CN104853818A - 积木组件 - Google Patents

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Abstract

一种积木组件，包括多个球形的积木(110)、用于连接多个积木(110)的连接杆(120)、以及包括多个用于生成表示多个积木(110)的堆积序列的遗传密码的可视编码(130)的可视编码组，每个积木(110)的侧面上设有可视编码组中的一种，每个积木(110)的侧面上设有多个孔(111)，以使多个积木(110)之间通过插入孔(111)的连接杆(120)堆积在一起。通过遗传密码的可视编码(130)，可用同样的顺序复现和重构积木物体的堆积过程和积木物体，具有实物仿真能力。

Description

积木组件 技术领域
本发明涉及玩具，尤其涉及一种积木组件。
背景技术
目前，传统的积木通过堆积可拼接成不同的形状或物体。但是，对于这种积木而言，只能从图示上获知积木的堆积方式，无法用字符精准地表示积木的堆积序列，例如，无法用数字和/或字母构成的字符串来表示堆积序列。因此，这些积木的功能单一，不具备重构仿真能力，因此无法用于工业、建筑、军事中的半实物仿真。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中积木不具备重构仿真能力的缺陷，提供一种积木组件。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种积木组件，包括多个球形的积木、用于连接多个所述积木的连接杆、以及包括多个用于生成表示多个所述积木的堆积序列的遗传密码的可视编码的可视编码组，其中，
每个所述积木的侧面上设有所述可视编码组中的一种；
每个所述积木的侧面上设有多个孔，以使得多个所述积木之间通过插入所述孔的所述连接杆而堆积在一起。
在依据本发明实施例的积木组件中，
所述积木的内部设有处理器；
每个所述孔的表面上设有与所述处理器电连接的积木电极；
所述连接杆的两个端面上分别设有彼此短接的连接电极，以在多个所述积木通过插入所述孔的所述连接杆堆积在一起后，该多个积木通过所述积木电极与所述连接电极接触而彼此电连接在一起。
在依据本发明实施例的积木组件中，所述处理器中设有所述积木对应的电子身份卡。
在依据本发明实施例的积木组件中，所述可视编码为颜色或可视数字或可视字母或可视二进制码。
在依据本发明实施例的积木组件中，所述可视编码组包括用于表示正电荷的可视编码和用于表示负电荷的可视编码，以使得相同数量的具有用于表示正电荷的可视编码的积木和具有用于表示负电荷的可视编码的积木堆积在一起后构成一个电荷平衡系统。
在依据本发明实施例的积木组件中，所述孔为螺纹孔；所述连接杆的两端设有与所述螺纹孔对应的螺纹。
在依据本发明实施例的积木组件中，所述积木和所述连接杆中的一个内设有永磁体，另一个内设有导磁体。
在依据本发明实施例的积木组件中，
所述可视编码组包括四种可视编码；
每个所述积木的侧面上设有12个孔，每个所述孔的中心和所述积木的球心之间的连线与其任意一个相邻的孔的中心和所述球心之间的连线的夹角为60°。
在依据本发明实施例的积木组件中，
所述可视编码组包括两种可视编码；
每个所述积木的侧面上设有6个孔，每个所述孔的中心和所述积木的球心之间的连线与其任意一个相邻的孔的中心和所述球心之间的连线的夹角为90°。
本发明产生的有益效果是：通过在积木的侧面上设置表征该积木的可视编码，可以采用该可视编码生成表示积木堆积序列的遗传密码，通过遗传密码可以将积木堆积中使用的积木的总数目、总表面积、总重量、堆积过程以及堆积的结构外形数字化。这样，只要知晓遗传密码，即可用同样的顺序复现和重构积木物体的堆积过程和积木物体，具有实物仿真能力，具有永久保存和复制的能力。进一步地，还可以将该遗传密码作为文件送计算机进行计算机模拟仿真和加工，产生大量新的应用。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1示出了依据本发明实施例的积木的示意图；
图2a示出了依据本发明第一实施例的积木的示意图；
图2b示出了依据本发明第二实施例的积木的示意图；
图3示出了依据本发明实施例的连接杆120的结构示意图；
图4a示出了8个依据本发明第一实施例的积木通过连接杆进行堆积的示意图；
图4b示出了图4a中的8个积木通过连接杆堆积成十一面体的结构示意图；
图5示出了12个依据本发明第一实施例的积木通过连接杆进行堆积的示意图；
图6示出了依据本发明第二实施例的积木组件堆积形成的四个立方体的结构示意图；
图7a示出了依据本发明第一实施例的积木组件通过连接杆电连接在一起的结构示意图；
图7b示出了依据本发明第二实施例的积木组件通过连接杆电连接在一起的结构示意图；
图8示出了多个积木的处理器分别与外部微电脑电连接的等效电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
依据本发明实施例的积木组件，包括多个球形的积木、用于连接多个积木的连接杆、以及包括多个用于生成表示多个积木的堆积序列的遗传密码的可视编码的可视编码组。其中，每个积木的侧面上设有可视编码组中的一种；每个积木的侧面上设有多个孔，以使得多个积木之间通过插入孔的连接杆而堆积在一起。
图1示出了依据本发明实施例的积木的示意图，如图1所示，该积木110为球形，在积木110的侧面（或球面上）设有多个孔111，优选地，该多个孔111均匀设置在积木110的球面上。
另外，积木110的侧面上设有用于区分或标识该积木110的可视编码，使得每个积木110具有独立的编码来表征该积木110。此处所说的可视，指的是使用者可以从积木110的侧面上观测到该编码。该可视编码可以为可视数字、可视字母、可视二进制码、可视符号、或者颜色等等。本领域的技术人员应当知晓，任何可以标识积木110的侧面的字符、图案、颜色或者其组合均可以用作可视编码。
例如，图1中示出的积木110采用可视编码130（即“+”）来表征该积木110。当然，可视编码还可以为数字，例如1、2、3…；或者二进制码，例如二进制码000、001、010…；或者颜色，例如棕色、红色、橙色…，此处不再一一列举。
在依据本发明第一实施例的积木组件中，可视编码组包括四种可视编码，例如包括数字可视编码1、2、3、4。每个积木的侧面上设有12个孔，优选地，该12个孔均匀地分布在积木的球面上。具体而言，每个孔的中心和积木的球心之间的连线与其任意一个相邻的孔的中心和球心之间的连线的夹角为60°，如图2a所示，此时，积木的球面上的任意一个孔的中心距离其相邻孔的中心的长度均为该积木的球半径r。
在依据本发明第二实施例的积木组件中，可视编码组包括两种可视编码，例如包括数字可视编码1和2；或者分别用于表示正电荷和负电荷的符号“+”和“-”。每个积木的侧面上设有6个孔，优选地，该6个孔均匀地分布在积木的球面上。具体而言，每个孔的中心和积木的球心之间的连线与其任意一个相邻的孔的中心和球心之间的连线的夹角为90°，如图2b所示，此时，积木的球面上的任意一个孔的中心距离其相邻孔的中心的长度均为该积木的球半径r的1.414倍。
图3示出了依据本发明实施例的连接杆120的结构示意图，如图3所示，该连接杆120包括中间段121和位于中间段121两侧的两个插接段122，优选地，中间段121的半径大于插接段122的半径，两个插接段122的半径相等。在积木组件的堆积过程中，连接杆120的插接段122插入积木的孔中，从而将多个积木堆积成一定的形状或结构。
为了方便积木与连接杆的连接，积木上的孔为螺纹孔，即孔的表面上设有螺纹；对应地，连接杆的插接段的端部处设有与该螺纹孔对应的螺纹，从而实现积木与连接杆的螺接。或者，积木和连接杆中的一个内设有永磁体，另一个内设有导磁体，从而实现积木与连接杆的磁力连接。
图4a示出了8个依据本发明第一实施例的积木通过连接杆进行堆积的示意图，其中，箭头为插接指示方向。如图4a所示，该8个积木包括两个可视编码为“+”的积木、两个可视编码为“-”的积木、两个可视编码为“+-”的积木、以及两个可视编码为“+-+-”的积木。图4b示出了图4a中的8个积木通过连接杆堆积成十一面体的结构示意图。
在图4a示出的堆积过程中，可视编码“+”、“-”、“+-”以及“+-+-”可分别表示带1个负电荷、1个正电荷、正负各1个电荷、正负各2个电荷，这样，具有可视编码“+”、“-”、“+-”以及“+-+-”的积木可分别表示带1个负电荷的粒子、带1个正电荷的粒子、带正负各1个电荷的粒子、带正负各2个电荷的粒子。当采用该积木来仿真带电荷的粒子时，为了确保堆积后的积木物体能实现“电荷平衡”，设定带1个负电荷的球只能与带1个正电荷的球通过连杆连接；然后只能与带正和负两电荷的积木，通过两个连杆连接；然后只能与带两正和两负电荷的积木，通过三个连杆连接，成为60°夹角的正四边形；依此每一拼装过程保证积木物体的“电荷平衡”，从而拼装出具有物理约束的积木系统。
类似地，图5示出了12个依据本发明第一实施例的积木通过连接杆进行堆积的示意图，如图5所示，可视编码组包括分别为数字1、2、3和4可视编码，该12个积木通过连接杆堆积成二十面体。而由此可通过可视编码1、2、3和4来获得的二十面体的遗传密码。此时，为了仿真带电荷的粒子，还可设定带1个负电荷的球的可视编码为1，带1个正电荷的球的可视编码为2，带正负两个电荷的球的可视编码为3，带两正和两负电荷的球的可视编码为4。其中，如果采用可视编码分别为1、2、3和4的四个积木堆积成四面体，则该四面体的遗传密码为1234。
表示多个积木的堆积序列的遗传密码是唯一确定的，一方面，当积木采用某种方式进行堆积时，通过可视编码生成的遗传密码只有一个。另一方面，当按照某一遗传密码设定的方式堆积积木时，也只能获得一种结构形状的堆积物体。
图6示出了依据本发明第二实施例的积木组件堆积形成的四个立方体的结构示意图，如图6所示，堆积中的积木组件包括两种积木：具有可视编码为“+”的积木和具有可视编码为“-”的积木。首先，四个具有可视编码为“+”的积木和四个具有可视编码为“-”的积木堆积形成立方体，堆积过程中，任意的积木只能与其可视编码相异的积木通过连接杆拼接。随后，继续按照该规则继续拼接，从而获得图6中是四个立方体。如果此时具有可视编码为“+”的积木代表具有正电荷的粒子，具有可视编码为“-”的积木代表具有负电荷的粒子，则按照上述规则进行拼接，并确保两种积木的数量相同，即可实现“电荷平衡”，获得具有物理约束的积木系统。
当堆积的积木数量非常大时，人工管理积木堆积过程的难度增大，由此，实现电子化管理积木的堆积非常有必要。此时，可在依据本发明实施例的积木内部设置处理器，优选地，处理器中设有每个积木对应的电子身份卡。
另外，每个孔的表面上设有与处理器电连接的积木电极，例如，图1中示出了孔的积木电极112。如图2所示，连接杆的两个端面123上分别设有彼此短接的连接电极，例如，可通过导体124将分别位于端面123上的两个连接电极短接。当多个积木通过插入孔的连接杆堆积在一起后，该多个积木通过积木电极与连接电极接触而彼此电连接在一起。这样，在堆积后的积木物体中，基于连接电极和积木面积接触，多个积木的处理器通过多个连接杆构成局域网，外部微电脑可以通过连接杆，探测全部互连的积木的电子身份，并同时获知该积木在拼装序列中的位置。
图7a示出了依据本发明第一实施例的积木组件通过连接杆电连接在一起的结构示意图，图7b示出了依据本发明第二实施例的积木组件通过连接杆电连接在一起的结构示意图。其中，如图7a所示，积木内的处理器113通过导体或导线114与孔111内的积木电极113电连接。当连接杆插接两个积木之后，通过连接杆的端面上的连接电极与孔111内的积木电极接触，使得两个积木可通过连接杆而电连接在一起。类似地，如图7b所示，积木内的处理器113通过导体或导线114与孔111内的积木电极（图7b中未示出）电连接。当连接杆插接两个积木之后，通过连接杆的端面上的连接电极与孔111内的积木电极接触，使得两个积木可通过连接杆而电连接在一起。
图8示出了多个积木的处理器分别与外部微电脑电连接的等效电路图，如图8所示，当处理器1～n与外部微电脑电连接后，各个积木中的电子身份卡也与微电脑电连接。这样，当微电脑发出呼叫积木的电信号时，如果积木的电子身份卡与微电脑电连接，则会反馈一个应答信号，使得微电脑知晓该积木已经连接在堆积的积木中，并且还可获知该积木所在的节点位置。如果微电脑没有收到反馈信号，则认为该积木没有在堆积的积木中。通过电子辅助，该积木系统对于管理数量庞大的积木非常有效。
从以上可以看出，通过在积木的侧面上设置表征该积木的可视编码，可以采用该可视编码生成表示积木堆积序列的遗传密码，通过遗传密码可以将积木堆积中使用的积木的总数目、总表面积、总重量、堆积过程以及堆积的结构外形数字化。这样，只要知晓遗传密码，即可用同样的顺序复现和重构积木物体的堆积过程和积木物体，具有实物仿真能力，具有永久保存和复制的能力。进一步地，还可以将该遗传密码作为文件送计算机进行计算机模拟仿真和加工，产生大量新的应用。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

  1. 一种积木组件，其特征在于，包括多个球形的积木、用于连接多个所述积木的连接杆、以及包括多个用于生成表示多个所述积木的堆积序列的遗传密码的可视编码的可视编码组，其中，
    每个所述积木的侧面上设有所述可视编码组中的一种；
    每个所述积木的侧面上设有多个孔，以使得多个所述积木之间通过插入所述孔的所述连接杆而堆积在一起。
  2. 根据权利要求1所述的积木组件，其特征在于，
    所述积木的内部设有处理器；
    每个所述孔的表面上设有与所述处理器电连接的积木电极；
    所述连接杆的两个端面上分别设有彼此短接的连接电极，以在多个所述积木通过插入所述孔的所述连接杆堆积在一起后，该多个积木通过所述积木电极与所述连接电极接触而彼此电连接在一起。
  3. 根据权利要求2所述的积木组件，其特征在于，所述处理器中设有所述积木对应的电子身份卡。
  4. 根据权利要求1所述的积木组件，其特征在于，所述可视编码为颜色或可视数字或可视字母或可视二进制码。
  5. 根据权利要求1所述的积木组件，其特征在于，所述可视编码组包括用于表示正电荷的可视编码和用于表示负电荷的可视编码，以使得相同数量的具有用于表示正电荷的可视编码的积木和具有用于表示负电荷的可视编码的积木堆积在一起后构成一个电荷平衡系统。
  6. 根据权利要求1所述的积木组件，其特征在于，所述孔为螺纹孔；所述连接杆的两端设有与所述螺纹孔对应的螺纹。
  7. 根据权利要求1所述的积木组件，其特征在于，所述积木和所述连接杆中的一个内设有永磁体，另一个内设有导磁体。
  8. 根据权利要求1~7中任一项所述的积木组件，其特征在于，
    所述可视编码组包括四种可视编码；
    每个所述积木的侧面上设有12个孔，每个所述孔的中心和所述积木的球心之间的连线与其任意一个相邻的孔的中心和所述球心之间的连线的夹角为60°。
  9. 根据权利要求1~7中任一项所述的积木组件，其特征在于，
    所述可视编码组包括两种可视编码；
    每个所述积木的侧面上设有6个孔，每个所述孔的中心和所述积木的球心之间的连线与其任意一个相邻的孔的中心和所述球心之间的连线的夹角为90°。
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