CN103717277B - 三维拼合玩具或显示平台 - Google Patents

Abstract

一种三维平台包括部件的镶嵌表面，每个部件包括顶面和侧面。该部件包括固定的正方形部件，其具有相对于顶面锐角取向的至少两个相对的侧面以限定固定的正方形保持表面。该保持表面相对于顶面基本垂直取向。还有可动的正方形部件，其具有相对于顶面钝角取向的至少两个相对的侧面以限定可动的正方形保持表面。该保持表面相对于顶面基本垂直取向。可动的三角形部件的所有的侧面相对于顶面钝角取向。该固定的正方形保持表面只与可动的正方形保持表面或三角形部件表面换位以影响该部件的保持，以限定三维平台。

Description

三维拼合玩具或显示平台

技术领域

本发明涉及拼合玩具或显示平台。更具体地，本发明涉及由多个互锁的并且可替换的拼合部件形成的三维物体。

背景技术

以魔术方块和球形拼合玩具为代表的三维拼合玩具在本领域是已知的。

本发明的目的是提供一种新的三维拼合玩具或显示平台。

因此，本发明的一方面是提供一种改进的三维拼合玩具或显示平台，这种三维拼合玩具或显示平台将至少为公众提供一种有用的选择。

本发明的其他目的从下面仅以举例的方式给出的描述中将变得明白。

发明内容

一方面，本发明是一种三维拼合玩具或显示平台，其包括中央芯体和围绕该芯体排列的部件的镶嵌表面，每个部件包括顶面和侧面，并且该部件包括：

·多个可动部件，其沿着一个或两个轴线方向围绕芯体运动，

·多种类型的固定部件，每种类型的固定部件具有特定的表面几何形状，并且

其中该中央芯体和多种类型的固定部件包括允许用一种固定部件类型替换另一种固定部件类型的锚接机构，并且

其中固定部件类型的选择限定可动部件可用的运动，使得固定部件的类型的选择允许可动部件沿着两个旋转轴线运动，并且可替换的固定部件的选择允许可动部件沿着两个旋转轴线运动。

一方面，本发明是一种三维拼合玩具或显示平台，其包括质心和围绕该质心的部件的镶嵌表面，每个部件包括顶面和侧面，并且该部件包括：

·从下面选择的多种类型的固定部件：

（ⅰ）正方形部件，

（ⅱ）三角形部件，

（ⅲ）一体的正方形和三角形部件，以及

（ⅳ）（ⅰ）至（ⅲ）中的一种或多种，和

·从下面选择的多个可动部件：

（a）正方形部件，

（b）三角形部件，

（c）矩形部件，以及

（d）（a）至（c）中的一种或多种，并且

其中围绕该质心的部件的镶嵌表面由具有如下附带条件的固定部件和可动部件的组合形成，即

·如果固定部件是正方形部件，那么可动部件选自（a）至（d）中的任何一种，

·如果固定部件是三角形部件，那么可动部件选自（a）和/或（c），

·如果固定部件是一体的正方形和三角形部件，那么可动部件选自（a）和/或（c），并且

其中该固定部件通过锚接机构固定于质心，该锚接机构允许固定部件相互替换。

一方面，本发明是一种三维拼合玩具或显示平台，其包括部件的镶嵌表面，每个部件包括顶面和侧面，并且该部件包括：

固定的正方形部件，其具有相对于顶面锐角取向的至少两个相对侧面，以限定固定的正方形保持（retention）表面，并且其余表面相对于顶面基本垂直取向，

可动的正方形部件，其具有相对于顶面钝角取向的至少两个相对侧面，以限定可动的正方形保持表面，并且其余表面相对于顶面基本垂直取向，

所有侧面相对于顶面钝角取向的可动的三角形部件，

其中该固定的正方形保持表面只与可动的正方形保持表面或三角形部件表面换位（index），以影响该部件的保持以限定三维平台。

另一方面，本发明是一种三维拼合玩具或显示平台，其包括围绕质心定位的部件的镶嵌表面，

第一组部件，该第一组部件固定于该质心并且围绕该质心散置，以限定至少一个至少部分圆周状的通道，第二组部件是可移动通过该通道，该第一组部件限定保持表面，

该第二组部件，其包括至少两种形状，

任选的第一种形状具有相对于顶面钝角取向的至少两个侧面以限定保持表面，并且其余表面相对于顶面基本上垂直取向，

任选的第二种形状具有相对于顶面锐角取向的至少两个侧面以限定保持表面，并且其余表面相对于顶面基本上垂直取向，

任选的第三种形状具有相对于顶面钝角取向的至少三个侧面以限定保持表面，其中该任选的第一、第二或第三种形状或者是正方形或者是三角形。

另一方面，本发明是一种三维拼合玩具或显示平台，其包括部件的镶嵌表面，每个部件包括顶面和侧面，并且该部件包括：

多个三角形部件和多个可动的正方形部件，该三角形部件通过锚接机构保持于该质心表面，

固定的三角形部件具有限定保持机构的侧面，该保持机构至少包括在该正方形部件的一部分上延伸的每个侧面的一部分，

其中该三角形部件的保持表面限定三维平台。

另一方面，本发明是一种三维拼合玩具或显示平台，其包括部件的镶嵌表面，每个部件包括顶面和侧面，并且该部件包括：

质心，该质心在表面上具有多个三角形部件和多个可动的正方形部件以基本覆盖该表面，该三角形部件通过锚接机构被保持至该质心表面，

三角形部件，其具有侧面，该侧面限定保持机构，该保持机构至少包括在正方形部件上的一部分上延伸的每个侧表面的一部分，并且限定多个导槽（channel），该导槽横跨该质心表面延伸通过未被该三角形部件占据的表面区域，

多种可动的正方形部件，其包括至少两种，第一种具有平行的相对的侧面，而第二种具有两个平行的相对的侧面并且其余两个相对的侧面具有相对于顶面至少稍微成钝角的表面，该成角度的侧面提供通过每个导槽的第二种部件的可选的活动性。

另一方面，本发明是一种三维拼合玩具或显示平台，其由以下组成或包括以下：

限定基本球形的表面的质心，

具有保持机构并且通过锚接机构连接于该表面的第一组多个第一形状的部件，

在该表面上的第二组多个第二形状的部件，

其中该第二形状的部件通过该质心表面和第一形状部件的保持机构的结合而被保持在该质心表面上。

另一方面，本发明是一种三维拼合玩具或显示平台，其包括多个部件的镶嵌表面，每个部件包括顶面和侧面，并且该部件包括：

质心，该质心在表面上具有多个三角形部件和多个可动的正方形部件以基本覆盖该表面，一系列该正方形部件通过锚接机构保持于该质心表面，

锚接于该表面的一系列正方形部件具有侧面，该侧面限定保持机构，该保持机构至少包括在其他部件上延伸的每个侧表面的一部分，并且限定多个导槽，该多个导槽横跨该质心表面延伸通过未被这些锚接的部件、该多个可动的正方形部件和可动的三角形部件占据的表面区域。

下面的实施例可以涉及上述方面中的任何方面。

在一些实施例中，锚接机构允许每个固定部件绕其轴线旋转。

在一些实施例中，固定部件容易相互替换。

在一些实施例中，在使用该三维拼合玩具或显示平台的过程中，该固定部件容易相互替换。

在一些实施例中，

·可动部件具有相对于顶面钝角取向的至少两个相对的侧面以限定可动的正方形保持表面，并且其余表面相对于顶面基本垂直取向，

·固定部件具有相对于顶面锐角取向的至少两个相对的侧面以限定固定的正方形保持表面，并且其余表面相对于顶面基本垂直取向，并且

·每个该三角形部件的所有侧面相对于顶面钝角取向。

在一些实施例中，第一组多个区段（segment）在该表面上分层使得该表面至少被部分地包围。

在一些实施例中，该第一组和第二组多个区段基本上包围该质心的表面。

在一些实施例中，该第一组和第二组多个区段在该质心的表面之上形成基本上镶嵌的表面。

在一些实施例中，该第一组多个区段限定至少一个通道或导槽。

在一些实施例中，该至少一个通道围绕该质心的表面延伸。

在一些实施例中，该至少一个通道限定一个或多个旋转平面。

在一些实施例中，该至少一个通道限定多个旋转平面。

在一些实施例中，该多个旋转平面绕该质心的表面均匀地散置。

在一些实施例中，该第二组多个区段在至少一个通道内是可动的，或至少由该至少一个通道引导。

在一些实施例中，该第一组多个区段绕锚接器在该质心的表面上是可转动的。

在一些实施例中，该第一组多个区段包括在至少一个边缘表面上的外形（contour），该外形被成形为使得当与第二组多个区段中的一个或多个邻接时，防止该第二组多个区段从该质心的表面升高。

在一些实施例中，该第一组多个区段的至少一个边缘表面上的外形包括唇状物或突出物。

在一些实施例中，该唇状物或突出物至少部分地在该第二组多个区段中的一个或多个的一部分上延伸。

在一些实施例中，该第二组多个区段通过该唇状物或突出物和该质心的表面保持。

在一些实施例中，该第一组多个区段的至少一个边缘表面上的外形包括该第一组多个区段的具有锥形侧面轮廓的至少一个边缘。

在一些实施例中，该第二组多个区段的至少一个的至少一个边缘具有与第一组多个区段的锥形侧面轮廓互补的锥形侧面轮廓。

在一些实施例中，至少一些第二组多个区段在至少一个边缘部分上限定边缘轮廓，使得当与第二组多个区段中的另一个邻接时，防止该第二组多个区段从质心的表面升高。

在一些实施例中，第一组多个区段或第二组多个区段或者两者具有波状外形（contoured）的侧边缘和平行的侧边缘的组合。

本发明的其他方面从通过仅举例的方式并且参考附图给出的以下说明书将变得很清楚。

正如在本文中所用的，以复数或单数形式限定的定义对于相反的情况，即单数或复数形式同样适用。

目的是，对本文中公开的数字的范围（例如，1至10）的参考也包括对在该范围内的所有的有理数（例如，1，1.1，2，3，3.9，4，5，6，6.5，7，8，9和10）以及在该范围内的任何范围的有理数（例如，2至8，1.5，至5.5，以及3.1值4.7）的参考。

对于与本发明相关的领域中的技术人员而言，可以启示对本发明的结构的很多改变和十分不同的实施例和应用，而不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围。本文中的公开和描述纯粹是说明性的而不意欲是任何意义的限制。

现在将仅以举例的方式并且参考附图描述本发明，其中：

附图说明

图1示出根据本发明的优选实施例的三维平台、娱乐装置或显示设备。

图2示出图1的实施例的变体。

图3示出图1和图2的实施例的变体。

图4示出图1至图3的实施例的变体。

图5示出图1至图4的实施例的变体。

图6示出图1至图5的实施例的变体。

图7示出部件的设置，由此端盖可以绕旋转轴线绕质心的表面旋转。

图8至图11示出适合连接于质心并且提供其他部件的机动运动的结构。

图12示出图8至图11的机动部件的工业应用的示例。

图13示出可以与上述附图所示的任何装置一起使用的悬浮装置（levitationdevice）。

具体实施方式

本发明涉及三维拼合玩具或显示平台，其包括中央芯体和围绕该芯体排列的多个部件的镶嵌表面，每个部件包括顶面和侧面，并且该部件包括

·多个可动部件，其沿着一个或两个轴线方向围绕该芯体运动，

·多种类型的固定部件，每种类型的固定部件具有特定的表面几何形状，并且

其中该中央芯体和该多种类型的固定部件包括锚接机构，该锚接机构允许用一种固定部件类型替换另一种固定部件类型，

其中该固定部件类型的选择限定该可动部件可用的运动，使得固定部件的类型的选择允许可动部件沿着两个旋转轴线运动，并且可替换的固定部件的选择允许可动部件沿着两个旋转轴线运动。

本发明还涉及三维拼合玩具或显示平台，其包括中央芯体和围绕该芯体排列的多个部件的镶嵌表面，每个部件包括顶面和侧面，并且该部件包括

·多个可动部件，其具有相对于顶面钝角取向的至少两个相对的侧面以限定可动的正方形保持表面，并且其余表面相对于顶面基本上垂直取向，

·多种类型的固定部件，每种固定部件具有相对于顶面锐角取向的至少两个侧面以限定固定的正方形保持表面，并且其余表面相对于顶面基本上垂直取向，和

·可动的三角形部件，其所有的侧面相对于顶面钝角取向，并且

其中该中央芯体和多种类型的固定部件包括锚接机构，该锚接机构允许用一种固定部件类型替换另一种固定部件类型。

1.定义

正如本文中所用的，术语“轴线方向”是指笛卡尔坐标轴线之一的方向。

正如本文中所用的，术语“笛卡尔坐标轴线”指的是每个相互成90度的运动自由度的三个轴线。

正如本文中所用的，术语“芯体”与术语“质心”互换地使用。

正如本文中所用的，术语“容易替换”是指在三维拼合玩具或显示平台的正常使用过程中固定部件能够从装置的表面除去并且用另一个固定部件替换。

正如本文中所用的，“赤道的”指的是围绕所述质心的任何环，其轴线通过所述质心的中心。

正如本文中所用的，“大致的球”指的是球形的物体，虽然其具有任何凹口、突起、外形或表面构造。

正如本文中所用的，“正方形形状”指的是当考虑到基本正交于球形拼合玩具的总的表面时，不管其周边的线中的任何微小的凹口、痕迹或凹部，关于该部件的角的定位，拼合玩具具有基本正方形的形状。

正如本文中所用的，关于“基本正方形形状”或“正方形形状”与“第一摆动部件（playing piece）”互换地使用。

正如本文中所用的，对于“基本三角形形状”或“三角形形状”的引用与“第二摆动部件”互换地使用。

正如本文中所用的，“镶嵌的”、“基本镶嵌的”等具有多于在组合的表面中重复的单个形状。

正如本文中所用的，“三角形形状”指的是当考虑到基本正交于球形拼合玩具的总的表面时，不管其周边的线中的任何微小的凹口、痕迹或凹部，关于该部件的角的定位，拼合玩具具有基本三角形形状。

正如本文中所用的，术语“和/或”是指“和”或“或”。

正如本文中所用的，名词后面的术语“s”是指该名词的合适的多数或单数形式，而不必根据该名词出现在其中所意味的句法。

2.质心

图1中以剖视图形式示出质心1。该部件在该质心的表面上分层。

在一些实施例中，该质心是中空的或实心的，或可替换地是骨架或栅格状的。

该质心包括锚接机构，其对应于固定部件的连接机构。

在一个实施例中，该锚接机构是接收器的互补的摩擦配合插入件，其中该固定部件具有作为摩擦配合插入件的突起，而质心包括用于插入该突起的一个或多个接收器。

应当明白，在本发明的范围内可以使用其他的锚接机构，只要它们允许不同类型的固定部件相互替换和每个固定部件相对于该锚接器的轴线和/或该质心的表面旋转。

在一些实施例中，该质心具有一个或多个突起，作为具有互补的接收器的固定部件的摩擦配合插入件。

在一些实施例中，该质心既具有一个或多个突起，作为具有互补的接收器的固定部件的摩擦配合插入件，又具有一个或多个接收器，以接收具有突起的固定部件，该突起作为由质心具有的接收器的摩擦配合插入件。

当质心是中空形状时，应当明白任何数目的物体可以被包入所述质心的周边内，例如辉光球等。

3.部件

本发明包括许多不同的部件，当结合在一起时，这些不同的部件形成三维拼合玩具或显示平台的镶嵌表面。

本发明允许各种类型的固定部件的替换，其中锚接于该质心的固定部件类型的选择限定可动部件可用的旋转运动。

在一些实施例中，该部件从包括下述部件的组中选择：固定的正方形部件、固定的三角形部件、可动的正方形部件、可动的三角形部件以及一体的部件（形成为两个抽象的三角形部件和一个抽象的正方形部件的结合）。

在一些实施例中

·可动部件具有相对于顶面钝角取向的至少两个相对的侧面以限定可动的正方形保持表面，并且其余表面相对于顶面基本垂直取向，

·固定部件具有相对于顶面锐角取向的至少两个相对的侧面以限定固定的正方形保持表面，并且其余表面相对于顶面基本垂直取向，和

·该三角形部件每个的所有的侧面相对于顶面钝角取向。

如图1所示，在一些实施例中，例如当固定部件具有正方形形状时，可动部件包括沿着一个或两个轴线方向围绕质心1运动的正方形部件和三角形部件两者。

如图2所示，在一些实施例中，例如当固定部件具有三角形形状时，可动部件全部是正方形部件。

在一些实施例中，正方形和三角形部件具有弦长基本相等的侧面。

在一些实施例中，任何部件可以可选地包括连接机构，例如由LEGO积木（buildingblock）所使用的球状物和凹槽，使得部件的另外的层可以设置在该表面上或与该表面接合。

第一种部件2优选是基本正方形的形状，也还可以是基本三角形的形状，并且包括锚接机构3。部件2在外形上可以是球形的，使得它与该质心的表面外形相符。

第二种部件5被示出邻近第一种部件2。优选地，第二种部件基本上是正方形的形状，但是可替换地，可以是基本三角形的形状。同样，第二种部件在轮廓上可以是球形的，使得它可以符合与其邻近的质心表面。

第三种部件6被示出邻近第一和第二种部件。优选地，该第三种部件基本上是三角形的形状，但是可替换地，可以是基本正方形的形状。

优选地，每个基本正方形和基本三角形形状的部件的换位侧面的长度与它们换位到的部件的侧面的长度基本相同。更优选地，每个摆动部件的每个换位侧面的弦长基本相同。正如在本文中所用的，“弦长”是当从一个角到角得到的该部件的侧面的长度。

为了进一部方便各种部件的对齐和运动，优选的是，当从该质心径向地观察时，无论是基本正方形或基本三角形的每个部件都具有基本相等长度的弦。也就是说，基本正方形形状的部件具有四个基本相等长度的侧面，而基本三角形形状的部件具有三个基本相等长度的侧面。然而，这种部件的基本三角形或正方形形状可以可选地具有球形侧面，其中这样做是有利的，例如以便在相邻的部件之间提供无间隙配合（fitment）。

图1示出根据第二种部件的部件7，其具有基本正方形的形状，还具有平行的两个相对的侧面，和球形形状的两个相对的侧面。连接于该质心的其他部件可以共享这个侧面形状，其中这将促进部件之间的紧配合。

该部件形成球形表面，其直径大于该质心的直径。为了实现这个，每个部件可选地包括间隔元件，该间隔元件从该质心的表面伸出上表面区域。

应当明白，质心与总部件尺寸的相对尺寸可以变化。也就是，应当明白，部件的高度可以相对于质心的尺寸大范围地变化。还应当明白，当部件的高度相对于其宽度减小时，任何磁体到该部件的边缘的距离可以增加，因此减少与其他相邻部件的磁相互作用。

4.部件保持

优选地，在三种部件之间具有将每个部件保持至或在质心表面上或者至少提供将每个部件保持至或在质心表面上的效果的机构。该保持优选由从第一种部件2延伸、伸出或悬挑的保持表面或唇状件提供。以这种方式，当第一种部件的边缘表面由第二种部件或第三种部件或者这两种部件邻接时，该保持表面起作用，以基本防止第二和/或第三种部件从该质心的表面升高。

该保持机构最优选由该第一种部件上的附件、配合件（adaptation）、成形或模制形成。第二或第三种部件可以可选地在边缘表面或在边缘表面附近形成互补的外形，其辅助或补充该保持机构。例如，该保持机构可以是与成钝角的侧表面接合的成锐角的侧表面，以由此限定该部件的重叠部分，其防止第二和/或第三种部件升高。第二和/或第三种部件也可以具有凹槽部分或下沉部分，其允许第一种部件的延伸或重叠部分被换位或至少部分地被接纳。

因此，该部件组装到质心应当开始于分层期望的第一和/或第二部件并且最后分层第一种部件，使得保持机构重叠已经组装的部件。

在图1中，保持机构被示为从第一种部件的边缘部分延伸并且至少在第二和第三种部件的上边缘上到一半（partway）的突出物。保持机构确保第二和第三种部件被保持在质心表面和第一种部件之间。有利地，该保持机构能够实现构造方法，由此第二和第三种部件能够以优选的顺序绕质心设置，还通过附加第一种部件和锚接机构来保持。

优选地，该保持机构还限定一系列导槽或通道，其相对于被固定或被旋转地固定在合适位置的第一种部件围绕质心的表面延伸。该通道允许第二和第三种部件相对于保持基本固定在合适位置的第一种部件转动或定位地设置。以这种方式，形成一系列可动带（band）或部件组。当包括带的部件绕被固定的这些部件定位地对齐时，每个带可以绕质心表面转动通过任何限定的通道。而且，由于锚接机构优选地允许第一种部件相对于该质心表面转动，形成盖的部件组能够共同起作用，以允许多达六个限定的极/杆（pole）转动。

5.锚接机构

锚接机构将一些或所有的部件紧固至质心的表面。优选地，该锚接机构通过从质心的外表面延伸的一个或多个锚接凸起部50和与该凸起部接合的部件2上的缝隙3之间的摩擦配合来提供。

可替换地，该锚接机构可以是其他形式，例如，维可牢尼龙搭扣（Velcro）或胶，或球状物和凹进部分的组合。然而，优选的是，锚接机构允许其锚接的部件相对于锚接器的轴线和/或质心的表面转动或自旋。

图2示出另一个实施例，其中该质心通过锚接机构将根据第一种部件的多个基本三角形的部件10锚接至其。基本三角形的部件10的外边缘在该边缘表面的上部向外延伸以限定保持机构11。当部件10被锚接于质心时，根据第二和/或第三种部件的基本正方形的部件随后被保持在该保持机构的下面并且因而被保持在该质心的表面上。

6.三维拼合玩具或显示平台

围绕质心的表面形成由固定至质心的这些部件10的侧表面所限定的许多旋转带。这些带包括第二和/或第三种部件的设置。如果希望的话，带中的部件能够绕该质心的表面转动或滑动，只要它们与由该保持机构形成的导槽对齐。

在这个具体的实施例中，基本正方形的部件设置在包括正方形部件的三个赤道带中，每个带沿着三个笛卡尔轴线的每个轴线。因此，每个带能够绕质心相对于彼此以45度转动。设置在两个笛卡尔带（例如x轴和y轴）之间的交叉处的这些正方形因此能够沿着两个笛卡尔轴线（例如水平或竖直轴线）的每个的任何一个方向转动。每个正方形能够沿着方向转动使得每个正方形换位到由前面的正方形保持的位置。例如，如果正方形部件围绕所述质心转动一个位置，则他们填充由相邻正方形部件之前填充的位置。部件可以转动任何数目的位置。

图3示出另一个实施例，其中多个基本正方形的部件12被锚接于质心。每个锚接的正方形部件12具有从每个侧表面的上部伸出的唇状件或突起件13，以限定保持机构。

根据第二种部件的正方形部件和根据第三种部件的三角形部件设置在由保持机构限定的导槽中。优选地，正方形部件具有平行的两个相对的侧面和球形的两个相对的侧面。当与质心的表面曲率相符时，该球形的侧面结构确保与相邻部件的无间隙配合（fitment）。

优选地，三角形部件具有允许保持机构在顶表面上至少部分地延伸的轮廓。

当与侧表面相切地观察时，第二和第三种部件的侧边缘可以可选地具有波状外形的或锥形的边缘轮廓。当分层到质心表面时，该可选的锥形边缘允许相邻设置的部件的无间隙邻接。

固定部件12形成绕该质心表面圆周地延伸的一系列导槽或通道或旋转带，第二和第三种部件可活动通过该一系列导槽或通道或旋转带。在这个实施例中，当第一、第二和第三种部件被分层到质心表面时，形成六个转动的区段组。这些转动的组包括每个固定部件12以及绕每个侧表面邻接的正方形和三角形部件中的一个。以这种方式，每组形成能够选择性地转动的盖。在另一个盖能够转动之前，每组或每个盖转动90度。

图4示出另一个实施例。提供多个抽象的三角形部件14，每个具有锚接机构，以由此限定第一种部件。提供具有抽象的正方形形状的第二和第三种部件，然而，区别在于，第二种形状的部件的所有的相对的侧面都平行，而第三种形状的部件具有锥形的至少两个相对的侧面。

每个三角形部件具有从侧表面的上部延伸的唇状件或突出件形式的保持机构，以至少部分地包围第二和第三种部件的顶部。优选地，在这个实施例中，该第二和第三种部件是抽象的正方形形状，然而，区别在于，第二种部件具有相对的侧面，其相对于质心的表面从顶表面到底表面多少是成锥形的。有利的是，预定的具有锥形侧面的一系列部件允许该质心的表面的无间隙分层。

固定的三角形部件14形成绕该质心表面圆周地延伸的一系列导槽或通道或旋转带，第二和第三种部件可活动通过该一系列导槽或通道或旋转带。在这个实施例中，当第一、第二和第三种部件被分层至质心表面分层时，形成三个旋转带。

第二种部件的锥形的相对侧面允许沿着第一方向而不是第二方向的活动性，在第一方向中，该锥形的侧面与导槽的延伸方向切线地对齐，在第二方向中，该锥形的表面与导槽的延伸方向平行对齐。优选地，第二和第三种部件设置成使得它们围绕该质心的表面互换地重复。在这种设置中，在第三种部件能够沿着不同的方向运动通过另一个导槽之前，每个部件必需绕质心的表面转动90度。

根据上面描述的每个实施例，每个可动部件，即，第二和第三种部件，在它们能够移动通过沿着另一个方向延伸的导槽之前，可以绕质心的表面选择性地运动，并且通过沿着第一方向延伸的导槽。以这种方式，每个部件可以通过在由第一种固定部件提供的任何一个可用导槽之间的运动选择性地被引导围绕质心表面。而且，整个圆周或至少部分圆周地延伸的可动部件的带能够相对于一个或多个固定部件同时转动。而且还有，其中期望有限数目的带（例如一个或两个）绕质心的表面转动，不期望被转动的部件（包括任何固定部件）能够共同起作用或一起被模制、结合或者连接于质心，或者这两者的结合，以便于它们的固定。

根据提供选择性旋转带的这个有利的解决方案，图5示出具有根据第一种部件的部件15的上述实施例的变体，其是两个抽象三角形部件和一个抽象的正方形部件的集成的组合。部件15包含有锚接机构16，其可以包括一个或多个锚接点。通过围绕质心的表面选择性放置四个部件16，能够组装包括第二和第三种部件的旋转部件或平面的两个带。通过绕质心表面转动大约180度，每个部件可以在每个带之间选择性地平移。

优选地，锚接于该质心表面的部件具有上面所述类型的保持机构。优选地，第二种部件的部件具有包括锥形侧面轮廓的两个相对的侧面，该锥形侧面轮廓从上部延伸到下表面。

图6示出上面实施例的另一种变体，其具有锚接于质心并且基本包围该表面因此限定端盖的一对部件17。圆周地延伸的导槽或通道由两个部件17之间的间隙限定。该导槽或通道还由保持机构限定，该保持机构进而由从每个部件的侧表面的上部至少部分地向外延伸的唇状件或突出件限定。

根据第二和第三种部件的部件，并且优选为抽象的正方形形状的部件被保持在还能够围绕该质心表面的导槽内。第二或第三种部件的至少其中之一具有包含有锥形侧面轮廓的一对相对的侧面，该锥形侧面轮廓从上部向下表面延伸。当从该质心的名义中心向外观察时，这些相对的侧面还可以包括球形的轮廓。

应当指出，锚接于质心并且限定端盖的该对部件17中的至少一个可以改为旋转地连接于该质心。以这种方式，除了或代替任何其他的部件的可旋转的带或端盖，该端盖可以可选地转动。图7示出部件的设置，由此单个端盖围绕旋转轴线围绕质心的表面转动。该可旋转的端盖可以通过连接在单个点处的可转动的锚接机构被紧固至质心表面，该点位于这个部件的旋转中心。

对于可以绕质心表面转动的这些部件，优选地通过手来推进运动。也就是，通过允许使用者围绕质心表面选择性地移动部件来解拼合玩具或制定游戏，本发明的实施例将为使用者提供娱乐活动。然而，部件、部件组或带围绕质心的转动可以改为用安装在一个或多个这些部件内的机动的机构来推进。

例如，图8至图11示出适合于连接于质心1的部件65，其中锚接机构是插塞（peg）状接合64。部件65可以借助于该圆柱形插塞形状转动到任何取向。部件65容纳构造成转动驱动齿轮67的一个或多个马达66。齿轮67连接于相邻部件上的带齿的轨道压痕68。齿轮67可以设置在任何部件的任何侧表面上，因而围绕绕质心7的表面形成的任何带推动驱动器。马达的旋转能够推进部件绕其至质心的连接而转动。这种机构的应用包括机器人技术、钻头或需要旋转机构的任何潜在的其他应用。

图12示出图8至图11的机动部件的工业应用的示例。一个或多个机动端盖部分的转动可以推进钻状附件或附属装置。部件的其他转动带可以用来推进例如用于计算机辅助切割机的钻头附件的交换（swapping）。

示出部件的不同结构。每个部件具有形成三维球的外表面的外部区域。这个区域经由包括垫片4和连接器元件的连接器连接于质心。

包括每个部件的元件的许多不同组合可以一体地模制。例如，该区域可以与垫片一体地模制。可替换地，部件可以包括分开的区域，该区域然后与一体模制的包括垫片和连接器元件的连接器相关联。

在一些实施例中，所述区域可以具有从该球的总体表面伸出的凹口、突起、外形或表面结构。此外，由于球的成圆形的形状，每个部件的该区域可以在其边缘向下弯曲以有助于产生更圆的球。

在一些实施例中，部件的一个或多个（或全部）边缘或其一部分成圆形。优选地，摆动部件的至少一个角成圆形。更优选地，（该区域的圆周表面的）基本三角形部件的每个角成圆形。这有助于促进每个相邻的部件之间的平滑相交。

部件可以包括瓦片形式的区域。在一个实施例中，每个瓦片经由连接器连接于质心，所述连接器包括垫片和连接器元件。正如上面所述，每个元件的许多不同组合可以一体地模制。

关于笛卡尔赤道带，还存在有旋转的盖，其包括基本正方形和基本三角形的摆动部件。由于存在三个笛卡尔赤道带，因此很明显，每个笛卡尔轴线有两组盖，即每个球具有六个端盖。

该转动的盖可以由五个基本正方形的摆动部件和四个基本三角形的摆动部件构成。所述转动的盖在相同的赤道平面内，但是远离所述单个笛卡尔赤道参考带，绕质心转动。

优选地，所述盖每次转动两个摆动（playing）位置。这确保所述基本三角形的摆动部件填充被另一个三角形的摆动部件之前填充的摆动位置。

优选地，每个基本正方形和基本三角形的部件的换位侧面的长度基本上类似于它们换位到的摆动部件的换位侧面的长度。更优选地，每个部件的每个换位侧面的弦长基本相同。正如在本文中所用的，“弦长”是当从角到角得到的该摆动部件的侧面的长度。

7.磁相互作用

在一些实施例中，固定每个部件的锚接机构利用磁吸力连接于质心。应当明白，可以提供为磁相互作用提供作为锚接机构的许多不同的结构。例如，每个所述的部件或其零件可以用磁性元件形成，例如稀土磁铁，其中质心或其部分用含铁金属形成。可替换地，质心或其部分可以包括磁性元件并且因此连接器或其部分包括含铁元件。

优选地，在使用磁铁型锚接机构的情况下，所用的磁性元件是稀土磁体。在这种情况下，质心可以是例如球形磁体、中空的球形磁体或围绕该质心的周边的栅格状磁体球。也可以使用允许部件围绕质心转动的其他结构。

当用作磁性栅格状球时，该质心设置成使得该质心磁体的栅格线围绕该质心取向，以便遵循该部件的边界线。可替换地，围绕质心的磁体的栅格线可以取向成使得摆动部件在所述栅格线上围绕该球移动。此外，部件可以整体或部分地包括具有磁属性的模制材料。优选地，当所述（多个）部件包括磁体时，所述磁体设置成邻近所述质心的表面。

应当明白，任何磁性元件可以延伸其任何部分通过该部件。

8.换位

在一个实施例中，所述部件在各个位置之间的运动向使用者提供反馈。所述反馈允许使用者确定什么时候该部件被正确地换位到摆动位置。优选地，在运动期间所述反馈提供下述结果中的至少一个或多个：

·移动超过换位位置的感测，和

·换位到正确位置的感测。

所述反馈机构可以是当部件被移动或被正确地换位到适当位置时的噪声、“感觉”，即由于物理机构产生的感觉，或者是能够指示至使用者的所述球的物理特性的变化。

在一个实施例中，所述反馈机构由棘轮机构提供，当所述部件由于所述棘轮机构与物理突起的相互作用而被移动时，所述棘轮机构提供声音和/或感觉，其中所述物理突起与所述棘轮机构相互作用。

在一个实施例中，所述棘轮机构设置在所述部件的表面上。优选地，所述棘轮机构设置在所述基本正方形的部件上。

在一个实施例中，所述物理突起是在部件上的突起的形式，该部件上没有设置棘轮机构。优选地，所述物理突起能够与所述棘轮机构相互作用以便当部件移动时向使用者提供反馈。

在一个实施例中，其中所述棘轮机构设置在所述基本正方形的部件上，所述物理突起设置在所述基本三角形的摆动部件上。优选地，所述物理突起是球轴承等的形式。

在一个实施例中，所述球轴承从所述基本三角形的摆动部件的侧面中的腔伸出，以便与所述棘轮机构相互作用。

在一个实施例中，所述球轴承连接于弹簧机构，该弹簧机构使所述球轴承对所述棘轮机构施加压力。

在一个实施例中，当部件被正确地换位时允许使用者感知的反馈通过与包含球轴承的所述部件相互作用的部件的侧面中的凹口提供。在这个实施例中，球轴承与棘轮机构和凹口的相互作用允许使用者能够确定什么时候该部件被移动，以及什么时候它们分别被正确地对齐。

在一个实施例中，所述反馈可以通过所述质心和所述部件之间的相互作用来提供。所述反馈机构可以是如上面所描述的，或者是允许使用者能够确定什么时候该部件被移动以及什么时候它们分别被正确地对齐的任何其他的机构。

9.表面形状

在一个实施例中，所述区域基本上是平的。在可替换的实施例中，所述区域可以具有凹口、突起、外形、条纹等。所述区域可以具有表面变化同时仍然保持该基本正方形或三角形的区域形状。

从基本平表面损害的区域的变化可以是任何形式，只要它们允许部件相对于彼此移动或换位而没有来自相邻部件的干涉。这种表面变化可以以许多不同的形式，包括不同的形状、颜色等。

在一个实施例中，所述球1可以构造为“近月球（lunar ball）”，其中所述表面变化将给出月球形景观的感觉。

在一个实施例中，所述球1可以构造为地球，其中所述表面变化将传送地球状的球。

在另一个实施例中，所述球1可以构造成一个面，其中所述摆动部件呈现面部特征，并且其中所述摆动部件2的转移能够形成面部特征不同的构造。

在另一个实施例中，该拼合玩具的总体形状可以是诸如正方形或长方形的任何其他的几何形状。这可以通过建造每个摆动部件的区域使得该拼合玩具的总体形状变成期望的几何形状来实现。因此，由于非球形的外部几何形状绕球形质心转动（例如，正方形绕球形质心的转动）的结果，摆动部件的旋转将导致不均匀的表面凸起。

该新颖的三维球形拼合玩具或显示平台允许可被引进到此而不脱离本发明的构思的变化和修改。例如，许多摆动部件和该区域的形状可以被修改。

此外，应当明白，虽然球形表面区域是本发明的优选的实施例，但是外部区域可以形成形其他形状，例如，如通过魔术方块所看到的正方形。

Claims (22)

1.一种三维拼合玩具或显示平台，其包括球形质心和围绕所述球形质心的部件的镶嵌表面，每个部件包括顶面和侧面，并且所述部件包括：

·从下面选择的多种类型的固定部件

(ⅰ)正方形部件，

(ⅱ)三角形部件，

(ⅲ)一体的正方形和三角形部件，以及

(ⅳ)(ⅰ)至(ⅲ)的一种或多种，和

·从下面选择的多个可动部件

(a)正方形部件，

(b)三角形部件，

(c)矩形部件，以及

(d)(a)至(c)的一种或多种，并且

其中围绕所述质心的部件的所述镶嵌表面由具有如下附带条件的固定部件和可动部件的组合形成

·如果所述固定部件是正方形部件，那么所述可动部件选自(a)至(d)中的任何一种，

·如果所述固定部件是三角形部件，那么所述可动部件选自(a)和/或(c)，

·如果所述固定部件是一体的正方形和三角形部件，那么所述可动部件选自(a)和/或(c)，并且

其中所述固定部件通过锚接机构被固定于所述球形质心，所述锚接机构允许固定部件相互替换并且允许每个固定部件绕其轴线转动。

2.根据权利要求1所述的拼合玩具或显示平台，其中所述三角形部件是固定的，所述固定的三角形部件具有限定保持机构的侧面，所述保持机构至少包括在所述正方形部件的一部分上延伸的每个侧表面的一部分，

其中所述三角形部件的保持表面限定三维平台，并且其中所述锚接机构允许所述固定部件用其他的固定部件替换。

3.根据权利要求1或2所述的拼合玩具或显示平台，其中

所述三角形部件具有侧面，所述侧面限定保持机构，所述保持机构包括在所述正方形部件的一部分上延伸的每个侧表面的至少一部分，并且，限定多个导槽，所述导槽横跨所述质心表面延伸通过未被所述三角形部件占据的表面区域，

所述多个可动的正方形部件包括至少两种，第一种具有平行的相对的侧面，而第二种具有两个平行的相对的侧面和其余的两个相对的侧面，所述其余的两个相对的侧面具有相对于顶面至少稍微为钝角的表面，成角度的侧面提供第二种部件通过每个导槽的选择可动性。

4.根据权利要求1所述的拼合玩具或显示平台，其中所述正方形部件是固定的，所述固定的正方形部件具有侧面，所述侧面限定保持机构，所述保持机构至少包括在其他部件上延伸的每个侧表面的一部分，并且限定多个导槽，该多个导槽横跨所述质心表面延伸通过未被锚接的那些部件占据的表面区域。

5.根据权利要求1所述的拼合玩具或显示平台，其中

·所述可动的部件具有相对于顶面钝角取向的至少两个相对的侧面以限定可动的正方形保持表面，并且其余表面相对于顶面基本垂直取向，

·所述固定部件具有相对于顶面锐角取向的至少两个相对的侧面以限定固定的正方形保持表面，并且其余表面相对于顶面基本垂直取向，和

·可选地，每个所述三角形部件的所有的侧面相对于顶面钝角地取向。

6.根据权利要求4所述的拼合玩具或显示平台，其中固定的正方形部件具有相对于顶面锐角取向的至少两个相对的侧面以限定固定的正方形保持表面，并且其余表面相对于顶面基本垂直取向，

所述可动的正方形部件具有相对于顶面钝角取向的至少两个相对的侧面以限定可动的正方形保持表面，并且其余表面相对于顶面基本垂直取向，和

所述可动的三角形部件所有的侧面相对于顶面钝角取向，

其中所述固定的正方形保持表面仅与所述可动的正方形保持表面或所述三角形部件表面换位，以影响所述部件的保持以限定所述三维平台。

7.根据权利要求1所述的拼合玩具或显示平台，其中所述锚接机构允许每个固定部件绕其轴线转动。

8.根据权利要求1所述的拼合玩具或显示平台，其中所述固定部件容易相互替换。

9.根据权利要求1所述的拼合玩具或显示平台，其中所述部件在所述质心的表面上分层，使得所述质心的表面至少部分地被包围。

10.根据权利要求1所述的拼合玩具或显示平台，其中所述可动部件限定至少一个通道或导槽。

11.根据权利要求10所述的拼合玩具或显示平台，其中至少一个通道围绕所述质心的表面延伸。

12.根据权利要求11所述的拼合玩具或显示平台，其中至少一个通道由一个或多个旋转平面限定。

13.根据权利要求12所述的拼合玩具或显示平台，其中至少一个通道由多个旋转平面限定。

14.根据权利要求13所述的拼合玩具或显示平台，其中多个旋转平面绕所述质心的表面均匀地散置。

15.根据权利要求1所述的拼合玩具或显示平台，其中所述固定部件包括在至少一个边缘表面上的外形，所述外形被成形为使得当与一个或多个可动部件邻接时，防止所述可动部件从所述质心的表面升高。

16.根据权利要求15所述的拼合玩具或显示平台，其中所述固定部件的至少一个边缘表面上的外形包括唇状物或突出物。

17.根据权利要求16所述的拼合玩具或显示平台，其中唇状物或突出物在一个或多个可动部件的一部分上至少部分地延伸。

18.根据权利要求17所述的拼合玩具或显示平台，其中所述可动部件由唇状物或突出物和所述质心的表面保持。

19.根据权利要求15所述的拼合玩具或显示平台，其中所述固定部件的至少一个边缘表面上的外形包括具有锥形侧面轮廓的所述固定部件的至少一个边缘。

20.根据权利要求19所述的拼合玩具或显示平台，其中至少一个可动部件的至少一个边缘具有与所述固定部件的锥形侧面轮廓互补的锥形侧面轮廓。

21.根据权利要求15所述的拼合玩具或显示平台，其中在至少一个边缘部分上的至少一些可动部件限定边缘轮廓，使得当与另一个可动部件邻接时，防止所述可动部件从所述质心的表面升高。

22.一种使用如权利要求1所述的三维拼合玩具或显示平台的方法，其中固定部件被不同类型的另一种固定部件代替，以限定具有用于可动部件的运动的不同导槽的三维拼合玩具或显示平台。