CN1471989A - 用于组装成种种结构的一组元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一组可用以组装成复杂结构的元件，此组元件包括多个具有第一长度的第一磁性棒状件、多个铁磁性元件及多个具有一第二长度的磁性棒状元件。所述两长度以及所述铁磁性元件的尺寸设计得可以组装成复杂的结构，例如组装成典型的晶体状结构。

Description

用于组装成种种结构的一组元件

技术领域

本发明涉及一组能组装成种种结构的元件。

更具体地说，本发明涉及采用不同及适当尺寸的磁性元件以及铁磁性元件、最好是铁磁性球的一组元件。

具体地说，通过使用本发明的一组元件，可以组装成种种三维结构甚至组装成晶体状的结构，以用于游戏及教育的目的，但也可以组装成种种形状以用于再现种种物件。

背景技术

目前已知有这样一些系统存在，使用这些系统可以通过可磁耦合元件实现种种复杂的三维形状或结构。具体地说，如英国专利N°726328所述，磁性元件不但是NS(南北极)极性的简单磁性元件而且还有不同形状的复合极性NSN或SNS的磁性元件，或者其他可以创造性结合以形成不同结构的磁性元件。

还有些已知的系统，它们由铁磁性元件或棒及金属球组成，其中嵌入一磁铁，从而可以形成三维结构，也可以形成某些晶体状的形状。

还已知有一种系统，它由一组包括类似棒状元件在内的元件组成，它们都具有相同的长度，每个元件都有两块磁铁，两端各有一块磁铁，中间由铁磁性球隔着，这种系统可以形成复杂的三维结构。

发明内容

本发明要解决的问题是用最少量的元件可以组装成更多的三维及晶体状结构。

此外，在有了可供使用的磁性元件，例如棒状元件，和铁磁性元件，例如球形铁磁性元件之后，本发明的目的是，从结构的观点看，装配出更稳定的结构，从而可以组装更大，更复杂的组装件。

所以，本发明的目的是提供一组装配复杂结构的元件，这组元件包括多个具有一第一长度的第一磁性棒状元件、多个铁磁性元件、以及多个具有一第二长度的第二磁性棒状元件。

更具体地说，所述第一及第二长度可以以这样的方法来确定：只使用两根具有这种长度的棒状元件就可以实现许多典型的两维及三维结构。

根据本发明，较佳地，铁磁性元件具有对称的三维形状。

根据本发明，更佳的是，该铁磁性元件呈球形。

此外，根据本发明，所述第二棒状元件的第二长度可以相应于正方形的对角线的长度来选择，此正方形是由四根第一棒状元件作为正方形的边，用四个铁磁性元件对应于正方形的四个角部彼此连接或耦合起来而形成的。

根据本发明，所述第二棒状元件的第二长度可以对应于正方形的对角线的长度的整分数来选择，此正方形是由四根第一棒状件作为正方形的四条边，用四个铁磁性元件对应于正方形的四个角部彼此连结起来而形成的。

有利的是，根据本发明，所述整分数可以是对角线的二分之一(1/2)。

还是根据本发明，所述整分数可以是对角线的三分之一(1/3)。

此外，根据本发明，所述整分数可以是对角线的四分之一(1/4)。

根据本发明，较佳的是，所述第二棒状件的所述第二长度是正方形的对角线的1/2，减去所述铁磁性元件的主尺寸之一的长度，该正方形是由四根第一棒状件作为正方形的四条边，用四个铁磁性元件对应于正方形的四个角部彼此相互结合(耦合)起来而组成的。

所述铁磁性元件的主尺寸，例如在一平行六面体元件中，可以由几何图形的相对面之间的距离之一组成。

有利的是，根据本发明，所述主尺寸是球的直径。

还是根据本发明，所述铁磁性元件可以用作复杂图形的顶点以及用作沿对角线提供的所述第二棒状件的结合元件。

进一步，根据本发明，所述铁磁性元件可以用作复杂图形的顶点以及用作所述至少两根第二棒状件的结合元件，以与该第二棒状件在复杂图形的中心处结合。

较佳的是，根据本发明，所述铁磁性元件的主尺寸对应于用于构成复杂图形的角部的长度的约 倍，所述角部长度是所用的两铁磁性元件的中心之间的距离。

此外，根据本发明，以上所述元件组可以提供尺寸不同于第一铁磁性元件的尺寸的第二铁磁性元件。

根据本发明，所述第二铁磁性元件用作沿图形的对角线提供的所述第二棒状元件的结合元件。

此外，根据本发明，所述第二铁磁性元件可以用作在复杂图形的中心处进行结合的结合元件。

根据本发明，所述第一棒状件可以具有一八边形的截面。

根据本发明，所述第二棒状件可以具有一八边形的截面。

还是根据本发明，所述第一棒状元件和/或第二棒状元件可以有一个外涂层，所述外涂层不覆盖棒状件的主要部分。

此外，根据本发明，所述第一棒状件和/或所述第二棒状件可以具有一涂层，该外涂层可以部分或完全包括主要部分，所述涂层最好是塑料涂层。

根据本发明，较佳的是，该铁磁性元件由钢制成。

附图简述

下面将就实施例及参照附图对本发明作详细叙述，但实施例主要对本发明作说明之用，本发明并不限于所述实施例。在附图中，

图1是按照本发明的一组元件的一第一磁棒的示意图。

图2是按照本发明的一组元件的一第二磁棒的示意图，该第二磁棒件的长度小于第一棒状件的长度。

图3是按照本发明的一组元件的一球形铁磁性材料元件。

图4是已形成的一个正方形，该正方形具有一对角线，该对角线用的是单根标准尺寸的模件。

图5是已形成的一个正方形，该正方形具有一对角线，该对角线用的是两根标准尺寸的模件。

图6是已形成的一个正方形，该正方形具有一对角线，该对角线是由两根标准尺寸的模件及一球形结合件组成的。以及，

图7是已形成的一中心面的立方体。

具体实施方式

请参阅图1。从图中可以看出，一磁棒1具有一确定的长度。所述磁棒最后可涂上塑料材料，例如聚丙烯以保护金属材料。此外，此棒具有八边形的截面。

在图2中可以看到一磁棒2，此磁棒与磁棒1一类似，但其长度与磁棒1不同，对此长度可以进行适当计算，以得到所决定的几何图形。

图3所示是一铁磁性结合件3，它是一球形件，该球件形可以例如用钢制成。

请参阅图4。从图中可以看出，4个磁性标准尺寸的模件1连结在一起形成了一个正方形。在正方形的角部上放进了4只球形结合件3。两个相对的顶端用另一磁性的标准尺寸的模件4进行结合，从而形成了该正方形的对角线。假定模件1的尺寸是1，结合球2的半径是r，模件4的长度是a，在形成该图形时，三者之间具有下列关系： $a=\sqrt{2}(1+2r)-2r$

图5所示是与图1相同的正方形，它由4个模件1及4个球形结合件3组成。其对角线是长度各为单根元件4的1/2的两根元件5形成的，从而用两根元件形成了一根对角线。

图6所示是与图4及图5相同的正方形，它由4根模件1及4个球形结合件3组成，其中对角线由通过一中央球形结合件3结合的2根模件6形成，以这种方式，可以形成较复杂的形状。其中图形中模件6的尺寸b相对于模件1的尺寸及结合件3的尺寸的关系如下式所示，式中的符号所代表的意义和图3中所述的是一样的： $b=\sqrt{2}/2(1+2r)-2r$

图7示出了一中心面立方体。其中12个角部由模件1及用8个球形结合件3形成。立方体的每一个角部由另一个结合件3结合。每个角部的此另一个结合件3由模件7设置在立方体的中心。形成角部的模件1的长度1、结合件3的球形半径r以及在立方体中心处结合顶点的元件7的尺寸c之间的关系是： $c=(1+2r)/2\×\left(\sqrt{3}\right)-2r$

如果我们要考虑理想立方体的绝对尺寸大小，只要把棒的长度a及c减掉2r，考虑结合件的完成的尺寸就可以。这样相对于同一立方体，角部的距离与立方体中心之比就等于

相反，如果我们要知道用于所有顶点的一个球的尺寸，而把这种尺寸留到随后决定，那么对应于该结构，后者的直径将等于乘以理想立方体的绝对角部的长度。

也可以只用模件1来形成中心面立方体，但要用不同直径的球形结合件3。

使用本发明，可以组成供游戏及教育用的组件，用最小数量的元件表现出晶体状结构，使该结构比较坚固，可以用较少的元件数形成复杂的结构从而达到较经济的效果。

上述对实施例的描述只是为了举例说明本发明，本发明并不限于以上所述的实施例，应予理解的是，在不背离所附权利要求书所阐述的范围的情况下，本技术领域的专业人士完全可以对本发明的实施例作出种种修改和/或变化。

Claims (22)

1.用于组装复杂结构的一组元件，其特征在于，它包括多个具有一第一长度的第一磁性棒状元件、多个铁磁性元件和多个具有一第二长度的第二磁性棒状元件。

2.如权利要求1所述的一组元件，其特征在于，所述铁磁性元件具有一对称三维结构。

3.如权利要求1或2所述的一组元件，其特征在于，该铁磁性元件呈球形。

4.如前述任一项权项所述的一组元件，其特征在于，所述第二棒状元件的第二长度对应于正方形的对角线的长度，该正方形是由四根第一棒状件作为四条边，由四根铁磁性元件对应于正方形的四个角部彼此结合而成的。

5.如前述权利要求1-3中任一权项所述的一组元件，其特征在于，所述第二棒状件的第二长度对应于正方形的对角线的长度的一个整分数，该正方形是由四根第一棒状件作为正方形的四条边，用四个铁磁性元件对应于正方形的角部彼此结合而成的。

6.如权利要求5所述的一组元件，其特征在于，所述整分数是对角线的

7.如权利要求5所述的一组元件，其特征在于，所述整分数是对角线的

8.如权利要求5所述的一组元件，其特征在于，所述整分数是对角线的

9.如权利要求1-3中任一权项所述的一组元件，其特征在于，第二棒状件的第二长度是正方形的对角线的1/2减去所述铁磁性元件的主尺寸之一，所述正方形是由四根第一棒状件作为正方形的四条边，用四个铁磁性元件对应于正方形的四个角部彼此结合起来而形成的。

10.如权利要求9所述的一组元件，当从属于权项3时，其特征在于，所述主尺寸是球的直径。

11.如权利要求9或10所述的一组元件，其特征在于，所述铁磁性元件用作复杂图形的顶点，并用作沿所述对角线设置的所述第二棒状件的结合元件。

12.如权利要求9-11中任一权项所述的一组元件，其特征在于，所述铁磁性元件被用作复杂图形的顶点以及至少两根所述第二棒状件的结合元件，以在复杂图形的中心处与该第二棒状件相结合。

13.如权利要求12所述的一组元件，其特征在于，所述铁磁性元件的主尺寸对应于角部的长度的约

倍，用于形成一复杂图形，所述角部长度是所用两铁磁性元件的中心之间的距离。

14.如前述权利要求中任一权项所述的一组元件，其特征在于，它提供相对于第一铁磁性元件具有不同尺寸的第二铁磁性元件。

15.如权利要求14所述的一组元件，其特征在于，所述第二铁磁性元件是用作沿图象对角线设置的所述第二棒状元件的结合元件的。

16.如权利要求14或15所述的一组元件，其特征在于，所述第二铁磁性元件是用作结合元件，设置成是用来在复杂图形的中心处进行结合的。

17.如前述权利要求中任一权项所述的一组元件，其特征在于，所述第一棒状件具有一八边形截面。

18.如前述权利要求中任一权项所述的一组元件，其特征在于，所述第二棒状件有一八边形截面。

19.如前述权利要求中任一权项所述的一组元件，其特征在于，所述第一棒状件和/或所述第二棒状件具有一外涂层，所述外涂层不覆盖所述棒状件的主要部分。

20.如前述权利要求1-18中任一权项所述的一组元件，其特征在于，所述第一棒状件和/或所述第二棒状件有一外涂层，该外涂层能部分或完全包括所述主要部分，所述外涂层最好是塑料涂层。

21.如前述权利要求19或20所述的一组元件，其特征在于，所述磁铁性元件由钢制成。

22.如前述权利要求中每一项所述的一件元件，其特征在于，所述一组元件基本上如所示及文中所述。

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