CN102917762B - 蛇形积木 - Google Patents

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Abstract

一种装置，包括：多个子单元；以及一个或多个连接构件，所述一个或多个连接构件用于将多个子单元以链的方式连接在一起，其中，多个子单元借助配置于子单元之间的一个或多个连接构件而以所述链的形式保持在一起，其中各子单元均包括至少一个沟槽，所述连接构件或连接构件中的一个穿过所述至少一个沟槽能够移动，以允许使用者将相邻子单元相对于彼此绕至少一个旋转轴线旋转，且其中该装置还包括锁定机构，以将相邻子单元锁定在一起抵抗旋转且抵抗分离。

Description

蛇形积木
技术领域
本发明涉及一种能被操纵成为不同构型的装置。该装置包括借助一个或多个连接构件连接且保持在一起的多个子单元。这些子单元在保持处于相同的物理位置的情况下可被旋转从而位于不同的相对定向中。此外，这些子单元可被拉开并移动，从而相对于彼此位于不同的物理位置。
本发明人意识到：希望创作出一种用于构建空间构造、集美学吸引力与趣味性于一体的雕塑装配体的媒介。本发明人还意识到：这样的美学与游戏的组合将对儿童具有特殊吸引力，以鼓励他们尝试雕塑及建筑以提高视觉与空间认知、手工灵敏度以及逻辑与创作性思维。
本发明的某些实施方式可以以与众所周知的鲁比克魔方(Rubik’s CubeTM)类似的方式提供拼图。然而，本发明具有多种应用。例如，本发明的实施方式可用来创作3维线条画、3维油画或可用来构建3维的诗或文字。某些实施方式也可提供发光灯或发光棒，其能被操纵成不同构型。某些实施方式也可用来建造诸如可重新构建的模块建筑物等的结构以使用于太空、水下、月球、地球或其它行星，并用来形成未来的可重新构建的城市。可利用其它实施方式来形成可被使用者重新构建的运算、娱乐及通讯设备。
已经设想到许多其它应用，其中一些应用稍后在该说明书中更详细地讨论。
背景技术
已知提供一种呈拼图形式的装置，其包括能相对于彼此被操纵的多个子单元。该装置可包括将由使用者实现的目标结构。已提到将众所周知的鲁比克魔方(Rubik’sCubeTM)作为该拼图的示例。标准的鲁比克魔方(Rubik’s CubeTM)是包括排列成立方体形结构的二十六个立方体形子单元，其每个边缘均包括三个子单元且其每个面均包括九个子单元。单独的子单元自身不能旋转。而是，为了操纵子单元，使立方体的一个面旋转，从而移动该面/层中的子单元。立方体的每个面的中央子单元保持在固定式位置中，仅绕其中央轴线旋转。
也已知鲁比克魔方(Rubik’s CubeTM)的变形例，这些变形例包括具有呈非立方体形状的子单元。例如，鲁比克扭块(Rubik’s TwistTM)包括楔形/棱柱形子单元，这些子单元能相对于彼此被单独地旋转，以形成不同的形状，如图1所示。在该配置中，子单元能够相对于彼此旋转，但相邻的子单元只能绕单一轴线旋转，其中相邻的子单元的相对面保持接触。
对于上述鲁比克布置(Rubik’s arrangement)的已知另选方案包括借助挠性细长弹性构件连接在一起的多个立方体形子单元。挠性细长弹性构件以固定的方式附接至多个立方体形子单元的端构件，并延伸经过设置在布置于端构件之间的子单元中的孔。立方体形子单元能够相对于彼此旋转，但如前述的鲁比克蛇型(Rubik’s Snake Type)布置，相邻的子单元的相对面不变。也即，相邻的子单元能够相对于彼此绕穿过相邻的子单元之间的挠性细长弹性构件的纵轴线旋转，但不能相对于彼此移动，使得其中一个块体从其相邻的子单元的一个面移动至另一个面。
图2中示出一种包括具有挠性细长弹性构件的多个立方体形块体的布置。该布置包括由弹性带(图2不可见)连接的二十七个立方体形子单元。这些立方体形子单元设有供弹性带穿过的孔，所述弹性带件以固定的方式附接至端构件，从而将立方体形子单元保持在一起。这二十七个立方体形子单元设置于十七个组中，每组具有两个或三个子单元。该拼图目的在于：将子单元的链排列布置成为如该图所示的3×3×3立方体。
图2所示及以上所述的装置的一个问题在于：相邻的立方体不能被重新定向以使得不同的面彼此相对。因此，多个立方体所能配置的构型的数量是有限的。例如，在图2所示的布置中，多个立方体不能被重新布置以处于完全线性的构型。而是，已在一特定构型中借助弹性带将这些立方体接合在一起，该构型允许多个块体被操纵成为一3×3×3立方体而不需改变相邻块体的面对面关系。
上述问题已根据另一现有技术布置，即图3a所示的纳夫方块(Naef CublexTM)被解决。在图3a所示的装置中，在各个子单元立方体的相反面中以彼此呈直角的方式切出两个沟槽。该子单元在图3b中更详细地示出。沟槽允许弹性带从其中穿过，从而能够使一子单元立方体相对于其相邻的配对子单元立方体移动，使得在移动后以不同的面与其相邻的配对子单元立方体对置。弹性带的弹性允许使用者拉开两个相邻的子单元，使得它们能够重新布置以具有不同的相对面。弹性带的弹性随后在压缩力作用下将块体拉回到一起，以将块体保持于新构型中。该布置因此允许相邻子单元之间具有更大的运动自由度。在图2所示的布置的情况下，相邻块体只能相对于彼此绕一个轴线旋转。相反地，图3a和图3b所示的布置允许相邻的块体相对于彼此沿全部三个正交的旋转轴线移动。因此，子单元能够被重新布置，从而形成一定范围的形状或构型。然而，纳夫方块(Naef CublexTM)只包括八个子单元立方体，且因此能够实现的可能构型的数量仍受到限制。可添加更多个子单元。然而，构型会在装置整体的重量下开始崩解。
从美国专利US 5,525,089及US 3,514,893中所公开的教育玩具及拼图能够明显看到类似的问题。在这两种拼图中已认识到：相邻子单元的旋转会产生问题，并且已经包含了用于防止相邻的子单元相对于彼此旋转的器件。然而，这些构型仍在装置整体的重量下开始崩解，从而不可能具有半永久性及/或永久性结构。
本发明的某些实施方式的一个目的在于提供一种作为上述配置的改进的装置。本发明的某些实施方式的另一目的在于调整上述现有技术的布置，使得它们能够形成半永久性或永久性结构。这将允许该装置具有更宽范围的应用。
发明内容
本发明人已认知到：如图3a及图3b所示的上述装置提供了良好的运动自由度，使得子单元可重新排列从而形成一定范围的三维形状。然而，该布置所具有的缺陷在于：当通过操纵及重新排列子单元而形成期望的形状时，子单元未被锁定于该形状中。子单元借助处于张力下的细长挠性弹性构件对其施加的压缩力以一定程度被保持就位。
现有技术的布置的另一问题在于：当使用者试图操纵子单元以实现期望的形状时，一个子单元的运动会造成该布置中的其它子单元的运动，这让人受挫折且会导致难以实现期望的形状。并且，也能通过调整弹性偏压构件的张力，一定程度地缓减此问题。然而，张力必须仍足够低以允许操纵子单元。因此，在弹性偏压构件中提供足够高的张力以在期望的构型中将子单元保持在一起同时还要在弹性偏压构件中提供足够低的张力以允许首先将子单元操纵成期望的形状之间，始终存在不能令人满意的折衷办法。
当此压缩力由US 5,525,089及US 3,514,893中所公开的抗旋转系统来辅助时，这可具有一定程度的帮助，但当想要半永久性及/或永久性结构时，旋转并非是唯一要面对的问题。在这样的结构中，即使在防止旋转的情况下，相邻子单元的分离也会导致结构的崩溃。
鉴于上述问题，显然现有技术的布置未能理想地适于形成能至少被暂时固定/锁定于期望构型的半永久性结构。可利用现有技术的装置实现期望的构型。然而，如果使用者或路人碰撞该构型，则子单元会轻易地相对于彼此旋转或分离，从而脱离期望的构型。因此，如果想要实现并维持期望的构型，则该装置必须被定期重新调整。
在想要该装置产生一构型而其随后例如作为雕塑、建筑物结构、模型、家具、灯、珠宝、发光棒或其它附件等进一步用途的情况下，则本发明人意识到：理想的是提供一种能被有效地锁定成期望构型的装置。因此，如果使用者或路人碰撞该构型，则子单元不会轻易地相对于彼此旋转或分离而脱离该期望的构型。
本发明人已根据本发明的第一方面通过提供一种包括下列各项的装置来解决这些问题，所述装置包括：多个子单元；以及一个或多个连接构件，所述一个或多个连接构件用于将多个子单元以成链的方式连接在一起，其中多个子单元借助配置于子单元之间的一个或多个连接构件而成链地被保持在一起，其中各子单元均包括至少一个沟槽，所述连接构件或其中一个连接构件穿过该至少一个沟槽而可移动，以允许相邻子单元相对于彼此绕至少一个旋转轴线被使用者旋转，且其中该装置还包括锁定机构，以将相邻子单元锁定在一起抵抗旋转且抵抗分离。
在子单元中设置沟槽允许将相关联的连接构件定向成使得其以类似于背景技术部分中所描述的方式穿过子单元的不同面。因此，相邻子单元能相对于彼此被旋转使得相邻子单元的不同面彼此抵靠。各沟槽优选地延伸横越其子单元的面的整个宽度，并且深度约为子单元的深度的一半，更确切来说，是子单元的一半深度加上连接构件半径的深度。
与上述现有技术的布置相反，本发明的装置设有一锁定机构，以将相邻子单元锁定在一起抵抗旋转及分离。优选的是，当子单元被拉开时锁定机构被自动释放，使得相邻子单元能够相对于彼此旋转。锁定机构在子单元被释放时重新接合以将相邻子单元锁定在一起，以抵抗进一步旋转及分离。注意，当子单元处于拉开构型时，子单元由一个或多个连接构件保持连接。
一个或多个连接构件可包括挠性细长偏压构件。多个子单元可借助处于张力下的挠性细长偏压构件而成链地保持在一起。注意，尽管这样的挠性细长偏压构件在张力下将子单元保持在一起，但由于子单元仍可绕挠性细长偏压机构的纵轴线自由地旋转，所以其并不用作锁定机构。当子单元不处于拉开构型时，本发明的锁定机构抵抗上述旋转且抵抗分离。
在本文中，术语“抵抗分离”是指子单元在任何构型中都不会在其自身重量下或在结构的整体重量下被分离。使用者必须主动操作才能分离子单元，使得该结构在被锁定在一构型时呈现稳定。锁定机构可包括一个或多个接合器件，所述一个或多个接合器件存在于子单元上且适于接合相邻子单元上的接合器件。这例如可以呈突起部及适于接收该一个或多个突起部的相邻凹部或孔(阳/阴接合器件)的形式，或诸如卡扣机构等的一些其它器件。这将在下文更详细地描述。虽然使用者需要进行操作来分离子单元，但是也可将接合器件设计成使用者不需要操作来接合子单元，或另选地，该设计可能需要使用者进行操作以方便接合(诸如通过引导和/或推动)。
挠性细长偏压构件可以不沿着其整个长度具备固有弹性，而是可具有弹性构件的一个或多个弹性部分以提供偏压力。例如，挠性细长偏压构件可包括非弹性绳/线，所述非弹性绳/线被连接至提供偏压力的一个或多个弹簧。弹簧可位于链的端构件子单元中或者位于一个或多个中间子单元中。
其它实施方式可利用一个或多个非弹性连接构件，所述非弹性连接构件的运用不需要任何弹性或拉张机构。这样的布置将仅依赖于子单元之间的干涉或其它锁定来阻止分离并维持半永久性构型。
连接构件可具有首先防止子单元变得分散或失去其顺序并且再者确保在任一时间只有有限数量的子单元“发生作用(in play)”(也即被分离)的功能。
各子单元均可包括供挠性细长偏压构件延伸穿过的孔，所述挠性细长偏压构件延伸穿过多个子单元且在张力下连接至多个子单元的端构件，藉此在压缩的情况下将多个子单元保持在一起。
另选地，可提供多个连接构件，所述多个连接构件均将相邻子单元连接在一起。
锁定机构可被构建成使各子单元均包括至少一个突起部和/或与该至少一突起部互补的至少一个凹部，借此使子单元的至少一个突起部被接收于相邻子单元的至少一个凹部中以将相邻子单元锁定在一起抵抗旋转。
根据本发明，突起部及凹部构造成将相邻子单元保持在一起，同时它们处于接合状态并且抵抗旋转。例如，突起部可紧紧地配合在互补凹部中，使得突起部由互补凹部所保持或抓住。突起部可完全地充填凹部以形成真空密封件来抵抗分离。突起部及凹部之间的这种干涉将与弹性偏压构件互补而抵抗子单元的分离。
各子单元均可包括多个凹部和/或多个突起部。在链中交替的子单元可只包括凹部或只包括突起部。或者，链中的各子单元均可包括至少一个凹部及至少一个突起部两者。例如，各子单元均可在其一个面中包括至少一个凹部并在其另外的各面上包括至少一个突起部。或者，各子单元均可在其一个面上包括至少一个突起部且在其其它各面中包括至少一个凹部。也可提供其它型式的突起部及凹部。
作为上述锁定机构的另选方案，能够构建这样的锁定机构：其中相邻子单元包括突起部并且在相邻子单元之间配置分离的锁定机构，该锁定构件具有与突起部互补的凹部，借此使相邻子单元的突起部被接收于锁定构件的凹部中，以将相邻子单元锁定在一起抵抗旋转且抵抗分离。
还另选地，可构建这样的锁定机构：其中相邻子单元包括凹部并且在相邻子单元之间配置分离的锁定构件，锁定构件具有与凹部互补的突起部，因此使锁定构件的突起部被接收于相邻子单元的凹部中以将相邻子单元锁定在一起抵抗旋转且抵抗分离。
又另一可行方案是具有一分离的锁定构件，该锁定构件包括至少一个凹部及至少一个突起部，所述至少一个凹部及至少一个突起部与相邻子单元上的互补突起部及凹部协作以将相邻子单元锁定在一起抵抗旋转且抵抗分离。
对于上述锁定机构布置的另选方案或者除了上述锁定机构布置之外，锁定机构可包括下列中的一个或多个：位于相邻子单元之间的卡扣连接、磁性锁定机构（例如利用磁体或磁性销）、电磁锁定机构、形状记忆合金锁定机构、形状记忆聚合物锁定机构、肌肉线锁定机构、维可牢型锁定机构和暂时粘合锁定机构。
锁定机构可另选地或附加地包括半永久性或永久性固定机构。例如，一旦该装置已构造成使用者希望保持的设计，则可使用胶体、紧固螺钉或其它永久性固定机构将该装置永久性地固定在期望的构型中。
优选地，相邻子单元能绕至少两个旋转轴线旋转。可通过移动子单元来旋转相邻子单元，使得子单元的不同面彼此抵靠。相邻子单元也可绕连接构件的纵轴线旋转。
各子单元均可包括两个沟槽，借此相邻子单元能相对于彼此绕三个旋转轴线旋转。两个沟槽可彼此正交，借此使相邻子单元能相对于彼此绕三个正交旋转轴线旋转。两个沟槽可设置于各子单元的不同面上。另选地，两个沟槽可设置于各子单元的相同面上。沟槽允许挠性细长偏压构件被定向以使挠性细长偏压构件穿过子单元的不同面。
各子单元均可为立方体形。然而，可想到：对于子单元而言，可根据本发明的某些实施方式而采用其它的三维形状。因此，可采用任何理想的实心体(platonic solid)，且特别是具有三个旋转对称度的任何理想的实心体。在一些实施方式中采用二十面体和斜方截半立方体(rhombicuboctahedral)。
挠性细长偏压构件可为一简单的弹性件。或者，其可为任何类型的细长绳状或线状材料或复合结构，其可用来将多个子单元连接在一起而向子单元施加压缩性弹力以将子单元保持于压缩状态。弹力应弱到足以使得子单元可被使用者拉开以将子单元相对于彼此重新定向。弹力可强到足以使得当释放时，挠性细长偏压构件将子单元拉到一起而成为一锁定布置，其中，来自一个子单元的一个或多个突起部与相邻子单元中的一个或多个凹部接合。
某些实施方式的一个关键原理在于：相邻子单元之间的连接件在任一时间只有一个(或最多两个)为活性的/发生作用/被延伸的。一个或多个连接件/一个或多个偏压构件能最佳地实现该效果。
子单元可由透明或半透明材料制成且在一个或多个子单元中能够安装光源，借此提供能够被操纵成为不同构型的发光灯。可提供一个或多个导电构件，该导电构件延伸穿过多个子单元且连接至光源。子单元可以另选地或附加地包括诸如荧光或磷光性材料的发光材料，以形成发光棒。
本发明的实施方式可用来创作3维线画、3维油画或可用来构建3维的诗或文字。
实施方式也可用来建造诸如可重新构造式模块建筑物的结构。
某些实施方式也可用来构建诸如国际象棋用的游戏板。某些实施方式也可包括反射镜阵列，用于将例如激光的光沿着装置的长度引导经过装置的内部，从而充当光缆。这样的实施方式也可用作潜望镜或类似的观察装置。
附图说明
现在将参照附图仅借助实施例来描述本发明的实施方式，附图中：
图1示出现有技术的鲁比克扭块(Rubik’s TwistTM)装置；
图2示出另一现有技术的布置，其包括由弹性偏压构件连接在一起的27个子单元；
图3a示出另一现有技术布置，其中8个子单元在相对面中设有正交的沟槽，从而允许子单元相对于彼此绕三个正交旋转轴线旋转；
图3b示出图3a的现有技术布置的子单元；
图4a至图4d示出本发明的实施方式的不同视图；
图5a示出根据本发明的实施方式的中空子单元的不同视图；
图5b示出根据本发明的另一实施方式的中空子单元的不同视图；
图6示出具有十字部分以改善锁定(改善抵抗分离)且改善刚性的另选的子单元。其具有包括端盖的子单元，并作为图5a所示的子单元的另选方案；
图7示出具有十字部分以改善锁定(改善抵抗分离)且改善刚性的另选的子单元。其具有十字形子单元，并作为图5b所示的子单元的另选方案；
图8示出根据本发明的另一实施方式的包括四个锁定桩的子单元的不同视图；
图9示出根据本发明的另一实施方式的包括具有延伸的锁定部的大凸起的子单元的不同视图；
图10至图14示出具有配置于相邻子单元之间的分离锁定构件的另选实施方式。图12示出具有十字部分以改善锁定(改善抵抗分离)且改善刚性的另选的锁定构件；
图15至图17示出使各子单元具有其自身的连接构件的另选实施方式；
图18a和图18b示出包括具有配置于相邻子单元之间的分离锁定机构的双重立方体子单元的实施方式；
图19和图20示出包括细长子单元的实施方式；
图21和图22示出包括固定构件的实施方式；
图23至图29示出根据本发明的另选实施方式的多种不同布置，包括四维立方体子单元(图23至图28)及斜方截半立方体子单元(图29)。
具体实施方式
图4a至图4d示出本发明的第一实施方式。该装置包括六十四个子单元的链，这六十四个子单元借助穿过子单元中的孔且被附接至链的端构件的弹性偏压构件而连接在一起。弹性偏压构件处于张力下，使得子单元借助端构件在压缩负载下被保持在一起。
各子单元大体上呈立方体形状。在各子单元的顶面中设置有两个正交沟槽，从而形成向下延伸经过子单元而到达子单元的近一半高度的十字形开口。子单元也包括一孔，该孔从底面向上延伸且在子单元的中央点处与十字形开口相交。
各子单元进一步包括位于底面中的方形凹部。在每个侧面上以及顶面中设置有方形突起部。这些方形突起部在形状上与底表面中的方形凹部互补。沟槽延伸经过方形突起部，使得顶面上的方形突起部被分割成四个较小方形子突起部，而侧表面上的方形突起部则呈现U形。
当链排列为竖直的线性构型时，一个子单元的顶面上的突起部整齐地配合至下一个子单元的底面上的凹部中。弹性偏压构件将突起部保持于凹部中，且突起部与凹部之间的互补配合防止子单元相对于彼此旋转并阻止分离。
为了使子单元相对于彼此旋转，子单元被拉开（分离），使得一个子单元的突起部不再延伸至其相邻的子单元的凹部内。一旦利用此方式拉开，则子单元仍借助在两个相邻子单元之间伸展的弹性偏压构件连接在一起。此经拉开构型中，两个子单元能相对于彼此绕三个正交轴线中的任一个轴线旋转。这些旋转运动在下文针对一简单示例进行描述，在该示例中包括彼此叠置配置的两个相邻子单元。
对于彼此叠置配置的两个相邻子单元，如果顶部子单元绕竖直轴线旋转，则底部子单元的顶面保持为面对顶部子单元的底面。顶部子单元可相对于底部子单元旋转90°、180°、270°或360°。当释放时，弹性偏压构件将两个子单元拉回在一起，其中底部子单元的顶面上的方形突起部重新接合顶部子单元的底面中的方形凹部。该操纵在图中示出。
另选地，如果顶部子单元绕穿过底部子单元中心的水平旋转轴线相对于底部子单元旋转90°，则顶部子单元的底面将与底部子单元的侧面对置。当释放时，弹性偏压构件将两个子单元拉回在一起，其中底部子单元的侧面上的方形突起部接合顶部子单元的底面中的方形凹部（虽然此处为了一致而使用术语“顶部子单元”，但“顶部子单元”现在将配置于底部子单元的一侧）。该操纵在图中示出。
可绕穿过底部子单元的中心且与底部子单元中的十字形沟槽对准的两个正交水平旋转轴线中的任一个轴线以顺时针或逆时针方向进行与上述相类似的90°的旋转操纵。因此，两个相邻子单元能绕三个正交旋转轴线旋转：两个水平轴线及一个竖直轴线。如此一来，顶部子单元的底面能被定位成抵靠底部子单元的顶面或侧面中的任何一方。
特别优选的链长度是能够被折叠成一立方体的链长度，并且包括八个（2×2×2立方体）、二十七个（3×3×3立方体）、六十四个（4×4×4立方体）、125个（5×5×5立方体）、216个（6×6×6立方体）以及以此类推。
已发现包括六十四个子单元的链对于允许实现广泛多元的结构是特别有效的。如果各立方体面设有不同的图案或颜色，则排列数的上限近似为1083，其大于可观测的宇宙的原子数并远远超过具有近似1020种可能排列的标准鲁比克魔方(Rubik’sCubeTM)的排列数。
已发现本发明的实施方式能够由比起上文所讨论的现有技术布置更多的子单元构成。这是因为具有相对较多子单元数的链的重量增大所致。因为现有技术布置的相邻子单元不具有任何阻碍子单元旋转及分离的锁定机构，因此这种重量增加导致现有技术布置在其自身重量下不能得到期望的构型。相反地，本发明的实施方式的互补突起部及凹部当未被使用者拉开时有效地锁定子单元而抵抗旋转。此外，突起部由凹部夹持以抵抗分离。因此，能够实现具有多于八个或二十七个子单元的实施方式。
子单元也可形成为中空的以降低重量。这会很重要，特别是对于大实施方式尤其如此，以帮助防止装置在其自身重量下坍塌。在这样的实施方式中，各子单元均能包括内部腔体。该腔体可实质上呈立方体形状、球形或一些其它适当形状。
本发明的实施方式能提供“半永久性”结构。“半永久性”结构是指这样的结构，该结构即使在被碰撞时也能有效地锁定在其当前构型中且保持此构型。此外，该结构能够整体上从一个位置移动至另一个位置，而不会使该结构脱离其当前的构型。因为能够由使用者拉开子单元并根据先前描述的运动来操纵子单元以重新构建该结构而获得一新结构，因此该结构并非完全永久性。然而，只有当使用者拉开且保持分开子单元时，子单元才能旋转从而移动成不同的构型。因此，该结构最好被描述成“半永久性”且可对于任何期望的时间量保持在特定构型中，例如作为一雕塑。除了抵抗旋转及分离的暂时性锁定机构外，实施方式也可设有永久性固定机构。例如，一旦装置已被构造成使用者希望保持的设计，则能够使用胶剂、紧固螺钉或其它永久性固定机构将装置永久性固定于期望的构型中。
图5a示出与图4a至图4d中所示的实施方式的子单元类似的中空子单元的不同视图。该子单元包括：主体构件，在该主体构件中配置有正交沟槽；以及端盖构件，在该端盖构件中配置有凹部。主体构件为中空的且构造成接收端盖构件以构建子单元。该中空子单元由于其减轻了装置的重量而可以是有利的。
图5b示出与图5a所示的类似但不具有端盖构件的中空子单元。在该布置中，主体构件具有敞开端，该敞开端形成用于接收来自相邻子单元的互补突起部的凹部。
或许应强调：子单元的中空性对于本发明的某些实施方式的功用而言极为重要，特别是对于若以实质上为实心的子单元构建时原本会在装置整体重量下坍塌的大和/或长的实施方式尤其如此。
第6和图7示出具有十字部分以改善锁定(改善抵抗分离)且改善刚性的另选的子单元。在图6中，示出具有端盖的子单元，该子单元作为图5a所示的另选方案。在顶部列中，示出了具有其附加环带端盖的子单元，以利于接合及抵抗分离。图7示出具有十字形部分的子单元，该子单元作为图5b所示的另选方案，且为不具有端盖的子单元。该子单元具有：在五个面中的每个面上排列为方形的四个接合构件；以及具有四个中空部、凹部或孔以接收类似子单元的接合构件的表面。
图6中所示的子单元的另选形式在内部与图5a的子单元并无不同，但作了一些外部修改。已添加与图12中的类似的环带作为端盖。环带可为图12中所示出的任何一个。此图中所示的有利实施方式包括十字形形状(具有孔)，以形成四个独特凹部。在子单元的主体部的所有其余面上在突起部中切出附加的沟槽；藉此形成一与附加至端盖的新十字形元件互补的十字形形状。这导致子单元更好的强度(例如，更能抵抗压缩，较小的挠曲)以及改善的抵抗旋转。其也由于面上所有突起部之间的贴合、潜在气密性、适配/密封而提供更好的锁定/抵抗分离。突起部可以位于一个或多个面上，或五个面上，如此处所描述的。
图7中所示的子单元的另选形式与图5b中所示的类似，差异在于子单元的内侧、中空化部分(其可供偏压构件移行经过)附加有内部管状通路。已附加有肋，从而限定具有四个独特凹部的十字形形状。在子单元的所有其余面上在突起部中已切出附加的沟槽，这形成与附加至内侧的新十字形元件互补的十字形形状。这导致子单元更好的强度(例如，更能抵抗压缩，较小的挠曲)以及改善的抵抗旋转。其也由于面上所有突起部之间的贴合、潜在气密性、适配/密封而导致更好的锁定/抵抗分离。突起部可以位于一个或多个面上，或五个面上，如此处所描述的。
图8示出根据另一实施方式的子单元的不同视图。各子单元均具有十字形沟槽以及供弹性偏压构件(未示出)延伸经过的孔。子单元也包括突起部及互补凹部。图8中所示的特定子单元包括四个圆柱形突起部，这四个圆柱形突起部在一个面上配置成方形构型。在各子单元的其它面中设置对应的孔。该布置在某些方面是图4a至图4d的实施方式的倒置形式。虽然图4a至图4d中所示的子单元在一个面中具有单一凹部且在所有其它面上具有突起部，但图8中所示的子单元在一个面上包括突起部且在所有其它面中具有凹部。
图9示出根据另一实施方式的子单元的不同视图。图9中的各子单元包括位于一个面上的单一突起部，该单一突起部具有大体上呈方形的横截面。在其它面中设置对应的方形凹部。该实施方式中的突起部相较于先前所描述的实施方式而言相对较大并延伸经过链中的相邻子单元的中心。为了容纳弹性偏压构件(其也将穿过子单元的中心)并允许弹性偏压构件的适当重新定向，突起部也具有能供弹性偏压构件延伸经过的十字形沟槽。当相邻子单元锁定在一起时，突起部中的十字形沟槽的底部将配置于相邻子单元中的中央点处。
图10至图14示出另选的锁定机构，该锁定机构利用配置于相邻子单元之间的分离的锁定构件。
在图10所示的布置中，相邻子单元包括突起部，且在相邻子单元之间配置有锁定构件，该锁定构件具有与突起部互补的凹部。相邻子单元的突起部被接收于锁定构件的凹部中，以将相邻子单元锁定在一起而抵抗旋转及分离。当相邻子单元被拉开时，突起部不再延伸至配置于其间的锁定构件的凹部中，且相邻子单元随后能相对于彼此旋转至一新构型。当释放时，偏压构件将相邻子单元拉到一起，且突起部重新接合于中间锁定构件的凹部中藉此防止进一步旋转及分离。在图10中所示的实施方式中，突起部具有方形横截面形状，且锁定构件呈具有对应方形横截面形状的管或环的形式。然而，也可以想到其它形状。重要的特征是：当处于接合构型中时，突起部及凹部互补并抵抗旋转，而且也抵抗分离。
图11示出与图10中所示的类似的锁定环布置，但其中以不同方式构造各子单元中的沟槽。在图10所示的布置中，各子单元的一面具有一对正交沟槽，而相反面不具有沟槽。相反地，在图11所示的配置中，正交沟槽配置于各子单元的相反两面中。
图12示出另选的分离的锁定构件，这些锁定构件具有十字部分以改善锁定(改善抵抗分离)且改善刚性。其示出一外环，该外环可在部分子单元中用作分离的锁定构件。当图12的外环在子单元中用作分离的锁定构件时，它们特别有利地抵抗分离及旋转。在该情况下，示出具有方形横截面的环状结构，但在本发明中，基于子单元的性质，可以采用具有任何横截面的任何环带。环带中可具有单一的孔，如同图12的左上环带中那样，或具有多重孔，如同图12的左下(2孔)及右下(4孔)环带那样。子单元也可包括进一步的中央或中间部分，它们适于引导相邻子单元的锁定构件(也即，环带或其它这样的构件)及接合构件更好地朝向接合位置。因此，在一些实施方式中，环带可包括从环带的周边朝向其中心的突起部，以提供用于连接构件/偏压构件的引导件、孔或通路，如同图12右上部的环带中那样。在环带中存在多个孔的情况下，具有从边缘至边缘横越开口的一个或多个桥接件，且这可提供改善的强度/刚性。这些环带可用在任何其它适当类型的子单元中。分离的这种环已被示出为图10、图11及图18a中的锁定构件，但环带也可与子单元形成为一体，如图5b和图6所示。
在图13所示的布置中，相邻子单元包括凹部，并且在相邻子单元之间配置有锁定构件，该锁定构件具有与凹部互补的突起部。锁定构件的突起部被接收于相邻子单元的凹部中以将相邻子单元锁定在一起从而抵抗旋转及分离。当相邻子单元被拉开时，锁定构件的突起部不再延伸至子单元的凹部内，且相邻子单元随后能相对于彼此旋转成一新构型。当释放时，偏压构件将相邻子单元拉到一起，且突起部重新接合于凹部中藉此防止进一步旋转及分离。
在图13所示的实施方式中，各子单元中的凹部具有方形横截面形状，且锁定构件呈具有对应方形横截面形状的杆或桩的形式。然而，能够想到其它形状。重要的特征为：当处于接合构型中时，突起部及凹部互补并抵抗旋转。
图14示出与图13所示的类似的锁定杆布置，但其中以不同方式构造了各子单元中的沟槽。在图13所示的布置中，各子单元的一个面具有一对正交沟槽，而相反面不具有沟槽。相反地，在图14所示的布置中，正交沟槽配置于各子单元的相反两面中，使得一个沟槽配置于一个面中而正交沟槽配置于相反面中。
能够想到用于突起部及凹部的其它构型。能够根据期望的用途来选择突起部及凹部的尺寸及形状。长突起部及深凹部能提供更强的锁定机构，而导致非常刚性的结构。然而，子单元必须随后被进一步拉开，以使突起部及凹部脱开从而将链操纵成不同构型。因此，能获得刚性增加，但代价在于使操纵容易度降低。较短的突起部及较浅的凹部易于脱开以便操纵链，但当链处于期望的构型时也更容易“意外”脱开。
操纵容易度以及抵抗突起部与凹部“意外”脱开之间的这种平衡也取决于弹性偏压构件中的张力的量。如果弹性偏压构件中具有高的张力，则子单元更牢固地被保持在一起以使得子单元的任何结构性构型更为强固。然而，随后更难以拉开子单元并将其操纵成不同结构的构型。相反地，如果弹性偏压构件具有低的张力，则子单元能被轻易地拉开以被操纵成新构型。然而，子单元随后被较不牢固地保持在一起而使得子单元的任何结构的构型更为脆弱。锁定构件将在任何情况下均能抵抗分离，且其抵抗水平能适合于偏压构件中的张力，以使结构完整性达到最佳化。
在突起部/凹部的尺寸与弹性偏压构件的强度之间可达成适当平衡。另选地，可以提供一种用于调整弹性偏压构件中的张力的调整机构。例如，链的端构件的一个或两者都可设有这样的机构。该机构可采取被连接至弹性偏压构件的端部的螺钉型布置的形式。例如，向外旋拧该机构可以增加弹性偏压构件的长度，且因此增加张力，而向内旋拧该机构则可以减小弹性偏压构件的长度，且因此减小张力。利用该机构，弹性偏压构件的张力可减小以易于操纵而实现期望的构型。当已实现期望的构型时，可增大弹性偏压构件的张力以提高期望构型的强度，使得其即使掉落或抛掷也不会意外破坏此构型。这些机构也允许具有使用非弹性线或尼龙绳来作为连接构件的可能性。另选地，可使用一弹性构件，但并入一些非弹性束股或线以限制最大延伸值或附加强度，从而防止弹性构件的灾难性撕裂。
对于连接构件的另一可能性将为使用一“肌肉线(muscle wire)”，其包括形状记忆合金线或形状记忆聚合物线/绳。
能够想到其它张力调整机构。例如，棘轮机构、扭转机构、按钮机构、电气机构或机电机构。
其它实施方式可利用一个或多个非弹性连接构件来运作，而不需任何弹簧或拉伸机构。例如，某些布置可利用通常的绳件而无需任何弹簧或张紧机构。这种布置将仅依赖于子单元之间的干涉或其它锁定来抵抗分离及维持半永久性构型。一个或多个连接构件具有首先防止子单元变得分散或失去其顺序其次确保任一时间只有有限数量的子单元“发生作用”(也即被分离)的功能。
先前实施方式已被描述成与单一挠性细长偏压构件一起使用，该单一挠性细长偏压构件沿着子单元的链延伸且以压缩的方式将子单元保持在一起。然而，也可以提供包括多个连接构件的布置，各连接构件均沿着链配置于相邻子单元之间。图15至图17示出该连接构件的示例。
图15示出立方体形子单元的不同视图，这些立方体子单元包括位于一个面中的十字形沟槽以及从相反面延伸的连接构件。连接构件包括细长杆，该细长杆延伸经过相邻子单元的沟槽且可在沟槽内移动。连接构件进一步包括位于细长杆的端部处的隆起，该隆起配置于相邻子单元的内部中的腔体内。杆及隆起共同形成喙部。隆起宽于沟槽，从而其不会回穿过沟槽。因此，相邻子单元被保持在一起。然而，隆起小于腔体从而允许相邻子单元之间具有一些自由游隙，而使它们能够被拉开。在杆周围以及在隆起与腔体的内壁之间配置有弹簧或一些其它偏压构件，使得当两个相邻子单元被拉开时，弹簧/偏压构件被压缩。可提供一个杯及环以抵靠腔体的内壁安装弹簧/偏压构件，如图15所示。当被释放时，弹簧/偏压构件将两个相邻子单元拉回到一起。
在空腔的内壁中设置有凹部，该凹部具有与隆起互补的形状。因此，当两个相邻子单元被弹簧拉到一起时，隆起被接收于凹部中且将两个相邻子单元锁定在一起。内部空腔优选为球形，以当子单元相对于彼此移动时允许连接构件绕腔体的内壁滑动。
图16示出与图15所示的类似的布置。此处的差异在于：连接构件具有比杆更宽的基部。由于子单元的其它面具有能供基部配合至其内以将相邻子单元锁定在一起的互补凹部，所以基部作为二次锁定机构。
在图15及图16中，连接构件用来将相邻子单元连接在一起，且也用来经由连接构件的隆起和/或基部以及相邻子单元的内部或外部表面上的对应凹部而将相邻子单元锁定在一起。相反地，图17所示的布置包括这样的连接构件：该连接构件将相邻子单元连接在一起但不用来将两个相邻子单元锁定在一起。而是，在该布置中，相邻子单元的外部表面上的突起部及凹部用来以与图4a至图4d所示的类似的方式将相邻子单元锁定在一起。连接构件包括类似于图15所示的杆及隆起。然而，由于外部表面上的凹部及突起部作为锁定机构，因此腔体壁中不需要凹部。请注意，尽管在图17中未示出，但在该布置中存在一偏压构件。该偏压构件可为一弹簧，如图15及图16所示的。另选地，可如图4a至图4d的布置中那样提供细长弹性构件。又一另选方案可利用伸缩喙部。
也可以想到与图17所示的类似的子单元的形式，然而，将一与具有图9所示的延伸锁定的大凸起类似(但较短)的元件进行结合而作为喙部的“隆起”。
以上讨论的喙部布置的一个优点在于：例如，如果弹性件弹断，则装置不会物理性分开(而允许用于儿童或成人的强度)。因此，可以使该装置更为坚固。
先前描述的布置包括实质上呈立方体形状的子单元。然而，这不是一严格要求。例如，图18a所示的装置包括与图10及图11所示的类似的锁定环，但各子单元有效地包括两个立方体形构件。类似地，图18b所示的布置包括与图13及14图所示的类似的锁定杆，但各子单元有效地包括两个立方体形构件。“双重立方体”子单元可设有如本文所述的其它锁定机构。例如，可提供具有如图4a至图4d所示的锁定机构或如图15至图17所示的内部锁定机构的双重立方体子单元。通过考虑将来自图4a至图4d的两个子单元永久性接合在一起以形成子单元，可以呈现使用图4a至图4d所示的锁定布置的双重立方体子单元。或者，可想到图19所示的较不细长的形式的子单元。也可想到“三重以上的立方体”子单元。
图19所示的布置在某些方面类似于图4a至图4d所示的(且也类似于图18a至图18b所示的)布置，但具有更长的细长子单元。在细长子单元的各端部中设置有十字形沟槽，其中突起部配置于一端且对应的凹部配置于相反端。
图20示出图19所示布置的变形例。此处，只在细长子单元的各端设置有单一沟槽。相对端中的沟槽彼此平行，从而相对于可以三维操纵的前述布置而言，该装置更易于在二维平面中操纵。
可想到针对沟槽的其它构型。可根据子单元的形状及对于特定应用所需要的理想运动自由度，提供一个、两个或更多个沟槽。
在前述布置中，利用该装置所形成的结构可被描述成半永久性的原因是在于：子单元被锁定在一起以抵抗相对旋转，但能被拉开从而根据需要操纵成新构型。
上述装置能适于提供这样的结构：该结构通过包括固定构件而可被描述成永久性的。例如可借助螺钉及对应的螺钉孔提供固定构件，该固定构件能用来在装置被操纵成期望的构型之后予以固定。
图21示出其中使子单元沿着子单元的边缘在凹部内设置螺钉孔的布置。具有与凹部互补的形状的固定构件能被旋入相邻子单元的螺钉孔中，以将相邻子单元固定在一起，如图所示。
图22示出另选的固定布置，其中固定构件配置于相邻子单元的角部处而非如图21所示沿着相邻子单元的边缘配置。
在前述布置中，链的各子单元均包括至少一个突起部及至少一个凹部两者。因此，在单一链中，所有子单元可形成为相同。然而，可想到在单一链中提供不同的子单元。例如，子单元可在只有凹部的子单元及只有突起部的子单元之间交替。
子单元可具有任何形状。例如，可使用立方体、长方体、四面体、球体、棱锥、棱柱、多面体、长斜方体、斜方截半立方体、四维立方体或超立方体形状。根据期望的用途，子单元可由包括木材、金属、玻璃、泡沫、塑料、橡胶、复合物、钢强化混凝土、及预应力混凝土等适当的材料制成。子单元可为实心的或中空的。
图23至图29示出根据本发明另选实施方式的多种不同的布置。图23至图28示出包括四维立方体子单元的布置。图27示出具有用于锁定螺钉/销的孔的四维立方体子单元，图28则示出具有锁定滑动环的四维立方体子单元。
图29示出斜方截半立方体子单元。斜方截半立方体布置为具有三个以上旋转轴线的示例。
值得强调的是关于子单元的内部结构的一些共通点。中空子单元因为其赋予该装置以轻重量，而可允许用大量子单元构建较大的结构，所以为有利方式。如果子单元为小型的或少量的，则中空子单元将不太理想。偏压构件中的张力在所有构型中都应该尽量接近于相等。这能够使构型之间具有改善的功能性及操作性(对于使用者而言，通过子单元进行平滑、不受阻的连续操作（flow）是更为舒适的)。通路(形成于偏压构件周围/供偏压构件穿过的材料中的沟槽及管)可同时实行下列数项功能，特别是在申请人的中空子单元形式中尤为如此：它们可引导并/或支撑偏压构件，使其平滑地畅行(自由和/或不受阻地)经过每个(子单元)的近似中心点，以有助于在所有构型中维持接近相等的张力；它们可辅助以结构性方式(诸如以强化方式)应对抵抗、传输及分配压缩力、负荷、应力及应变等中的一方或多方；它们改善可制造性，特别是对于中空形式的注塑成型来说尤其如此。可在内部结构的边缘上采用方网眼(filet)，以确保偏压构件的平滑畅行。其也可有利地提供一种诸如硅基润滑剂等的润滑剂，或一种诸如尼龙或石墨等的自润滑材料。诸如石墨粉末等的干润滑剂可能是有利的方式。当一子单元被分离时，端盖可被隐藏，即被固定，从而从仰视图只可见分离的部分；而当处于接合状态时则根本看不见(避免看到接合线)。
挠性细长偏压构件可包括导电材料，从而提供电连接。光源可被安装在一个或多个子单元中并连接至功率线缆。例如，子单元可由半透明的有色塑料(例如半透明的红塑料材料)制成，且可沿着挠性细长偏压构件的长度(也即位于挠性细长偏压构件内侧以保护线)卷绕的螺旋线，并且该螺旋线连接至各子单元内的诸如LED光源等的光源。当操纵装置的子单元时，用于线缆/线的螺旋形布置允许线缆/线的长度延伸。另选地，可在各个单独子单元中提供电连接，以提供经过链的导电路径，以对于发光元件供电。该构型可提供能被操纵成不同构型且可作为灯具用的发光灯。
另一可行实施方式涉及将发光材料（诸如荧光或磷光性材料）结合至装置中的子单元的塑料材料内。这可避免先前就灯具实施方式所描述的任何复杂配线。虽然此实施方式可能不如线/LED布置那样良好地用来作为灯具，但其仍能提供在黑暗中发光的发光棒。
另一另选方案是在一个或多个子单元中提供功率源（诸如电池）以及光源，从而不需使用延伸经过子单元的功率线缆。
子单元可由诸如金属或导电聚合物等导电材料制成(或部分地由其制成)。
另一可行应用是提供一种能够漂浮以使用于泳池中的装置。通过利用针对该装置的子单元的适当塑料、木材或泡沫材料而可实现。其它布置可使用在太空或其它低重力环境中。
又一可行应用是作为围篱或暂时性建筑物结构。能够使用适当尺寸的装置、或多个此类装置来围住不同形状的区域或形成临时性墙壁、平台或类似物。此类装置可特别有效地使用在诸如社交、运动或音乐会场等处的临时性结构。该装置随后可易于被重新构造成较密实的结构以供在会场之间进行运输。
可使用其它实施方式来作为建筑模型中的可重新构造式建筑物以及作为用于太空、水下、月球、地球与其它行星上的现实生活中全尺寸模块式建筑物并用来形成未来的可重新构造式城市。
本发明的其它实施方式可用来创作3维线画、3维油画或用来构建3维的诗或文字。
实施方式也可用来构建诸如椅或桌等家具。进一步的实施方式可用来构建梯子或绳索。
根据本发明的两个或更多个装置可被构造以连接在一起形成包括多个链的结构。例如，端构件子单元可被构造以连接至另一个链。另选地或附加地，一或多个中间子单元可被构造以连接至另一个链。该装置也可被构造以包括数个永久性连接在一起的链。或者，该装置可使各端部连接在一起例如形成项链、手链、脚链和/或由诸如金等的适当贵重金属制成。另选地，可提供“多头式”(或“多尾式”)装置。在典型的实施方式中，该装置是具有头和尾的线性，但在一些情况下，具有两个头及一个尾或两个头及两个尾(或者三个或更多个头和/或三个或更多个尾)的装置也可以所期望的。这些多头式部件可例如为十字形形状(例如，加号、马耳他十字(Maltese cross)、3D十字、双加号等)。
子单元可具有不同的有色表面、图案、图片、数字或字母以形成将由使用者解出的一或多个拼图。装置可以成套的方式设有将由使用者形成的一个或多个目标结构、图案、图片或文字。可通过将装置操纵成一特定构型来达成目标图案、图片、数字或文字。某些实施方式也可用来形成魔幻方形、魔幻立方体、文字方形或文字立方体。单一装置内可含有/隐藏有一个以上的不同设计/拼图。该装置也可包括可通过倾斜该装置而绕子单元移动的滚珠轴承，以形成包括沟槽及孔的滚珠轴承型拼图。
当实现某些构型时，该装置可发亮、发声和/或振动。不同颜色的光或不同的声音或音乐可与装置的不同构型相关联。可例如通过在子单元的各个面上提供不同电连接来实现此功能。可提供处理器以分析多个子单元之间的电连接并且控制发光单元、扬声器、振动单元或根据该装置的构型的部分其它装置。也可想到可利用例如光学类型的其它类型的连接来提供此控制功能。
其它实施方式可用来作为三维标尺并可包括用于在三维中测量距离的适当比例尺。
在该装置中可设置一处理器，并且该处理器被构造成经由Wi-Fi、蓝牙(Bluetooth)等与计算机和/或其它设备通信。
尽管先前的实施方式已被描述成由使用者用手操纵，但其它实施方式可设有机械性/机动式机构，从而允许以远程控制的方式重新构造该装置。
本发明的实施方式的其它潜在使用包括：被构造成作为可折叠的计算机、个人数字助理或移动电话键盘(其中各面具有触敏性)的装置；
被构造成作为移动电话的装置，其例如从项链/手链/脚链折叠及展开从而形成平板/垫板，一些子单元面可具有显示器，部分子单元面可具有触敏性，部分子单元可用作扬声器，等等；
被构造成作为视频投影仪的装置；
被构造成作为投影仪屏幕的装置；
被构造成作为LED显示器的装置；
被构造成作为USB键或固态数字存储设备的装置，其可被作为皮带、项链、手链/脚链配戴；
被构造成作为可重新构造式太阳能单元的装置；
被构造成作为用于TV、无线电、wi-fi等的天线的装置；
被构造成作为无线电单元的装置；
被构造成作为MP3播放器的装置；
被构造成作为不可展开式扬声器单元或头戴式耳机的装置；
被构造成作为电视机（TV set）的装置；
被构造成作为游戏控制台的装置；
被构造成作为计算机的装置，所述计算机包括与上述一个或多个其它元件结合的中央处理单元芯片(可能为并行方式)；
被构造成作为书写工具的装置；
被构造成作为擦除器的装置；以及
被构造成作为台架、三脚架(或其它多脚架)的装置。
使用者也很有可能通过提供待由使用者组装的一个或多个套件以建造/组装其自己的装置。套件可以包括一个或多个连接构件以及可以是相同或不同的子单元的选择。
虽然已特别参照其优选实施方式来示出及描述了本发明，本领域技术人员应了解：在不脱离由本申请的所附的权利要求限定的范围的情况下，可作出形式及细节上的各种变化。

Claims (22)

1.一种装置，该装置包括：
多个子单元；以及
一个或多个连接构件，所述一个或多个连接构件用于将所述多个子单元以成链的方式连接在一起，
其中，所述多个子单元借助布置在所述多个子单元之间的所述一个或多个连接构件而成链地保持在一起，
其中每个子单元均包括至少一个沟槽，所述连接构件或其中一个所述连接构件穿过所述至少一个沟槽而能够运动，以允许使用者将相邻子单元相对于彼此绕至少一个旋转轴线旋转，并且
其中，所述装置还包括锁定机构，该锁定机构构造成将相邻子单元锁定在一起，由此阻止相邻子单元的旋转并且阻止相邻子单元的分离。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个连接构件包括柔性细长构件。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述柔性细长构件具有弹性。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，每个所述子单元均包括孔，所述柔性细长构件延伸通过该孔并且延伸通过多个所述子单元，由此将所述多个子单元保持在一起。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，设置有多个连接构件，每个连接构件将相邻的子单元连接在一起。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述锁定机构构造成使得每个子单元均包括至少一个突起部和/或与所述至少一个突起部互补的至少一个凹部，借此子单元的至少一个突起部被接收在相邻子单元的至少一个凹部中，以将相邻子单元锁定在一起，从而阻止旋转和分离。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，每个子单元均包括多个凹部和/或多个突起部。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述链中的交替的子单元仅包括凹部或仅包括突起部。
9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述链中的每个子单元均包括至少一个凹部和至少一个突起部两者。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，每个子单元均包括位于该子单元的一个面中的至少一个凹部和位于该子单元的每个其它面上的至少一个突起部。
11.根据权利要求9所述的装置，其中，每个子单元均包括位于该子单元的一个面上的至少一个突起部和位于该子单元的每个其它面上的至少一个凹部。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，所述锁定机构构造成使得相邻子单元包括突起部，并且在相邻子单元之间配置有锁定构件，所述锁定构件具有与所述突起部互补的凹部，借此所述相邻子单元的所述突起部被接收在所述锁定构件的所述凹部中，以将所述相邻子单元锁定在一起，从而阻止旋转和分离。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，所述锁定机构构造成使得相邻子单元包括凹部，并且在相邻子单元之间配置有锁定构件，所述锁定构件具有与所述凹部互补的突起部，借此所述锁定构件的所述突起部被接收在所述相邻子单元的所述凹部中，以将所述相邻子单元锁定在一起，从而阻止旋转和分离。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述锁定机构包括以下中的一个或多个：磁性锁定机构、电磁锁定机构、形状记忆合金锁定机构、形状记忆聚合物锁定机构、肌肉线锁定机构、维可牢型锁定机构、暂时粘合锁定机构、一个或多个螺钉、一个或多个销钉、一个或多个楔形件、一个或多个螺栓、一个或多个螺母、或者位于相邻子单元之间的卡扣连接。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，每个子单元均包括两个沟槽，借此相邻子单元能够相对于彼此绕三个旋转轴线旋转。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述两个沟槽彼此正交，借此相邻子单元能够相对于彼此绕三个正交旋转轴线旋转。
17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述两个沟槽设置在每个子单元的不同面上。
18.根据权利要求15所述的装置，其中，所述两个沟槽设置在每个子单元的相同面上。
19.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，每个子单元是立方体、长方体、四面体、球体、棱锥、棱柱、多面体、长斜方体、细长形、三维瑞士十字形、斜方截半立方体、四维立方体或超立方体形状。
20.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，相邻子单元构造成能够相对于彼此绕多于三个的旋转轴线旋转。
21.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述子单元中的一个或多个是中空的。
22.一种套件，该套件包括被构造成构建根据前述权利要求中任一项所述的装置的多个子单元和一个或多个连接构件。
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120268924A1 (en) * 2011-04-22 2012-10-25 Lattice Energy Technology Corporation Light guide unit and optical devices using the same
WO2013080206A1 (en) * 2011-11-29 2013-06-06 Wainztein Amitay Building unit toy
CN103908316B (zh) * 2012-12-29 2017-02-22 苏州天臣国际医疗科技有限公司 引导件
EP4064663A1 (en) * 2014-03-03 2022-09-28 LG Electronics Inc. Mobile device and method of controlling the same
JPWO2015151407A1 (ja) * 2014-04-01 2017-04-13 ビーエルデーオリエンタル株式会社 組合せブロックセット、組合せブロック操作装置、ｗｅｂシステム
US20150360137A1 (en) * 2014-06-13 2015-12-17 Steven Kay Mosaic Structure Assembly Kit
USD783729S1 (en) 2014-07-25 2017-04-11 GoldieBlox, Inc. Angle compatible block
CN106664661A (zh) * 2014-09-18 2017-05-10 英特尔Ip公司 用于低成本无线宽带通信系统的有限功率传输状态的方案
CN104783355A (zh) * 2015-04-21 2015-07-22 景少尉 由多孔珠组成的二维平面结构或三维立体结构
CN105056546B (zh) * 2015-09-16 2017-06-27 杭州阿优文化创意有限公司 确定有限个数积木字母方案的方法及产品
CN105214324A (zh) * 2015-10-30 2016-01-06 江门市优良电器科技有限公司 一种多面体游戏用积木
HU4788U (hu) * 2015-11-30 2017-10-30 Noixion Games Kft Építõelem-készlet
RU2644313C1 (ru) * 2017-02-23 2018-02-08 Кубиос Инк. Электронное устройство с объемным трансформируемым дисплеем
CN106650085B (zh) * 2016-12-20 2020-03-10 清华大学 基于有限元网格的实体模型生成镂空模型的方法
US20200222821A1 (en) * 2017-05-27 2020-07-16 Fredric A Lange Cube Based Building Block System
US11590401B2 (en) * 2017-10-09 2023-02-28 Ryan Teasdale Sports equipment drying rack
CN109745697A (zh) * 2018-12-04 2019-05-14 陈善雄 翻转魔尺
CN209967631U (zh) * 2018-12-04 2020-01-21 陈善雄 魔方块
CN109397962B (zh) * 2018-12-20 2024-03-22 棕榈设计集团有限公司 龙形结构装置及其系统
JP6627037B1 (ja) * 2019-07-26 2020-01-08 みこと株式会社 組立玩具
JP6647702B1 (ja) * 2019-10-16 2020-02-14 みこと株式会社 組立玩具
FI20237019A1 (en) * 2023-02-02 2024-08-03 Zipillar Oy Retractable and extendable support structure

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3514893A (en) * 1966-09-28 1970-06-02 Frankenplastik Vertriebs Gmbh Resiliently coupled abutting members disposable in plural stable configurations
GB2087243A (en) * 1980-11-18 1982-05-26 Politechnika Ipari Szovetkezet Toy or puzzle
US4466799A (en) * 1983-01-06 1984-08-21 Jason Argiro Cuboid block, instructional device for multiplication tables
US4699602A (en) * 1984-12-17 1987-10-13 Giorgio Giorgi Play set for game of skill with pieces formed by cubes
CN1765445A (zh) * 2004-08-16 2006-05-03 陈荣浩 立方装配智力积木及支撑结构

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US994227A (en) * 1911-01-28 1911-06-06 Laurence Stuart Whitelaw Historical and educational puzzle.
US2877506A (en) * 1953-08-10 1959-03-17 Hans A Almoslino Transformable rigid structural unit for a body or article supporting assemblage
US2825178A (en) * 1955-10-07 1958-03-04 Havilah S Hawkins Articulated toy set of building blocks
US3222072A (en) * 1962-06-11 1965-12-07 Universal Res Block puzzle
US3577673A (en) * 1968-01-31 1971-05-04 Ottorino Monestier Block elements of variable angular form
HU180186B (en) * 1981-01-07 1983-02-28 Jozsef Bognar Three-dimensional form-constructing toy
US4377916A (en) * 1981-02-26 1983-03-29 T & K Co., Ltd. Chain-like toy of triangular hollow prisms
US4332387A (en) * 1981-03-16 1982-06-01 Mullen Iii John W Puzzle comprising blocks with rabbeted ends
JPS57173796U (zh) * 1981-04-27 1982-11-02
US4418914A (en) * 1982-01-11 1983-12-06 Peter Bauer Toy puzzle arrangement
US4416453A (en) * 1982-06-14 1983-11-22 Albert Sasso Regular solid multi-colored puzzle
US4452454A (en) * 1982-07-30 1984-06-05 Greene Wilton R Manipulatable game
JPS60181456A (ja) * 1984-02-24 1985-09-17 武藤　憲孝 ブロツク体連結装置
US4735417A (en) * 1987-06-25 1988-04-05 Gould Murray J Puzzle
US4997375A (en) * 1989-12-18 1991-03-05 Heinz Ted L Elastically interconnected articulated blocks
US5302148A (en) * 1991-08-16 1994-04-12 Ted Heinz Rotatable demountable blocks of several shapes on a central elastic anchor
US5405146A (en) * 1994-06-15 1995-04-11 Washington; Mary Frame kit for picture puzzle assembly
US5538452A (en) * 1995-03-20 1996-07-23 Kurani; Nadim K. Puzzle toy with hinge-linked members
US6565089B1 (en) * 1999-08-09 2003-05-20 Matos Jose R Puzzles with decoding lenses and encoded images
US6482063B1 (en) * 1999-11-18 2002-11-19 Charles Raymond Frigard Articulating blocks toy
US7021625B2 (en) * 2002-03-12 2006-04-04 Simmons Terry L Three-dimensional puzzle
US7547020B1 (en) * 2007-03-14 2009-06-16 Ezra Kohavi Three dimensional toy having multi-shaped interlocking members which have a spring mechanism inside a cylindrical threaded shaft for interlocking one member to another member
US8393623B2 (en) * 2009-10-29 2013-03-12 James Andrew Storer Mechanical puzzle with hinge elements, rope elements, and knot elements
WO2012028909A1 (en) * 2010-08-31 2012-03-08 Mega Brands International, Luxembourg, Zug Branch Two-dimensional tiling puzzle having three-dimensional features

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3514893A (en) * 1966-09-28 1970-06-02 Frankenplastik Vertriebs Gmbh Resiliently coupled abutting members disposable in plural stable configurations
GB2087243A (en) * 1980-11-18 1982-05-26 Politechnika Ipari Szovetkezet Toy or puzzle
US4466799A (en) * 1983-01-06 1984-08-21 Jason Argiro Cuboid block, instructional device for multiplication tables
US4699602A (en) * 1984-12-17 1987-10-13 Giorgio Giorgi Play set for game of skill with pieces formed by cubes
CN1765445A (zh) * 2004-08-16 2006-05-03 陈荣浩 立方装配智力积木及支撑结构

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Publication number Publication date
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