CN1028073C - 玩具车辆的轨道系统 - Google Patents

Abstract

一种玩具车辆的轨道，包括直的和弧形轨道件，所述弧形轨道件包括两组，以第一基准点为起点，第一组轨道件朝右弯曲，第二组轨道件朝左弯曲；第一切线与轨道格栅的一条边平行，从第一基准点到第二基准点在第一切线方向上的距离是方形轨道格栅的轨道模数一半的第一整数倍，在垂直所述第一切线方向上的距离是轨道模数一半的第二整数倍，该第二整数倍小于第一整数倍；弧形轨道的圆心位于上述夹角的角平分线与基准点和轨道格栅对称中心的连线之一的交点上。

Description

本发明关于轨道系统，特别是玩具车辆的轨道系统。

在传统的玩具火车的轨道系统中，直的和弧形的路轨或轨道件被装在一个表面上，该表面很容易或毫不困难地把不同长度或不同分度的圆弧的路轨连接成所需几何图形的封闭构形。所以，可用直的和弧形的补偿或过渡件来使所形成的轨道图形免除路轨连接处受到破坏性机械力。

路轨系统也能用那种各段路轨不仅是机械地相互连接，也连接到一块基板上，该基板上有用于拼装玩具系统的连接件的均匀格栅，例如大家熟悉的雷哥（Lego-一种玩具牌子）拼装玩具，其中大量的拼装件每件都有第一和第二连接部，所以把拼装件互相插入，就能互相机械地连接而且也可以相互拆开。这种拼装件可用于大量的实施例中，可被做成块状或片状，它们都在主要表面上有连接销而在反面有相配的连接件，例如插孔。在这个场合，基板上有第一连接件，例如连接销，这些连接销按与拼装系统的拼装件模数相同的形式和相同的间隔布置。

如果弧形轨道件和其他拼装件一样地被用于一个或多个连续的基板上，以形成连接于基板的轨道系统时，这种拼装系统就出现了问题。产生的问题是直的和弧形的路轨件不能相互连接，且不能和其上只有连接件的单一的均匀方形格栅的基板连接。这样，在先有技术的轨道系统中，这些轨道件的连接只能通过承受施加在轨道件上的机械力 ，或是附加特殊的补偿轨道件来实现。这两种办法都严重地有损于玩具和这种轨道系统的使用价值。

由于上述原因，本发明的一个目的是提供用于上述轨道系统的直的和弧形的轨道件，它们可被装在具有连接件方形格栅的基板上，装起来毫无困难，又完全排除了轨道与基板之间的强迫性连接。这是因为各弧形轨道的两端与格栅的对称点相吻合。

按照本发明的一种玩具车辆的轨道件，包括直的和弧形的长轨道，其中各弧形轨道件具有一个顶面、一个底面和一条中心线，中心线的两个端点限定为第一基准点和第二基准点，且该第一和第二基准点分别位于所述弧形轨道件的第一和第二端上;其中通过第一基准点与中心线相切的第一切线和通过第二基准点与中心线相切的第二切线以大于90度的角相交;其中所述轨道包括至少两组弧形轨道件;从上述第一基准点为起点，两组轨道件的第一组轨道朝右弯曲，两组轨道件中的第二组轨道件朝左弯曲;在上述两组轨道中，第一基准点到第二基准点在第一切线方向上的距离是一方形轨道格栅轨道模数一半的第一整数倍，并且从第一基准点到第二基准点在垂直于第一切线的方向上的距离是轨道模数一半的第二整数倍。

此外，按照本发明的弧形轨道件分成右弧形件或左弧形件。还有，直的轨道件也按它是平行于基板格栅或斜交于基板格栅使用而具有不同的长度而分类。因此，在所有轨道件的端部方便地设置了显示其用途的机械的或直观形式的编码装置。这样，把许多个轨道件组装成一个轨道系统就变得很容易了，即使小孩也能。

图1是一个图表，示出布置在方形格栅上的许多具有不同半径和角度的同心圆弧，而各圆弧所在圆的圆心被置于格栅部分的一个角上;

图2是一个图表，用以解释按照图1中分度圆为45°角的不同大小的本发明的四个弧形轨道件的形状;

图3是图2中弯曲轨道件的另一个图表，用以解释如何决定轨道件弯曲段的半径和轨道件直线段的长度;

图4是一个图表，示出按照本发明一个示例性实施例的弧形和直的轨道件;

图5至图26都是图表，示出图4的各个轨道件;

图27至图29都是简略图，示出轨道件上的编码件;

图30是本发明轨道件的部分剖开的侧视图，

图31是图30中轨道件的顶视图;

图32是图30中轨道件的底视图;

图33是用于对顶安装在基板格栅上的直轨道件的顶视图;

图34是图33轨道件的底视图;

图35是45°角右弧形轨道件的顶视图;

图36是图35轨道件的底视图;

图37是45°角左弧形轨道件的顶视图;

图38是一个直的下部斜坡轨道件的部分剖开的侧视图;

图39是图38轨道件的顶视图;

图40是一个直的上部斜坡轨道件的类似于图38的部分剖开的侧视图;

图41是图40轨道件的顶视图;

图42是中间斜坡轨道件的部分剖开的侧视图;

图43是图42轨道件的顶视图;

图44是按照图38至图43中直的斜坡轨道件的一个轨道段的部分剖开的侧视图。

从图1示出的图表中可看出存在于具有不同半径和角度范围的不同的弧形件端点和方形格栅的格点之间的偏差。

在图1中描绘了具有格栅模数M的方形格栅1，而模数M具有通 用尺寸，即，格栅1的每个方格边长为一单位值M。圆弧2被画在格栅上。各弧的半径以位于方形一角的ZO点为中心。画在图1中的各圆弧2的半径值为1.5M，2M，2.5M，…（0.5）（K）（M），其中K是大于2的整数。此外，在图1中用也从ZO点伸出的相当于22.5°，30°和45°的三根倾斜直线3来示出圆弧的三种不同范围。

方格栅1的对称点是格栅方格的角点，中心点或边中点。为了得到一种轨道系统，其弧形轨道件准确地落在给定的格栅中，这些轨道件必须被设计成至少沿着通过各轨道件的中心线形成的端部要在几何上相互吻合，并与格栅1的一个方格的一个对称点吻合。然而，这种弧形轨道件和方格栅之间的吻合是不可能的，图1示出了所需几何吻合的偏差。这样，在图1中，以ZO为中心的各圆弧件被沿着下部水平格线3′画出。各半径是M的整数倍或（0.5）（M的整数倍）。各线3由ZO出发以22.5°，30°和45°画出。这样，由于弧形件的一端在线3′上，可见到相应弧形件的另一端当被三条线3中的一条相交时同时也交着格栅的对称点如下：

-倾斜角为22.5°的线3和半径为6.5M的圆弧2的交点，差不多落在格栅的方格的边中点这个对称点上。

-倾斜角为30°的线3和圆弧2的交点没有一个大致上接近格栅的对称点。

-倾斜角为45°的线3和多个圆弧2的交点也是位于非常接近格栅对称点的地方。这些点在图1中被标为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ和Ⅴ。

线3和大的半径圆弧的适用的交点（即，非常接近格栅的对称点的交点）在图1中没有示出。然而，要说明的是在这种情况下弧形轨道件的有效半径太大了，因而不适合上面所说类型的轨道系统，例如这里要说明的，在现有的玩具拼装系统中，以系统为基础的格栅模数M的数值是64mm。这样，圆弧2的半径为6.5M（它和倾斜角为22.5° 的线3相交），在现有的系统中将具有416mm长的半径或83.2cm长的直径。为了拼装这个轨道系统，这就需要一个特别大的基板来安装轨道件。此外，要注意的是，如果一个限定的轨道图形能用相对少的轨道件和少量不同型式的轨道件拼装出来的话，上述类型轨道系统的玩具价值就会特别高，因此，按照图1中具有22.5°和30°角度范围轨道件的不如45°角的受欢迎。因此，这里只对具有45°角的轨道件进行详细讨论。

在图1中，45°的线3和圆弧2的各实际交点用圆圈表示，而接近的格栅1各对称点用黑点表示。由此，下面的叙述就能被理解：

-在方案Ⅰ中，线3和半径为3.5M的弧RⅠ的交点比最接近的格栅1的对称点略为径向向内，该对称点是方格的中心点。

-在方案Ⅱ中，线3和半径为3M的弧RⅡ的交点比最接近的格栅1的对称点径向向外，该对称点是方格的角点。

-在方案Ⅲ中，线3和半径为2M的弧RⅢ的交点比最接近的格栅1的对称点径向向内，该对称点也是方格的中心点。

-在方案Ⅳ中，线3和半径为5M的弧RⅣ的交点和方案Ⅱ相同，比最接近的格栅1的对称点径向向外，该对称点是方格的中心点。

-在方案Ⅴ中，线3和半径为5.5M的弧RⅤ的交点和方案Ⅰ和Ⅲ相同，比最接近的格栅1的对称点径向向内，该对称点是方格的角点。

在Ⅰ至Ⅴ的方案中，各轨道件的一个端点准确地与格栅1的对称点吻合（即，沿着线3′）而轨道件的另一端点仅稍微偏离对称点。“稍微”在这里意味着离实际对称点的径向偏差小于格栅方格对角线长度的一半。本发明作为基础的前提是至少弯曲轨道件的两端点和上述的格栅1的各对称点能得出所需的几何上的吻合，即使弧形轨道件具有的形状稍微偏离真实情况的吻合。

现在来看图2，它与图1中的方案Ⅰ至Ⅳ有关。为了清楚起见把方 案Ⅴ省略了，同时因为它的圆弧半径是5.5M，它比所需的范围为大。

图2再次示出了方格栅1，其格栅模数M已被放大，下面就称此模数为轨道模数。图2包含了从中心点ZO延伸出来的45°线3，因此它与各方格成对角相交。线3和这些圆弧的交点仍用圆圈表示，而格栅1的各实际对称点用黑点表示，它们应该和各轨道件端部的各基准点相吻合。

在图2中示意地表示了图1中方案Ⅰ至Ⅳ的弧形轨道件4，它们的最大宽度是5。为了清楚起见，这些符号只注在方案Ⅰ中，各轨道件4的中心线（未示出）的两端（也见图3）被定义为这些轨道件的基准点，它们和上述格栅1的各对称点相符，以参考号6或7表示。如图所示，各轨道件4包括圆弧段8和直段9，后者用剖面线画出。

按照本发明，各轨道件4的圆弧段8通过下述对其圆心的确定而被限定。各轨道件的端部的基准点6和7必须满足相切的条件，基准点6和7和格栅1的对称点吻合，在目下的场合各轨道件的弧角范围都是45°，切线须被配置于轨道件上或轨道件一端头处的中心区域，与格栅1平行或垂直，而在轨道件的另一个端头处于格栅1的对角线方向。其结果是各轨道件可被合适地连接。各轨道件的直段不影响各轨道件端部的切线方向。在图2的方案Ⅰ至Ⅳ中都画出了这些切线的角平分线WⅠ至WⅣ。

各轨道件4的圆弧段8的圆心是由所给的角平分线和限定轨道角度范围的一条半径的交点得出的，即就图2来说，是由线3或水平半径线3′和所给的角平分线WⅠ至WⅣ的交点得出的。这是基于各轨道件都由一个弧形段的和一个直线段所组成，所以轨道件的端部之一就是弧形段的端部，该端部必然与上面说到的那些限定轨道角度范围的半径相重合。

曲线RⅠ至RⅣ的各圆弧段8的圆心分别用ZⅠ至ZⅣ标出。这 些圆心位于各端点切线之间的角平分线（WⅠ至WⅣ）和线3或线3′的交点上。

通过对各轨道件4的圆弧段8的圆心ZⅠ至ZⅣ的确定，各轨道件4的直段9也就固定下来了，因为各圆弧段8绕着各自的圆心ZⅠ至ZⅣ延伸45°。这样，各圆弧段8在其给定端添加着一个直段，在其相反端包含相应圆心的半径。因此，直段9延伸到另一半径上，并具有一个等于从相应圆心到所述另一半径间垂直距离的长度。

在图2中，方案Ⅰ至Ⅳ的各轨道件4的直段9都用阴影线画出。由此可见，特别是当具有圆心ZO的相应原始圆弧RⅠ……RⅣ和45°的线3的交点位于格栅1的最靠近的对称点的径向向内处时，直段9则位于水平半径线3′的一侧上，相反，当所述交点位于格栅1的最靠近的对称点的径向向外处时，直段9则位于半径线3的一侧上。此外，可见的是直段9的长度大于自几何吻合点的偏差量。这个情况可作为在轨道系统中选择确定轨道件形状的依据，这在下面还要讲。

参见图3，下面将解释如何把轨道件的圆弧段8的给定圆心在格栅1中固定，或者在实际中如何把圆段8的半径确定下来。图3还示出相应于图2的具有轨道模数M的方格栅1。现以相应于图2中方案Ⅰ的具有轨道宽度5的弯曲轨道件4作为例子来解释。ZO还是表示图2中的原始圆弧RⅠ（没有在图3中示出）的圆心。轨道件4相对于中心线10有一个第一端点6，位于半径线3′上，离圆心ZO的距离为3.5M。即，在格栅1的对称点上。轨道件4的另一端点7位于在对角线3上的格栅1的方格中心上。图中示出在中心线10上的两根切线T通过端点6和7。它们的角平分线WⅠ如已参照图2解释过的那样，和线3相交于点ZⅠ，该点ZⅠ形成轨道件4的圆弧段8的圆心。此外，在图3中从圆心ZⅠ到端点7的水平方向距离标为“x”。圆弧段8的中心线10的半径标为“y”，而“z”和“z′”表示圆弧段8的圆心 ZⅠ到原始圆弧圆心ZO的水平和垂直距离。在这个例子中由于对称，Z＝Z′。

从图3中可见，一方面y＝M+x，而另一方面，y＝x $\sqrt{2}$ 以及z＝3.5M-y。从这可得出y和z的值，即：

$\mathrm{y\; =}\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}\mathrm{-1}}\mathrm{·M\; 和\; Z\; =(3.5-}\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}\mathrm{-1}}\mathrm{)·M}$

由此z′＝z

轨道模数M的大小可由拼装件系统来决定。例如，如前所述这个轨道模数可以是M＝64mm。这样一个轨道模数已被限定在拼装件系统的基板上，其中的拼装件可被用来形成路，房屋群等等。因此，对于图3中示出的弧形轨道件4，圆弧段8相对于其中心线10的修正的半径的长度是218.5mm，圆弧段8的圆心ZⅠ的位移z和z′相当于直段9的长度，是5.5mm。

同样地，其他各方案的y和z或z′的值也能确定出，特别是图2中的方案Ⅱ至Ⅳ。对于图2中的方案Ⅱ和Ⅳ以及相似的方案，因为给定的圆心zⅡ或zⅣ被置于线3′上，预先设立z′＝0。

本发明轨道系统的哪些实施例可被优先选用于特定的拼装件系统，取决于下列不同因素：

（1）应考虑到所用轨道的总宽度。在任何情况下它应该比轨道模数M小。

（2）现在最主要的就是选择圆弧的未修正的半径。这个选择的或允许的半径越大，基板所需的空间和各轨道件所需材料的量也就越大。对于各个在图1和图2中讨论过的方案以及任何其他可行的方案，可确定一个数来表示给定的轨道半径（包括轨道的宽度）的所需轨道模 数M的量。

（3）在限定形状的弧形轨道中平行轨道之间的可能的轨道距离也是有影响的。参照图2，这个最小平行距离是这样得出的，即把两个相同的左弧形轨道件或两个相同的右弧形轨道件组装起来，这样，就使其两端所连接的直轨道件达到平行。

（4）最后，可能重要的是这个系统中的许多弧形的和直的轨道件是否导致适当的混合。若弧形轨道4（图2）的直段9的长度较大以及直段9处于轨道件的45°倾斜端，情况便不是这样，见图2中的方案Ⅱ和Ⅲ或Ⅱ和Ⅳ。

对于图1中的方案Ⅰ至Ⅳ或对于图2中的方案Ⅰ至Ⅳ，按照上述第2，3和4点的指标列出了下面表中的数据：

表

方案    圆弧的未    所需的轨    平行轨道    圆弧段的修正    直段的    关系

修正半径    道模数M    的轨距    了的半径    长度    数字

Ⅰ    3.5M    4    2M    3.4142M    0.0858M    2.5

Ⅱ    3M    3.5    2M    2.4142M    0.4142M    17.2

Ⅲ    2M    2.5    1M    1.7071M    0.2929M    17.2

Ⅳ    5M    5.5    3M    4.8285M    0.1213M    2.5

Ⅴ    5.5M    6    3M    5.1213M    0.3787M    7.4

列1：相应圆弧RⅠ至RⅤ（图1）的未修正的半径值;

列2：考虑了轨道宽度的所需轨道模数M的量;

列3：平行轨道的轨道距离;

列4：给定轨道件4的圆弧段8的修正了的半径;

列5：相应轨道件4的直段9的长度;

列6：直段长度（列5）和圆弧段修正了的半径（列4）之间的百分比关系。

这个尺寸上的关系数字（列6）对相应的轨道件提供了有用的系数，它表示出直段相对于圆弧段所占的百分比。这个关系数字因而是45°线的交点和相配合的轨道格栅的对称点（作为轨道件一端上的基准点）之间相对偏移的度量，见图1。如果不存在偏移，这个关系数字将等于零。在实际应用中最好选择一个具有最小关系数字的轨道件，因为这样做的话，补偿直段的相对长度较小，修正了的圆弧段半径仅从未修正的圆弧半径偏离很小程度。

表中所列的数据简述如下：

-这两个指标“所需轨道模数M”（所需空间）和“平行轨道的轨距”表现出是方案Ⅲ的优点。然而，很大的缺点是，各轨道的直段的长度相当大，它由关系数字的大数值所反映出来。这样，就不可能用八条方案Ⅲ的轨道件拼装出一个封闭的具有圆形的轨道系统来。

-下一个大些的方案Ⅱ比起方案Ⅲ来，只有缺点没有优点。首先，所需的轨道模数M比方案Ⅲ大1M。其次，平行轨道的轨距比方案Ⅲ大一倍。第三，关系数字和方案Ⅲ的一样大。

-按照方案Ⅰ的轨道件有较理想的数据。由轨道模数4所决定的所需空间仅仅比方案Ⅱ的大一点。此外，平行轨道的轨距是2M。然而，从下列数据：圆弧段的修正了的半径，直段的长度，特别从关系数字的值可看出，按照方案Ⅰ，一个占圆周的八分之一的轨道件仅和圆形稍有偏离;在这方面它是很理想的。

-按照方案Ⅳ的轨道件也具有同样低的关系数字，即很接近于圆形。然而，在方案Ⅳ中所需的空间（所需的轨道模数M）和平行轨道的轨距都很大，因而这种轨道只有当拼装件系统的给定轨道模数M的绝对长度单位相对小时才有意义。

-最后，方案Ⅴ，它没有在图2中画出，和方案Ⅳ相比没有什么实用价值，因为它的所需轨道模数M太大，而它的关系数字大约比方 案Ⅳ大三倍。

概括来说，按照方案Ⅰ的弧形轨道件的优点最多。下面对弧形轨道件实施例的叙述都限于按照图2中方案Ⅰ的轨道件结构。然而，本发明并不限于这个方案。

图4中示出具有轨道模数M的轨道格栅1，其中带有按照方案Ⅰ的所有可能的弧形轨道和直轨道，各个轨道件处于相差45°的位置上。示出的弯曲轨道件由于有了上面的叙述，这里就不需要再作解释了。按照本发明，示出的轨道件的长度和格栅1的轨道模数M有固定的关系。在图4所画出的实施例中，所有和轨道格栅1平行布置的直轨道件的长度是3M，而和轨道格1对角地布置的直轨道的长度是2 $\sqrt{2}$ M。除了系数K＝3或K＝2以外，其他的系数K也能用于直轨道的长度，只要条件符合于：各轨道件端部上的基准点和轨道格栅1的对称点吻合。因此，系数K的值可以是0.5-1-1.5-2-2.5只要前面定义的弯曲轨道件的基准点在图4中的位置经常处于格栅方格的边中点，中心点或角点上。

编码件11，13或12，14都在图4中示意地画出在所有直的和弧形的轨道件端部上。这些编码件保证一个限定的轨道件只能和另一轨道件相连接，如果该另一个轨道件与上述第一轨道件上的限定的基准点的重合点与轨道格栅1的对称点吻合。可见弧形轨道件必须被分为不同形状的两组，即右和左弧形轨道件。这个也适用于直轨道，它们的分组是基于它们是被限定于平行格栅安装还是相对于格栅对角地安装。这样，按照本发明的轨道系统，只要它是被拼装在一个单一平面中的，将基本上包含四组不同的轨道件，它们中一半是弧形的（左和右）一半是直的（平行或对角）轨道件。

如图4中简略表示的，编码件包括凸出件11，12它们从各轨道件的各端部伸出，以及相应的凹入件13，14。因此，两个图4中给出的 轨道件只有当一个轨道件上的凸出编码件11，12与另一个轨道上的凹入编码件13，14相对时才能互相连接，从而把这些相应的编码件互相配合。如果不能这样的话，因为一个轨道件的凸出编码件11，12之一，对着另一个轨道的另一个凸出的编码件11，12，使用者必须选同一组中两种不同的和不同地编码的轨道件中的另一个来连接，弧形的或直的轨道的情况都是如此。这样，构搭本发明的轨道系统就能不需要训练、技巧或经验。

此外，为了保证上述两个轨道件的正确连接，为设计编码建立了一条非常简单的基本原则。轨道件端部上编码的不同只决定于该相应端部是平行还是对角地被置于格栅1。

这个基本原则可在图4中清楚看出。在平行地被置于轨道格栅1的端上，凸出编码件11是被设在轨道件端面的一侧，相应地凹入编码件13是被装在这个端面的另一侧。在相对轨道格栅1对角地放置的轨道件端部上，各轨道件的各端面上的编码件12，14的布置正好相反。

下面参照图27至图29对图4中的简略地画出的编码件11，12，13，14各个实施例进行说明。用于坡道的各轨道件的相同编码的进一步的各实施例，将参照图38至图43随后说明。

图5至图26中示出的多个轨道件实施例都和图4的相似。这些图示出了各单个轨道件以及装配成交叉口和道岔尖轨的轨道件。

图5示出了一个平行于轨道格栅安装的轨道件。图6示出了一个相对于轨道格栅对角地安装的直轨道。

图7和图8各示出了以两个直轨道件构成的90°交叉口。图7中的各轨道件被放置成平行于格栅而图8中的各轨道件则相对于轨道格栅对角地安装。

图9和图10各示出了相对于平行于轨道格栅的直轨道件的右或左位置的45°交叉口。

图11示出了一个右弧形轨道而图12示出了一个左弧形轨道。

图13示出了图11和图12中两种弧形轨道的组合，其形式为弧形的道岔尖轨，其对称轴被置成平行于轨道格栅。图14示出了一个相似的弧形的道岔尖轨，其对称轴沿格栅对角线延伸。

图15至图18示出了各直的和弧形的轨道件的组合，它们的形式是左道岔尖轨（图15，17），和右道岔尖轨（图16，18）。在图15和16的实施例中直轨道件被装成平行于轨道格栅，而在图17和18的实施例中直轨道件则沿着轨道格栅的对角线延伸。

在图19至24中示出了一个直轨道件和两个弧形轨道件的各种组合，这里不需再作进一步解释。

图19和20各示出了双道岔尖轨，其中的直轨道件被放置成平行于轨道格栅或沿着轨道格栅的对角线。各分岔包括一个右或左弧形轨道。

图21至24示出了装配好的道岔尖轨装置的各实施例，其中除了可在直轨道件上作双向通行外，还可以作右转（图21，24）或左转（图22，23）。图21和22中的直轨道件被布置成平行于轨道格栅，而图23和24中的直轨道件沿着轨道格栅的对角线布置。

最后，在图25和26中示出了两个45°交叉道岔尖轨，转右或转左。

在图11至26的轨道实施例中，各弧形轨道件被做成如图2中方案Ⅰ和图3中的弧形轨道件的形状，并具有相反的弯曲方向。此外在图5至26的所有轨道实施例中，给定的直的或弧形的轨道件的两端都有编码装置（未示出），其布置如图4中所示。

现在参照图27，28和29来对各轨道件端部上的指示或编码装置进行说明。在这些图中，画出了两个轨道件15和16的端部区域，它们必须用它们的前侧端面相互连接。如从图27和28中所见，这两个轨道件15和16的前侧端面都各有一个凸出17或18和一个凹入19或20。凸出17，18和凹入19，20都被做成这样的形状，即把这两个轨道件15，16对 在一起时，各凸出17，18就配入相对的凹入20，19中。图28的示例性实施例和图27中的不同之处是凸出和凹入都被置于端面的侧缘上，而在图27中，它们被置于端面的向内部位。

在图27和28中画出的凸出和凹入没有保持作用，即，这两个轨道件15和16不能通过这些凸出和凹入而机械地保持在固定的位置，只能是可分离拆地连接。这些轨道件的机械性固定是靠把它们插在一个带有连接件的基板上，例如，连接销和/或它们用小面积的连接件可拆地安装，例如，利用在板上的连接销之类。

在图29的示例性实施例中，凸出21，22和相应的凹入23，24是燕尾形的，因此这两个轨道件15，16可被从上或从下地把凸出21，22导入相应的凹入24，23中从而使两者在纵向方向固定。

那些在设计时不准备用凸出和凹入的编码相互连接在一起的不同轨道件，其编码所包含的凸出和凹入被设置于沿轨道件端面的不同地方。例如，在图27至29的各轨道件15的各平面图中，把装在一侧缘上的各凸出17，21装到另一侧缘上，这样得出第二个编码，它不能和图27至29的各轨道件16的第一编码相配合。这样的轨道件就不能相互连接。这两种编码件都简略地示出在图4中。

第三种型式的编码（它的用途下面还要解释）是在一个轨道件的端面中设两个凸出，而在另一个被连接轨道件的端面中设两个相应的凹入。具有这种编码件的轨道件只能和同类型的轨道件组合。

很明显，在轨道件端面上可以有无数个其他的编码件实施例，例如，简单的视觉记号，磁性号码，等等。参照图27至29所说明的编码件或其相似编码件具有的优点是，一方面它们强制性地防止了各轨道件的任何不希望的连接，另一方面它们不需要任何附加件，它们可以直接模制在各轨道件的端部。

本发明的直的和弧形轨道件以及形成斜坡的轨道件端部的编码， 将参照图30至43中的轨道件的进一步实施例在下面进行说明。

在图30至32中示出了一个直轨道件25，直轨道件25被设计成平行于格栅地装在基板上。为了简单起见在今后的图中轨道件被画成一个扁平杆。轨道件25的上侧顶面具有光滑表面26以承受车辆的轮子，以及一条中央筋27作为车辆的导向件。轨道件25的底面基本上是空心的，并设有加强筋28。轨道件25的两端的底面有相配的连接件，它以已知的方式包括横壁30和空心销31，后者用以接纳装在基板上的，具有拼装模数M的格栅中的圆柱形连接销。各轨道件能用横壁30和空心销31之间的空间插到基板上去，这和传统的拼装件插到基板上去的方式情况相同。在轨道件25的中央也设有相配的连接件29，其作用也一样。轨道件25的两端面各有一燕尾状凸出32，并在对称部位有相应的凹入33，如图29所示。在有关两端面的平面图中可见，凸出32在中心的右面而凹入33在中心的左面。轨道件25最好用塑料整体制成。

在图33和34中直轨道件36用顶视和底视图示出。轨道件36被设计成对角地装在基板格栅上。轨道件36的形状和图30至32中的轨道件25相同。然而，它有两个基本不同点，它的长度对于轨道件25的长度来说，包含了 $\sqrt{2}$ 的因数，这是为了使它能符合对角线的位置，其次是它的凸出和凹入在端面上的布置也不同。这样，在两端面中，凸出34被置于轨道件36中心的左面或凹入35在中心的右面。这样的布置防止了对角轨道件36与平行轨道件25的连接。

在图35和36中示出了右弧形轨道37，它也有同样的结构，按照本发明，它由圆弧段8和直段9组成（见图2的方案Ⅰ或图3）。轨道37的端面上作为编码件的凸出和凹入如下：

-在端面38上（它被设计成平行于基板的格栅安装）凸出32和凹入33的位置和相应的直的平行轨道件25（图30至32）端面上的编码件相吻合，即，在端面38的平面图中，凸出32被置于中心的右面而凹入 33则在中心的左面。

-在另一端面39上（它被设计成对角线地装在基板的格栅上）凸出34和凹入35的位置和直的对角线轨道件36（图33和34）端面上的这些编码件的相应的位置相吻合，即，在端面39的平面图中的凸出34被置于中心的左面而凹入35在中心的右面。

-这样，弧形轨道件37只能用它带有直段9的一端和平行的直轨道件25连接，而它的另一端只能和对角线的直轨道件36连接。图37中画出的左弧形轨道件40也是同样情况。一个四分之一的圆弧（90°）可以用一个弧形轨道件37（图35）和一个弧形轨道件40（图37）的连接而形成。各第二端（带有直段9的一端）将是平行于基板的格栅，因而互相垂直。可以看出带有凸出和凹入的编码并不提供任何其他的连接可能性以形成一个四分之一的圆。然而，如需形成一个S形弧，就必须将两个轨道件37或两个轨道件40（图35，37）相互连接起来，因为这个连接可能性是所述编码唯一的。

如果轨道系统有直的斜坡道，就需要特殊的轨道，即：

-一个用来从水平过渡到斜坡道的轨道件;

-一个用来从斜坡过渡到更高的水平的轨道件;如需要的话;

-一个或多个用来延长坡道长度的直轨道件。

适用于上述用途的轨道件在图38至43中示出。这样，在图38和39中示出的轨道件41被设计用于从水平安装的轨道件过渡到斜坡道的上升倾斜位置。因此，轨道件41的一端42设有一个水平轨道部分，它具有向上弯曲部分，延伸到另一端43。然而，轨道件41在纵向方向是直的，如图39所示。

和前面所述的各轨道件相同，轨道件41具有空心的底面部，在两个端部42和43以及在中央部分带有横壁30和空心销31以形成相反的连接插口，使轨道件的端部42能被插到带有相应连接销的基板上去。按 照本发明，轨道件41的长度和轨道格栅的模数M有关，即，轨道件41（图39）的水平伸出的长度是轨道模数M的倍数。

轨道件41的两端42和43也有参照图30至37所说的那种类型的编码装置。其中一个端部42，用来相对于轨道格栅水平和平行地与另一直的或弧形轨道连接，因此它也具有相同的和同样布置的编码装置，即如图31中的直轨道件25或者图35或37中的弧形轨道件37和40那样的一个凸出32和一个凹入33。在轨道件41的另一端43必须连接一个特殊的轨道件，它可以是将坡道以直线和平面的方式连续的轨道件，也可以是形成一个到更高水平面的过渡轨道件。因此，端部43的端面上设有第三类型的编码，其包括两个凹入44，因此这个端部不可能和以前讲过的任何轨道件连接。

在图40和41中示出的轨道件45和轨道件41相似，被设计来把轨道件41的端部43上的斜坡道再次过渡到水平，因此，具有相同的但相反的弯曲部。同样，在轨道件45的两端46和47上形成有编码装置。端46有两个凸出48，该端面用来与轨道件41的两个凹入44相配，而另一个水平端47则同样有一个凹入33用来连接图31，35或37中的轨道件25，37或40。

在图42和43中示出了另一个坡道轨道件49，它以固定的斜率延伸坡道。这个直的平的轨道件在它的一端设有两个凸出48，而在它的另一端有两个凹入44以便能连接轨道件41（图38，39）或轨道件45（图40，41）或另一个相似的坡道轨道件49。

最后，在图44中示出了一个完整的坡道，它由轨道件41（图38，39）、轨道件49（图42，43）和轨道件45（图40，41）所组成。轨道件41的水平端部42以及用来支持轨道件41，49，45的柱50都被插到基板51上。很明显，在较高的水平高度52上，轨道可以用前述的轨道件25，37和40（图30至32和35至37）以所述方式来延续，这只要使用相应的柱 ，也可以按照图44那样连接下降的坡道，这只要加上轨道件45（图40，41）或者通过加上轨道件41（图38，39）而使它形成进一步上升的坡道。自然也能有弧形的坡道轨道件，最好是具有90°范围的弧形。

前面所述的各轨道件都是平杆状，其形状是直的且平的，或弧形的且平的，或直的且向下或向上呈弧形的，因此轨道有光滑的表面。然而，本发明并不限于此种类型，其他类型的玩具轨道，例如，设计为具有钢轨和轨枕的轨道，均可按本发明制出。

Claims (12)

1、一种玩具轨道系统，包括可拆卸地与基板相连的直轨道件(25)、弧形轨道件(37，40)和相配的连接件，每个弧形轨道件具有一个上面，一个底面和一个中心线(10)，中心线的两个端点限定为第一基准点(6)和第二基准点(7)，上述第一和第二基准点(6，7)分别位于所述弧形轨道件(37，40)的第一和第二端上，通过第一基准点(6)与所述中心线(10)相切的第一切线(T)和通过第二基准点(7)与中心线(10)相切的第二切线(T)指向弧形轨道中心方向的夹角大于90°，其特征在于所述弧形轨道件包括两组(37，40)，以第一基准点为起点，两组轨道件的第一组轨道件(37)朝右弯曲，第二组轨道件(40)朝左弯曲；上述第一切线(T)与轨道格栅的一条边平行，从第一基准点(6)到第二基准点(7)在第一切线(T)方向上的距离是方形轨道格栅(1)的轨道模数(M)的一半的第一整数倍，从第一基准点(6)到第二基准点(7)在垂直所述第一切线(T)方向上的距离是所述轨道模数(M)的一半的第二整数倍，该第二整数倍小于第一整数倍；弧形轨道的圆心位于上述夹角的角平分线与基准点和轨道格栅对称中心的连线之一的交点上。

2、如权利要求1所述的系统，其特征在于在上述两组轨道件底面的两端设有用于与基板连接销连接的相配连接件。

3、如权利要求2所述系统，其特征在于上述弧形轨道件两端的相配连接件突出所述弧形轨道件的底面。

4、如权利要求2的玩具车辆轨道，其特征在于所述第一和第二切线（T₁，T₂）之间的交角是135度，并且所述第一组的弧形轨道件（37）与所述第二组的弧形轨道件（40）连接成一个整体，构成一个90度角的组合弧形轨道件。

5、如权利要求1的玩具车辆轨道，其特征在于所述第一和第二组中的每一弧形轨道件（37，40）都由一个圆弧段（8）和一个直段（9）整体形成，该直段（9）比该圆弧段（8）短。

6、如权利要求1的玩具车辆轨道，其特征在于至少部分所述直轨道件（25）的长度是所述轨道模数（M）一半的整数倍。

7、如权利要求6的玩具车辆轨道，其特征在于还包括有长度为所述轨道模数一半的整数倍的倍的直轨道件（36）。

8、如权利要求1的玩具车辆轨道，其特征在于所述每个轨道件（25，36，37，40）的两端设有形状为所述其端部基准点（6，7）与所述轨道格栅（1）的对称点吻合的轨道件仅可与保持这种吻合的另一轨道件相连接的编码装置。

9、如权利要求8的玩具车辆轨道，其特征在于与所述轨道格栅成45度设置的每个弧形轨道件（37，40）的端部（39）和每个直轨道件（36）的两端设有不同于轨道件（25，37，40）的平行于所述轨道格栅（1）设置的相应端（38）的编码装置（34，35）。

10、如权利要求8的玩具车辆轨道，其特征在于还包括有相对于所述基板（51）倾料设置的倾斜轨道件（41，45，49），该倾斜轨道件的两端设有不同于平行所述基板（51）设置的轨道件的编码装置（32，33，34，35）的编码装置（44，48）。

11、如权利要求8的玩具车辆轨道，其特征在于所述编码装置包括在每个轨道件的端部上的凸出件（32，34）和凹入件（33，35），该凸出件和凹入件的形状可与相邻轨道件上相应的凹入件和凸出件相互锁定连接。

12、如权利要求8的玩具车辆轨道，其特征在于所述编码装置由设置在每个轨道件的每个端部上的两个编码件构成。

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