
根据实现本发明的方法，球形5和6由4个元件或2个元件组成。如图2所示，通过实现本发明的一种方法，球形5和6由4个相同元件组成，其中每个元件的几何形状与已为外部球形定义的元件2的形状相同。
根据实现本发明的另一种方法，球形5和6由两个元件组成，其中，一个元件具有壳体3的形状，而另一个元件具有已为外部球形几何定义的元件2的形状。
考虑到球体7通常由两个完整元件8和8’组成，直径最小的球形实质上构成球体7。按照实现本发明的一种方法，根据图8，示出了的一个完整元件8，其中，元件8具有三个相同且对称布置的球体段(角)并与另一个几何相同的元件8’以使其组成球形的方式互锁。根据实现本发明的其他方法，球形可以以下述方式被分成几何不同的两块：两个球体部分的之间的表面几何重叠，其中一个表面几何重叠在另一个表面的上方以形成一个完整的元件，即球形7。
根据需要被组装的部分的数量(这取决于壳体内部放置的可动元件的数量)，组装三维拼图的复杂度上升。此外，互相组合成球形的元件的几何形状可不同，只要其形状使得能够取出或组装元件。并且，以形成球形的方式布置在壳体内的独立可动元件可以有不同的几何形状，这也影响了组装玩具的复杂度。独立元件的数量越多(这需要特定的定位以组装玩具的最终形状)，组装的复杂度越高。
通过增加壳体中的开口和去除产生光错觉的凹口，有可能降低完成拼图的困难度。与之相反，通过使用更多锯齿状的凹口和较少的常规形状的凹口，有可能显著地提高操作玩具的困难度。展示的发明具有三个级，但其数量可以通过减少单独级的壁的宽度以及改变壳体的直径而增加。在确定组装或拆分玩具的复杂度时，色彩同样具有一定的影响。通过上述变化，有可能创建出在组装和拆分玩具的困难度方面适于不同年龄的玩具。
通过运用实现本发明的某些期望方法展示和描述了本发明，这意味着本技术领域内的专业人员能够在不脱离本发明的目的和整体的情况下对本发明的形式和细节上做出不同的改变。因此，本发明所保护的对象不应由其实现方法限定，而应由所附的权利要求限定。

Claims (10)

1.一种三维拼图，其特征在于，该三维拼图由直径不同的球面组成，优选地具有4个球面(1)、(5)、(6)和(7)，其中一个球面套着一个球面，并且这些球面由独立元件以形成单独的球面的方式组成，其中外部球面(1)由壳体(3)和元件(2)组成，壳体(3)和元件(2)的内部是直径较小的球形(5)，球形(5)的内部是直径更小的球形(6)，其中，球形(5)和(6)由4个元件(2)组成，并且直径最小的球形实质上构成了由两个元件(8、8’)组成的球体(7)。
2.如权利要求1所述的三维拼图，其特征在于，球面(1)、(5)、(6)和(7)通过凹口被分成两半，球形的每一半被分成8个相同的球形段(4)，从而单独的球形段的角度为45°，其中，沟槽的深度和宽度优选地为0.5-1毫米。
3.如权利要求1所述的三维拼图，其特征在于，直径最大的外部球形(1)和球形(5)之间的间隙、球形(5)和球形(6)之间的间隙以及球形(6)和球形(7)之间的间隙使得每个独立球形都能够在另一个球形内以任何可能的方向不受阻碍地旋转。
4.如权利要求1所述的三维拼图，其特征在于，元件(2)的形状由球形上半部分的两个相邻球形段(4)和球形下半部分的两个相邻球形段(4)组成，其中，球形上半部分的相邻球形段和球形下半部分的相邻球形段彼此之间偏移45°，即一个球形段的宽度。
5.如任一在先权利要求所述的三维拼图，其特征在于，球形(5)和球形(6)由4个相同的元件组成，其中每个元件的几何形状与元件(2)的形状相同。
6.如权利要求1所述的三维拼图，其特征在于，球体(7)由两个几何形状相同的完整元件(8，8’)组成，其中，元件(8，8’)具有三个相同且对称布置的球体段并以使其形成球体的方式互锁。
7.如权利要求1-5之一所述的三维拼图，其特征在于，球体(7)分成几何形状不同的两部分，这两个部分在两个元件(8，8’)之间的表面彼此几何重叠以形成球体(7)。
8.如任一在先权利要求所述的三维拼图，其特征在于，球形(5)和球形(6)中的每一个由2个几何形状不同、形状与壳体(3)和元件(2)的形状相对应的元件组成，或者，球形(5)和球形(6)中的每一个由4个几何形状相同、形状与元件(2)的形状相对应的元件组成，或者，由4个几何形状彼此不同的元件组成。
9.如任一在先权利要求所述的三维拼图，其特征在于，彼此接合形成球形的元件的几何形状与元件(2)的几何形状不同。
10.如任一在先权利要求所述的三维拼图，其特征在于，具有球面的全部元件(2)具有光滑的表面，并由基于聚氨酯的泡沫材料制成。
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