CN218589651U

CN218589651U - 铰接磁体拼图

Info

Publication number: CN218589651U
Application number: CN202220906237.6U
Authority: CN
Inventors: 凯文·D·施拉皮克
Original assignee: Kai WenDShilapike
Current assignee: Spinbosch Co ltd
Priority date: 2022-01-12
Filing date: 2022-04-19
Publication date: 2023-03-10
Anticipated expiration: 2032-04-19
Also published as: US11878255B2; CA3242555A1; US20230381636A1; WO2023137279A1; KR20240136366A; CN118510582A; US20240157228A1; AU2023206304A1

Abstract

本实用新型提供了一种拼图，包括：可通过铰接装置以例如连续环的串联方式铰接连接的多个多面体，每个多面体包括四个面和六条边，其中，六条边中的每条边的相对边长为一个单位、两个单位、

个单位或

个单位。每个多面体包括磁体，至少一个磁体与所述四个面中的每个面相邻设置。

Description

铰接磁体拼图

技术领域

本申请提供涉及具有多个实心多面体的变形拼图的领域。

背景技术

已知的变形拼图受到特定的几何形状、磁性构造和铰接构造以及使用单个多面体(所述拼图的所有多面体是全等的)的限制。这些特征限制了所述拼图的数量和吸引力。

本申请的变形拼图克服了这些以及其他缺陷。

实用新型内容

本申请提供了具有铰接在一个连续环中的多个实心多面体的变形拼图。通过进行不同的移动序列，可以将拼图操作成许多不同的具有视觉和触觉兴趣的构造。例如，多面体被构造为围绕连续环的环轴进行操作(即将拼图从里向外翻转)和/或围绕连接相邻多面体的铰接装置(例如，桥接条)来回切换(toggle)。多面体的特定几何形状和桥接条限定的特定铰接关系使拼图能够进行操作以具有大量不同的几何结构。此外，多个具有互补极性的磁体被设置在整个拼图中。有利的是，所述磁体将拼图稳定在上述构造中。

附图说明

参考以下附图描述了本申请的非限制性和非穷举性实施例，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在各个视图中指代相同的部分。

图1示出了本申请中拼图的第一构造的立体图。

图2A示出了图1中的多面体拼图的第一视角透视图。

图2B示出了图2A中的多面体拼图的第二视角透视图。

图3示出了图2A中的多面体的几何结构的示意图。

图4A-图4E示出了图1中的拼图的多面体构造的不同的视图。

图5A-图5B示出了图1中的拼图的另一多面体构造的不同的视图。

图6A-图6B示出了图1中的拼图的另一多面体构造的不同的视图。

图7A-图7B示出了图1中的拼图的另一多面体构造的不同的视图。

图8A-图8B示出了图1中的拼图的另一多面体构造的不同的视图。

图9A-图9B示出了图1中的拼图的另一多面体构造的不同的视图。

图10示出了图1中的拼图的另一多面体构造。

图11示出了图1中的拼图的另一多面体构造。

具体实施方式

以下公开提供了具有至少两种不同类型的多面体主体的铰接磁性拼图。本文所述的具体示例是代表性的，而非限制性的，并且，应当理解的是，本申请不限于所描述的具体实施例。还应当理解，任何实施例都可以包括以任何组合形式描述的任何一个或多个特征。

请参阅图1，变形拼图(以下称为拼图100)包括多个多面体102a-1021，这些多面体102a-1021以围绕环轴106的连续环的形式连接在一起。每个多面体是实心体，例如，由热塑性聚合物(例如，PLA)或其他材料刚性材料形成。然而，这里描述的拼图不限于完全实心的物体。在一些实施例中，多面体中的一个或多个可以是中空的，和/或具有来自其体积中的一个或多个切口。

多面体102a-1021通过铰接装置(例如，桥接条104a-1041)在端对端构造中以串联方式(例如，连续环)铰接连接在一起。如下文所述，多面体102a-1021的每个多面体设有至少一个磁体；同时，磁铁使得拼图100以具有视觉和触觉吸引力的各种构造稳定存在。

通过操作多面体102a-1021，拼图100可以具有数千种不同的复合结构。附图示出了可以操作拼图100的任何一种或多种的代表性且非限制性的复合构造，包括各种规则多面体、不规则多面体、凸多面体、凹多面体和其他多面体类型。

为了实现不同的构造，多面体102a-1021以不同的顺序进行操作，包括以下步骤中的一个或多个：

·围绕环106旋转一个或多个多面体102a-1021(倾向于将拼图100“从里向外翻转”翻转)；

·围绕桥接条104a-1041切换一个或多个多面体102a-1021，使得多面体 102a-1021的不同面彼此抵接；

·相对于彼此平移一个或多个多面体102a-1021。

与已知的组合不同，本申请的拼图100利用特定几何形状和磁体的独特组合，使得拼图100以无数不同的形状稳定存在。

现在要描述的是代表性且非限制性的拼图100的特定特征。

在该实施例中，拼图100由十二个形状相同(即全等)的多面体 102a-1021通过铰接连接以连续环形式形成，其中，每个多面体是四面体。每个四面体通过桥桥接条104a-1041中的两个沿环106铰接连接到两个相邻四面体，每个桥接条从一个多面体延伸到相邻多面体之一。应当理解，本申请不限于具有十二个多面体的拼图。在其他实施例中，拼图100包括例如八个、十个、十四个、十六个、十八个、二十个、二十二个或二十四个多面体，这些多面体通过桥接条连接成连续环。在一些实施例中，多面体可以以连续环的形式进行连接，但不是永久连接。应当理解的是，本申请包括其中的多面体并非全部具有相同形状的实施例。在一些实施例中，一个或多个多面体具有不同的第二形状(例如，与第一形状相似但并不全等的形状，或者具有第一形状的一半)。

尽管多面体102a-1021中的每一个具有相同的形状，但是十二个多面体包括具有第一朝向的第一组多面体(即多面体102a、102c、102e、102g、102i、102k)和具有不同第二朝向的第二组多面体(即多面体102b、102d、 102f、102h、102j、102l)。需要再次说明的是，如果多面体的第一朝向表示为类型“1”，而多面体的第二朝向表示为类型“2”，则多面体102a-1021从多面体102a开始按以下顺序连接：1、2、1、2、1、2、1、2、1、2、1、2。

第一朝向和第二朝向是彼此的镜像，使得每个桥接条104a-1041都将具有第一朝向的多面体的一条边铰接地连接到具有第二朝向的另一个多面体的同样的边。因此，铰接装置设置在两种不同类型的位置(如以下所述)。

图2A和图2B示出了图1中的多面体102a的相反视角的透视图，多面体102a与其他多面体102b-1021相同。如图所示，多面体102a是具有四个面和六条边的四面体。

图3示出了多面体102a的具体的几何形状。图3的含义由图例108 确定，图例108描述了多面体102a的不同边长之间的关系。标有加号“●”的边具有一个单位的长度，在不同的实施例中可以按比例放大或缩小。无论单位(“●”)的数值如何，不同边之间的相对关系在不同实施例中保持不变。需要再次说明的是，无论单位长度“●”的数值如何，标有“+”的边的长度等于2(单位长度)，标有▲的边的长度等于

(单位长度)，标有“■”的边的长度等于

(单位长度)。

如图所示，多面体102a具有四个面110、112、114和116，以及六条边118、120、122、124、126和128。每条边的相对长度由图例108规定。根据图例108的边长关系，第二面112、第三面114、第四面116为直角三角形，第一面110为等腰三角形(第四边124和第五边126等长)。

参考图例108，在单位长度“●”等于100mm的假设实施例中，“●”边(即第六边128)长度等于100mm，“+”边(即第一边118)长度等于200 mm，每个“▲”(即第四边124和第五边126)长度等于100√(2)mm，并且，每个“■”边(即第二边120第三边122)长度等100√(3)mm。在任何实施例中，六条边的相对长度对于拼图100实现图中所示的不同形状可能是至关重要的。

再次参阅图1，拼图100包括桥接条104a-1041形式的铰接装置，每个铰接装置连接两个相邻的多面体102a-1021。桥接条104a-1041灵活地连接相邻的多面体102a-1021，使得连接的多面体能够可逆地切换，使得不同的面彼此接触。特别地，铰接装置位于两种不同类型的位置。在第一种类型的位置(例如桥接条104a、104c、104e、104g、104i和104k)中，铰接装置灵活地连接相邻多面体(多面体具有相对于彼此的镜像取向)的第一边118。在第二种类型的位置中(例如桥接条104b、104d、104f、104h、104j和104l)，铰接装置灵活地连接相邻多面体的第六边128。

前述铰接方案能够实现相邻多面体之间的特定设置。特别地，在第一类型位置(即在相邻多面体的第一边118之间)的每个铰接装置将第一多面体铰接连接到相邻的第二多面体，使得第一多面体的第一面110被构造为可逆地抵接第一多相邻的第二多面体的第一面110，并且，进一步使得第一多面体的第二面112被构造为可逆地抵接相邻的第二多面体的第二面112。此外，在第二类型位置(即在相邻多面体的第六边128之间)的每个铰接装置将第一多面体铰接连接到相邻的第二多面体，使得第一多面体的第三面114 被构造为可逆地抵接相邻的第二多面体的第四面116，并且使得第一多面体的第四面116被构造为可逆地抵接相邻的第二多面体的第三面114。

每个多面体102a-1021连接到两个相邻的多面体。具体地，每个多面体在其第一边118处通过第一类型位置中的第一铰接装置连接到一个相邻镜像多面体，并且通过第二类型位置中的第二铰接装置在其第六边128处连接到另一个相邻镜像多面体。以这种方式，每个多面体可以相对于每个相邻且铰接连接的多面体进行切换。

在一些实施例中，如图1所示的实施例，桥接条类型上述顺序排列在拼图100周围，即在第一位置、第二位置、第一位置等。在一些实施例中，桥接条可以是与多面体的相邻面粘合连接的粘合剂或胶带型桥接条。但并不限制于此。在一些实施例中，桥接条是延伸穿过每个多面体的内部体积的内部型桥接条。在申请日为2021年12月16日的美国专利号为10,569,185B2 的专利和PCT专利申请号为PCT/IB2021/061868的专利申请中描述了代表性的桥接条，上述专利在此通过引用并入。

再次参考图3中，每个多面体包括多个磁体130、132、134和136，这些磁体被定位和极化，从而使得每个多面体被构造为与多个多面体中的多个其他多面体磁连接，从而将拼图100稳定在本文中示出和描述的任何一种或多种构造。特别地，在每个多面体上的某个位置处设有至少一个磁体，并且，例如，当拼图100被操作为具有不同的构造时，选择该磁体的极性，使得该磁体与位于另一多面体上的相反极性的至少一个磁体磁性连接。

在所示实施例中，多个磁体中的至少一个磁体设置为与多面体的例如面110、112、114和116中的每个面相邻，从而使得每个磁体的磁场具有足够的力通过相邻面延伸以与设置在与该面的相对表面相邻的具有相反极性的同样的磁体磁连接。应当理解的是，这里描述的概念不限于具有四个磁体的实施例。例如，在一些实施例中，多于一个磁体设置在每个面附近，使得每个多面体总共具有五个、六个、七个或八个磁体。在一些实施例中，每个多面体的至少一个面没有设置磁体；在这样的实施例中，每个多面体可以具有一个、两个、三个、四个或更多磁体。在一些实施例中，每个多面体的至少一个面不设置有磁体，并且多于一个磁体与同一多面体的多个其他面之一相邻设置。

在所示的实施例中，每个磁体嵌入在每个面中，例如，参见图1，嵌入在面本身中形成的凹槽中。在其他实施例中，每个磁体可以设置在每个多面体中足够靠近相关面的位置，从而使得磁体的磁场穿过例如所述面延伸，使得当用具有相反极性的同样的磁体磁化的另一个多面体的面被放置在相关的面时，两个面磁连接在一起。在申请日为2020年8月13的美国专利号为 10,569,185B2的专利和美国专利申请号为16/992,295的专利申请中描述了用于将磁体固定在多面体中的代表性结构。

如上所述，磁体被定位和极化，使得每个多面体被构造为与通过铰接装置与该多面体相邻地连接的两个多面体中的每一个都磁连接。为了实现这一点，在一些实施例中，连续环中每隔一个其他/交替的多面体(例如，第一、第三、第五等)的多个磁体具有同样的极性(例如，负极)，并且连续环中每个其余多面体的多个磁体(例如，第二、第四、第六等)具有不同的极性(例如，正极)。

单一多面体的每个磁体不必具有单一同样的极性。相反，重要的是每个磁体的极性与被构造为与该磁体连接到的另一个多面体的磁体的极性相反。前段中的构造是实现此目的的一种代表性构造，但也还有其他构造。

例如，在如上所述的一些实施例中，其中每个铰接装置沿第一边118 将第一多面体铰接连接到第二多面体，使得第一多面体的第一面110被构造为可逆地抵接第二多面体的第一面110，与第一多面体的第一面110相邻设置的至少一个磁体130的极性和与相邻第二多面体的第一面110设置的至少一个磁体130的极性相反。可选地，在这样的实施例中，邻近第一多面体的第二面112设置的至少一个磁体132的极性与邻近第二多面体的磁体132设置的至少一个磁体132的极性相反。

在诸如上述的一些实施例中，其中每个铰接装置将第一多面体沿第六边128铰接连接到第二多面体，从而使得第一多面体的第三面114被构造为可逆地抵接第二多面体的第四面116，并且使得第一多面体的第四面116 被构造为可逆地抵接第二多面体的第三面114，与第一多面体的第三面114 相邻设置的至少一个磁体134的极性与第二多面体的磁体136相邻设置的至少一个磁体136的极性相反，并且与第一多面体的第四面116相邻设置的至少一个磁体136的极性与第二多面体的第三面114相邻设置的至少一个磁体 134的极性相反。

前述磁体构造可以组合成单一四面体。

除其他附图外，拼图100可以被操作成具有图4A-图11所示的任何一种或多种构造。

图4A-图4E示出了拼图100的六面体构造——即非立方六面体(特别是菱形)的不同的视图。

图5A-图5B示出了拼图100的另一多面体构造的不同的视图。

图6A-图6B示出了拼图100的另一多面体构造——即六面体的不同的视图。

图7A-图7B示出了拼图100的另一种多面体构造——即九面体的不同的视图。

图8A-图8B示出了拼图100的另一多面体构造的不同的视图。

图9A-图9B示出了拼图100的另一多面体构造的不同的视图。

图10示出了拼图100的另一种多面体构造。

图11示出了拼图100的另一多面体构造——即五面体。

Claims

1.一种拼图，包括：

通过铰接装置以串联方式铰接的多个多面体，所述多个多面体中的每个包括：四个面和六条边，其特征在于，

每个多面体的六条边中的每条边的相对边长为选自包括1个单位、2个单位、

个单位和

个单位的组；并且

每个多面体包括多个磁体，其中，所述多个磁体中的至少一个磁体与所述四个面中的每个面相邻设置。

2.根据权利要求1所述的拼图，其特征在于，

每个多面体的六条边由边长为2个单位的第一边、边长为

个单位的第二边和第三边、边长为

个单位的第四边和第五边，以及边长为1个单位的第六边组成。

3.根据权利要求1所述的拼图，其特征在于，所述多个多面体通过铰链装置以连续环形式连接。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的拼图，其特征在于，所述多个多面体的每个多面体的形状为四面体。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的拼图，其特征在于，所述多个多面体的每个多面体与所述多个多面体的每个其他多面体全等。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的拼图，其特征在于，所述多个多面体由通过铰链装置以连续环形式连接的十二个多面体组成。

7.根据权利要求3所述的拼图，其特征在于，所述铰链装置包括桥接条，每个桥接条从所述多个多面体中的一个多面体向所述多个多面体中的相邻的多面体延伸。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的拼图，其特征在于，

串联连接的所述多个多面体的每个交替的多面体的所述多个磁体具有第一极，并且其中，

串联连接的所述多个多面体的每个其余的多面体的所述多个磁极具有相反的第二极。

9.根据权利要求3所述的拼图，其特征在于，

每个所述铰链装置将所述多个多面体中的一个多面体的六条边中的一条边铰接连接到所述多个多面体中的另一多面体的六条边中的同样的边。

10.根据权利要求3所述的拼图，其特征在于，

每个所述铰链装置将所述多个多面体中的第一多面体铰接连接到所述多个多面体中的第二多面体，从而使得所述第一多面体的六个面中的第一面被构造为可逆地抵接所述第二多面体的六个面中的第一面，其中，

邻近所述第一多面体的第一面设置的至少一个磁体的极性与邻近所述第二多面体的第一面设置的至少一个磁体的极性相反。

11.根据权利要求10所述的拼图，其特征在于，

每个所述铰链装置将所述第一多面体铰接到所述第二多面体，使得所述第一多面体的六个面中的第二面被构造为围绕桥接条切换，以抵接所述第二多面体的六个面的第二面，其中，邻近所述第一多面体的第二面设置的至少一个磁体的极性与邻近所述第二多面体的第二面设置的至少一个磁体的极性相反。

12.根据权利要求10或11所述的拼图，其特征在于，

所述第一多面体通过另一桥接条与所述多个多面体中的第三多面体连接，使得所述第一多面体的六个面的第三面被构造为围绕另一桥接条切换，以抵接所述第三多面体的六个面中的第四面，其中，邻近所述第一多面体的第三面设置的至少一个磁体的极性与邻近所述第三多面体的第四面设置的至少一个磁体的极性相反。

13.根据权利要求12所述的拼图，其特征在于，

所述第一多面体通过另一桥接条与所述第三多面体连接，使得所述第一多面体的六个面中的第四面被构造为围绕另一桥接条切换，以抵接所述第三多面体的六个面中的第三面，其中，

邻近所述第一多面体的第四面设置的至少一个磁体的极性与邻近所述第三多面体的第三面设置的至少一个磁体的极性相反。

14.根据权利要求10或11所述的拼图，其特征在于，

所述第一多面体的第一面与所述第二多面体的第一面全等，并且

所述第一多面体的第二面与所述第二多面体的第二面全等。

15.根据权利要求1-3中任一项所述的拼图，其特征在于，所述多个多面体构造为能够进行操作以形成非立方六面体。

16.根据权利要求15所述的拼图，其特征在于，所述非立方六面体为菱面体。

17.根据权利要求1-3中任一项所述的拼图，其特征在于，所述多个多面体构造为能够进行操作以形成五面体。