CN113975829B - 一种益智玩具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种益智玩具，包括：外螺环，外螺环设有圆柱形通孔，圆柱形通孔的内壁设有在轴向上相互错开的至少两个外限位层，每个外限位层包含至少一个外凸齿，圆柱形通孔的所有外凸齿在周向上相互错开，相邻两个外限位层之间在轴向上设有间距形成旋转区；内螺环，内螺环的外壁设有在轴向上相互错开的至少两个内限位层，每个内限位层包含至少一个内凸齿，内螺环的所有内凸齿在周向上相互错开；中螺环，中螺环由相互独立的两个半螺环拼合而成，中螺环的外壁设有外环形凹槽、内壁设有内环形凹槽，外环形凹槽内设有第一中凸齿。本发明的螺环之间设有相互咬合锁定的凹凸结构，通过转动以及调整螺环的位置能够解除锁定，最终使三个螺环相互脱离。

Description

一种益智玩具

技术领域

本发明涉及益智玩具技术领域，尤其涉及基于转动动作进行锁定或解锁的益智玩具。

背景技术

随着生活水平的提高，日常生活出现了很多能够开发智力、放松身心的益智玩具，益智玩具看似简单却大有玄机，涉及数学中的几何学、拓扑学、图论等多门学科，玩益智玩具过程中不仅需要动脑，还需要手眼配合等身体机能，能够训练身体协调性并增加智力。目前市场上的益智玩具种类有环类、扣类、绳类、拼板类等，不同的益智玩具之间重复性高、趣味性低，而且大部分的益智玩具解锁难度小，不能激发消费者的解锁兴趣。

发明内容

为了解决现有益智玩具解锁难度小、趣味性低的不足，本发明提出基于转动动作进行锁定或解锁的益智玩具，该益智玩具由三圈螺环构成，螺环之间设有实现相互咬合锁定的凹凸结构，通过转动以及调整螺环的位置，凹凸结构解除锁定，最终使三个螺环相互脱离。

本发明采用的技术方案是，设计益智玩具，包括：外螺环、内螺环以及中螺环。

外螺环，外螺环设有圆柱形通孔，圆柱形通孔的内壁设有在轴向上相互错开的至少两个外限位层，每个外限位层包含至少一个外凸齿，圆柱形通孔的所有外凸齿在周向上相互错开，相邻两个外限位层之间在轴向上设有间距形成旋转区；

内螺环，内螺环的外壁设有在轴向上相互错开的至少两个内限位层，每个内限位层包含至少一个内凸齿，内螺环的所有内凸齿在周向上相互错开；

中螺环，中螺环由相互独立的两个半螺环拼合而成，中螺环的外壁设有外环形凹槽、内壁设有内环形凹槽，外环形凹槽内设有第一中凸齿；

三个螺环相互咬合锁定时，中螺环位于圆柱形通孔中，两个半螺环合围在内螺环的外侧，所有外凸齿均位于外环形凹槽内，所有内凸齿位于内环形凹槽内，第一中凸齿位于旋转区中，转动三个螺环并调整螺环之间的轴向位置可使中螺环连带内螺环一起从外螺环中脱出。

进一步的，两个半螺环分别是第一半螺环和第二半螺环，第一中凸齿由第一中凸齿a和弧长大于第一中凸齿a的第一中凸齿b拼合而成，第一中凸齿a设于第一半螺环上，第一中凸齿b设于第二半螺环上。

进一步的，外螺环设有两个外限位层，分别是由外凸齿a和外凸齿b构成的第一外限位层、由外凸齿c构成的第二外限位层，外凸齿a在周向上紧邻外凸齿c，外凸齿a与外凸齿b在周向上设有恰好允许第一中凸齿b沿轴向穿过的间距，外凸齿b和外凸齿c在周向上设有恰好允许第一中凸齿a沿轴向穿过的间距。

进一步的，第一中凸齿的弧长占外环形凹槽的外壁周长的一半，第一中凸齿a的弧长为第一中凸齿b的弧长的一半；所有外凸齿的弧长均相同，每个外凸齿的弧长占圆柱形通孔的内壁周长的六分之一。

进一步的，中螺环的外壁两端设有用于形成外环形凹槽的外凸缘，外凸缘的厚度与第一中凸齿相同，第一中凸齿与其两侧的外凸缘在轴向上设有恰好允许外限位层沿周向穿过的间距。

进一步的，内螺环设有两个内限位层，分别是由内凸齿a构成的第一内限位层、由内凸齿b构成的第二内限位层，内凸齿b的弧长大于内凸齿a，内凸齿a和内凸齿b的厚度相同，内凸齿a在周向和轴向上均紧邻内凸齿b；第二半螺环的内环形凹槽内设有第二中凸齿，中螺环的内壁两端设有用于形成内环形凹槽的内凸缘，内凸缘的厚度与第二中凸齿相同，内凸缘与第二中凸齿在轴向上设有恰好允许内凸齿a或者内凸齿b沿周向穿过的间距。

进一步的，第一半螺环的内环形凹槽设有分别连接在不同内凸缘上的第三中凸齿a和第三中凸齿b，第三中凸齿b的厚度大于第三中凸齿a，第三中凸齿a在轴向上紧邻第三中凸齿b；第三中凸齿a所在的内凸缘与第三中凸齿b在轴向上设有恰好允许内凸齿a或者所述内凸齿b沿周向穿过的间距；第三中凸齿b所在的内凸缘与所述第三中凸齿a在轴向上设有恰好允许两个内限位层一起沿周向穿过的间距。

进一步的，第三中凸齿b的一端在周向上紧邻第二中凸齿，第三中凸齿b的另一端与第二中凸齿在周向上的间距略大于内凸齿a和内凸齿b在周向上的长度之和，且第三中凸齿b的另一端与第三中凸齿a在周向上设有恰好允许内凸齿a沿轴向穿过的间距；三个螺环相互锁定时，内凸齿a与第二中凸齿在轴向上平齐。

进一步的，内凸齿a的弧长占内螺环的外壁周长的六分之一，内凸齿b的弧长占内螺环的外壁周长的一半。

进一步的，外螺环、内螺环和中螺环在轴向上的厚度相同；三个螺环相互锁定时，外螺环、内螺环以及中螺环的端面平齐。

与现有技术相比，本发明具有三圈螺环，螺环设有凸齿或凹槽，通过凸齿和凹槽实现相互咬合锁定，转动螺环至特定位置，螺环之间可以在轴向移动，最终使中螺环连带内螺环一起从外螺环中脱出。三圈螺环的解锁过程类似于保险箱的密码锁，通过转动螺环实现层层解锁，设计精巧、解锁难度大。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明三个螺环锁定时的立体图；

图2是本发明三个螺环锁定时的俯视图；

图3是本发明三个螺环分解时的立体图；

图4是本发明三个螺环分解时的第一个侧面图；

图5是本发明三个螺环分解时的第二个侧面图；

图6是本发明三个螺环分解时的第三个侧面图；

图7是本发明三个螺环分解时的俯视图。

具体实施方式

如图1至3所示，本发明提出益智玩具包括外螺环1、中螺环2以及内螺环3，外螺环1、中螺环2和内螺环3在轴向上的厚度相同，螺环采用金属制作，不易发生变形，增加解锁难度。

外螺环1的中心设有圆柱形通孔11，外螺环1的外壁设有向六个不同方向伸出的延伸部12，延伸部12在外螺环1的外侧围成六边形，以便于人手握持旋转。圆柱形通孔11的内壁设有至少两个外限位层，所有外限位层在轴向上相互错开，每个外限位层包含至少一个外凸齿，圆柱形通孔11的所有外凸齿在周向上相互错开，相邻两个外限位层之间在轴向上设有间距形成旋转区，该旋转区恰好允许下述的第一中凸齿26沿周向穿过。

内螺环3的外形呈圆筒形，内螺环3的中心设有六边形通孔33，便于手指伸入旋转，其形状与外螺环1的外侧形状相匹配，外观设计一致性。内螺环3的外壁设有至少两个内限位层，所有内限位层在轴向上相互错开，每个内限位层包含至少一个内凸齿，内螺环3的所有内凸齿在周向上相互错开。

如图3至7所示，中螺环2的外形呈圆筒形，中螺环2的端面设有凸起部21，方便人手拨动中螺环旋转，中螺环2的外壁设有外环形凹槽22、内壁设有内环形凹槽23，中螺环2由相互独立的两个半螺环拼合而成，两个半螺环分别是第一半螺环24和第二半螺环25，外环形凹槽22的一半设置在第一半螺环24的外壁上、另一半设置在第二半螺环25的外壁上，两个半螺环拼合之后，两半外环形凹槽连通形成一个完整的、环绕中螺环2外壁一圈的外环形凹槽22。同样的，内环形凹槽23的一半设置在第一半螺环24的内壁上、另一半设置在第二半螺环25的内壁上，两个半螺环拼合之后，两半内环形凹槽连通形成一个完整的、环绕中螺环2内壁一圈的内环形凹槽23。

外环形凹槽22内设有第一中凸齿26，第一中凸齿26由第一中凸齿a261和第一中凸齿b262拼合而成，第一中凸齿b262的弧长大于第一中凸齿a261，第一中凸齿a261设于第一半螺环24上，第一中凸齿b262设于第二半螺环25上，两个半螺环拼合之后，第一中凸齿a261和第一中凸齿b262的端部相接形成第一中凸齿26。

如图1至3所示，三个螺环相互咬合锁定时，外螺环1、中螺环2以及内螺环3的端面平齐，由外向内依次是外螺环1、中螺环2、内螺环3，中螺环2位于圆柱形通孔11中，两个半螺环合围在内螺环3的外侧，所有外凸齿均位于外环形凹槽22内，所有内凸齿位于内环形凹槽23内，第一中凸齿26位于旋转区中。

三个螺环解锁过程中，转动三个螺环至特定位置，使螺环之间的轴向位置可以调整，尤其是中螺环2的两个半螺环在轴向上错开，使得中螺环2能够逐渐转出外螺环1，最终连带内螺环3一起从外螺环1中脱出，中螺环2和内螺环3脱出后，两个半螺环分开，所有零件均分散脱离，完成解锁。

三个螺环组合过程中，先将两个半螺环合围在内螺环3的外侧，两个半螺环在轴向上错开，然后将中螺环2和内螺环3整体放入外螺环1的圆柱形通孔11中，转动三个螺环至特定位置，使螺环之间的轴向位置可以调整，尤其是中螺环2的两个半螺环在轴向上错开，使得中螺环2能够逐渐转进外螺环1，再调整内螺环2与两个半螺环之间的位置，使其相互咬合锁定，外螺环1、中螺环2以及内螺环3的端面平齐之后，完成锁定。

转动三个螺环至特定位置，使螺环之间的轴向位置可以调整，尤其是中螺环2的两个半螺环在轴向上错开，使得中螺环2能够逐渐转出外螺环1，最终连带内螺环3一起从外螺环1中脱出，中螺环2和内螺环3脱出后，两个半螺环分开，所有零件均分散脱离，完成解锁。

如图3至7所示，在本发明的可行实施例中，中螺环2的外壁两端设有用于形成外环形凹槽22的外凸缘27，外凸缘27的厚度与第一中凸齿26相同，第一中凸齿26设置在外环形凹槽22的中间位置，第一中凸齿26与其两侧的外凸缘27在轴向上的间距相同，该间距恰好允许一个外限位层沿周向穿过。

外螺环1设有两个外限位层，分别是第一限位层和第二限位层，第一限位层由外凸齿a13和外凸齿b14构成，第二限位层由外凸齿c15构成，从周向来看，外凸齿a13位于外凸齿c15和外凸齿b14之间，外凸齿a13在周向上紧邻外凸齿c15，即外凸齿a13的端部与外凸齿c15在周向上相互靠近且间距非常小，外凸齿a13的另一端与外凸齿b14在周向上设有恰好允许第一中凸齿b262沿轴向穿过的间距，即第一中凸齿b262转动至对齐外凸齿a13与外凸齿b14之间在周向上的缺口时，该缺口允许第一中凸齿b262轴向移动。外凸齿b14和外凸齿c15在周向上设有恰好允许第一中凸齿a261沿轴向穿过的间距，即第一中凸齿a261转动至对齐外凸齿b14和外凸齿c15之间在周向上的缺口时，该缺口允许第一中凸齿b262轴向移动。

第一中凸齿26的弧长占外环形凹槽22的周长的一半，即第一中凸齿a261的弧长加第二中凸齿b262的弧长占外环形凹槽22的外壁周长的一半，第一中凸齿a261的弧长为第一中凸齿b262的弧长的一半；所有外凸齿的弧长均相同，每个外凸齿的弧长占圆柱形通孔11的内壁周长的六分之一。

内螺环3设有两个内限位层，分别是第一内限位层和第二内限位层，第一内限位层由内凸齿a31构成，第二内限位层由内凸齿b32构成，内凸齿b32的弧长大于内凸齿a31，内凸齿a31的弧长占内螺环3的外壁周长的六分之一，内凸齿b32的弧长占内螺环3的外壁周长的一半。内凸齿a31和内凸齿b32的厚度相同，内凸齿a31在周向和轴向上均紧邻内凸齿b32，内凸齿a31与内凸齿b32在周向上相互靠近且间距非常小，内凸齿a31与内凸齿b32在轴向上相互靠近且间距非常小。

第二半螺环25的内环形凹槽内设有第二中凸齿251，中螺环2的内壁两端设有用于形成内环形凹槽23的内凸缘28，内凸缘28的厚度与第二中凸齿251相同，第二中凸齿251与其两侧的内凸缘28在轴向上的间距相同，该间距恰好允许内凸齿a31或者内凸齿b32沿周向穿过的间距。

第一半螺环24的内环形凹槽设有分别连接在不同内凸缘28上的第三中凸齿a241和第三中凸齿b242，第三中凸齿b242的厚度大于第三中凸齿a241，第三中凸齿a241在轴向上紧邻第三中凸齿b242，即第三中凸齿a241和第三中凸齿b242在轴向上相互靠近且间距非常小。第三中凸齿a241所在的内凸缘28与第三中凸齿b242在轴向上设有恰好允许内凸齿a31或者内凸齿b32沿周向穿过的间距；第三中凸齿b242所在的内凸缘28与第三中凸齿a241在轴向上设有恰好允许两个内限位层一起沿周向穿过的间距。两个半螺环拼合之后，第三中凸齿b242和第二中凸齿251的端部相接，第二中凸齿251到第三中凸齿a241所在的内凸缘28在轴向上的间距与第三中凸齿b242到第三中凸齿a241所在的内凸缘28在轴向上的间距完全相同。

第三中凸齿b242的一端在周向上紧邻第二中凸齿251，第三中凸齿b242的另一端与第二中凸齿251在周向上的间距略大于内凸齿a31和内凸齿b32在周向上的长度之和，即任意一个内凸齿转动至对齐第三中凸齿b242和第二中凸齿251之间在周向上的缺口时，该缺口允许该内凸齿轴向移动。而且，第三中凸齿b242的另一端与第三中凸齿a241在周向上设有恰好允许内凸齿a31沿轴向穿过的间距，内凸齿a31转动至对齐第三中凸齿a241和第三中凸齿b242之间在周向上的缺口时，该缺口允许内凸齿a31轴向移动；三个螺环相互咬合锁定时，内凸齿a31与第二中凸齿251在轴向上平齐。

需要说明的是，上文中所有凸齿和凸缘均相互平行，凸齿和凸缘均是沿着其所在螺环的周向设置。凸齿的弧长是指其与所在侧壁连接处的弧长，比如，外凸齿的弧长是指外凸齿与圆柱形通孔的内壁连接处的弧长，内凸齿的弧长是指内凸齿与内螺环的外壁连接处的弧长。另外，同一限位层中的所有凸齿在轴向上的位置相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种益智玩具，其特征在于，包括：

外螺环（1），所述外螺环（1）设有圆柱形通孔（11），所述圆柱形通孔（11）的内壁设有在轴向上相互错开的至少两个外限位层，每个所述外限位层包含至少一个外凸齿，所述圆柱形通孔（11）的所有所述外凸齿在周向上相互错开，相邻两个所述外限位层之间在轴向上设有间距形成旋转区；

内螺环（3），所述内螺环（3）的外壁设有在轴向上相互错开的至少两个内限位层，每个所述内限位层包含至少一个内凸齿，所述内螺环（3）的所有所述内凸齿在周向上相互错开；

中螺环（2），所述中螺环（2）由相互独立的两个半螺环拼合而成，所述中螺环（2）的外壁设有外环形凹槽（22）、内壁设有内环形凹槽（23），所述外环形凹槽（22）内设有第一中凸齿（26）；

三个螺环相互咬合锁定时，所述中螺环（2）位于所述圆柱形通孔（11）中，所述两个半螺环合围在所述内螺环（3）的外侧，所有所述外凸齿均位于所述外环形凹槽（22）内，所有所述内凸齿位于所述内环形凹槽（23）内，所述第一中凸齿（26）位于所述旋转区中，转动三个螺环并调整螺环之间的轴向位置可使所述中螺环（2）连带所述内螺环（3）一起从所述外螺环（1）中脱出。

2.根据权利要求1所述的益智玩具，其特征在于，所述两个半螺环分别是第一半螺环（24）和第二半螺环（25），所述第一中凸齿（26）由第一中凸齿a（261）和弧长大于所述第一中凸齿a（261）的第一中凸齿b（262）拼合而成，所述第一中凸齿a（261）设于所述第一半螺环（24）上，所述第一中凸齿b（262）设于所述第二半螺环（25）上。

3.根据权利要求2所述的益智玩具，其特征在于，所述外螺环（1）设有两个外限位层，分别是由外凸齿a（13）和外凸齿b（14）构成的第一外限位层、由外凸齿c（15）构成的第二外限位层，所述外凸齿a（13）在周向上紧邻所述外凸齿c（15），所述外凸齿a（13）与所述外凸齿b（14）在周向上设有恰好允许所述第一中凸齿b（262）沿轴向穿过的间距，所述外凸齿b（14）和所述外凸齿c（15）在周向上设有恰好允许所述第一中凸齿a（261）沿轴向穿过的间距。

4.根据权利要求3所述的益智玩具，其特征在于，所述第一中凸齿（26）的弧长占所述外环形凹槽（22）的外壁周长的一半，所述第一中凸齿a（261）的弧长为所述第一中凸齿b（262）的弧长的一半；所有外凸齿的弧长均相同，每个所述外凸齿的弧长占所述圆柱形通孔（11）的内壁周长的六分之一。

5.根据权利要求3所述的益智玩具，其特征在于，所述中螺环（2）的外壁两端设有用于形成所述外环形凹槽（22）的外凸缘（27），所述外凸缘（27）的厚度与所述第一中凸齿（26）相同，所述第一中凸齿（26）与其两侧的外凸缘（27）在轴向上设有恰好允许所述外限位层沿周向穿过的间距。

6.根据权利要求2所述的益智玩具，其特征在于，所述内螺环（3）设有两个内限位层，分别是由内凸齿a（31）构成的第一内限位层、由内凸齿b（32）构成的第二内限位层，所述内凸齿b（32）的弧长大于所述内凸齿a（31），所述内凸齿a（31）和所述内凸齿b（32）的厚度相同，所述内凸齿a（31）在周向和轴向上均紧邻所述内凸齿b（32）；

所述第二半螺环（25）的内环形凹槽（23）内设有第二中凸齿（251），所述中螺环（2）的内壁两端设有用于形成所述内环形凹槽（23）的内凸缘（28），所述内凸缘（28）的厚度与所述第二中凸齿（251）相同，所述内凸缘（28）与所述第二中凸齿（251）在轴向上设有恰好允许所述内凸齿a（31）或者所述内凸齿b（32）沿周向穿过的间距。

7.根据权利要求6所述的益智玩具，其特征在于，所述第一半螺环（24）的内环形凹槽（23）设有分别连接在不同内凸缘（28）上的第三中凸齿a（241）和第三中凸齿b（242），所述第三中凸齿b（242）在轴向上的厚度大于所述第三中凸齿a（241），所述第三中凸齿a（241）在轴向上紧邻所述第三中凸齿b（242）；

所述第三中凸齿a（241）所在的内凸缘（28）与所述第三中凸齿b（242）在轴向上设有恰好允许所述内凸齿a（31）或者所述内凸齿b（32）沿周向穿过的间距；

所述第三中凸齿b（242）所在的内凸缘（28）与所述第三中凸齿a（241）在轴向上设有恰好允许两个所述内限位层一起沿周向穿过的间距。

8.根据权利要求7所述的益智玩具，其特征在于，所述第三中凸齿b（242）的一端在周向上紧邻第二中凸齿（251），所述第三中凸齿b（242）的另一端与所述第二中凸齿（251）在周向上的间距略大于所述内凸齿a（31）和所述内凸齿b（32）在周向上的长度之和，且所述第三中凸齿b（242）的另一端与所述第三中凸齿a（241）在周向上设有恰好允许所述内凸齿a（31）沿轴向穿过的间距；三个螺环相互锁定时，所述内凸齿a（31）与所述第二中凸齿（251）在轴向上平齐。

9.根据权利要求8所述的益智玩具，其特征在于，所述内凸齿a（31）的弧长占所述内螺环（3）的外壁周长的六分之一，所述内凸齿b（32）的弧长占所述内螺环（3）的外壁周长的一半。

10.根据权利要求1至9任一项所述的益智玩具，其特征在于，所述外螺环（1）、所述内螺环（3）和所述中螺环（2）在轴向上的厚度相同；三个螺环相互锁定时，所述外螺环（1）、所述内螺环（3）以及所述中螺环（2）的端面平齐。

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