CN112272582A - 构造型玩具的立方体元件及其形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于构造型玩具的立方体元件，包括三个直的、端部开口的通道，每一个通道形成在两个相对立方体表面之间相邻的一个不同立方体表面上，并且沿着彼此正交的相反方向(X,Y,Z)延伸。每个通道都包括一个底壁和两个向上延伸的平行的侧壁，其中，底壁的宽度基本上等于立方体表面——位于从这个立方体表面出发正交延伸的通道的远侧——与同该远侧表面相邻的侧壁之间的距离。

Description

构造型玩具的立方体元件及其形成方法

技术领域

本发明涉及构造或组装型玩具，特别是给儿童玩的构造或组装型玩具，使他们能够搭建各种繁复的模型或结构。

背景技术

构造型玩具对开发年轻玩者的想象力、认知能力、动手能力及其他能力起着重要作用。在上个世纪，无数这样的玩具被引入市场。

通常，传统玩具由设计不同的基本元件组成。曾经尝试过使不相同的元件数量最小化。例如，日期为1968年1月2日(授予Glanzer等人)的美国专利第3,360,883号中，其声明如下(参见附图1)：

“本发明的主要目的在于提供一种易于组装的拼装玩具，这样，它就可以给年龄甚至很小的孩子使用，该玩具提供了搭建大量结构的可能性，而实际上只用三种基本元件。

根据本发明的拼装玩具由于其仅包括两个具有相同外部尺寸但结构不同的连接件和多个长度各异的圆柱杆，因此价格低廉，但是仍然为用户提供了建构非常复杂结构的可能性。”(第1栏第51-62行，强调划线是后加的)

Glanzer等人进一步披露：为了用作构造型玩具零件，该专利描述和要求保护的立方体必须由弹性材料(例如聚乙烯)制成(第2栏第8-9行)。

因此，本发明的目的是进一步减少设计不同的构造元件的数量，即减少到只有单 一元件。

本发明的又一个目的是使用这种单一构造元件来形成遵守众所周知的游戏“多米诺”的规则或基于相同原理的新规则的结构，从而创建新颖的3D“多米诺”游戏。

因此，长期以来都需要提供一种基于单一物体的构造型玩具及其形成方法，这种构造型玩具有开发年轻玩者的想象力、认知能力、动手能力及其他能力，并且还有助于创建一种新的多米诺骨牌游戏，这种游戏为该游戏的玩者提供许多新颖且更具挑战的可能性。

附图说明

通过以下描述并参考附图，将举例说明本发明的一些优选实施例，其中：

图1表示上述美国专利反映的现有技术；

图2a是根据本发明第一优选实施例的立方体元件的三维等轴测投影图；

图2b是图2a的元件从旋转后的位置看去的三维等轴测投影图；

图2c是图2a的元件的俯视图；

图2d是沿图2c的2d-2d线截取的剖视图；

图3示出的是根据本发明一个实施例的多个立方体元件互锁形成三维玩具结构的一个简单示例；

图4a是根据本发明第二优选实施例的立方体元件(即由三个相同的元件组成部分组成)的俯视和侧视视角的三维等轴测投影图；

图4b是图4a的立方体元件的仰视和侧视视角的三维等轴测投影图；

图5a是元件组成部分的三维等轴测投影图；

图5b是图5a的元件组成部分从旋转后的方向看去的三维等轴测投影图；

图5c是图5a和5b的元件组成部分的第一侧视图；

图5d是图5c的元件组成部分的前视图；

图5e是图5c的元件组成部分的后视图；

图5f是图5c的元件组成部分的俯视图；

图5g是图5c的元件组成部分的仰视图；

图5h是沿图5g的A-A线截取的剖视图；

图6a是根据本发明一个优选实施例的立方体元件的俯视和右视视角的三维等轴测投影图，示出了其顶部、前部和右侧表面上的点；

图6b是图6a的立方体元件从旋转后的方向看去的俯视和左视视角的三维等轴测投影图，示出了其顶部、前部和左侧表面上的点；以及

图3示出了根据本发明一个实施例的多个立方体元件互锁形成三维“多米诺骨牌”游戏结构的一个简单示例，示出了立方体元件外表面上的点。

发明内容

本发明涉及一种用于构造型玩具的立方体元件，包括三个直的、端部开口的通道，每一个通道形成在两个相对立方体表面之间相邻的一个不同立方体表面上，并且沿着彼此正交的相反方向(X,Y,Z)延伸。每个通道都包括一个底壁和两个向上延伸的平行的侧壁，其中，底壁的宽度基本上等于立方体表面与相邻侧壁之间的距离，该立方体表面位于从这个立方体表面出发正交延伸的通道的远侧。

根据本发明的一些实施方式，因此提供了一种用于构造型玩具的立方体元件，包括三个直的、端部开口的通道，每一个通道形成在相邻的不同立方体表面上，并且沿着彼此正交的相反方向(X,Y,Z)延伸。分别形成在第一、第二和第三表面上的第一、第二和第三通道的每个通道都具有底壁、第一侧壁和与第一侧壁隔开的平行的第二侧壁，并且分别在第一、第二和第三表面中的第一对相对表面之间延伸，但分别与第一、第二和第三表面中的第二对相对表面平行设置。

根据本发明的一些实施例，第一、第二和第三通道中每一个通道的第一侧壁和第二侧壁之间的距离，等于第二对相对表面中的一个表面与相邻侧壁之间的距离，该表面位于从这个表面出发正交延伸的通道的远侧。根据本发明的实施例，立方体元件中每个通道的第一侧壁从底壁向上延伸，第二侧壁从底壁向上延伸。第一、第二和第三通道中每一个通道的第一侧壁分别与各第一、第二和第三表面中第二相对表面的一个表面，形成具有第一侧壁的脊状部分，第二相对表面中的这个表面位于分别从这些表面中每一个表面出发正交延伸的通道的远侧，脊状部分的尺寸和构造设计成分别紧密贴合或卡扣配合在每个所述通道中。

根据本发明的优选实施例，每个通道的第一和第二侧壁垂直于底壁向上延伸，每个脊状部分的宽度基本等于每个通道的第一和第二侧壁之间的距离，并且尺寸和构造设计成可分别紧密贴合或卡扣配合在每个通道中。

根据本发明的优选实施例，立方体元件包括彼此附接在一起的三个相同的组成部分，其中每个组成部分都包括与该组成部分一体形成的扁平的第一侧翼部、与该组成部分一体形成的具有一定轮廓形状的第二侧翼部、并列设置在该组成部分的内侧的第一销和第二销、与第一销和第二销斜向相对地设置在第二侧翼部的内侧上的第三销，其中，每个组成部分上的第一销和第二销之间的距离，被设计尺寸并配置成在将每个组成部分组装到另一组成部分上时，以卡扣配合的方式接纳另一组成部分的第三销。

根据本发明的优选实施例，通道侧壁中的至少一个形成有从侧壁表面向通道内突出的至少一个柔性舌状件。舌状件可以与其相应侧壁一体形成。

本发明还涉及一种多米诺游戏，包括一组根据本发明的立方体元件。每个立方体元件都包括在立方体元件的每个表面上标记的至少一个点，或者不包括点，并包括由多米诺游戏的制造商设定和修改用于玩游戏的至少一个规则。通过将第一立方体元件的脊状部分紧密贴合或卡扣配合到第二立方体元件的通道中，第一立方体元件与第二立方体元件互锁在一起，从而使第一立方体元件的至少一个表面与第二立方体元件的至少一个表面对齐，其中，这些表面具有同样的至少一个点或没有点。

根据本发明，还提供了一种形成立方体元件的方法，该方法包括：提供第一元件组成部分，第一元件组成部分具有与所述组成部分一体形成的扁平的第一侧翼部、与所述组成部分一体形成的具有一定轮廓形状的第二侧翼部、并列设置在所述组成部分的内侧的第一销和第二销、与所述第一销和第二销斜向相对地设置在所述第二侧翼部的内侧上的第三销；确定每个所述组成部分上的所述第一销和第二销之间距离的尺寸和构造，从而以卡扣配合的方式接纳另一所述组成部分的所述第三销；提供第二所述元件组成部分；将所述第一所述组成部分的组装件组装到所述第二所述组成部分；提供第三所述元件组成部分，并将所述第三组成部分组装到所述组装件。

具体实施方式

与本发明的实施例一起提供以下描述，使得本领域技术人员能够应用所述发明，并提出了发明人所设想的实施本发明的最佳方式。然而，对于本领域技术人员而言，各种修改仍然是清楚明白的，这是因为已经明确地定义了本发明的一般原理，用以提供一种用于构造型玩具的立方体元件，该立方体元件与具有相同结构的另一个立方体元件互锁。本发明的其他特征和优点从以下附图和说明中将变得清楚明白。

本发明涉及一种用于构造型玩具的立方体元件，在图2a至2d中示出了根据本发明一个实施例的立方体元件，其中，该立方体元件总体上被标记为C，并且测量结果为L×L×L。在立方体的三个相邻侧面分别形成有用X、Y和Z表示的通道，通道从两个相对的立方体外表面的一个侧面延伸到另一侧面，每个通道都沿着正交轴线X、Y和Z，并平行于其相应的立方体C侧面的边缘。通道都设置在距其相应的立方体侧面的对称平面为距离“a”的位置处。

更详细地说，根据图2a至2d中绘制的本发明实施例，在立方体C的第一立方体表面Fa处形成有总体上用X表示的直的、端口开口的通道，通道X在第一对相对立方体表面Fb和Fc之间延伸，并平行于第二对相对立方体表面Fd和Fe设置。在立方体C的与表面Fa相邻的第二立方体表面Fb上，形成有总体上用Y表示的直的、端口开口的第二通道，第二通道Y与通道X正交，在立方体表面对Fd和Fe之间延伸，并平行于相对的立方体表面Fa和Ff。在立方体C的与表面Fa和Fb都相邻的第三立方体表面Fd上，形成有总体上用Z表示的直的、端口开口的第三通道，第三通道Z与通道X和通道Y都正交，在立方体表面对Fa和Ff之间延伸，并平行于立方体表面Fb和Fc。每一个通道X、Y和Z都具有基本相等的宽度“a”，并设置在距立方体表面的距离基本上等于通道宽度“a”的位置处，该立方体表面位于从这个立方体表面出发正交延伸的通道的远侧，例如，通道X设置在距立方体表面Fe距离为“a”的位置处。

如图2c所示，通道X包括平行于其相应立方体表面Fa的平面的底壁Xa、垂直于底壁Xa向上延伸的第一侧壁Xb和垂直于底壁Xa向上并平行于侧壁Xb延伸的第二侧壁Xc。侧壁Xb和相邻的立方体表面Fa形成脊状部分Rx。底壁Xa的宽度和脊状部分Rx的宽度基本相等，如图2a所示，都标记为“a”。脊状部分Rx的尺寸设计为紧密贴合在通道X中，优选的是卡扣配合在通道中。如图所示，上述设计经过适当修改后同样适用于通道Y和Z。

本领域技术人员将理解，根据本发明一个实施例的立方体元件的通道X、Y和Z，可以被成形为各种几何形状，例如具有一个底壁和两个倾斜侧壁的梯形，只有两个倾斜侧壁的三角形，具有仅一个半圆形壁的半圆形，等等，而脊状部分Rx、Ry和Rz互补地成形，使其能紧密贴合在第二立方体元件中的相应通道内。将进一步认识到，第一立方体元件上的每个通道可被成形为不同的几何形状，而第二立方体元件上的每个脊状部分可被互补地成形以紧密贴合在第一立方体元件上的相应通道内，如上面针对矩形通道所描述的那样。

如图3所示，多个立方体元件C1-C4可以在不同位置进行组装或互锁，其中，立方体C1的脊状部分C1R1紧密贴合在立方体C2的通道C2Chl中，立方体C2的脊状部分C2R1紧密贴合在立方体C1的通道C1Chl中，立方体C2的脊状部分C2R2紧密贴合在立方体C3的通道C3Chl，立方体C3的脊状部分C3R1紧密贴合在立方体C2的通道C2Ch2，等等。因此，组装成了一个构造型玩具。

尽管根据本发明提出的立方体元件可以由实心材料制成，诸如木材或通过塑料模塑制成，但是根据本发明的另一方面，立方体元件有利的是空心的，由三个相同的注塑组成部分构成，这三个组成部分胶合或以其他方式附接到一起。

现在参照图4a和4b，很容易注意到，总体上用C表示的立方体元件与图2a和2b中的大部分相同，但事实上，它是空心的，由三个相同的用S表示的元件组成部分构成，这些组成部分是单独生产的，然后被放在一起，下面将对此进行更详细的描述。

可任选的是，如图4a所示，在每一个通道X、Y和Z处，优选是在通道X的侧壁Xb(如图2C所示)处以及分别在通道Y的侧壁Yb处和通道Z的侧壁Zb处，提供至少一个柔性舌状件T。这些舌状件的功能是，当两个立方体元件在构造过程中相互连接时，在一个立方体元件的脊状部分与第二立方体元件的通道之间产生摩擦力。

更详细地说，如在图5a-图5h可见，元件组成部分S总体上包括两个侧翼部W1和W2。侧翼部W1是扁平的，而侧翼部W2具有一定的轮廓形状，二者均与元件组成部分S一体地形成。每个元件组成部分S都还包括通道(X、Y或Z(如上所述具有一定的尺寸，经过改变和配置))，每个通道都包括至少一个柔性舌状件T，其与通道的侧壁一体地形成。

每个元件组成部分S都还设有布置在元件组成部分S的内侧上的两个并列的销P1和P2，以及与销P1和P2斜向相对地布置在侧翼部W2的内侧上的第三销P3；第一元件组成部分S上的销P1和P2之间的距离，其大小和结构设计为在将第一立方体元件组装到第二立方体元件上时以卡扣配合的方式接纳第二元件组成部分S的销P3。

图5b、5c、5e、5g和5h中所示的圆柱状突起P没有功能性目的。它仅用于增强根据本发明这个示例性实施例制造元件组成部分S所使用的注塑工艺。

专业的读者现在将容易理解，可以将三个元件组成部分S放在一起，以任何已知的方式胶合在一起，从而形成如图4a所示的空心立方体。

多米诺游戏是用矩形“多米诺”牌玩的游戏，每个牌都有一条线，将其表面分成两个方形的端部。每个端部都标记有一组点或是空白。传统的中欧多米诺套件由28个多米诺牌组成，特征是具有零到六点之间点数的所有组合。使用根据本发明的立方体元件代替传统多米诺游戏中的牌，可以为游戏的每个元件提供6个标记有点的平面，而不是只有多米诺牌的一个平面。立方体元件的点系统必然与传统多米诺系统的点系统不同，但基于相同的原理。

参见图6a和6b，其中示出了根据本发明的立方体元件C″，其标记的点非常像多米诺牌上的点，在立方体元件的每个外表面上都具有一组点。在表面E1上标记一组3个点，在表面E2上标记一组4个点，在表面E3上标记一组5个点。图6b表示图6a的立方体元件C″稍微向右旋转，其示出了表面E4上的一组4个点。每一个表面E5和E6都标记有一组点(未示出)。本领域技术人员将理解，根据制造商认为合适的规则，每个立方体元件的外表面都可以标记有不同的点组。

参见图7，其中示出了结构G，如上面图3所示，其用4个立方体元件H1-H4组装而成。根据游戏规则，用户组装结构G时，选择包括标记有一组5个点H1J1的一个外表面H1Il的第一立方体元件H1，包括标记有一组5个点H2J1的一个对应外表面H2I1的第二立方体元件H2，并且将这两个立方体元件互锁在一起，使得具有同样一组5个点H1J1和H2J1的对应表面H1Il和H2I1对齐。类似地，用户将立方体元件H3和H2互锁在一起，使得具有同样一组三个点H2J2和H3J1的对应表面H2I2和H3I1对齐。

根据本发明，根据制造商确定的规则在每个外表面上用一组点标记的立方体元件，提供了一种新颖的3D立方体“多米诺”游戏，具有与传统多米诺游戏相比更多的选择和可能性。

本发明所属领域的技术人员将容易认识到，在不脱离所附权利要求书和由所附权利要求书所限定的范围的情况下，可以将许多改变、修改和变型应用于前面所述的实施例。

还将认识到，本发明不限于以上仅通过示例描述的内容，而是仅由所附权利要求书限制。

Claims (14)

1.一种用于构造型玩具的立方体元件，其特征在于三个直的、端部开口的通道，每个通道形成在两个相对立方体表面之间相邻的一个不同立方体表面上，并且沿着彼此正交的相反方向(X,Y,Z)延伸，每个通道都具有一个底壁和两个向上延伸的平行的侧壁，底壁的宽度基本上等于立方体表面与毗邻所述立方体表面的侧壁之间的距离，所述立方体表面位于从该立方体表面出发正交延伸的通道的远侧。

2.一种用于构造型玩具的立方体元件，包括：

三个直的、端部开口的通道，每个通道形成在相邻的不同立方体表面上，并且沿着彼此正交的相反方向(X,Y,Z)延伸；

其中，分别形成在第一、第二和第三表面上的第一、第二和第三通道的每个通道都具有底壁、第一侧壁和与第一侧壁远离的平行的第二侧壁，并且分别在第一、第二和第三表面中的第一对相对表面之间延伸，但分别与第一、第二和第三表面中的第二对相对表面平行设置。

3.根据权利要求2所述的立方体元件，其中，所述第一、第二和第三通道中每个通道的所述第一侧壁和第二侧壁之间的距离，基本等于所述第二对相对表面中的一个表面——位于从这个表面出发正交延伸的通道的远侧——和与该远侧表面相邻的所述第一侧壁之间的距离。

4.根据权利要求3所述的立方体元件，其中，所述第一侧壁从所述底壁向上延伸，所述第二侧壁从所述底壁向上延伸；

其中，所述第一、第二和第三通道中每个通道的所述第一侧壁分别与所述第一、第二和第三表面中所述第二相对表面的所述表面——位于分别从所述表面中每一个表面出发正交延伸的通道的远侧——形成脊状部分，所述脊状部分的尺寸和构造设计成分别紧密贴合或卡扣配合在每个所述通道中。

5.根据权利要求10和11所述的立方体元件，其中，所述第一、第二和第三通道中每个通道的所述第一侧壁和第二侧壁垂直于底壁向上延伸；

其中，每个所述脊状部分的宽度分别基本等于每个所述通道的第一和第二侧壁之间的距离，并且尺寸和构造设计成分别紧密贴合或卡扣配合在每个所述通道中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的立方体元件，其中，所述立方体元件由诸如木材或塑料等实心材料形成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的立方体元件，其特征在于，所述立方体元件包括彼此附接在一起的三个相同的组成部分，所述组成部分包括：

与所述组成部分一体形成的扁平的第一侧翼部；

与所述组成部分一体形成的具有一定轮廓形状的第二侧翼部；

并列设置在所述组成部分的内侧的第一销和第二销；

与所述第一销和第二销斜向相对地设置在所述第二侧翼部的内侧上的第三销；以及

其中，每个所述组成部分上的所述第一销和第二销之间的距离，被设计尺寸和构造成在将每个所述组成部分组装到另一所述组成部分时，以卡扣配合的方式接纳另一所述组成部分的所述第三销。

8.根据权利要求9所述的立方体元件，其中，所述组成部分彼此胶合在一起。

9.根据权利要求9所述的立方体元件，其中，所述组成部分彼此卡扣配合在一起。

10.根据前述权利要求中任一项所述的立方体元件，其中，所述通道侧壁中的至少一个形成有从所述侧壁表面向通道内突出的至少一个柔性舌状件。

11.根据权利要求10所述的立方体元件，其中，所述舌状件与所述相应的侧壁一体地形成。

12.一种多米诺游戏，包括一组根据前述权利要求中任一项所述的立方体元件，并且还包括：

在所述立方体元件的每个表面上标记的至少一个点，或者不标记点；

由所述多米诺游戏的制造商设定和修改的用于玩所述游戏的至少一个规则；以及

其中，通过将第一立方体元件的所述脊状部分紧密贴合或卡扣配合到第二立方体元件的所述通道中，所述第一立方体元件与所述第二立方体元件互锁在一起，从而使所述第一立方体元件的至少一个所述表面与所述第二立方体元件的至少一个所述表面对齐，其中，这些表面具有同样的所述至少一个点或没有点。

13.一种形成用于构造型玩具的立方体元件的方法，该方法包括：

提供第一元件组成部分，其具有与所述组成部分一体形成的扁平的第一侧翼部、与所述组成部分一体形成的具有一定轮廓形状的第二侧翼部、并列设置在所述组成部分的内侧的第一销和第二销、与所述第一销和第二销斜向相对地设置在所述第二侧翼部的内侧上的第三销；

确定每个所述组成部分上的所述第一销和第二销之间距离的尺寸和构造，从而以卡扣配合的方式接纳另一所述组成部分的所述第三销；

提供第二所述元件组成部分；

将所述第一所述组成部分的组装件组装到所述第二所述组成部分上；

提供第三所述元件组成部分；

将所述第三组成部分组装到所述组装件上。

14.根据权利要求13所述的形成立方体元件的方法，还包括将所述第一组成部分、第二组成部分和第三组成部分彼此胶合在一起的步骤。

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