CN115405161B - 智慧环及其锁定方法和解锁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智慧环及其锁定方法和解锁方法，智慧环包括：锁体，其正面设有限位滑槽、反面设有锁定滑槽，限位滑槽和锁定滑槽的形状不同且互相独立，限位滑槽设有贯穿锁体侧面的解锁口，锁定滑槽设有贯穿锁体侧面的锁定口；两个锁环，每个锁环均设有允许锁体穿过的断口，断口的一断面设有向另一断面伸出的限位柱，限位滑槽和锁定滑槽的槽宽仅能允许单个限位柱移动。本发明在锁体的正反两面均设有滑槽，锁环通过断口内的限位柱活动挂在锁体上，通过转动、沿滑槽移动等方式调整两个锁环的位置，使两个锁环最终能够从解锁口脱出，兼具连环和迷宫等元素，趣味性更高，且造型非常美观。

Description

智慧环及其锁定方法和解锁方法

技术领域

本发明涉及益智玩具技术领域，尤其涉及智慧环及其锁定方法和解锁方法。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们越来越注重工作之余的休闲放松，益智玩具作为一种充满挑战及趣味的玩具而被人们青睐，常见的益智玩具普遍具有较高的难度，解锁与锁定都需要良好的技巧和逻辑性思维，尤其是环类益智玩具，均含有很深的数学道理，有助于培养人的空间想象、逻辑思维和数学分析能力。但现有技术中出现的环类益智玩具造型都比较单一，通常是多个圆环活动套在一起，对于经常把玩益智玩具的消费者来说，趣味性不高，缺少新鲜感，难以激发动手兴趣。

因此，如何设计造型美观且有趣的智慧环是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明提出智慧环及其锁定方法和解锁方法，该智慧环具有锁体和两个锁环，锁体的正反两面均设有滑槽，锁环通过断口内的限位柱活动挂在锁体上，通过转动、沿滑槽移动等方式调整两个锁环的位置，使两个锁环最终能够从解锁口脱出，兼具连环和迷宫等元素，趣味性更高，且造型非常美观。

本发明采用的技术方案是，设计智慧环，包括：

锁体，其正面设有限位滑槽、反面设有锁定滑槽，限位滑槽和锁定滑槽的形状不同且互相独立，限位滑槽设有贯穿锁体侧面的解锁口，锁定滑槽设有贯穿锁体侧面的锁定口；

两个锁环，每个锁环均设有允许锁体穿过的断口，断口的一断面设有向另一断面伸出的限位柱，限位滑槽和锁定滑槽的槽宽仅能允许单个限位柱移动。

进一步的，每个滑槽均设有多个间隔设置的导向段，同一滑槽上的相邻两个导向段之间连接有过渡段，锁定滑槽的导向段与限位滑槽的导向段一一对应且在锁体轴向的投影基本重合，锁定滑槽的过渡段和限位滑槽的过渡段一一对应且在锁体轴向的投影部分错开或者完全错开。

进一步的，限位滑槽设有供限位柱进出的环岛段，环岛段的进口和出口连通形成交叉口，交叉口设有向限位滑槽的槽内凸出且位置相对的两个突出部，两个突出部之间仅允许单个限位柱通过。

进一步的，限位滑槽设有向锁体外缘方向弯曲的外弧段，锁定滑槽设有向锁体中心方向弯曲的内弧段，外弧段和内弧段为相互对应的两个过渡段，外弧段和内弧段在锁体轴向的投影完全错开。

进一步的，以两个锁环中的任意一个为锁定环、另一个为限位环，当两个锁环与锁体处于锁定状态时，锁定环的限位柱位于锁定滑槽中，限位环的限位柱位于限位滑槽中，且限位环阻挡在锁定环和锁定口之间。

进一步的，锁定滑槽的一端设有锁定口、另一端为封闭端，限位滑槽的一端设有解锁口、另一端为封闭端，锁定滑槽的封闭端在锁体正面的投影恰好阻挡解锁口，限位滑槽的封闭端在锁体反面的投影恰好阻挡在通往锁定口的路径上。

进一步的，限位滑槽还设有干扰段，干扰段在锁体反面的投影恰好阻挡锁定口，干扰段为过渡段。

在一些实施例中，锁体呈圆板形，锁环为圆环形，锁环的外径小于锁体的外径，锁环的内径大于锁体的外径的一半。

本发明还提出了智慧环的锁定方法，锁定方法应用于上述的智慧环，两个锁环与锁体处于分离状态，锁定方法包括以下步骤：

选择两个锁环中的一个为锁定环、另一个为限位环；

先后将锁定环和限位环从解锁口套在限位滑槽中；

将锁定环和限位环移动到环岛段调换位置，使锁定环的限位柱位于解锁口和限位环的限位柱之间；

将锁定环的限位柱从解锁口移出，使锁定环的限位柱从锁定口套在锁定滑槽中；

将限位环和锁定环分别移动到外弧段和内弧段调换位置，使限位环阻挡在锁定环和锁定口之间。

本发明还提出了智慧环的解锁方法，解锁方法应用于上述的智慧环，两个锁环与锁体处于锁定状态，解锁方法包括以下步骤：

将限位环和锁定环分别移动到外弧段和内弧段调换位置，使锁定环的限位柱位于限位环和锁定口之间；

将锁定环的限位柱从锁定口移出，使锁定环的限位柱从解锁口套在限位滑槽中；

将锁定环和限位环移动到环岛段调换位置，使限位环的限位柱位于解锁口和锁定环的限位柱之间；

先后将限位环和锁定环从解锁口移出限位滑槽。

与现有技术相比，本发明的锁体正面设有限位滑槽、反面设有锁定滑槽，限位滑槽和锁定滑槽的形状不同，锁环通过断口内的限位柱活动挂在锁体上，锁定状态下两个锁环的限位柱分别处于限位滑槽和锁定滑槽内，且限位环挡在锁定环和锁定口之间，通过转动、沿滑槽移动等方式调整两个锁环的位置，使两个锁环最终能够从解锁口脱出，智慧环的设计兼具连环和迷宫等元素，造型更新奇美观，而且趣味性更高。

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是智慧环的分解示意图；

图2是单个锁环的结构示意图；

图3是锁体的侧面示意图；

图4是锁体的正面示意图；

图5是锁体的反面示意图；

图6是限位滑槽在锁体反面的投影示意图；

图7是智慧环处于解锁状态的立体示意图；

图8是智慧环处于锁定状态的立体示意图；

图9是智慧环处于锁定状态的反面示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利，并不用于限定本专利。

如图1至5所示，本发明提出的智慧环是一种益智玩具，主要由三个零件构成，分别是锁体1和两个锁环2，锁体1的正面和反面设有互相独立的滑槽。正面的滑槽为限位滑槽11，反面的滑槽为锁定滑槽12，限位滑槽11设有贯穿锁体1侧面的解锁口111，锁定滑槽12设有贯穿锁体1侧面的锁定口121，限位滑槽11和锁定滑槽12的形状不同，而且限位滑槽11和锁定滑槽12互不相通，即锁体1存在一层分隔在两个滑槽之间的夹层。

锁环2设有间距略大于锁体1厚度的断口21，将锁体1的轴线和锁环2的轴线垂直摆放，断口21允许锁体1沿径向活动穿过，断口21具有两个位置相对设置的断面，一断面设有向另一断面伸出的限位柱22，限位柱22位于限位滑槽11或者锁定滑槽12内，且限位滑槽11和锁定滑槽12的槽宽仅能允许单个限位柱22移动，即两个锁环2的限位柱22不能并行通过限位滑槽11或者锁定滑槽12。

本发明是在限位滑槽11和锁定滑槽12形状不同的基础上进行设计，将两个锁环2的限位柱22置于不同的滑槽中，通过转动和沿滑槽移动等方式调整两个锁环2的位置，使两个锁环2最终能够从解锁口111脱出。具体来说，每个滑槽均设有多个间隔设置的导向段，同一滑槽上的相邻两个导向段之间连接有过渡段，限位滑槽11的导向段与锁定滑槽12的导向段一一对应且在锁体1轴向的投影基本重合，限位滑槽11的过渡段和锁定滑槽12的过渡段一一对应且在锁体1轴向的投影部分错开或者完全错开。

以本发明的具体实例进行详细说明，如图4至6所示，限位滑槽11的导向段依次是11-11、11-12、11-13、11-14、11-15、11-16、11-17、11-18，限位滑槽11的过渡段依次是11-21、11-22、11-23、11-24、11-25、11-26、11-27，锁定滑槽12的导向段依次是12-11、12-12、12-13、12-14、12-15、12-16、12-18、12-17，锁定滑槽12的过渡段依次是12-21、12-22、12-23、12-24、12-251、12-252、12-26、12-27。其中，11-11对应于12-11，11-12对应于12-12，11-13对应于12-13，11-14对应于12-14，11-15对应于12-15，11-16对应于12-16，11-17对应于12-17，11-18对应于12-18，11-21对应于12-21，11-22对应于12-22，11-23对应于12-23，11-24对应于12-24，11-25对应于12-251和12-252，11-26对应于12-26，11-27对应于12-27。

在本发明的一些实施例中，限位滑槽11设有供限位柱22进出的环岛段112，环岛段112的进口和出口连通形成交叉口，环岛段112由相邻的导向段11-15和过渡段2-25构成，环岛段112的主体部分为导向段11-15是环岛段112的弯曲部分，过渡段11-25是环岛段112的交叉口。两个锁环2的限位柱22可以在环岛段112调换位置，以完成锁定或者解锁，交叉口设有向限位滑槽11的槽内凸出且位置相对的两个突出部，两个突出部之间仅允许单个限位柱22通过，设计突出部是给锁环2的移动增加障碍，手动操作的难度大，趣味性高。

为进一步提高操作难度，限位滑槽11设有向锁体1外缘方向弯曲的外弧段113，锁定滑槽12设有向锁体1中心方向弯曲的内弧段122，外弧段113和内弧段122为相互对应的两个过渡段，过渡段11-24是外弧段113，过渡段12-24是内弧段122，外弧段113和内弧段122在锁体1轴向的投影完全错开。两个锁环2能够利用外弧段113和内弧段122实现调换位置，为方便理解，以锁定状态为例，取两个锁环2中的任意一个为锁定环、剩余的另一个为限位环，两个锁环2的限位柱22均在限位滑槽11内时，在环岛段112进行一次调换位置，锁定环的限位柱位于解锁口111和限位环的限位柱之间，将两个锁环2的限位柱22分别套在不同滑槽内之后，在外弧段113和内弧段122进行再次调换位置，此时锁定环的限位柱位于锁定滑槽12中，限位环的限位柱位于限位滑槽11中，限位环阻挡在锁定环和锁定口121之间，智慧环进入完全锁定状态，操作复杂且解锁难度更大。

在本发明的一些实施例中，如图4至6所示，锁定滑槽12的一端设有锁定口121、另一端为封闭端，锁定滑槽12的封闭端在锁体1正面的投影恰好阻挡解锁口111，即锁定滑槽12的封闭端投影到解锁口111所在的锁体1正面时，该封闭端的投影恰好阻挡解锁口111。限位滑槽11的一端设有解锁口111、另一端为封闭端，限位滑槽11的封闭端在锁体1反面的投影恰好阻挡在通往锁定口121的路径上，即限位滑槽11的封闭端投影到锁定口121所在的锁体1反面时，该封闭端的投影恰好阻挡在通往锁定口121的路径上。此设计的作用是增加锁环2在滑槽内移动的障碍，必须合理调整锁环2的移动方向和路线才能完成解锁，提高解锁和锁定难度。更近一步的，限位滑槽11还设有干扰段114，干扰段114在锁体1反面的投影恰好阻挡锁定口121，过渡段11-26是干扰段114，通过在滑槽之间设计重重阻碍，大幅增加操作难度，智慧环更具挑战性，激发使用者的动手兴趣。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，锁环2为圆环形，两个锁环2的形状完全相同，为了便于区分两个锁环2，可以将两个锁环2设计为不同颜色。锁体1呈圆板形，锁体1和锁环2均可采用金属制作，不易发生变形，增加解锁难度。锁环2的外径小于锁体1的外径，锁环2的内径大于锁体1的外径的一半，此设计的好处是锁环2的尺寸相比于锁体1较小，锁体1不能从锁环2的内圈直接穿过，提高操作难度，同时锁环2的内圈尺寸的大小又能允许锁环2灵活的沿滑槽移动，使用者通过转动、沿滑槽移动等方式调整两个锁环2的位置，使两个锁环2最终能够从解锁口111脱出，智慧环的设计兼具连环和迷宫等元素，造型新奇美观，而且趣味性更高。

为便于理解，以下结合图6至图9详细说明智慧环的锁定方法和解锁方法。

锁定方法包括以下步骤：

两个锁环2与锁体1处于分离状态，选择两个锁环2中的一个为锁定环、另一个为限位环；

先将锁定环的限位柱从解锁口111套在限位滑槽中，再将限位环的限位柱从解锁口111套在限位滑槽11中；

将锁定环和限位环移动到环岛段112调换位置，使锁定环的限位柱位于解锁口111和限位环的限位柱之间；

将锁定环的限位柱从解锁口111移出，旋转锁定环并调整锁定环和限位环的位置，使锁定环的限位柱从锁定口121套在锁定滑槽12中；

将限位环的限位柱移动到外弧段113、锁定环的限位柱移动到内弧段122，调换锁定环和限位环的位置，使限位环阻挡在锁定环和锁定口121之间，智慧环进入锁定状态。

解锁方法包括以下步骤：

两个锁环2与锁体1处于锁定状态，两个锁环2活动挂在锁体1上，将限位环的限位柱移动到外弧段113、锁定环的限位柱移动到内弧段122，调换锁定环和限位环的位置，使锁定环的限位柱位于限位环和锁定口121之间；

将锁定环的限位柱从锁定口121移出，旋转锁定环并调整锁定环和限位环的位置，使锁定环的限位柱从解锁口111套在限位滑槽11中；

将锁定环和限位环移动到环岛段112调换位置，使限位环的限位柱位于解锁口111和锁定环的限位柱之间；

先将限位环从解锁口111移出限位滑槽11，再将锁定环从解锁口111移出限位滑槽11，智慧环进入解锁状态。

应当理解的是，智慧环从锁定状态到解锁状态存在状态变化，锁定程度根据解锁动作或者锁定动作的进展发生变化，实际应用时可以根据使用者的偏好设计智慧环的难度，例如取消外弧段113和内弧段122，两个锁环2仅在环岛段112进行一次调换位置，也可以达到一定的趣味性。

需要注意的是，上述所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“正”、“反”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

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 (8)

1.智慧环，其特征在于，包括：

锁体，其正面设有限位滑槽、反面设有锁定滑槽，所述限位滑槽和所述锁定滑槽的形状不同且互相独立，所述限位滑槽设有贯穿所述锁体侧面的解锁口，所述锁定滑槽设有贯穿所述锁体侧面的锁定口；

两个锁环，每个所述锁环均设有允许所述锁体穿过的断口，所述断口的一断面设有向另一断面伸出的限位柱，所述限位滑槽和所述锁定滑槽的槽宽仅能允许单个所述限位柱移动；

每个所述滑槽均设有多个间隔设置的导向段，同一滑槽上的相邻两个导向段之间连接有过渡段，所述锁定滑槽的导向段与所述限位滑槽的导向段一一对应且在所述锁体轴向的投影基本重合，所述锁定滑槽的过渡段和所述限位滑槽的过渡段一一对应且在所述锁体轴向的投影部分错开或者完全错开；

所述限位滑槽设有供所述限位柱进出的环岛段，所述环岛段的进口和出口连通形成交叉口，所述交叉口设有向所述限位滑槽的槽内凸出且位置相对的两个突出部，所述两个突出部之间仅允许单个所述限位柱通过。

2.根据权利要求1所述的智慧环，其特征在于，所述限位滑槽设有向所述锁体外缘方向弯曲的外弧段，所述锁定滑槽设有向所述锁体中心方向弯曲的内弧段，所述外弧段和所述内弧段为相互对应的两个过渡段，所述外弧段和所述内弧段在所述锁体轴向的投影完全错开。

3.根据权利要求2所述的智慧环，其特征在于，以所述两个锁环中的任意一个为锁定环、另一个为限位环，当所述两个锁环与所述锁体处于锁定状态时，所述锁定环的限位柱位于所述锁定滑槽中，所述限位环的限位柱位于所述限位滑槽中，且所述限位环阻挡在所述锁定环和所述锁定口之间。

4.根据权利要求1所述的智慧环，其特征在于，所述锁定滑槽的一端设有所述锁定口、另一端为封闭端，所述限位滑槽的一端设有所述解锁口、另一端为封闭端，所述锁定滑槽的封闭端在所述锁体正面的投影恰好阻挡所述解锁口，所述限位滑槽的封闭端在所述锁体反面的投影恰好阻挡在通往所述锁定口的路径上。

5.根据权利要求1所述的智慧环，其特征在于，所述限位滑槽还设有干扰段，所述干扰段在所述锁体反面的投影恰好阻挡所述锁定口。

6.根据权利要求1至5任一项所述的智慧环，其特征在于，所述锁体呈圆板形，所述锁环为圆环形，所述锁环的外径小于所述锁体的外径，所述锁环的内径大于所述锁体的外径的一半。

7.智慧环的锁定方法，所述锁定方法应用于权利要求2所述的智慧环，所述两个锁环与所述锁体处于分离状态；其特征在于，所述锁定方法包括以下步骤：

选择所述两个锁环中的一个为锁定环、另一个为限位环；

先后将所述锁定环和所述限位环从所述解锁口套在所述限位滑槽中；

将所述锁定环和所述限位环移动到所述环岛段调换位置，使所述锁定环的限位柱位于所述解锁口和所述限位环的限位柱之间；

将所述锁定环的限位柱从所述解锁口移出，使所述锁定环的限位柱从所述锁定口套在所述锁定滑槽中；

将所述限位环和所述锁定环分别移动到所述外弧段和所述内弧段调换位置，使所述限位环阻挡在所述锁定环和所述锁定口之间。

8.智慧环的解锁方法，所述解锁方法应用于权利要求3所述的智慧环，所述两个锁环与所述锁体处于锁定状态；其特征在于，所述解锁方法包括以下步骤：

将所述限位环和所述锁定环分别移动到所述外弧段和所述内弧段调换位置，使所述锁定环的限位柱位于所述限位环和所述锁定口之间；

将所述锁定环的限位柱从所述锁定口移出，使所述锁定环的限位柱从所述解锁口套在所述限位滑槽中；

将所述锁定环和所述限位环移动到所述环岛段调换位置，使所述限位环的限位柱位于所述解锁口和所述锁定环的限位柱之间；

先后将所述限位环和所述锁定环从所述解锁口移出所述限位滑槽。