CN104984552A - 一种拼接件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拼接件，包括复数个拼块，所述拼块均为六面正方体，每个拼块的六个面上均设置有相同的磁吸组件，任意两个拼块的任意两面均能通过所述磁吸组件四边重合的吸附拼接。本方案的拼接件采用正方体的拼块，每个面上都设置磁吸组件，任意拼块的六面都可对外进行任意方向的磁吸拼接，拼接方式丰富多样，能够拼接变换出无穷无尽拼接形状，且磁吸方式使得拼接更加轻松，趣味性更强。本方案给拼接件领域带来空前的创新，具有深远的市场前景。

Description

一种拼接件

本案为2013年9月3日申请的201310395142.8号“一种拼接件”发明专利的分案申请之一。

技术领域

本发明涉及拼接件技术领域，尤其是指玩具类的拼接件，诸如塑胶积木、电子积木等，当然本技术还广泛适用于快速装拆、多样拼接的非玩具运用技术领域。

背景技术

目前的拼接件，主要大量的运用在儿童玩具上，诸如塑胶积木、电子积木等，他们具有共同的特点，就是能够快速简捷的安装和拆分，并能拼接出多样的形状。市面上主要以机械结构的衔接、咬合等来实现拆装。这种现有技术的拼接件之间的连接方式比较原始，大部分的拼接费力而且拼接稳定性不佳，无法创造出更多的拼接方式，更无法拼接出丰富的图形，这是拼接类积木的实用和趣味性瓶颈。

此外，随着电子技术的发展和近几年电子积木在教育和娱乐领域的推广，带有电子元器件和电路教学功能的拼接件品种繁多。但目前的电子拼接件的拼块通常都是单面或两面设置有连接件(主要是由弹簧探针POGO PIN构成)，连接块之间的连接方式比较简单，无法创造出更多的拼接方式，更无法拼接出丰富的图形，这亦是电子积木的实用和趣味性瓶颈。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种具有正方体拼块的且拼块任意面均可其他拼块任意面快速简易拼合的拼接件。本发明还提供了三种不同的磁吸结构，以实现两拼接块之间的任意面可以任意的拼合。此外，本发明还提供了三种拼接块上每个面都有3个接触点的拼接件，能实现两拼接块之间的任意面可以任意的拼合且可以实现3接触点的相互导通。

为实现该技术目的，本发明的方案是：一种拼接件，包括复数个大小相同的拼块，所述拼块均为六面正方体，每个拼块的六个面上均设置有相同的磁吸组件，任意两个拼块的任意两面均能通过所述磁吸组件四边重合的吸附拼接。

作为一种优选，所述磁吸组件由四个磁块和四个磁吸金属依次相间隔设置构成；每个磁块和磁吸金属均不放置在拼块正方形表面的中心线上，每个磁块和磁吸金属所放置的中心点依次连接为一与拼块正方形表面同中心的八边形，该八边形有相间隔的四条边分别与正方形表面四边相互平行，相邻两磁块或相邻两磁吸金属与拼块正方形表面中心点之连线成90°夹角；每个拼块上每个面的四个磁块朝向所在表面的极向及设置位置均相同。

作为进一步的改进，所述拼块内部装置有电路板和电子元器件，每个面上均设置有与电路板相连的电连接件；同一拼块每个面的电连接件为相互并联关系，所述电连接件可用于传送电流、信号或数据。

作为进一步的改进，所述电连接件由三个与所在拼块正方形表面同中心点设置的接触点构成，其中，第一接触点为设置在拼块正方形表面中心的弹簧探针或弹片；第二接触点为设置第一接触点周围的一环形接触弹片，该弹片的底部设置有张力弹簧；第三接触点为连接四个磁块和四个磁吸金属的一环型五金件。

作为更进一步的改进，所述拼块每个面上还设置有防呆结构，该防呆结构为包裹磁块的圆凸和内置磁吸金属的圆凹，圆凸插入圆凹中定位且磁块与磁吸金属相吸附。

作为一种优选，所述磁吸组件包括防呆结构和一与拼块正方形表面同中心设置的径向充磁环形磁铁，该环形磁铁可绕中心旋转的内置于一塑胶表盖上设置的内腔中，该塑胶表盖安装在拼块的正方形表面；防呆结构用于使拼块与拼块的接合面之间四边重合。

作为进一步的改进，所述拼块内部装置有电路板和电子元器件，每个面上均设置有与电路板相连的电连接件；同一拼块每个面的电连接件为相互并联关系，所述电连接件可用于传送电流、信号或数据。

作为进一步的改进，所述电连接件由三个与所在正方形表面同中心设置的接触点构成，其中，第一接触点为设置在拼块正方形表面中心的弹簧探针或弹片；第二接触点为设置第一接触点周围的一环形接触弹片，该弹片的底部设置有张力弹簧；第三接触点为罩设在环型磁铁上的一环型非磁吸金属表盖。

作为更进一步的改进，所述防呆结构由相互匹配的凹槽和凸起依次相间隔设置构成；凹槽和凸起的总数为八的倍数，每个凹槽和凸起的中心线均能指向所在拼块正方形表面的中心点，所放置的凹槽和凸起的中心点均匀的分布在一以拼块正方形表面的中心点为圆心的圆上，凹槽和凸起均不在拼块正方形表面的中心线和对角线上；每个拼块上每个面的凹槽和凸起的设置位置均相同。

作为更进一步的改进，所述防呆结构环绕在环形磁铁外围的塑胶表盖上，所述凹槽和凸起为三角结构或圆形结构。

作为一种优选，所述磁吸组件由四个磁块和一磁吸金属环片构成；四个磁块的中心点均匀的分布在一以拼块正方形表面的中心点为圆心的圆上，磁块均不能位于拼块正方形表面的中心线和对角线上；所述磁吸金属环片覆盖在四磁块上；每个拼块上每个面的四个磁块朝向所在表面的极向和设置位置均相同。

作为进一步的改进，所述拼块内部装置有电路板和电子元器件，每个面上均设置有与电路板相连的电连接件；同一拼块每个面的电连接件为相互并联关系，所述电连接件可用于传送电流、信号及数据。

作为进一步的改进，所述电连接件由三个与所在正方形表面同中心设置的接触点构成，其中，第一接触点为设置在正方形表面中心的弹簧探针或弹片；第二接触点为环绕设置在第一接触点周围的一组凸起弹片；第三接触点为覆盖在四个磁块上的磁吸金属环片。

作为进一步的改进，所述拼块的面上还设置有防呆结构，所述防呆结构由相互匹配的凹槽和凸起依次相间隔设置构成，每个凹槽和凸起的中心线均能指向所在拼块正方形表面的中心点；每个拼块上每个面的凹槽和凸起的设置位置均相同。

作为进一步的改进，所述防呆结构环绕在磁吸金属环片周围，所述凹槽和凸起为三角结构或圆形结构。

作为进一步的改进，每个凹槽和凸起均不在拼块正方形的中心线上，每个凹槽和凸起所放置的中心点依次连接为一与拼块正方形表面同中心的八边形，该八边形有相间隔的四条边分别与正方形表面四边相互平行，相邻两凹槽或相邻两凸起与拼块正方形表面中心点之连线成90°夹角。

作为优选的，所述拼块的部分或每个面上设置有功能孔，所述功能孔用于电子元器件的功能展示或外接。

作为更进一步的改进，所述电子元器件为LED光源，所述功能孔为光源释放孔。

作为更进一步的改进，所述电子元器件可为小喇叭、小马达、距离传感器、温控传感器、光感应器、声音感应器、功能按键。

本方案的拼接件采用正方体的拼块，每个面上都设置磁吸组件，任意拼块的六面都可对外进行任意方向的磁吸拼接，拼接方式丰富多样，能够拼接变换出无穷无尽拼接形状，且磁吸方式使得拼接更加轻松，趣味性更强。本方案给拼接件领域带来空前的创新，具有深远的市场前景。

本发明还将电连接件和电子元器件引入，实现了电子积木的功能，尤其是拼块每个面装设的电连接件采用3接触点的方式，不仅仅能导通电流，还能传送数据或信号等，电连接件的结构确保了拼块在不同面不同角度吸附时，都能稳定的导通。本方案既大大丰富的电子积木拼接形状的多样性，更为其功能展示或使用的多样性提供了线路基础，属于电子积木的全面创新。

附图说明

图1为本发明实施例一的拼块之结构爆炸图；

图2为本发明实施例一的拼块之立体图；

图3为本发明实施例一的使用状态示意图；

图4为本发明实施例二的拼块之结构爆炸图；

图5为本发明实施例二的拼块之立体图；

图6为本发明实施例二的使用状态示意图；

图7为本发明实施例三的拼块之结构爆炸图；

图8为本发明实施例三的拼块之立体图；

图9为本发明实施例三的使用状态示意图；

图10为本发明实施例一中磁块和磁吸金属的放置示意图；

图11为本发明实施例三中磁块的放置示意图；

图12为本发明实施例二中防呆结构一之示意图；

图13为本发明实施例二中防呆结构二之示意图。

具体实施方式

本发明的拼接件，它包括若干个各自独立的拼块，每个拼块均为一样大小的六面正方体，每个拼块的六个面上均设置有相同的磁吸组件，任意两个拼块的任意两面均能通过所述磁吸组件四边重合的吸附拼接。这种拼接件既可以是当作传统的塑胶积木来使用，也可以在拼块上加装电子元器件和电连接件使其成为新型的电子积木使用，亦或是适用于快速装拆、多样拼接的非玩具运用领域。

就根据不同的磁吸组件结构，本发明提供了三种具体的实施例，下面结合附图做进一步详细说明。

实施例一，如图1、2、3所示。在本实施例中，拼接件包括若干个各自独立的相同的正方体拼块1，拼块1每个面上的磁吸组件由四个磁块101和四个磁吸金属102依次相间隔设置构成，其优选的布设方式之一见图10示意：每个磁块101和磁吸金属102放置位置均不在拼块正方形表面12的中心线上(这确保了能够正确的利用镜像原理，实现不同拼块面上磁块和磁吸金属的相互匹配)，每个磁块101和磁吸金属102所放置的中心点依次连接为一与拼块正方形表面12同中心的八边形(包括但不仅限于正八边形，满足条件的其他八边形也是能够实现的)，该八边形有相间隔的四条边分别与正方形表面12四边相互平行，任意相邻的两磁块101与拼块正方形表面12中心点之连线成90°夹角，同样的，任意相邻的两磁吸金属102与拼块正方形表面中心点之连线成90°夹角；每个拼块上每个面的四个磁块101朝向所在表面12的极向及设置位置均相同，例如，所有磁块101均为N极朝向拼块表面外，S极朝向拼块内；所有磁块101均为S极朝向拼块表面外，N极朝向拼块内。这就确保了当两个拼块拼接在一起时，一拼块的磁块能与另一拼块的磁吸金属相吸，而磁块与磁块之间的相互排斥确保了面与面之间在四边不重合的角度吸附不到一起，有定位和防呆的功能。

为了实现电子积木的功能，拼块1的内部装置有电路板13和电子元器件(图中并未示出)，电子元器件可以是LED光源、小喇叭、小马达、距离传感器、温控传感器、光感应器、声音感应器、功能按键等等，拼块的部分或每个面上设置有功能孔，用于电子元器件的功能展示或外接。在拼块每个面上均设置有与电路板13相连的电连接件；为了使得不同面的电连接件导通性能一致，要求做到每个面的电连接件均与电路板连接且每个面的电连接件为相互并联关系。同一拼块每个面的电连接件为相互并联关系，所述电连接件可用于传送电流、信号或数据。

在优选的方案中，电连接件由三个与所在拼块正方形表面同中心点设置的接触点构成，其中，第一接触点为设置在正方形表面12中心的弹簧探针或弹片141；第二接触点为设置第一接触点周围的一环形接触弹片142，该弹片的底部设置有张力弹簧1421，确保该弹片会凸起于拼块正方形表面；第三接触点为连接四个磁块和四个磁吸金属的一环型五金件143，该五金件143从内面锁住四磁吸金属和四磁块。

为了使得拼块之间的接触更稳定，定位更精准，所述拼块1的面上还设置有防呆结构，该防呆结构为包裹磁块101的圆凸122和内置磁吸金属102的圆凹121，圆凸122插入圆凹121中定位且磁块与磁吸金属相吸附。

为了便于加工制造，将拼块的六个正方形表面12独立出来加工制造，然后通过螺丝123将表面固定至拼块框架11上。

在运用时，可以像如图3所示的任意堆叠。

实施例二，如图4、5、6所示。在本实施例中，拼接件包括若干个各自独立的相同的正方体拼块2，拼块2每个面上的磁吸组件包括防呆结构和一与拼块正方形表面同中心设置的径向充磁环形磁铁20，环形磁铁20径向充磁后其表面上的磁性为S-N关系，该环形磁铁20可绕中心自由旋转的内置于一塑胶表盖22的内腔24内，该塑胶表盖22安装在拼块2的正方形表面；当两个拼块的两个面相贴近时，如同边为N-S极，则环型磁铁20是互为排斥关系，这时环型磁铁20会在塑胶表盖22的空腔24内转动，自行调整至磁极相互吸引的位置。

防呆结构是为了防止拼块与拼块在堆叠过程中出现四边不重合之现象，防呆结构的优选设计如图12和13所示，防呆结构环绕在环形磁铁20外围的塑胶表盖22上，由相互匹配的凹槽221和凸起222依次相间隔设置构成，凹槽221和凸起222可以是三角结构或圆形结构亦或其他的结构。为了确保每个面任意角度的堆叠，凹槽221和凸起222的总数为八的倍数，如8个、16个、32个等；每个凹槽221和凸起222的中心线均能指向所在拼块正方形表面的中心点，所放置的凹槽221和凸起222的中心点均匀的分布在一以拼块正方形表面的中心点为圆心的圆上，凹槽221和凸起222均不在拼块正方形表面的中心线上，以确保镜像关系；每个拼块上每个面的凹槽和凸起的设置位置均相同。

为了实现电子积木的功能，拼块2的内部装置有电路板和电子元器件(图中并未示出)，电子元器件可以是LED光源、小喇叭、小马达、距离传感器、温控传感器、光感应器、声音感应器、功能按键等等，拼块的部分或每个面上设置有功能孔，用于电子元器件的功能展示或外接。在拼块每个面上均设置有与电路板相连的电连接件；为了使得不同面的电连接件导通性能一致，要求做到每个面的电连接件均与电路板连接且每个面的电连接件为相互并联关系，同一拼块每个面的电连接件为相互并联关系，所述电连接件可用于传送电流、信号或数据。

在优选的方案中，电连接件由三个与所在拼块正方形表面同中心点设置的接触点构成，其中，第一接触点为设置在正方形表面中心的弹簧探针或弹片231；第二接触点为设置第一接触点周围的一环形接触弹片232，该弹片的底部设置有张力弹簧2321，确保该弹片会凸起于拼块正方形表面；第三接触点为罩设在环型磁铁20上的一环型非磁吸金属表盖233，该表盖不能被环形磁铁20吸附，否则会影响环形磁铁的旋转。

为了便于加工制造，拼块2的框结构分为上壳211和下壳212两部分，通过螺丝或超声波焊接将上下壳紧固在一起形成一个正立方体，同时上壳211和下壳212上两个表面与塑胶表盖22为一体式，而拼块四侧的四个塑胶表盖22则通过上下壳结构卡合固定。

在运用时，可以像如图6所示的任意堆叠。

实施例三，如图7、8、9所示。在本实施例中，拼接件包括若干个各自独立的相同的正方体拼块3，拼块3每个面上的磁吸组件由四个磁块30和一磁吸金属环片343构成；四磁块30的中心点均匀的分布在一以拼块正方形表面32的中心点为圆心的圆上，如图11所示，磁块30均不能位于拼块正方形表面32的中心线和对角线上(这确保了能够正确的利用镜像原理，防止磁块与磁块的对应)，每个拼块上每个面的四个磁块朝向所在表面的极向和设置位置均相同，例如，所有磁块30均为N极朝向拼块表面外，S极朝向拼块内；或是，所有磁块30均为S极朝向拼块表面外，N极朝向拼块内。当两个拼块拼接在一起时，磁块与磁块之间的相互排斥确保了面与面之间在四边不重合的角度吸附不到一起，有定位和防呆的功能；所述磁吸金属环片343覆盖在四磁块30上，既充当接触点，又充当相当于实施例一中的磁吸金属供拼块拼接时磁块吸附。

为了实现电子积木的功能，拼块3的内部装置有电路板33和电子元器件(图中并未示出)，电子元器件可以是LED光源、小喇叭、小马达、距离传感器、温控传感器、光感应器、声音感应器、功能按键等等，拼块的部分或每个面上设置有功能孔，用于电子元器件的功能展示或外接。在拼块每个面上均设置有与电路板33相连的电连接件；为了使得不同面的电连接件导通性能一致，要求做到每个面的电连接件均与电路板连接且每个面的电连接件为相互并联关系，同一拼块每个面的电连接件为相互并联关系，所述电连接件可用于传送电流、信号或数据。

在优选的方案中，电连接件由三个与所在拼块正方形表面同中心点设置的接触点构成，其中，第一接触点为设置在正方形表面32中心的弹簧探针341；第二接触点为环绕设置在第一接触点周围的一组凸起弹片342；第三接触点为覆盖在四磁块上的磁吸金属环片343，通常由五金片冲压冲制而成，具有一组五金脚，其外向内安装，并紧紧的吸附在4个磁块上，在内部将五金脚折弯紧固在拼块正方形表面上，当拼块接触时并形成接触点。

为了使得拼块之间的接触更稳定，定位更精准，防止拼块在堆叠是产生侧滑之现象，拼块3的面上还设置有防呆结构，该防呆结构由相互匹配的凹槽321和凸起322依次相间隔设置构成，每个凹槽和凸起的中心线均能指向所在拼块正方形表面的中心点；每个拼块上每个面的凹槽和凸起的设置位置均相同，凹槽321和凸起322为三角结构或圆形结构或其他结构等。每个凹槽和凸起均不在拼块正方形的中心线上，每个凹槽321和凸起322所放置的中心点依次连接为一与拼块正方形表面32同中心的八边形，该八边形有相间隔的四条边分别与正方形表面32四边相互平行，相邻两凹槽或相邻两凸起与拼块正方形表面32中心点之连线成90°夹角，这种布设方式类似于实施例一种磁块和磁吸金属的布设方式。

为了便于加工制造，将拼块的六个正方形表面32独立出来加工制造，然后通过螺丝323或通过超声波焊接将表面固定至拼块框架31上。

在运用时，可以像如图9所示的任意堆叠。

在本发明中，为了实现拼块用于电子积木类玩具上的功能，需要在不同的拼块上体现不同的电子元器件的功能作用，内置的电路板可以根据应用需要设计不同功能的电路，电路板本身可以是纤维板也可以是柔性线路板；电子元器件可以是不同的元器件，如不同颜色的LED光源、小喇叭、小马达、小音箱、功能按键、距离传感器、温控传感器、光感应器、声音感应器等等，这些均视具体需要而增加。为了使得功能外接或展示，拼块的某个面或每个面上设置有功能孔用于电子元器件的功能展示或外接。具体的，例如电子元器件为LED光源，那么功能孔就设置为光源释放孔，从该孔中可以透散出光亮。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种拼接件，包括复数个大小相同的拼块，所述拼块均为六面正方体，每个拼块的六个面上均设置有相同的磁吸组件，任意两个拼块的任意两面均能通过所述磁吸组件四边重合的吸附拼接；其特征在于：

所述磁吸组件由四个磁块和一磁吸金属环片构成；

四个磁块的中心点均匀的分布在一以拼块正方形表面的中心点为圆心的圆上，磁块均不能位于拼块正方形表面的中心线和对角线上；

所述磁吸金属环片覆盖在四磁块上；

每个拼块上每个面的四个磁块朝向所在表面的极向和设置位置均相同。

2.根据权利要求1所述的拼接件，其特征在于：所述拼块内部装置有电路板和电子元器件，每个面上均设置有与电路板相连的电连接件；同一拼块每个面的电连接件为相互并联关系，所述电连接件可用于传送电流、信号或数据。

3.根据权利要求2所述的拼接件，其特征在于：所述电连接件由三个与所在正方形表面同中心设置的接触点构成，其中，

第一接触点为设置在正方形表面中心的弹簧探针或弹片；

第二接触点为环绕设置在第一接触点周围的一组凸起弹片；

第三接触点为覆盖在四个磁块上的磁吸金属环片。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的拼接件，其特征在于：所述拼块的面上还设置有防呆结构，所述防呆结构由相互匹配的凹槽和凸起依次相间隔设置构成，每个凹槽和凸起的中心线均能指向所在拼块正方形表面的中心点；每个拼块上每个面的凹槽和凸起的设置位置均相同。

5.根据权利要求4所述的拼接件，其特征在于：所述防呆结构环绕在磁吸金属环片周围，所述凹槽和凸起为三角结构或圆形结构。

6.根据权利要求5所述的拼接件，其特征在于：每个凹槽和凸起均不在拼块正方形的中心线上，每个凹槽和凸起所放置的中心点依次连接为一与拼块正方形表面同中心的八边形，该八边形有相间隔的四条边分别与正方形表面四边相互平行，相邻两凹槽或相邻两凸起与拼块正方形表面中心点之连线成90°夹角。

7.根据权利要求2所述的拼接件，其特征在于：所述拼块的部分或每个面上设置有功能孔，所述功能孔用于电子元器件的功能展示或外接。

8.根据权利要求7所述的电子拼接件的拼块，其特征在于：所述电子元器件为LED光源，所述功能孔为光源释放孔。

9.根据权利要求7所述的电子拼接件的拼块，其特征在于：所述电子元器件可为小喇叭、小马达、距离传感器、温控传感器、光感应器、声音感应器、功能按键。