CN1765445A - 立方装配智力积木及支撑结构 - Google Patents

Abstract

一种游戏或智力积木包括，多个多单元装配块和一个支撑基座。该支撑基座可以包括一个多边形底部件、一个或几个立柱以及侧壁。该支撑基座有助于使用者目测要装配的智力积木的形状以及在智力积木装配过程中对装配块提供支撑。

Description

立方装配智力积木及支撑结构

技术领域

本发明涉及游戏和智力积木领域。更具体地，本发明涉及包括多个要装配的以形成预定形状的块。

背景技术

有许多可得到的智力积木，它需要特殊的装配顺序以完成智力积木。其中一些智力积木需要以特殊顺序安排预连接的块。在智力积木的某些表面上可能放置颜色或图画。许多智力积木存在已多年且解决方案是众所周知的。由这些智力积木提供的娱乐性与教育性在减小因为它们在多个场合由个别人解出拼法。解决方案的记忆减小了这种智力积木的挑战性。优秀的智力积木的解题人要求对他们的知识才能有新的挑战。因此有需要创新的智力积木，为智力积木的解题公众提供新的挑战与娱乐。

已知五连魔方块(Pentomino)和多连魔方块(Polyomino)的智力积木。一个包括一矩形板或夹持器以及多个扁块的五连魔方块智力积木在1959年授于Pestieau的美国专利No.2900190及1988年授于Hermans等的美国专利No.D 298149二者中被公开。在1999年授于Wood等的美国专利No.5868388中介绍一种8×8正方形智力积木框架，用以将彩式立方五连魔方块和四连魔方块(tetromino)的拼块保持成棋子或棋盘式阵列。1976年授于Wadsworth的美国专利No.3964749介绍一种包含四块矩形的玩游戏区域的板，每个区域包括90个正方形单元，与18块扁平五连魔方块一起使用。在2003年的美国专利No.6666453中介绍一种包括基座和扁平的三连魔方块、四连魔方块、六连魔方块和七连魔方块一多元块的拼块。在2001年的美国专利No.6200919中Cheng说明了一种智力积木，在该玩具中包括一个有圆形凹槽的基座和一连魔方块、三连魔方块、四连魔方块、五连魔方块、和六连魔方块的智力积木，它们被制成球形而不是立方体。另一授于Cheng的，2004年的美国专利No.6702285介绍了使用一个框架以保持多连魔方块智力积木处在垂直形态，厚度为一立方体。

上述专利中的智力积木被装配以形成简单的、扁平正方形或扁平矩形。多连魔方块可以由立方体构成而不是扁平正方形，并且立方体的多连魔方块智力积木可以装配二维和三维的智力积木。对于使用者三维的多连魔方块智力积木具有增加的复杂性和挑战性。在1962年授于Besleg的美国专利No.3085970、1989年授于Johnson等的美国专利No.4844466、1998年授于Edwards的美国专利No.5823533、1999年授于Wood等的美国专利、2001年授于Cheng的美国专利No.6220919、以及2004年授于Cheng的美国专利No.6702285中介绍了装配以形成简单三维立方体的和矩形平行六面体的多连魔方块智力积木。

除去扁平正方形和矩形以及三维立方体的和矩形平行六面体形状外，多连魔方块可以装配成各种各样有趣的三维对称的形态。尽管可以构成许多独特的形态，形态的装配是有问题的。智力积木使用者可能具有目测要构成的复杂的形态的困难。此外，在装配过程中存在方块跌落的趋势。多连魔方块方块和三维基座的组合有助于目测并在装配过程中提供对方块的支撑。支撑基座有助于使用者找到对智力积木的多重复杂的解决方案因而增加了使用者对智力积木的乐趣。在智力积木装配完成时可以去除该支撑基座，展现包括整个多米诺的结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的、构成三维的对称形态的智力积木，它包括一支撑基座和一组相互配合的装配块因此可以用多种方法装配智力积木。

按照本发明，提供了一种装配的智力积木，包括：一个三维的、对称的形态包括相互拼装的装配块和一个支撑基座；该支撑基座包括一个等效于以下的形状：一扁平、水平定向的多边形底部件，该底部件具有上表面和边缘；该上表面被分成整数个相同尺寸的、边缘连接的正方形；该上表面具有一面积；至少一个具有一高度的垂直立柱；该立柱以面相连到上表面的至少一个正方形上；所述的装配块和垂直立柱具有等效于整数个相同尺寸、以面连接的立方体的形状；该对称的形态的厚度为至少两个立方体；该对称形态的容量由上表面的面积和立柱的高度来限定；以及该对称形态的形状符合底部件的形状和立柱的高度。

按照本发明，提供了一种装配智力积木，包括：一个三维的对称形态，包括拼装的装配块和一个支撑基座；该支撑基座包括一形状，该形状等效于：一具有边缘的扁平、水平定向的多边形底部件；至少两个垂直定向的阶梯形侧壁；每个壁具有一底边缘和一阶梯形边缘；阶梯形壁的底边缘被连接到底部件的两相对的边缘上；所述的底部件和阶梯形侧壁可分成整数个相同尺寸的边缘连接的正方形；所述的装配块具有等效于整数个相同尺寸的、以面连接的立方体的形状；以及该三维的形态具有符合于底部件的形状和阶梯侧壁形状的阶梯形状。

按照本发明，提供了一种装配智力积木，包括：一个三维的对称形态，包括拼装的装配块和一个支撑基座；该支撑基座包括一个形状，该形状等效于：具有一个上表面的扁平、水平定向的底部件；一个非矩形的、垂直方位的周边壁；该周边壁被安装到底部件的上表面；该周边壁被分成整数个相同尺寸的、边缘连接的正方形；所述的装配块具有等效于整数个相同尺寸的、以面连接的立方体的形状；该对称形态的厚度是至少两个立方体；及该对称形态符合周边壁的形状。按照本发明，提供了一种装配智力积木，包括：一个三维的对称形态，包括拼装的装配块和一个支撑基座；该支撑基座包括一种形状，该形状等效于：一个具有上表面和边缘的扁平、水平定向的多边形底部件；该上表面可被分成整数个相同尺寸的、边缘连接的正方形；该上表面具有一个面积；具有一高度的至少一个垂直立柱；该立柱被以面安装到至少一个上表面的正方形上；具有顶、底、和侧边缘的至4个垂直方位的侧壁；相邻侧壁的侧边缘彼此接触；侧壁的底边缘接触底部件；该侧可被分成整数个相同尺寸的、边缘连接的正方形；所述的装配块和垂直立柱具有等效于整数个相同尺寸的、以面接触的立方体；该对称形态的厚度为至少两个立方体；该对称形态的容量由上表面的面积×侧壁的高度来限定；以及该对称形态的形状符合底部件的形状与侧壁的高度。

本发明可以由诸如塑料、木材、金属、石头、矿物、纸、纸板、纤维或其它合适的材料的任何材料制成。本发明的支撑基座、侧壁、和装配块可以相同地或不同地着色。装配块的单个立方体部分可以不同地着色从而在智力积木装配过程中构成一种美学愉快的图形或图画。数字可以放置在立方体的表面上从而垂直地、水平地和对角地在智力积木组件上构成特殊的数字总体。本发明的另一方面是提供用于本发明的智力积木的包装和文字说明。

附图说明

附加的线被添加到支撑基座和装配块(图1、2、4、6、8、10A、11、15、16、18、19)的附图上以便清楚地表示实物的尺寸。附图内表示的数字显示智力积木(图3A和3B、5、7、9、10B、12、13、14、17)解决方法，数字指的是显示在图1中的块的编号。立柱的尺寸被描述成长×宽×高。一个单元等效于一立方体的一边缘的长度。

图1表示用于构造成本发明的智力积木的12个五小块块。

图2A表示本发明的智力积木的非矩形、珍宝盒形的支撑基座。

图2B表示分成单元正方形的、珍宝盒形的智力积木的底部件。

图3A和3B表示适于图2的支撑基座的智力积木的一种解决方法。

图4A表示有两个壁的双阶梯智力积木支撑基座，该基座为5个单元宽，6个单元深，以及在最高点为3个单元高。

图4B表示有三个壁的单阶梯智力积木支撑基座，该基座为4个单元宽，5个单元深，以及在最高点为5个单元高。

图4C表示有三个壁的单阶梯智力积木支撑基座，该基座为10个单元宽，3个单元深，以及在最高点为3个单元高。

图5A表示适合于图4A所示的支撑基座的智力积木的解决方法。

图5B表示适合于图4B所示的支撑基座的智力积木的解决方法。

图5C表示适合于图4C所示的支撑基座的智力积木的解决方法。

图6表示有三个壁的单阶梯智力积木支撑基座，该基座为6个单元宽，4个单元深，以及在最高点为4个单元高。

图7表示适合于图6的支撑基座的智力积木的解决方法。

图8A表示单立柱智力积木支撑基座，它包括一个4单元×6单元的底部件和位于中央的2单元×2单元×3单元的立柱。

图8B表示单立柱智力积木支撑基座，它包括一个3单元×8单元的底部件和位于中央的1单元×4单元×3单元的立柱。

图8C表示单立柱智力积木支撑基座，它包括一个3单元×9单元的底部件和位于中央的1单元×7单元×3单元的立柱。

图9A表示适合于图8A的支撑基座的智力积木的解决方法。

图9B表示适合于图8B的支撑基座的智力积木的解决方法。

图9C表示适合于图8C的支撑基座的智力积木的解决方法。

图10A表示单立柱智力积木支撑基座，它包括一个5单元×5单元的底部件，从该正方形，已经去除了四个角因而形成一个十型底部件以及位于中央的1单元×1单元×3单元的立柱。

图10B表示适合于图10A的支撑基座的智力积木的解决方法。

图11A表示一单立柱智力积木的支撑基座，它包括一个3单元×4单元的底部件和位于中央的1单元×2单元×6单元的立柱。

图11B表示三立柱智力积木的支撑基座，它包括一个5单元×5单元的底部件和位于中央的3个立柱，其中2个立柱的尺寸为1单元×1单元×3单元，一个立柱的尺寸为1单元×3单元×3单元。

图11C表示一单立柱智力积木的支撑基座，它包括一3单元×5单元的底部件和位于中央的1单元×3单元×5单元的立柱。

图11D表示一三立柱智力积木的支撑基座，它包括一3单元×8单元的底部件，一个1单元×1单元×3单元的立柱，一个1单元×2单元×3单元的立柱，和一个第二1单元×1单元×3单元的立柱。

图11E表示一双立柱智力积木的支撑基座，它包括一4单元×6单元的底部件和位于中央的两个1单元×2单元×3单元的立柱。

图11F表示一双立柱智力积木的支撑基座，它包括一3单元×6单元的底部件和位于中央的一个1单元×1单元×4单元的立柱，和位于中央的一个1单元×2单元×4单元的立柱。

图12A表示适合于图11A的支撑基座的智力积木的解决方法。

图12B表示适合于图11B的支撑基座的智力积木的解决方法。

图13A表示适合于图11C的支撑基座的智力积木的解决方法。

图13B表示适合于图11D的支撑基座的智力积木的解决方法。

图14A表示适合于图11E的支撑基座的智力积木的解决方法。

图14B表示适合于图11F的支撑基座的智力积木的解决方法。

图15A表示锯齿状的立柱支撑基座和侧壁的正视图。

图15B表示锯齿状的立柱支撑基座无侧壁的侧视图。

图15C表示锯齿状的立柱支撑基座和侧壁的俯视图。

图15D表示锯齿状的立柱支撑基座和侧壁的透视图。

图16A表示周边立柱支撑基座和侧壁的正视图。

图16B表示周边立柱支撑基座无侧壁的侧视图。

图16C表示周边立柱支撑基座有侧壁的俯视图。

图16D表示周边立柱支撑基座有侧壁的透视图。

图17A表示适合于图15的支撑基座的智力积木的解决方法。

图17B表示适合于图16的支撑基座的智力积木的解决方法。

图18是由倒置图15支撑基座上的解出的智力积木接着去除支撑基座后构成的结构。

图19是由倒置图16支撑基座上的解出的智力积木接着去除支撑基座后构成的结构。

具体实施方式

图1中表示本发明的实施例的智力积木装配块。如下描述的智力积木包括支撑基座和12个装配块，每个块具有一等效于5个相同的以面连接的立方体的形状，使得所有立方体的中心处于具有共同的顶和底表面的共同的平面中。此处使用的以“面连接”意味立方体的面沿其边缘结合。在以下描述的实施例中使用的装配块的总容量基本上等于60立方体。此处公开的例子中装配块具有等效于那些由5个立方体构成的形状；但是具有等效于由其它整数立方体构成的形状的装配块是可能的，诸如1、2、3、4、6、7和8个立方体。通过将装配块与支撑基座相互装配形成三维对称的图案而解出智力积木的拼法。

这些装配块是：

一个具有等效于排成行的5个相邻立方体的形状的块(图1-1)；

一个具有等效于排成一行的4个立方体和一个连接到该行中最后一个立方体的一侧的第5立方体，并且该第5立方体不与该行对准的形状的块(图1-2)；

一个具有等效于排成一行的4个立方体和一个连接到该行的中间的立方体的一侧的第5立方体的形状的块(图1-3)；

一个具有Z形的块(图1-4)；

一个具有S形的块(图1-5)；

一个具有V形的块(图1-6)；

一个具有T形的块(图1-7)；

一个具有W形的块(图1-8)；

一个具有等效于成一行的3个立方体，具有连接到该行中间的立方体一侧的第4立方体和连接到该行中最后一个立方体与第4立方体相对一侧的第5立方体的形状的块(图1-9)；

一个具有等效于形成正方形的4个立方体和一个连接到4个立方体的正方形的一侧的第5立方体的形状的块(图1-10)；

一个具有十字形的块(图1-11)；

一个具有U形的块(图1-12)。

本发明的实施例的装配块、支撑基座、和侧壁可以由任何合适的材料制成，诸如塑料、木材、金属、石头、矿物质、玻璃、纸、纸板、纤维等。这些材料可以全为相同颜色，或者它们可以涂上不同地颜色。装配块在颜色上可以相同，或者单个立方体部分可以不同地着色，从而在完成的智力积木中构成图形。这些图形可以包括图画，立方体部分在颜色上变化以构成棋盘图形，立方体部分在颜色上变化以形成有条纹的图形，或其它着色的图形。此外，单个立方体部分的表面可以显示数字，这样当装配时，呈现在立方体部分的表面上的数字可垂直地、水平地、和对角线地相加以形成特殊的值。颜色可以是材料的一个性质，诸如不同颜色的木材(胡桃木、橡木、枫树)，不同颜色的金属(铝、铜、金、银)，不同颜色的石头(花岗岩、粉红大理石、绿大理石、黑大理石、石英)，不同颜色或图形的纤维，或者颜色可能是加上表面涂层的一个结果，诸如涂漆或染色。

此处公开的本发明的实施例的底部件全是平的和水平定向。该底部件的上表面以及侧壁是可分成整数个相同尺寸的、边缘连接的正方形。

本发明的一个实施例包括一个底部件，一个周边侧壁连接到该底部件上，该侧壁有两单元的高度，如图2A所示。由侧壁描绘的多边形的非矩形形状由6单元×6单元正方形构成，已经从该非矩形形状移去6个单元正方形。从正方形的对角线地相对的两个角中的每一个移去3个单元正方形，该3个正方形是一个角部单元正方形和2个以面结合的正方形。该侧壁围成的最后的形状称之为珍宝盒形状。如图3所示，本发明的实施例的12个装配块装在支撑基座内，占据一个基本等于60个立方体的总容量。可以倒置和移去该智力积木的基座以展现自由直立的多连魔方块结构。

本发明以下的阶梯形的实施例可以有选择地包括可水平滑动地拆除的套筒，或套筒式壁，以适应智力积木的阶梯式形状并对把要破解拼法的智力积木的块夹持在适当位置有用。套筒式壁的尺寸与所相关联的智力积木的尺寸相符合。通过安放装配块使得一种与底部件以及呈阶梯形的侧壁的形状符合的阶梯式构形被形成来解出智力积木的拼法。由阶梯式智力积木所具有的容量等于阶梯式侧壁面积×阶梯侧边之间的距离。由以下实施例的阶梯式形态所具有的容量基本上等于60个立方体。整个装配的智力积木可从智力积木基座上取下以展示自由直立的多连魔方块结构。

在图4A中表示本发明的一实施例。支撑基座包括一个5单元×6单元的矩形底部件。连接到底部件的两个6单元边缘的是两个垂直的侧壁，它具有3个单元高、三层、双阶梯式形状。该侧壁具有一种等效于1个单元高×6个单元宽的基础层；1个装在基础层以上的1单元高×4单元宽的中间层；和1个1单元高×2单元宽的装在中间层以上的顶层的形状；这样所有三层的中间点对准。在图5A中表示一个解的方法。

在图4B中表示本发明的另一实施例。支撑基座包括一个4单元×5单元的矩形底部件。一个4单元×5单元的矩形垂直后背块被连接到4单元底部件边缘的一个边缘上。两个垂直阶梯式侧壁被装到两个5单元底部件的边缘，还有后背块的两垂直边缘上。该两侧壁具有等效于一个1单元高×5单元宽的基础层；在基础层上的、一个1单元高×4单元宽的层；在4单元宽层上的、一个1单元高×3单元宽的层；在3单元宽的层上的、一个1单元高×2单元宽的层；以及在顶部的一个1单元高×1单元宽的层的形状；所有的层对准以构成一个垂直边缘，因而形成一个阶梯式侧壁。在图5B中表示一种解法。

在图4C中表示本发明的另一实施例。支撑基座包括一个3单元×10单元的矩形底部件。一个3单元×10单元矩形垂直后背件连接到10单元底部件边缘的一个。两个垂直的阶梯形侧壁连接到两个3单元底部件边缘以及连接到后背件的垂直边缘上。该侧壁具有等效于一个1单元高×3单元宽的基础层；在基础层上的、一个1单元高×2单元宽的层；以及在顶上的一个、1单元高×1单元宽的层的形状；所有的层对准以构成一垂直边缘，因而形成一阶梯状侧壁。图5C中表示一种解法。

在图6中表示本发明的另一实施例。支撑基座包括一个4单元×6单元的矩形底部件。一个4单元×6单元的矩形垂直后背块连接到6单元底部件边缘的一个上。两个阶梯状垂直侧壁连接到两个4单元底部件边缘以及后背块的垂直边缘上。该侧壁具有等效于一个1单元高×4单元宽的基础层；一个在基础层以上的、1单元高×3单元宽的层；一个在3单元宽的层上的、1单元高×2单元宽的层；以及一个在顶部的、1单元高×1单元宽的层的形状；所有层对准以构成一垂直边缘，因而形成一阶梯状侧壁。在图7中表示一种解法。

以下描述的包含立柱的实施例也包括侧壁，诸如与底部件的边缘接触的垂直侧壁且高度等于立柱。这些侧壁可以连接到底部件或者它们可以形成一个符合智力积木形状的可滑动地拆除的套筒，对保持装配的智力积木的块在适当位置有用。该可滑动拆除的套筒可以在水平方向或垂直方向除去。立柱的尺寸被描述成长×宽×高。通过拼装该装配块来解开智力积木的拼法，这样最终的对称形态具有符合基座底部件和一个立柱或几个立柱的顶表面的形状的光滑表面。构成的对称形态的总容量基本上等于底部件的面积×立柱的高度。从总容量减去立柱的容量给出一个基本上等于60个立方体的容量，即块的容量。已解出拼法的智力积木可以被倒置，同时智力积木的基座可移去以展现自由直立的多连魔方块结构。

在图8A中表示本发明的一实施例。支撑基座包括一个4单元×6单元的矩形底部件和一个2单元×2单元×3单元的立柱，该立柱与底部件连接。该立柱位于底部件的中央，距两个6单元底部件边缘为1单元，并且距4单元底部件边缘为2单元。在图9A中表示一种解法。

在图8B中表示本发明的另一实施例。支撑基座包括一个3单元×8单元的矩形底部件和一个安装到底部件上的一个1单元×4单元×3单元的立柱。该立柱位于中央并在底部件上沿长度方向排成直线；立柱的4单元两侧距底部件8单元边缘是1单元；而立柱的1单元两侧距底部件的3单元边缘是2单元。在图9B中表示一种解法。

在图8C中表示本发明的另一实施例。支撑基座包括一个3单元×9单元的矩形底部件和一个连接在该底部件上的1单元×7单元×3单元的立柱。该立柱位于底部件的中央，立柱的每个边缘距底部件的对应边缘的每一个是1单元。在图9C中表示一种解法。

在图10A中表示本发明的另一实施例。支撑基座具有一多边形底部件和一立柱；该底部件具有5单元×5单元的正方形，从4个角的每一个除去1单元正方形，因而形成一个多边形的十字形状；1单元×1单元×3单元的立柱位于底部件的中央正方形上。在图10B中表示一种解法。

在图11A中表示本发明的另一实施例。支撑基座包括一个3单元×4单元的矩形底部件及一个连接在该基座上的一个1单元×2单元×6单元的立柱。该立柱位于基座的中央，距4个底部件边缘的每一个是1单元。在图12A中表示一种解法。

在图11B中表示本发明的另一实施例。支撑基座包括一个5单元×5单元正方形底部件和三个立柱。第一立柱是一个1单元×3单元×3单元的立柱，它位于距底部件边缘的三个为1单元，同时距第4边缘为3单元。最后两个立柱为1单元×1单元×3单元的立柱。每个立柱距底部件的边缘的两个是1单元，距第一立柱为1单元而距其余的立柱为1单元。在图12B中表示一种解法。

图11C中表示本发明的另一实施例。支撑基座包括一个3单元×5单元的矩形底部件和一个安装在基座上的一个1单元×3单元×5单元的立柱。该立柱位于基座的中央，距4个底部件的边缘各为一个单元。在图13A中表示一种解法。

在图11D中表示本发明的另一实施例。支撑基座包括1个3单元×8单元的矩形底部件具有三个安装在底部件上的三个立柱。第一立柱是一个1单元×1单元×3单元的立柱，它位于距底部件的三个边缘为1单元。第二立柱是一个1单元×2单元×3单元的立柱，该立柱的长度与支撑基座的底部件的长度对齐并且距第一立柱为1单元，以及距底部件的两个8单元边缘为1单元。第三立柱是一个1单元×1单元×3单元的立柱，它位于距第二立柱为1单元同时距底部件的三个边缘为1单元。在图13B中表示一种解法。

在图11E中表示本发明的另一实施例。支撑基座包括一个4单元×6单元的距形底部件，该底部件具有两个安装到底部件上的两个立柱。该两个立柱是2单元×3单元的立柱，与底部件的4单元边缘平行地对齐。每个立柱距底部件的3个边缘为1单元，同时距另一立柱为2单元。在图14A中表示一种解法。

在图11F中表示本发明的另一实施例。支撑基座包括一个3单元×6单元的距形底部件具有两个安装到该底部件上的立柱。第一立柱是一个1单元×1单元×4单元的立柱，它位于距底部件的三个边缘为1单元。第二立柱是一个1单元×2单元×4单元的立柱，它与底部件的6单元边缘对齐并位于距底部件的三个边缘1单元且距第一立柱1单元。图14B表示一种解法。

在以下两个本发明的实施例中，装配块在立柱的高度上方叠置。对于这些实施例可以使用接触支撑基座的、并具有比立柱更高的高度的固定的或可拆除的侧壁。该侧壁可以安装到底部件上或者它们可构成一个可滑动地拆除的套筒。侧壁构成的最终形态的容量基本上等于底部件的面积×壁的高度。减去由立柱占有的容量剩余的是装配块占有的容量，在这些实施例中基本上等于60立方体。由智力积木构成的对称形态的形状与底部件的形状及壁的高度相一致。

在图15中表示本发明的一个实施例，一个锯齿状的立柱。图15A表示具有安装的侧壁的支撑基座的正视图。图15B表示支撑基座的右侧视图。图15C表示具有安装的侧壁的支撑基座的俯视图，以及图15D表示支撑基座的透视图。图15A和图15C中标“A”的箭头表示侧壁的厚度。该支撑基座具有等效于一个5单元×5单元正方形底部件，其上连接一个1单元宽×2单元高的周边立柱的形状；一个单元的立方体被连接到在周边立柱顶部的四个角的各角上，并且一个单元的立方体被连接到底部件以及由周边立柱构成的四个内角的每一个上。该支撑基座还包括一个垂直侧壁，在最高立柱以上的高度上延伸一个单元。该垂直侧壁可以安装到支撑基座的底部件上，或者它们可以构成一个可滑动地拆除的套筒。在图17A中表示一种解法。倒置完成的智力积木并除去支撑基座展现如图18所示的多连魔方块结构。

在图16中表示本发明的另一实施例，周边立柱。图16A表示具有连接的侧壁的支撑基座的正视图。图16B表示支撑基座的右侧视图。图16C表示具有连接的侧壁的支撑基座的俯视图，以及图16D表示支撑基座的透视图。图16A和16C中标“A”的箭头表示侧壁的厚度。支撑基座具有等效于5单元×5单元矩形底部件，在其上安装一个1单元宽×2单元高的周边立柱的形状；一个高度为1单元的第二周边立柱，被连接到底部件和第一周边立柱的内部。该支撑基座还包括垂直侧壁，在最高周边立柱上方的高度上延伸2单元。该垂直侧壁可以被连接到支撑基座的底部件上，或者它们可以构成一个可滑动地拆除的套筒。在图17B中表示一种解法。倒置该智力积木并去除支撑基座展现如图19所示的结构。

描述的实施例的每一个可选择性地包括包装和使用并解开该智力积木拼法的说明。

使用的术语的定义

此处使用的“一单元”是等效于一个立方体的一个边缘的长度。一单元可以是1厘米、2厘米、1.2英寸、0.5英寸、1.6英寸、1.1英尺或者为制造本发明的实物要求的任何长度。

此处使用的“立方体”是指单元尺寸的同一尺寸的立方体。

此处使用的“正方形”是指单元尺寸的同一尺寸的正方形，立方体中用相同的单元尺寸。

此处使用的“以面相连”或“以面连接”意味着立方体的连接表面沿其边缘被连接起来。此处使用的以面相连还意味着立方体的表面被连接到正方形的所有4个边缘。此处使用的边缘连接或边缘相连意味着正方形的连接边沿一个边缘被连接。

此处使用的“多连魔方块”指具有等效于彼此以面相连的整数的立方体的形状的装配块。此处使用的多连魔方块还指单个立方体多连魔方块。

此处使用的“五连魔方块”(Pentomino)指具有等效于5个彼此以面相连的形状的单元的多连魔方块。

此处使用的“套筒”或“套筒式壁”指一组平面的壁块，其边缘彼此互连从而构成一个空心管或套筒。一个套筒式壁可以滑动地包围一个装配的智力积木。一个套筒式壁可以用相对于装配的智力积木水平的或者垂直的运动来操纵。

此处使用的“阶梯式壁”，或“阶梯式侧壁”是一个垂直的块，该块的至少一侧具有阶梯形，台阶的水平和垂直尺寸为与单元立方体边缘相同的尺寸，同时一个侧面具有等于整数个正方形的面积。

此处使用的“立柱”具有等效于至少一个相连到支撑基座的底部件的一个正方形部分上的垂直组件的形状。立柱具有等效于整数个立方体的形状。

此处使用的“周边立柱”是一个构成环或正方形的立柱。

此处使用的“周边壁”是一个包围装配智力积木的连接的壁。

此处使用的“支撑基座”是一个包括底部件、零个或多个立柱、零个或多个壁的物体。支撑基座用于在智力积木装配的过程中支撑装配块并提供完成的智力积木的最终形状。

此处使用的“符合”意味着在与底部件的形状符合时是与其形状和尺寸相匹配。例如，符合如图8A中所示的支撑基座的形状的智力积木将在完成时构成一个长6个正方形、宽4个正方形、和高3个正方形的平行六面体。

此处使用的“珍宝盒形”指由一个6单元×6单元正方形构成的多边形形状，从该6单元正方形已经按以下方法去除6个单独的单元正方形：从6单元×6单元的正方形的对角线相对的两个角的每一个除去3个单元正方形，该3个单元正方形是一个角部正方形，和两个结合该角部正方形的边缘的正方形。

此处使用的“着色”指一个实物的可见的色彩或标记。材料可能全是相同的色彩，或者它可以不同地着色。装配块可能色彩是相同的或者个别立方体部分可以不同地着色，从而在一个完成的智力积木中构成一种图型。这种图型可以包括图画、色彩变化以构成棋盘图型的立方体部分、色彩变化以构成条纹图型的立方体部分，或者其它彩色图型。此外个别立方体部分的表面可以显示数字，这样当装配的呈现在立方体表面上的数字垂直地、水平地、和对角线地相加以构成特殊的数值。色彩可以是材料的一种性质，诸如不同颜色的木材(胡桃木、橡木、枫树)、不同颜色的金属(铝、铜、金、银)、不同颜色的石头(花岗岩、粉红大理石、绿大理石、黑大理石、石英)、不同颜色或图型的纤维、或者颜色可以是对材料施加表面涂层的一种结果，诸如涂漆或染色。

Claims (23)

1.一种装配的智力积木，包括：

一个三维的、对称的形态，该形态包括相互拼装的装配块和一个支撑基座；

该支撑基座包括一个等效于以下的形状：

一扁平、水平定向的多边形底部件，该底部件具有上表面和边缘；该上表面被分成整数个相同尺寸的、边缘连接的正方形；该上表面具有一面积；

至少一个具有一高度的垂直立柱；该立柱以面相连到上表面的至少一个正方形上；

所述的装配块和垂直立柱具有等效于整数个相同尺寸、以面连接的立方体的形状；

该对称的形态的厚度为至少两个立方体；

该对称形态的容量由上表面的面积和立柱的高度来限定；以及

该对称形态的形状符合底部件的形状和立柱的高度。

2.按照权利要求1的智力积木，其特征在于对称形态的容量，减去由立柱占有的容量，基本上等于60个立方体。

3.按照权利要求2的智力积木，其特征在于装配块具有等效于5个以面连接的立方体的形状，它们的中心全处在一个单一平面中，所述的块是：

一个具有等效于5个相邻的排成行的立方体的形状的块；

一个具有等效于4个排成行的立方体和一个连接到行中最后一个立方体的一侧的第5个立方体的形状且该第5个立方体相对于该行不对准的块；

一个具有等效于4个立方体成行和一个连接到该行中的中间的立方体的一侧的第5个立方体的形状的块；

一个具有Z形的块；

一个具有S形的块；

一个具有V形的块；

一个具有T形的块；

一个具有W形的块；

一个具有等效于3个立方体成一行以第4个立方体连接到该行中中间一个立方体的一侧及第5个立方体连接到该行中最后一个立方体与第4立方体相反的一侧的形状的块；

一个具有等效于构成一正方形的4个立方体及一个连接到4个立方体正方形的一侧的第5个立方体的形状的块；

一个具有十字形的块；

一个具有U形的块。

4.按照权利要求2的智力积木，其特征在于还包括在高度上基本上等于立柱高度并与支撑基座接触的垂直侧壁。

5.按照权利要求4的智力积木，其特征在于侧壁构成可滑动地拆除的套筒。

6.按照权利要求4的智力积木，其特征在于侧壁连接到底部件上。

7.按照权利要求2的智力积木，其特征在于还包括着色装配块。

8.一种装配智力积木，包括：

一个三维的对称形态，包括拼装的装配块和一个支撑基座；

该支撑基座包括一形状，该形状等效于：

一具有边缘的扁平、水平定向的多边形底部件；

至少两个垂直定向的阶梯形侧壁；每个壁具有一底边缘和一阶梯形边缘；阶梯形壁的底边缘被连接到底部件的两相对的边缘上；

所述的底部件和阶梯形侧壁可分成整数个相同尺寸的边缘连接的正方形；

所述的装配块具有等效于整数个相同尺寸的、以面连接的立方体的形状；以及

该三维的形态具有符合于底部件的形状和阶梯侧壁形状的阶梯形状。

9.按照权利要求8的智力积木，其特征在于对称形态的容量基本上等于60个立方体。

10.按照权利要求9的智力积木，其特征在于装配块具有等效于5个以面连接的立方体的形状，该立方体的中心全处在一个单一的平面中，这些块是：

一个具有等效于排成行的5个相邻立方体的形状的块；

一个具有等效于排成行的4个立方体和一个连接到该行中最后一个立方体的一侧的第5个立方体的形状，且该第5个立方体相对于行不对准的块；

一个具有等效于4个立方体排成行及第5个立方体连接到该行中的中间一个立方体的一侧的形状的块；

一个具有Z形的块；

一个具有S形的块；

一个具有V形的块；

一个具有T形的块；

一个具有W形的块；

一个具有等效于3个立方体成一行以第4立方体连接到该行中的中间立方体的一侧和第5个立方体连接到该行中最后一个立方体与第4立方体相反一侧的形状的块；

一个具有等效于构成一正方形的4个立方体和一个连接到4个立方体的正方形的一侧的第5立方体的形状的块；

一个具有十字形的块；

一个具有U形的块。

11.按照权利要求8的装配智力积木，其特征在于侧壁还包括一个垂直边缘。

12.按照权利要求11的装配智力积木，其特征在于支撑基座还包括一个连接到底部件的一边缘和两侧壁的垂直边缘上的垂直后背壁。

13.按照权利要求9的装配智力积木，其特征在于还包括一个可水平地滑动拆除的套筒。

14.按照权利要求9的装配智力积木，其特征在于还包括着色的装配块。

15.一种装配智力积木，包括：

一个三维的对称形态，包括拼装的装配块和一个支撑基座；

该支撑基座包括一个形状，该形状等效于：

具有一个上表面的扁平、水平定向的底部件；

一个非矩形的、垂直方位的周边壁；

该周边壁被安装到底部件的上表面；

该周边壁被分成整数个相同尺寸的、边缘连接的正方形；

所述的装配块具有等效于整数个相同尺寸的、以面连接的立方体的形状；

该对称形态的厚度是至少两个立方体；及

该对称形态符合周边壁的形状。

16.按照权利要求15的智力积木，其特征在于对称形态的总容量基本上等于60个立方体。

17.按照权利要求16的智力积木，其特征在于非矩形周边壁具有珍宝盒形状。

18.按照权利要求17的智力积木，其特征在于装配块具有等效于5个以面连接的立方体的形状该立方体的中心全处在一个单一平面中，这些块是：

一个具有等效于排成行的5个相邻立方体的形状的块；

一个具有等效于排成行的4个立方体和一个连接到该行中最后一个立方体的一侧的第5个立方体的形状，且该第5个立方体相对于行不对准的块；

一个具有等效于4个立方体排成行及第5个立方体连接到该行中的中间一个立方体的一侧的形状的块；

一个具有Z形的块；

一个具有S形的块；

一个具有V形的块；

一个具有T形的块；

一个具有W形的块；

一个具有等效于3个立方体成一行以第4立方体连接到该行中的中间立方体的一侧和第5个立方体连接到该行中最后一个立方体与第4立方体相反一侧的形状的块；

一个具有等效于构成一正方形的4个立方体和一个连接到4个立方体的正方形的一侧的第5立方体的形状的块；

一个具有十字形的块；

一个具有U形的块。

19.按照权利要求15的装配智力积木，其特征在于还包括着色的装配块。

20.一种装配智力积木，包括：

一个三维的对称形态，包括拼装的装配块和一个支撑基座；

该支撑基座包括一种形状，该形状等效于：

一个具有上表面和边缘的扁平、水平定向的多边形底部件；该上表面可被分成整数个相同尺寸的、边缘连接的正方形；该上表面具有一个面积；

具有一高度的至少一个垂直立柱；该立柱被以面安装到至少一个上表面的正方形上；

具有顶、底、和侧边缘的至4个垂直方位的侧壁；相邻侧壁的侧边缘彼此接触；侧壁的底边缘接触底部件；该侧可被分成整数个相同尺寸的、边缘连接的正方形；

所述的装配块和垂直立柱具有等效于整数个相同尺寸的、以面接触的立方体；

该对称形态的厚度为至少两个立方体；

该对称形态的容量由上表面的面积×侧壁的高度来限定；以及

该对称形态的形状符合底部件的形状与侧壁的高度。

21.按照权利要求20的智力积木，其特征在于对称形状的容量，减去被立柱占去的容量，基本上等于60个立方体。

22.按照权利要求21的智力积木，其特征在于装配块具有等效于5个以面连接的立方体的形状，这5个立方体的中心全处在一个单一的平面中，这些块是：

一个具有等效于排成行的5个相邻立方体的形状的块；

一个具有等效于排成行的4个立方体和一个连接到该行中最后一个立方体的一侧的第5个立方体的形状，且该第5个立方体相对于行不对准的块；

一个具有等效于4个立方体排成行及第5个立方体连接到该行中的中间一个立方体的一侧的形状的块；

一个具有Z形的块；

一个具有S形的块；

一个具有V形的块；

一个具有T形的块；

一个具有W形的块；

一个具有等效于3个立方体成一行以第4立方体连接到该行中的中间立方体的一侧和第5个立方体连接到该行中最后一个立方体与第4立方体相反一侧的形状的块；

一个具有等效于构成一正方形的4个立方体和一个连接到4个立方体的正方形的一侧的第5立方体的形状的块；

一个具有十字形的块；

一个具有U形的块。

23.按照权利要求21的智力积木，其特征在于还包括着色的装配块。

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