CN108786145A - 一种积木及其积木块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种积木及其积木块。该积木既可作为玩具又能拼搭出一些家庭实用物件。该积木由若干积木块和连接件组成。积木中的关键性积木块呈长方体状。积木块中的全部或部分面设为连接面。连接面中设有连接口。所有连接口按一定的方法设置。从而可以达至，当一个或一组积木块接入另一个或一组积木块时，无论是采用纵向、横向、末端垂直方向中的任一种方式，它们之间相对应的连接口都能很好地吻合。只要合理搭配，本积木可以拼搭出各种各样的牢固物件。

Description

一种积木及其积木块

技术领域

本发明涉及一种积木及其相应的积木块。更具体而言，是一种可拼搭出各式各样牢固的玩具、家具、 模型等的积木。

背景技术

随着社会的发展，儿童积木玩具越来越多。许多家庭的房屋内堆积着小孩子遗弃的积木玩具，丢掉既 浪费又不环保，不丢掉又占用房屋空间。另外，多数现有积木玩具功能较单纯，无法让孩子们完全按自己 的思路去拼搭各种复杂的立体模型，无法更好地培养他们的空间想象力和创造力。有些积木虽有一定的自 由拼搭功能，但拼搭出的条状或面状体无法承受较强的压力和拉力。为解决上述问题，要求积木不但有非 常好的自由连接性和多方向的拓展性，而且积木所拼搭出的条状物、面状物、立体状物件能够承受较高强 度的压力和拉力。从而，积木能组合、拼搭出较牢固的物件。从而，这种积木既可以用作玩具，例如组装 成城堡模型、桥梁模型等，又能组合成其它有实用价值的物件，例如家用凳子、鞋架、收纳箱、室内装饰 品等等。当该积木不再需要用作玩具时，用它来构建家用物件。从而，达到物尽其用、环保的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既可用于未成年人的益智玩具、又可用作实用性的家具和装饰等的积木。 这种二用性是该积木与现有普通积木的重大差别。另外，该积木内包含的积木块的种类较少、使用简易。

本发明首先要提供的，是一种外形呈长方体状的积木块。所述长方体的底面为边长等于a的正方形或 者长等于2a宽等于a的长方形。所述长方体的高等于a的正整数倍。也即是说，所述长方体中最长边的 长度等于其最短边的正整数倍。所述正整数的值大于或等于2、小于或等于40。由此，所述积木块六个面 中的每个面都是刚好由整数个边长为a的正方形区域(即a×a)构成。在任一个上述a×a正方形区域 (即正方形面)的二条中垂线(是指该正方形四条边的中垂线在面内的部分)上或者二条对角线上可设有连 接口，连接口用于插入连接件以实现积木块之间的连接。本发明称设有这样的连接口的一个上述a×a正 方形区域为一个连接单元。本发明称所述积木块中设有所述连接单元的面为连接面。也就是说，所述积木 块设有所述连接面及其连接单元和连接口。所述积木块按下面二种方法中的一种或二种设置所述连接口： (1)，在积木块的每一所述连接单元的二条中垂线上设四个连接口或者在积木块的每一所述连接单元的二 条对角线上设四个连接口，且各个连接口到该连接单元的中心的距离相等；(2)，在积木块的每一所述连 接单元的中心(即连接单元的二条中垂线的交点，也即二条对角线的交点)处设一个连接口。也就是说， 在所述积木块的下面二种位置中的至少一种设有所述连接口：第一种，在积木块的每一所述连接单元的二 条中垂线上的四个位置或者在积木块的每一所述连接单元的二条对角线上的四个位置，且各个位置到该连 接单元的中心的距离相等；第二种，在积木块的每一所述连接单元的中心。

在所述积木块中，至少有三个面，该三个面中的任一面，所述连接单元所占的总区域超过该面总区域 的一半。这样，积木块之间就能进行三维拓展拼接。

优选地，在所述积木块中，至少有五个面，该五个面中的任一面，所述连接单元所占的总区域超过该 面总区域的一半，且所述连接口只设于所述连接单元的中心。更优地，上述的积木块中有一个面为非连接 面，非连接面上无连接口，其余的五个面都设为所述连接面。当这些平整面都朝同一方向组合成一平面时， 能拼搭出有完整平整面(面上无连接口)的模型或家具。

优选地，所述积木块中的各个所述连接面布满所述连接单元。这样，当二个或若干个所述积木块之间 紧密拼接时，无论是采用平行还是垂直方向接入，只要有一个连接单元的连接口吻合，它们之间相对应的 其它连接口也可实现吻合。

上述积木块也可以是一些非完整的长方体设置而成。对与上述积木块外形规格相同的长方体进行某些 处理，例如进行适当的倒角或挖坑等处理后，长方体虽有缺损，但仍能参照上述方法设置连接口，达至上 述积木块的基本功能。本发明称这种与上述积木块的外形相同，但经上述缺损处理后的长方体为类同长方 体。综上所述，所述积木块的外形呈长方体状或类同长方体状。

根据上述的积木块，本发明提供了一种积木。所述积木含有上述的一项或若干项积木块和下述连接件。 所述连接件是指与上述连接口匹配的用于各积木块之间连接的构件。所述连接口可有多种设置方式。一般 地，连接口内部设成相同大小的连接孔状或连接洞状。本发明将贯穿性的连接孔和非贯穿性的连接洞统称 为连接孔洞。连接件可以设成实心柱形或空心管形。如果设成空心管形，既可以设成闭合的管形，也可以 设成非闭合的管形。

一套积木产品中所含积木块的种类可以根据具体情况而定，有很多种组合方式，例如：a×a×2a积 木块与a×a×4a积木块组合、a×2a×2a积木块与a×2a×4a积木块组合、a×a×2a积木块与a× a×3a积木块和a×a×6a积木块组合等等。

附图说明

图1A是实施例一中有五个连接面的a×a×2a积木块立体示意图。

图1B是图1A对应的主视图。

图1C是图1A对应的后视图。

图1D是图1A对应的俯视图和仰视图。

图1E是图1A对应的右视图。

图2是实施例一中有五个连接面的a×a×4a积木块立体示意图。

图3A是非闭合圆管形连接棒立体示意图。

图3B是非闭合圆管形连接棒左视图。

图4是实施例一中的积木块受力情况示意图。

图5所示为实施例一中的积木拼搭的小笔缸立体示意图。

图6是每个连接单元的中垂线上设有四个连接口的a×a×2a积木块立体示意图。

图7是每个连接单元的对角线上设有四个连接口的a×a×2a积木块立体示意图。

图8A是实施例二中有五个连接面的2.5cm×2.5cm×2.5cm木块立体示意图。

图8B是图8A的主视图及后视图、左视图、右视图。

图8C是图8A的仰视图。

图9A是实施例二中有五个连接面的2.5cm×2.5cm×5cm积木块立体示意图。

图9B是图9A对应的主视图。

图9C是图9A对应的后视图。

图9D是图9A对应的右视图。

图9E是图9A对应的俯视图和仰视图。

图10是实施例二中有五个连接面的2.5cm×2.5cm×10cm积木块立体示意图。

图11A是实施例二中的连接件的立体示意图。

图11B是图11A对应的左视图。

图12是用实施例二中的积木拼搭的小凳子立体示意图。

图13A是实施例二中的装卸工具主视图。

图13B是图13A对应的A-A剖面图。

图13C是图13A对应的B-B剖面图。

图14A是实施例三中的a×2a×10a积木块立体示意图。

图14B是图14A的另一角度立体示意图。

图15是实施例三中的a×2a×20a积木块立体示意图。

图16是实施例三中正面为2.5cm×2.5cm的覆盖构件立体示意图。

图17是实施例三中正面为2.5cm×10cm的覆盖构件立体示意图。

图18是实施例三中的积木拼搭出的鞋架立体示意图。

图中标记：101为连接孔洞；401、402、403为2.5cm×2.5cm×10cm积木块；404、405、406、 407为2.5cm×2.5cm×5cm积木块。

具体实施方式

下面三个实施例将结合附图，对本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的效果作进一步的详 细说明。

实施例一

本例积木块的材料为木质。本例积木包含二项积木块，外形分别为a×a×2a和a×a×4a，它们是 图1A、图1B、图1C、图1D、图1E和图2所示的长方体积木块。二项积木方块的外形具体尺寸分别是 2.5cm×2.5cm×5cm、2.5cm×2.5cm×10cm。每一个积木块都有一个面为非连接面(面上平整而无 连接口)，它们分别是2.5cm×5cm面、2.5cm×10cm面。每个积木块的其余五个面布满连接单元。连 接口设在每个连接单元的中心。也即是，在2.5cm×2.5cm连接面中，设有一个连接孔洞，孔洞口的中 心点(即连接孔洞在面上的中心点，下同)到四条边的距离都为1.25cm；在其它长方形面中，孔洞口的中 心点到较近边的距离为1.25cm，相邻的二个孔洞口的中心点相距2.5cm。连接口内设成孔径(直径)为 0.6cm的圆柱形连接孔洞(如附图1A中所标示的101)。在本实施例中，连接面中的连接孔洞垂直于该 面。在积木块内部，各连接孔洞之间有阻隔。

这样，无论是两个横向紧邻的积木块，还是两个纵向紧邻的积木块，只要相互对齐，都可用另一长方 体积木块与它们同时连接。而且，积木块无论是采用纵向、横向、末端垂直方向中的哪一种方式进行接入， 都可实现相互对应的连接单元及连接口吻合。因此，这种积木具有非常好的自由连接性和多方向的拓展性。 少年儿童可充分发挥自己的想象力，自由拼搭出各式各样牢固的家具及模型。

上述积木块用如图3A、图3B所示的连接棒作为连接件。上述连接棒在自然状态下呈非闭合空心管状， 纵向有一条缝隙，其横切面类似字母“C”形而不是闭合的圆形，长度为1.8cm。该连接棒用较强弹性塑 料制成，可用外力挤压成闭合状态。“C”形横切面从缝隙处往里的管壁厚度呈递增状，也即是说空心圆柱 状连接棒从缝隙两边往里的管壁厚度呈递增状。这样能使连接棒对连接孔洞内壁的挤压力更均匀地分布在 各处。自然状态时其横切面直径比连接孔洞横切面直径略大。当受外力挤压至闭合状态时，其直径稍小于 0.6cm。从而，连接棒较易插入连接孔洞。当连接棒插入连接孔洞后，因其弹力而压紧连接孔洞壁而增加 牢固度。连接棒外表设有纹路，以增大与手或连接孔洞壁的接触摩擦。

下面举例说明积木块组合后的受力情况。如图4所示，由三块2.5cm×2.5cm×10cm积木块(代号 分别标记为401、402、403)和四块2.5cm×2.5cm×5cm积木块(代号分别标记为404、405、406、 407)拼接成的小物件。积木块之间已用连接件进行连接。当上述小物件放在平地上，假如它的中间受到 一个从上往下的压力时，积木块401与积木块402接触处上边的挤压力将通过连接件的传导被转化为对积 木块403的拉力和折力。同理，积木块403与积木块404接触处上边的挤压力将被转化为对积木块401 的拉力和折力；积木块403与积木块405接触处上边的挤压力将被转化为对积木块402的拉力和折力； 积木块401、积木块402与积木块404、积木块403、积木块405接触处上边的挤压力则转化为对积木块 406、积木块407的压力和拉力。另外，如有作用于此小物件纵向和横向的拉力，也被转化到各积木块的 内部。可见，积木块401、积木块402、积木块403只要采用如图所示的半段对半段的接法，则能承受对 其较大的压力和拉力。积木块404和积木块405除受力外，还可使小物件完整美观。通常的木头、塑料等 材料制成的长方体状物，横切面很小就可以承受较大的拉力或折力。如果物件中某一部分需要承受高强度 的力，可以在该部分增加积木块的数量，做适当的拼搭即可。故此，这样拼搭出的物件是一个能承受较大 压力和拉力的牢固物件。此特性使这种积木既可以用作玩具又可以用作家具等。

在本实施例中，积木块内部各连接孔洞之间有阻隔。在拼搭和拆御时，连接棒大概有半根留在连接孔洞 外。所以，在拼搭和拆御时，可用手夹住连接棒的一端进行插拔，不需要另外的工具。本例积木的优点是， 积木的使用非常简易、方便。

图5示出用本例积木拼搭的小笔盒。

另外，为使拼搭出的物件更牢固以及拼搭效率更高，积木产品中可增配如下积木块：二个或若干个上 述积木块的合体积木块，例如外形为5cm×5cm×10cm的积木块。

如果把本例中积木块改为在每个连接单元的二条中垂线上或二条对角线上设四个与该单元中心等距 的连接口，连接口数量会增至原来的4倍。从图6与图7示出的a×a×2a积木块中可见，将这类积木块 的连接口的尺寸作适当改变，也可实现上述的积木功能。这类a×a×4a积木块的连接口设置与图6、图 7积木块类似，故省略示图。这类积木块的特点是，连接口会较多，连接件会较短。

实施例二

本例用塑料作为积木块和连接件的原材料。本例积木包含下面三项积木块：2.5cm×2.5cm×2.5cm 的正方体积木块、2.5cm×2.5cm×5cm的长方体积木块、2.5cm×2.5cm×10cm的长方体积木块。正 方体积木块如图8A、8B、8C所示。2.5cm×2.5cm×5cm积木块如图9A、9B、9C、9D、9E所示。 2.5cm×2.5cm×10cm积木块如图10所示。其中，2.5cm×2.5cm×10cm积木块和2.5cm×2.5cm ×5cm积木块结构类似，故省略其各向视图。在三项积木块中每一项都有一个面是平整而无连接口的面， 它们分别是2.5cm×2.5cm面、2.5cm×5cm面、2.5cm×10cm面。每个积木块的其余五个面布满连 接单元。连接口位于每个连接单元的中心。连接口内设成长方体状的连接孔洞。连接孔洞横切面是边长为 0.6cm的正方形。在本实施例中，积木块内的各连接口之间是相贯通的。上述积木块的连接件如图11A、 图11B所示。连接件整体上呈长方体状，两端有倒角，以方便插入连接孔洞。连接件设成能刚好插紧连接孔洞。连接件长度为1.7cm，略小于连接单元边长与连接孔洞横切面边长的差，这样的长度能使连接件 与连接孔洞有较大的接触面积而不易脱落，但又不会阻碍其它连接件通过连接孔洞中心交汇处。连接件内 部轴心方向(纵向)设成圆管状，圆管内壁设成类似螺母的内螺纹状。连接件外表设有纹路，以增大接触 摩擦。

因为连接孔洞为贯穿性的，所以使用本例积木块，有时需要用到装卸工具。装卸工具如图13A所示， 图13B是它的A-A剖面图，图13C是它的B-B剖面图。装卸工具中间一段设成方便手握紧的圆棒状。装 卸工具的其中一端设成与连接件内管螺纹相匹配的螺丝状，可以旋入连接件内管中。当螺丝状一端旋入连 接件管内适当深度，即可操控连接件在连接孔洞内进退移动。装卸工具的另一端设成横切面为0.55cm× 0.55cm的方条状。该方条外表有尺度标。在它插入连接孔洞时，根据插剩部分方条上的尺度标，就可以 知道它已经插入的深度。该方条端有二种作用：一，用它将连接件推至连接孔洞中的适当位置；二，当二 个积木块进行拼接，它们中二相对的连接孔洞用相互压入一根连接件的方法进行连接时，用它塞住各连接 孔洞之间的交汇处，防止连接件越位，以使连接件能较均匀地分在二个积木块中。

图12示出用本例积木拼搭的小凳子。

将积木块内的各连接孔洞之间设成相贯通，具有以下的优点。(1)，用户在拼搭时，有时积木块需嵌入 拐角位置，此时连接件无法同时插入相互垂直的二对连接孔洞，则只有各连接孔洞设成相互贯通，连接件 才能够用相通的连接孔洞口插入或拔出与之直通的连接孔洞中的连接件。从而，拼搭时可把几乎所有连接 孔洞都接入连接件，拼搭出较为牢固的物件。(2)，使用者可以较方便将积木块改成各连接孔洞不相互贯 通。例如，将大小适当的螺丝钉扭入各连接孔洞之间的交汇处形成堵塞状；或者，在各连接孔洞之间的交 汇处设一专用活动塞子，使用者可根据需要塞入或取出。从而，使用本例积木如使用实施例一中的积木块 般，不需装卸工具，拼搭方便。

用上述积木块拼搭成的积木物件，会有部分连接孔洞曝露在外面。积木中可搭配一些与上述积木块外 形规格相同、但有较多非连接面的积木块。优选地，积木中搭配一些只有1至2个连接面的积木块。当这 类积木块合理地拼接在物件中有连接孔洞的部分外表面，可使该物件更美观。

实施例三

上述二个实施例中的积木块都较短，具有较高的组合灵活性。因为一个积木块的最长边长度与最短边 a的比值越大，积木块之间拼搭组合的灵活度会越低，所以，一般比值不应超过40。在这个范围内，对于 拼搭较大的物件，用较长的积木块则可明显提高效率。本例中积木块的外形分别为a×a×2a、a×a×4a、 a×2a×10a、a×2a×20a，a值也是2.5cm。在本例积木中，积木块的材料、连接孔洞和连接件与实 施例一相同，积木块内各连接孔洞之间也是不相通的。a×a×2a积木块、a×a×4a积木块的示意图与 实施例一的相同。图14A和图14B示出a×2a×10a积木块的立体形状。图15示出a×2a×20a积木 块的立体形状。在拼接如图14A和图15这样连接口吻合较多的二个积木块时，只需在部分吻合的连接孔 洞对里面插入连接件，就可使拼出的物件牢固。

为使拼接完成的物件不曝露连接孔洞，本例积木中还增加了如图16和图17所示的二项覆盖构件。覆 盖构件是背面有凸柱的薄板，薄板正面为a×a整数倍的正方形或长方形。凸柱大小和凸柱间距以较好地 塞入连接孔洞为准。经过合理的覆盖，积木物件还可以变得更牢固。本例中二项覆盖构件的正面尺寸分别 设为2.5cm×2.5cm(如图16)、2.5cm×10cm(如图17)。薄板厚度为0.1cm，塑胶材料，可弯曲。 该凸柱类似于连接构件，高0.5cm，粗细以刚好能插紧连接孔洞为准。如果积木中所含的是凹陷较多或仅 有框架的类长方体积木块，则覆盖构件作用尤其重要。

图18示出用本例积木拼搭成的鞋架。

在上述三个实施例中，积木块内各连接孔洞分别设成不相通和相通的二种情况，它们各有优点。因此， 一套积木产品内可以同时包含上面两类积木块，即各连接口之间相贯通的积木块和各连接口之间有阻隔的 积木块，使它们优点互补。另外，各例中都含有二项如下关系的积木块，该二项积木块中的最长边长度与 最短边长a的比值不同、但底面外形相同，例如a×a×2a和a×a×4a积木块。也就是说，各例积木中 包含有二项底面外形相同但不等高的所列举的长方体积木块。这样的组合，可达到积木块之间的互补。

由上面实施例可见，拼搭的物件都是可拆解的。在不需要这些物件时，可将其拆除，把拆解出的积木 块用于拼搭其它模型或家具，实现再次利用，达到环保的目的。

上面实施例中写出尺寸和材料等，是为了更具体、清晰地进行说明，而非限制本发明专利。实施例中 的尺寸、材料等都可根据具体情况作出更改。

Claims (10)

1.一种积木块，其特征在于：所述积木块的外形呈长方体状或类同长方体状；所述长方体的底面为边长等于a的正方形或者长等于2a宽等于a的长方形；所述长方体的高等于a的正整数倍；所述正整数的值大于或等于2、小于或等于40；所述积木块中设有连接面，连接面中设有连接单元及连接口；在所述积木块的下面二种位置中的至少一种设有所述连接口，第一种、在积木块的每一所述连接单元的二条中垂线上的四个位置或者在积木块的每一所述连接单元的二条对角线上的四个位置、且各个位置到该连接单元的中心的距离相等，第二种、在积木块的每一所述连接单元的中心；在所述积木块中，至少有三个面，该三个面中的任一面，所述连接单元所占的总区域超过该面总区域的一半。

2.如权利要求1所述积木块，其特征在于：在所述积木块中，至少有五个面，该五个面中的任一面，所述连接单元所占的总区域超过该面总区域的一半；所述连接口只设于所述连接单元的中心。

3.如权利要求2所述积木块，其特征在于：所述积木块中有一个面为非连接面，且其余的五个面都布满所述连接单元。

4.如权利要求1所述积木块，其特征在于：所述积木块内各所述连接口之间相互贯通。

5.如权利要求1所述积木块，其特征在于：所述积木块的材料为木质或塑料。

6.一种积木，包括积木块和连接件，其特征在于：所述积木中包含有权利要求1至5中所述的一种或若干种积木块。

7.如权利要求6所述积木，其特征在于：所述积木中还包含有与所述积木块外形相同，但连接面数量为1至2个的积木块。

8.如权利要求6所述积木，其特征在于：所述积木中还包含有覆盖构件。

9.如权利要求6所述积木，其特征在于：所述积木中同时含有下述二类积木块，(1)、各连接口之间相互贯通的所述积木块，(2)、各连接口之间有阻隔的所述积木块。

10.如权利要求6所述积木，其特征在于：所述积木中包含有二项底面外形相同但不等高的所述积木块。