CN106955495A - 一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件 - Google Patents

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Abstract

本发明属于积木玩具技术领域，提供了一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，包括：第一模块，第一模块的正面具有单个、单列、两列或者多列第一耦合短柱，第一模块的反面具有凹面，在该凹面中具有多列凸起的第二耦合短柱，在该凹面的侧壁具有多个肋条；该第二耦合短柱的分布为：列：均匀的分布于与该正面第一耦合短柱相同的列中以及将相邻的两列等分的中间；行：在与该正面第一耦合短柱相同的列中，每个第二耦合短柱与第一耦合短柱相间排列，并且处于两个该第一耦合短柱等分的中间。本发明通过积木玩具构筑套件的巧妙的结构设计，实现了两个模块正面、反面四种方式的自由搭建，更容易的搭建成不同系列、不同设计的玩具。

Description

一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件
技术领域
本发明涉及积木玩具构筑套件，特别涉及多维度自由搭建的积木玩具构筑套件。
背景技术
积木玩具是将多块积木搭建在一起实现搭建者的创意的一种玩具。为了搭建出多种多样的玩具，通常会有规格、设计不同的多个模块，例如图1为A模块的正面，具有多个凸起的耦合短柱h。图2为A模块的反面，具有凹面，在凹面中具有一个或多个凸起的耦合短柱i，在凹面的侧壁具有多个肋条。图3为B模块的正面，具有多个凸起的耦合短柱j，图4为B模块的反面，具有凹面，在凹面中具有一个或多个凸起的耦合短柱k。
使用现有技术的积木搭建方式有三种：
A模块本身的搭建：通过A模块正面的耦合短柱h与反面的耦合短柱i 再加反面侧壁的肋条来耦合形成摩擦力进行搭建。
A模块正面与B模块反面搭建：通过耦合短柱k与耦合短柱h耦合形成摩擦力来实现搭建。
A模块的反面与B模块的正面搭建：通过B模块的耦合短柱j耦合A模块的反面的侧壁肋条形成摩擦力进行搭建。这种方式有许多的局限性，比如图5和图6所示，B模块的正面与A模块的反面耦合柱尺寸不相当，无法很好地耦合。
如上所述，现有的积木玩具构筑套件只能提供三种搭建方式，不能提供A模块的反面与B模块的反面的搭建方式；在其所勉强提供的A模块的反面与B模块的正面搭建的方式还有很多局限性。这些缺点使得积木玩具构筑套件的搭建多维度与自由度受到很大限制，不能自由实现搭建者的构想。
本发明的目的在于提供一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，保证积木多维度搭建中的自由度。
发明内容
本发明提供了一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，技术方案如下：
一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，包括：第一模块，其特征在于，
所述第一模块的正面具有单个、单列、两列或者多列第一耦合短柱（r），第一模块的反面具有凹面，在该凹面中具有多列凸起的第二耦合短柱（t），在该凹面的侧壁具有多个肋条；该第二耦合短柱（t）的分布为：
列：均匀的分布于与该正面第一耦合短柱（r）相同的列中以及将相邻的两列等分的中间；
行：在与该正面第一耦合短柱（r）相同的列中，每个该第二耦合短柱（t）与该第一耦合短柱（r）相间排列，并且处于两个该第一耦合短柱（r）等分的中间；因此，在这样的列中，该第二耦合短柱（t）的数量比该第一耦合短柱（r）的数量少一个；
在位于相邻的两列该第一耦合短柱（r）等分的中间位置的列中，每个该第二耦合短柱（t）位于其同一行的两个该第一耦合短柱（r）的等分的中间位置；因此，在这样的列中，该第二耦合短柱（t）的数量与该第一耦合短柱（r）的数量相同。
如上的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其中，还包括第二模块，所述第二模块的正面具有单个、单列、两列或者多列第三耦合短柱（s），该第三耦合短柱（s）是穿透该第二模块的圆筒状；该第三耦合短柱（s）的数量可以是1,2,3或者任意数字。
如上的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其中，所述第二模块的反面具有凹面，在该凹面中具有凸起的第四耦合短柱（u），在该凹面的侧壁具有与该第四耦合短柱（u）正对的多个肋条；该第二模块反面第四耦合短柱（u）的分布为：
列：位于将正面第三耦合短柱（s）相邻的两列等分的中间；
行：每个该第四耦合短柱（u）处于两个该第三耦合短柱（s）等分的中间；因此，该第四耦合短柱（u）的数量比该第三耦合短柱（s）的数量少一个。
如上的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其中，所述该第二耦合短柱（t）,该第三耦合短柱（s）与该第四耦合短柱（u）的直径大小相同；该第二耦合短柱（t）、该第三耦合短柱（s）与该第四耦合短柱（u）的直径与该第二模块的宽度尺寸的关系为：
耦合短柱的直径d(s)=X/2-g*2-h*2
其中，X为该第二模块的宽度；g为该第二模块侧壁壁厚；h为该第二模块侧壁肋条厚度。
如上的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其中，所述第二模块的宽度为20毫米，第二模块侧壁壁厚g为1.2毫米，第二模块侧壁肋条厚度h为0.25毫米；该第二耦合短柱（t）、该第三耦合短柱（s）与该第四耦合短柱（u）的直径d(s)=d(t)=d(u)=7.1毫米。
如上的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其中，该第一模块上第一耦合短柱（r）的直径d(r)=相邻2个该第二耦合短柱（t）之间的距离f减去d(t)；该第一耦合短柱（r）是穿透该第一模块的圆筒状。
如上的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其中，所述第一耦合短柱（r）的直径d(r)=相邻2个该第二耦合短柱（t）之间的距离f减去d(t)=20-7.1=12.9毫米。
如上的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其中，该第一耦合短柱（r）、第二耦合短柱（t）、该第三耦合短柱（s）与该第四耦合短柱（u）的直径比计算得值大0.01~0.10毫米以保持耦合之间的摩擦力。
如上的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其中，还包括零件，该零件柱头与该圆筒状耦合短柱之间为过盈配合。
如上的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其中，所有模块边缘均为圆角；模块的耦合柱与边缘的圆角具有相同圆心；多个单位模块拼搭出统一的配合的曲面。
有益效果：
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
使用本发明，除了C模块本身的搭建和常规积木的自由搭建之外，在如下各种方式的搭建中提供了更为自由的搭建能力和搭建手感：
一、C模块正面与D模块反面耦合：通过耦合短柱r 与耦合短柱u以及D模块侧壁耦合产生摩擦力。因为侧壁的变形力量比较少，这样的方式比现有技术能更好的控制耦合的摩擦力以及体验的手感。
二、C模块反面与D模块正面耦合：通过C模块侧壁和耦合短柱t两者与D模块正面耦合短柱s耦合形成摩擦力。本发明的设计可以在任何地方实现耦合。
三、C模块的反面与D模块的反面耦合：因本发明s, t, u 3个耦合短柱的直径大小一致，因此，C模块的反面与D模块的反面可以任意耦合搭建。
四、C模块的正面与D模块的正面耦合：因本发明D模块的正面与反面耦合短柱s,u的直径大小一致，因此，D模块除了反面与C模块的正面耦合以外，其正面也可以与C模块的正面可以任意耦合搭建，特别是在C模块是一个非常大的平板零件时（比如50CM*50CM），这个特点会更加凸出。 （图17、图18）
五、C模块的反面与L模块的正面耦合：L模块是C模块的一个实施案例其正面只有一个耦合短柱，而且耦合短柱的直径大小与r一致，这样这个L模块可以与C模块反面任意位置耦合，这个会提供非常多的变化与设计空间。（图19）
六、C/D模块的正面的耦合短柱不仅限于8个，此文件里面的图示只是示意，它可有1，2，3...5...10...20...50...等无数个耦合短柱，这样可以提供更无法想象的搭建乐趣。 通过对模块边缘圆角设计、模块的耦合柱与边缘的圆角具有相同圆心的设计；多个单位模块可以拼搭出统一的配合的曲面，让手感更加舒适，拼搭外观面更加统一、更为自由、安全、手感好；更容易的搭建成不同系列、不同设计的玩具，实现搭建者的丰富构想。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：
图1是现有的积木玩具构筑套件A模块的正面示意图。
图2是现有的积木玩具构筑套件A模块的反面示意图。
图3是现有的积木玩具构筑套件B模块的正面示意图。
图4是现有的积木玩具构筑套件B模块的反面示意图。
图5是现有的积木玩具构筑套件A模块的反面与B模块的正面搭建方式的示意图。
图6是现有的积木玩具构筑套件A模块的反面与B模块的正面搭建方式的示意图。
图7为本发明的C模块（第一模块）的正面示意图。
图8为本发明的C模块的反面示意图。
图9为本发明的D模块（第二模块）的正面示意图。
图10为本发明的D模块的反面示意图。
图11为本发明C模块反面与D模块正面耦合示意图。
图12为本发明图11耦合关系的耦合原理图。
图13是随意换了一个位置后，C模块反面与D模块正面耦合示意图。
图14是图13耦合关系的耦合原理图。
图15是本发明C模块的反面和D模块的反面耦合示意图。
图16是图15耦合关系的耦合原理图。
图17是本发明C模块的正面和D模块的正面耦合示意图。
图18是图17耦合关系的耦合原理图。
图19 C模块与L模块的耦合示意图。
图20是K模块示意图，显示了K模块可以通过柱头v 插接在C模块的通孔中。
图21显示了多个单位模块C 、L 和J拼搭出统一的配合的曲面。
具体实施方式
本发明提供一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，提高了积木搭建的自由度。
为了使本发明技术实现的措施、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
图7为本发明的C模块（第一模块）的正面示意图，其具有多列耦合短柱r，耦合短柱r是穿透C模块的圆筒状。
图8为本发明的C模块的反面示意图，具有凹面，在凹面中具有多列凸起的耦合短柱t，在凹面的侧壁具有多个肋条。C模块反面耦合短柱t的分布设计为：列：均匀的分布于与正面耦合短柱r相同的列中以及将相邻的两列等分的中间。行：在与正面耦合短柱r相同的列中，每个耦合短柱t耦合短柱r相间排列，并且处于两个耦合短柱r等分的中间。因此，这样的列中，耦合短柱t的数量比耦合短柱r的数量少一个。在位于将相邻的两列耦合短柱r等分的中间位置的列中，每个耦合短柱t位于其同一行的两个耦合短柱r的等分的中间位置。因此，这样的列中，耦合短柱t的数量与耦合短柱r的数量相同。
图9为D模块（第二模块）的正面示意图，其具有多列耦合短柱s，耦合短柱s是穿透D模块的圆筒状。耦合短柱s的数量与C模块耦合短柱r的数量相同。
图10为本发明的D模块的反面示意图，具有凹面，在凹面中具有一列凸起的耦合短柱u，在凹面的四个侧壁具有与耦合短柱u正对的多个肋条。D模块反面耦合短柱u的分布设计为：列：位于将正面耦合短柱s相邻的两列等分的中间。行：每个耦合短柱u处于两个耦合短柱s等分的中间。因此，每一列中，耦合短柱u的数量比耦合短柱s的数量少一个。
本发明设计为C模块与D模块上面的耦合短柱r, s, t, u 有下面的关系：
耦合短柱s, t, u的直径大小相同。
耦合短柱s, t, u的直径与D模块的宽度尺寸有关系， 具体如下：
耦合短柱s的直径d(s)=X/2-g*2-h*2,
X为D模块的宽度，g为D模块侧壁壁厚，h为侧壁肋条厚度；
例如D模块的宽度X为20毫米，D模块侧壁壁厚g为1.2毫米，侧壁肋条厚度h为0.25毫米，则d(s)=d(t)=d(u)=X/2-g*2-h*2=20/2-1.2*2-0.25*2=7.1毫米。
其他尺寸的实施例不再赘述。
C模块上的耦合短柱r的直径大小是根据其反面耦合短柱t 的直径得来，方法如下：
C模块上耦合短柱r的直径d(r)=2个耦合短柱t之间的距离f减去d(t)。
在如上具体尺寸的举例中，d(r)尺寸为：
d(r)=2个耦合短柱t之间的距离f- d(t)=X- d(t)=12.9毫米。
实际设计过程中，由于需要产生摩擦力，所以实际d(r), d(s,t,u) 的直径会比12.9以及7.1毫米稍微大一点点，比如大0.01~0.10毫米。
这样的巧妙设计，给本发明带来了多维度的自由搭建属性，图11是C模块反面与D模块正面耦合示意图。图12是图11耦合关系的耦合原理图。由此可以看出，因为C模块与D模块上面的耦合短柱r, s, t, u设计，使得耦合成功。
图13是随意换了一个位置后，C模块反面与D模块正面耦合示意图。图14是图13耦合关系的耦合原理图。不管D模块的什么位置与C模块的什么位置耦合，因为C模块与D模块上面的耦合短柱r, s, t, u设计，耦合都很自由和成功。
图15是本发明C模块的反面和D模块的反面耦合示意图。图16是图15耦合关系的耦合原理图。因为C模块与D模块上面的耦合短柱r, s, t, u设计，耦合都很自由和成功。
图17是本发明C模块的正面和D模块的正面耦合示意图。图18是图17耦合关系的耦合原理图。因为C模块与D模块上面的耦合短柱r, s, t, u设计，耦合都很自由和成功。
图19是本发明C模块的反面和L模块的正面耦合示意图。因为C模块正反面耦合短柱r, t 设计，耦合都很自由和成功。
由上述可知,使用本发明的多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，除了C模块本身的搭建和常规积木的自由搭建之外，在如下各种方式的搭建中提供了更为自由的搭建能力和搭建手感：
一、C模块正面与D模块反面耦合：通过耦合短柱r 与耦合短柱u以及D模块侧壁耦合产生摩擦力。因为侧壁的变形力量比较少，这样的方式比现有技术能更好的控制耦合的摩擦力以及体验的手感。
二、C模块反面与D模块正面耦合：通过C模块侧壁和耦合短柱t两者与D模块正面耦合短柱s耦合形成摩擦力。本发明的设计可以在任何地方实现耦合。
三、C模块的反面与D模块的反面耦合：因本发明s, t, u 3个耦合短柱的直径大小一致，因此，C模块的反面与D模块的反面可以任意耦合搭建。
四、C模块的正面与D模块的正面耦合：因本发明D模块的正面与反面耦合短柱s,u的直径大小一致，因此，D模块除了反面与C模块的正面耦合以外，其正面也可以与C模块的正面可以任意耦合搭建，特别是在C模块是一个非常大的平板零件时（比如50CM*50CM），这个特点会更加凸出。 （图17、图18）
五、C模块的反面与L模块的正面耦合：L模块是C模块的一个实施案例其正面只有一个耦合短柱，而且耦合短柱的直径大小与r一致，这样这个L模块可以与C模块反面任意位置耦合，这个会提供非常多的变化与设计空间。（图19）
六、C/D模块的正面的耦合短柱不仅限于8个，此文件里面的图示只是示意，它可有1，2，3...5...10...20...50...等无数个耦合短柱，这样可以提供更无法想象的搭建乐趣。
除此之外,本发明还提供了一些特殊结构零件、模块的自由、稳定搭建。图20是K模块示意图，显示了K模块可以通过柱头v插接在C模块通孔中。
模块K上面的柱头v和耦合短柱r 的内孔为过盈配合，例如零件十字形柱头v的直径d(L)=10.8 毫米，插接的短柱r内孔的直径设计为d(E)=10.7 毫米，通过过余干涉提供摩擦力。
如图21所示，为了搭建手感好、更安全，本发明的积木模块还有如下的精妙设计：
模块边缘均为圆角；模块的耦合柱与边缘的U圆角具有相同圆心；因此，多个单位模块C、J和L 都可以拼搭出统一的配合的曲面U，让手感更加舒适，拼搭外观面更加统一。
由上述介绍可以看出，本发明通过积木玩具构筑套件的巧妙的结构设计，实现了C模块正面与D模块反面、C模块反面与D模块正面、C模块的反面与D模块的反面，C模块的正面与D模块的正面，以及C模块的反面与L模块的正面五种方式的自由搭建，与任何零件、模块的搭建更为自由、安全、手感好；更容易的搭建成不同系列、不同设计的玩具，并且外观统一，手感舒适，实现搭建者得构想，其经济价值是无可估量的。

Claims (10)

1.一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，包括：第一模块，其特征在于，
所述第一模块的正面具有单个、单列、两列或者多列第一耦合短柱（r），第一模块的反面具有凹面，在该凹面中具有多列凸起的第二耦合短柱（t），在该凹面的侧壁具有多个肋条；该第二耦合短柱（t）的分布为：
列：均匀的分布于与该正面第一耦合短柱（r）相同的列中以及将相邻的两列等分的中间；
行：在与该正面第一耦合短柱（r）相同的列中，每个该第二耦合短柱（t）与该第一耦合短柱（r）相间排列，并且处于两个该第一耦合短柱（r）等分的中间；因此，在这样的列中，该第二耦合短柱（t）的数量比该第一耦合短柱（r）的数量少一个；
在位于相邻的两列该第一耦合短柱（r）等分的中间位置的列中，每个该第二耦合短柱（t）位于其同一行的两个该第一耦合短柱（r）的等分的中间位置；因此，在这样的列中，该第二耦合短柱（t）的数量与该第一耦合短柱（r）的数量相同。
2.根据权利要求1所述的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其特征在于，还包括第二模块，所述第二模块的正面具有单个、单列、两列或者多列第三耦合短柱（s），该第三耦合短柱（s）是穿透该第二模块的圆筒状；该第三耦合短柱（s）的数量可以是1，2，3或者任意数字。
3.根据权利要求2所述的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其特征在于，所述第二模块的反面具有凹面，在该凹面中具有凸起的第四耦合短柱（u），在该凹面的侧壁具有与该第四耦合短柱（u）正对的多个肋条；该第二模块反面第四耦合短柱（u）的分布为：
列：位于将正面第三耦合短柱（s）相邻的两列等分的中间；
行：每个该第四耦合短柱（u）处于两个该第三耦合短柱（s）等分的中间；因此，该第四耦合短柱（u）的数量比该第三耦合短柱（s）的数量少一个。
4.根据权利要求3所述的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其特征在于，所述该第二耦合短柱（s），该第三耦合短柱（t）与该第四耦合短柱（u）的直径大小相同；该第二耦合短柱（s）、该第三耦合短柱（t）与该第四耦合短柱（u）的直径与该第二模块的宽度尺寸的关系为：
耦合短柱的直径d(s)=X/2-g*2-h*2
其中，X为该第二模块的宽度；g为该第二模块侧壁壁厚；h为该第二模块侧壁肋条厚度。
5.根据权利要求4所述的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其特征在于，所述第二模块的宽度为20毫米，第二模块侧壁壁厚g为1.2毫米，第二模块侧壁肋条厚度h为0.25毫米；该第二耦合短柱（s）、该第三耦合短柱（t）与该第四耦合短柱（u）的直径d(s)=d(t)=d(u)=7.1毫米。
6.根据权利要求5所述的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其特征在于，该第一模块上第一耦合短柱（r）的直径d(r)=相邻2个该第二耦合短柱（t）之间的距离f减去d(t)；该第一耦合短柱（r）是穿透该第一模块的圆筒状。
7.根据权利要求6所述的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其特征在于，所述第一耦合短柱（r）的直径d(r)=相邻2个该第二耦合短柱（t）之间的距离f减去d(t)=20-7.1=12.9毫米。
8.根据权利要求7所述的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其特征在于，该第一耦合短柱（r）、第二耦合短柱（s）、该第三耦合短柱（t）与该第四耦合短柱（u）的直径比计算得值大0.01~0.10毫米。
9.根据权利要求8所述的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其特征在于，还包括零件，该零件柱头与该圆筒状耦合短柱之间为过盈配合。
10.根据权利要求9所述的一种多维度、可正反面自由搭建的积木玩具构筑套件，其特征在于，所有模块边缘均为圆角；模块的耦合柱与边缘的圆角具有相同圆心；多个单位模块拼搭出统一的配合的曲面。
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