ES2221941T3 - Sistema de construccion. - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE CONSTRUCCION EN EL QUE DETERMINADOS ELEMENTOS TIENEN MEDIOS PARA UNA CONEXION ENTRE UNA BOLA Y UN RECEPTACULO O ENTRE DOS RECEPTACULOS. LA CONEXION ENTRE BOLA Y RECEPTACULO SE BLOQUEA EN CIERTAS ORIENTACIONES EN LAS QUE UNO O MAS RETENES DEL INTERIOR DEL RECEPTACULO SOBRESALEN AL INTERIOR DE UNO O MAS DE UNA SERIE DE HOYUELOS SITUADOS EN LA BOLA. LOS ELEMENTOS DE CONSTRUCCION TIENEN GENERALMENTE UN CUERPO ALARGADO, CON UNA BOLA CON HOYUELOS EN UN EXTREMO Y UN RECEPTACULO EN EL OTRO, O VARIAS BOLAS CON HOYUELOS EN AMBOS EXTREMOS, O RECEPTACULOS EN LOS MISMOS. ADEMAS DE LA CONEXION BOLA/RECEPTACULO, ALGUNOS ELEMENTOS PODRIAN UNIRSE EN UNA CONEXION RECEPTACULO/CUERPO, O CON UNA SERIE DE TIPOS DIFERENTES DE CONEXIONES RECEPTACULO/RECEPTACULO. EL RECEPTACULO TIENE AL MENOS DOS PETALOS CON UN CONTORNO EN FORMA DE LABIO QUE PERMITEN QUE, EN UN TIPO DE CONEXION RECEPTACULO/RECEPTACULO, EL PAR DE RECEPTACULOS SE UNAN ENTRE SI FORMANDO UNA ESFERA. LA FORMA IRREGULAR DEL LABIO DEL RECEPTACULO PERMITE QUE PUEDA APALANCARSE AL EXTERIOR DE UN RECEPTACULO, Y HACER QUE SE DISPONGA DE ORIENTACIONES DE UN MINIMO DE 2 PI ESTERRADIANES EN UNA INTERCONEXION BOLA/RECEPTACULO.

Description

Sistema de construcción.

Solicitudes relacionadas

Se reivindica la prioridad de la solicitud provisional de patente US número de serie 60/011.609 presentada el 11 de diciembre de 1995.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a los sistemas de construcción y, más particularmente, a los sistemas de construcción que incluyen elementos individuales de construcción que presentan unas conexiones de rótula.

Antecedentes de la invención

Existe una amplia variedad de sistemas de construcción, particularmente en el campo de los juguetes, que están disponibles en el mercado y descritos en patentes de Estados Unidos y patentes extranjeras publicadas - ver por ejemplo los documentos DE-A-2 356 930 o GB-A-2 258 821. Los sistemas de construcción de este tipo presentan comúnmente unos elementos provistos de unos medios macho de acoplamiento y unos medios hembra de acoplamiento para conectar los elementos entre sí. Aunque un grupo de elementos de construcción de este tipo pueden interconectarse generalmente en una variedad de maneras, tales sistemas generalmente adolecen de una serie de limitaciones, entre las que se incluyen:

(i) unos medios de acoplamiento de un tipo no pueden acoplarse con otros medios de acoplamiento del mismo tipo;

(ii) solamente un tipo de interconexión macho/hembra es posible;

(iii) una conexión macho/hembra presenta solamente una única orientación angular, o una gama limitada de orientaciones angulares;

(iv) algunas superficies de un elemento de construcción no pueden utilizarse en la formación de una interconexión;

(v) solamente una escala de tamaño de los elementos está disponible para su interconexión:

(vi) los elementos no están realizados en un material elastomérico y por lo tanto no son flexibles;

(vii) una reconfiguración de elementos interconectados no se ve aumentada por efectos sonoros, tales como sonidos de chasquido o crujido;

(viii) los elementos no presentan ninguna semejanza con las formas biológicas, y por lo tanto no son aptos para modelos biológicos así como otros sistemas, estructuras o interacciones orgánicos e inorgánicos;

(ix) si el juguete incluye unas conexiones de rótula, las conexiones de rótula no se acoplan en ciertas orientaciones;

(x) los elementos no incluyen unos medios para las reorientaciones reducidas, exactas y reproducibles;

(xi) no se puede interconectar un número reducido de elementos para formar un bucle cerrado;

(xii) los elementos no están formados para ser desacoplados por medio de una fuerza de palanca; y

(xiii) los elementos no están formados de modo que las interconexiones pueden realizarse fácilmente.

(xiv) si dos elementos están acoplados por medio de una conexión de rótula, no se puede mover la bola en el interior del casquete de una posición de fijación a otra posición de fijación solamente por medio de la aplicación de una fuerza mutua.

(xv) los sistemas carecen del movimiento dinámico que mímica el movimiento ergonómico y la geometría de Platón y de Arquímedes.

(xvi) los sistemas no presentan una semejanza al movimiento, al crecimiento y a las formas biomecánicos.

(xvii) los elementos no presentan unos rebordes adicionales en el perímetro de una mordaza o de un casquete para acomodar una bola y un árbol, así como proporcionar una cuenca de atracción, permitir una pieza de mantenerse verticalmente en uno de sus extremos, y proporcionar un área de superficie adicional para unos medios de acoplamiento a fin de que los medios de acoplamiento de un tipo puedan acoplarse con los medios de acoplamiento del mismo tipo.

(xviii) ningún otra conexión de rótula emplea mecanismos de fricción y de "bloqueo" simultáneamente para controlar la disposición de los elementos interconectados.

(xix) el mismo número de elementos pueden crear un sistema cerrado y pueden alcanzar cualquier punto en una esfera imaginaria.

(xx) como sistema, los otros juguetes no permiten una forma y movimiento complejos en un sitio pequeño.

(xxi) como sistema, ningún otro juguete permite modelar un crecimiento y ramificación complejos.

(xxii) únicamente dos elementos no pueden conectarse en más que diez maneras diferentes.

(xxiii) no contienen conexiones únicas que también actúan como conexiones de transición a otras conexiones únicas.

(xxiv) no presentan un sistema de diseño abierto.

(xxv) no presentan tres elementos que configuran un triángulo.

(xxvi) no presentan un triángulo que sea tanto estable, como giratorio.

Por lo tanto existe una necesidad para un sistema de construcción que supera las limitaciones de los sistemas de la técnica anterior, que es fácil de montar y cuya fabricación es económica.

Sumario de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de construcción que presenta unos elementos individuales de construcción que pueden conectarse entre sí por medio de al menos una unión de rótula o una unión de casquete a casquete. Un elemento de construcción básico presenta un cuerpo con una bola en un extremo y un casquete en el otro extremo, o unas bolas en ambos extremos, o unos casquetes en ambos extremos. Se contemplan otros elementos de construcción que pueden presentar más que dos conectores o menos que dos conectores respecto a un único elemento.

Una bola de un elemento de construcción puede insertarse de manera liberable en el casquete de otro elemento. El casquete, también denominado en lo sucesivo una mordaza, presenta por lo menos dos pétalos separados por unas aberturas en ambos lados de los pétalos. La unión de rótula "se bloquea" en ciertas orientaciones cuando por lo menos un retenedor en el interior del casquete encaje en por lo menos una depresión de una pluralidad de depresiones en la bola. Debido al contorno de los pétalos de la mordaza la gama disponible de orientaciones en una interconexión de rótula es por lo menos 2\pi estereorradianes. Una disposición regular de las depresiones en la bola permite unas reorientaciones de conexión bien controladas y reproducibles.

Los elementos también pueden interconectarse en numerosas maneras, tales como por ejemplo, dos tipos de conexiones de casquete a casquete en los que los ejes longitudinales de los elementos interconectados están colineales. En una conexión de casquete a casquete los pétalos de un elemento se acoplan con los pétalos de un segundo elemento. Un tercer tipo de conexión de casquete a casquete permite que los elementos formen una cadena con los ejes longitudinales de los elementos paralelos, coplanares y ortogonales a la dirección de la cadena. Los elementos pueden también interconectarse por medio del acoplamiento entre el casquete de un primer elemento y el cuerpo de un segundo elemento. Respecto a la conexión de casquete a cuerpo los ejes longitudinales de los dos elementos son ortogonales y el ángulo entre el plano de simetría del primer elemento y el eje longitudinal del segundo elemento es ajustable continuamente en 360º. En la conexión de casquete a cuerpo se puede formar un sistema cerrado por la conexión de tres elementos. El juego de construcción puede incluir unos elementos de diversas escalas de tamaño y unos elementos que presentan unos conectores de más de una escala de tamaño.

Aunque de manera preferente se ha diseñado la invención para una utilización como un juego de construcción en el campo de los juguetes para niños, las características básicas de la invención son adaptables a una variedad amplia de utilizaciones finales. En el campo de los juguetes, un sistema de construcción según la invención se contempla para un uso en la construcción de juguetes tales como las figuras de acción, peluches, muñecas, juegos y aplicaciones preescolares. También, se contempla que la invención puede ser una plataforma para otros juguetes, tales como las figuras de acción, peluches y muñecas, en los que la tecnología de la invención está más bien comprendida en estos juguetes que utilizada como sistema para construir los juguetes. Otras aplicaciones para la invención incluyen la fabricación de muebles y hardware. Respecto a muebles los elementos de construcción pueden fabricarse a una escala grande en un material apropiado y montarse en los muebles o bien en una fábrica o bien por un comprador. Además, la invención es apta para una utilización como conector en muebles diseñados para un montaje por el comprador. La conexión de rótula podría utilizarse para realizar unos muebles que se reorientan tales como por ejemplo una chaise para la terraza. Otras aplicaciones contempladas incluyen la arquitectura provisional tal como los andamios y los tabiques de oficina.

Los sistemas pueden utilizarse para el modelado científico, por ejemplo, la ingeniería molecular, ergonómica y anatómica así como el modelado artístico que comprende unas figuras y bastidores capaces de adoptar y mantener varias posiciones. El sistema puede utilizarse con respecto a las exhibiciones por ejemplo en almacenes, museos, o las exhibiciones de oficina que comprenden los montajes y estanterías de pared. Los sistemas pueden utilizarse para crear los maniquíes de la industria de la confección de ropa. El sistema también puede utilizarse en los equipos al aire libre para patios, en las mercancías de deporte así como para la joyería u otros accesorios de ropa.

Otros usos contemplados son las aplicaciones robóticas e informáticas. En el campo de la informática unos programas pueden ser desarrollados en los que el sistema pudiera utilizarse en el modelado asistido por ordenador. Se contempla que el sistema podría utilizarse para construir un modelo que se podría conectar con una computadora que a su vez crearía una versión virtual 3-D del modelo. Los modelos realizados con el sistema podrían conectarse con una computadora y después manipularse para crear la animación en tiempo real de la versión virtual de una forma informáticamente, es decir, por ejemplo en el titiritero electrónico. Se contempla también la animación imagen por imagen en donde el sistema se puede utilizar para crear las armaduras sobre las cuales podrían estar dispuestas las pieles, arcilla o otro material para crear los caracteres.

Es por lo tanto un objetivo general de la presente invención proporcionar un sistema de construcción con unos elementos que proporcionan una pluralidad de tipos de interconexiones.

Es por lo tanto otro objetivo general de la presente invención proporcionar un sistema de construcción con unos elementos que presentan interconexiones que permiten una amplia gama de orientaciones.

Es un objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de construcción con unos elementos provistos de unos medios de acoplamiento que permiten que se ajuste la orientación entre los elementos.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de construcción con unos elementos que permiten una conexión hembra/hembra.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de construcción con unos elementos que permiten una pluralidad de tipos de conexiones hembra/hembra.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de construcción con unos elementos que proporcionan una conexión macho/hembra con una orientación angular que sea ajustable, continua y fluida.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de construcción con unos elementos que proporcionan una conexión macho/hembra donde un intervalo disponible de orientaciones es por lo menos 2\pi estereorradianes.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de construcción en el que tres elementos pueden interconectarse para formar un bucle cerrado.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de construcción con unos elementos que permiten conectar los medios de conexión hembra de un elemento con la zona entre los medios de conexión macho y hembra de otro elemento, donde esta conexión es ajustable según un intervalo de orientaciones o fijada en orientación.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de construcción cuyos elementos pueden producir un cambio de escala.

Es otro objetivo de la presente invención proporcionar un sistema de construcción donde los elementos presentan medios para producir sonidos mientras que se reorientan los elementos interconectados.

Estos y otros objetivos y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de una consideración de los dibujos adjuntos y la siguiente descripción detallada. Las formas de realización descritas anteriormente y sus ramificaciones se tratan en mayor detalle en la descripción detallada.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos, que forman parte y se incorporan en la presente memoria, ilustran unas formas de realización de la presente invención y, junto con la descripción detallada, sirven para explicar los principios de la invención.

La figura 1, es una vista en perspectiva del elemento de construcción según la presente invención.

La figura 1A, es una vista lateral de un conector de bola que muestra una superficie áspera.

La figura 1B, es una vista lateral de un conector de bola que muestra unas depresiones cóncavas.

La figura 1C, es una vista lateral de un conector de bola que muestra unos resaltes convexos.

La figura 1D, es una vista superior de un conector de bola que muestra una superficie afacetada.

La figura 1E, es una vista superior de un conector de bola que muestra unas nervaduras globales.

La figura 1F, es una vista lateral de un conector de bola que muestra unas esferas de conexión de extremo abierto.

La figura 1G, es una vista lateral de un conector de bola que muestra unos retenedores en forma de espira.

La figura 1H, es una vista lateral de un conector de bola perforado.

La figura 1I, es una vista lateral de un conector de bola en forma de huevo.

La figura 1J, es una vista lateral de un conector de bola que presenta unas muescas.

La figura 2, es una primera vista en sección transversal del elemento de construcción según la presente invención.

La figura 2A, es una vista frontal de un conector de pétalo perforado.

La figura 2B, es una vista frontal de un conector de pétalo dentado.

La figura 2C, es una vista frontal de un conector de pétalo abierto.

La figura 2D, es una vista frontal de un conector de pétalo formado por una pluralidad de elementos alargados.

La figura 3, es una segunda vista en sección transversal del elemento de construcción según la presente invención.

La figura 3A, es una vista superior de un casquete que muestra un retenedor que presenta un limitador de rotación.

La figura 4, es una vista en perspectiva de dos elementos de construcción en un primer tipo de conexión de casquete a casquete.

La figura 5A, es una vista en perspectiva de dos elementos de construcción en una conexión de rótula con sus ejes longitudinales orientados aproximadamente 120º el uno respecto al otro, y haciendo tope el cuello de un elemento con la parte interior del reborde del otro elemento.

La figura 5B, es una vista en perspectiva de dos elementos de construcción en una conexión de rótula con sus ejes longitudinales orientados aproximadamente 30º uno respecto al otro, y haciendo tope el cuello de un elemento con la parte cóncava en el borde frontal del reborde del otro elemento

La figura 6, muestra una cadena de unos elementos de construcción unidos por medio de unas conexiones de rótula.

La figura 7, es una vista en perspectiva de dos elementos de construcción en una conexión de casquete a cuerpo.

La figura 7A, es una vista parcial esquemática de una construcción alternativa del cuerpo.

La figura 7B, es una vista parcial esquemática de una segunda construcción alternativa del cuerpo.

La figura 7C, es una vista parcial esquemática de una tercera construcción alternativa del cuerpo.

La figura 8, es una vista en perspectiva de dos elementos de construcción en un segundo tipo de conexión de casquete a casquete.

La figura 9, es una vista en planta de una cadena de elementos de construcción según un tercer tipo de conexión de casquete a casquete en la que los ejes longitudinales de los elementos están coplanares y transversales a la dirección de la cadena.

La figura 9A, es una vista en planta de una conexión de casquete a casquete a modo de péndulo.

La figura 10, es una vista en perspectiva de una forma de realización alterna del elemento de construcción según la presente invención.

La figura 11, es una primera vista en sección transversal del elemento de construcción de la figura 10.

La figura 12, es una segunda vista en sección transversal del elemento de construcción de la figura 10.

La figura 13, es una vista en sección parcial de una forma de realización alterna de una construcción de cuello de menisco.

La figura 14, es una vista en planta de una forma de realización alternativa de la presente invención que presenta un cuerpo provisto de una muesca.

La figura 14A, es una vista en planta de unos elementos de construcción interconectados, cuyos cuerpos presentan unas muescas.

La figura 15A, es una vista superior de un elemento de construcción de placa cuadrada según la presente invención.

La figura 15B, es una vista superior de un elemento de construcción de placa triangular según la presente invención.

La figura 15C, es una vista superior de un elemento de construcción de placa circular según la presente invención.

La figura 16A, es una vista en planta de un elemento de cambio de escala según la presente invención.

La figura 16B, es una vista en planta de un elemento de cambio de escala alternativo.

La figura 16C, es una vista en planta de un segundo elemento de cambio de escala alternativo.

Descripción detallada de la invención

Un elemento de construcción 100 básico según la presente invención está representado en perspectiva en la fig. 1, y en sección transversal en los figs. 2 y 3. En la forma de realización preferida el elemento de construcción 100 está realizado en un compuesto elastomérico. El elemento de construcción 100 presenta una parte de cuerpo 120 alargada y sustancialmente cilíndrica, con una bola 110 sustancialmente esférica unida al cuerpo 120 en un extremo por medio de un cuello 150 estrecho, y una mordaza o casquete 130 que se extiende del cuerpo 120 en el extremo opuesto. El cuello 150 puede presentar una forma circular, oval, rectangular u otra en sección transversal. Por ejemplo, una bola de 0,75 pulgadas en diámetro incluiría un cuello de 0,2 pulgadas en diámetro, un cuerpo de 0,548 pulgadas en diámetro y una mordaza que presenta una abertura entre los pétalos de la mordaza de 0,54 pulgadas. Un nervio está dispuesto en la base del cuello para agregar resistencia. La bola 110 presenta una pluralidad de depresiones 112 reducidas dispuestas alrededor de la superficie de la bola. En la forma de realización preferida, para las bolas 110 con un diámetro de aproximadamente 3/8'', sesenta y dos depresiones 112 están dispuestas según una configuración isosahedral (12 vértices, 20 centros, 30 puntos medios) alineadas según un eje longitudinal con un vértice. Para las bolas 110 con un diámetro de aproximadamente 3/4'', ciento veintidós depresiones 112 están dispuestas en los centros de las caras y a media distancia a lo largo de los bordes de un fullereno o "bola de Bucky" (un sólido que presenta doce caras pentagonales, veinte caras hexagonales, y noventa bordes), donde los bordes normales de dos caras hexagonales se alinean con el eje longitudinal del cuerpo 120.

En la disposición a modo de fullereno las depresiones están dispuestas de modo que 32 estén ubicadas centralmente y 90 estén en punto medio. La disposición a modo de fullereno permite un modelado científico así como mecánico excepcionalmente exacto y amplio. Las depresiones presentan dos diámetros independientes (más grandes para los puntos medios y más pequeños para los puntos de centro) lo que crea diversos sonidos que chascan, diversas sensaciones, y diversas resistencias de fijación cuando dicha bola se gire en la mordaza. Sin embargo, las depresiones pueden presentar la misma forma, diámetro y profundidad. Debe observarse que para ambas disposiciones de las depresiones, unas depresiones están dispuestas a lo largo de las líneas ecuatoriales en la bola. Otras disposiciones respecto a la distribución y la geometría de las depresiones pueden utilizarse también, dependiendo de los requisitos. Por ejemplo, para modelar las estructuras atómicas por medio del sistema según la presente invención, la disposición de las depresiones puede elegirse para corresponder a las orientaciones de las nubes de electrones alrededor de un núcleo atómico.

A título de ejemplo no limitativo, las figs. 1A a 1J representan las varias disposiciones de la superficie de la bola 110. En la fig. 1A la superficie externa 114 de la bola 110 es una superficie de forma irregular, áspera. En la fig. 1B la bola 110 comprende unas depresiones 112 en forma de molde de pastel, en donde las depresiones presentan diversos diámetros y profundidades. Las depresiones poco profundas mantienen la bola fijamente mientras que las depresiones más profundas permiten que la bola gire sobre el retenedor en el interior de un casquete. También debe entenderse que la disposición de las depresiones puede seguir una distribución irregular o regular alrededor de la superficie de la bola. La fig. 1C ilustra una bola 110 que presenta unos resaltes convexos 113, en donde los resaltes 113 presentan unos diámetros y alturas uniformes o que varían. La fig. 1D ilustra una bola 110 cuya superficie comprende varias facetas 115 similares a una disposición de pelota de fútbol. Debe además entenderse que aunque la faceta 115 está mostrada con una forma de hexágono, dicha faceta puede presentar otras formas geométricas. En la fig. 1E, la superficie de la bola 110 está provista de nervaduras 116 latitudinales y longitudinales que forman una configuración a modo de globo. Las nervaduras pueden estar formadas según una configuración de curva de seno que se extiende paralelamente, perpendicularmente o de manera entrecruzada para formar un engranaje tridimensional. La fig. 1F ilustra otra disposición alternativa en donde la superficie de la bola 110 incluye una única esfera 117 de extremo abierto dispuesta en el extremo de la bola. Tal como está ilustrada en la fig. 1G, una configuración espiral 111 está formada alrededor del perímetro de la bola. De modo parecido las bolas 110 pueden ser sólidas o huecas. En la fig. 1H las depresiones 112 formadas en la superficie de la bola 110 hueca pueden formar depresiones cóncavas en la superficie de la bola o pueden atravesar la pared de la bola 110 para formar unas aberturas.

Otras variaciones en la bola 110 se ilustran en los figs. 1l y 1J. Aunque la forma preferida de la bola 112 es una esfera, se contemplan otras fformas, por ejemplo una forma de huevo tal como está ilustrada en la fig. 1I. Tal como está representada en la fig. 1J la bola 110 puede estar dividida o presentar una muesca 118 para la inserción de una placa en la abertura creada por la muesca. Una placa proporciona unas superficies adicionales para unos elementos de construcción adicionales que se conectan para formar varias disposiciones. Aunque se prefiere que la bola 110 presente una disposición de superficie tal como se ha descrito anteriormente, según una forma de realización menos preferida se contempla que la bola presente una superficie lisa.

Según las figs. 2 y 3, el casquete 130 o la mordaza presenta dos pétalos 140 opuestos provistos de superficies internas y externas que son sustancialmente esféricas. La superficie interna 131 de los pétalos 140 define la pared de una cavidad 144 que presenta un diámetro aproximadamente igual al diámetro de la bola 110. Un reborde 142 que se extiende alrededor del perímetro de los pétalos 140 comprende una parte cóncava 132 central en el extremo de cada pétalo 140, con unas crestas 134 en cada lado de la parte cóncava 132 en el extremo de cada pétalo 140, y presenta unos resaltes 136 a lo largo del reborde 142 entre los pétalos 140. El reborde forma el perímetro de cada pétalo así como el perímetro de las aberturas en cada lado de los pétalos. El perímetro de la abertura es la imagen inversa de los pétalos. En la presente memoria la parte "externa" del reborde 142 significará la parte que se extiende entre las crestas 134 de un reborde 142. De modo parecido, en la presente memoria la parte "interna" de los rebordes 142 significará la parte que incluye los resaltes 136 y que se extiende hasta las crestas 134. El contorno de la parte externa del reborde 142 complementa el contorno de la parte interna del reborde 142, es decir, dos pétalos 140 de dos elementos de construcción 100 pueden acoplarse en la manera representada en la fig. 4 (y discutida más detalladamente a continuación) para formar una esfera completa, de modo muy parecido al de las dos mitades de una pelota de tenis -de los lados opuestos de la costura- que forman una esfera. Por lo tanto, las partes cóncavas 132 presentan una indentación respecto a las crestas 134 de la misma distancia en que los resaltes 136 se extienden hacia el exterior. La parte cóncava 132 en los rebordes 142 del casquete 130 proporciona un paso a la cavidad interior 144 del casquete 130 de una anchura más parecida a la de la bola 110 que si los rebordes 142 definiesen una línea recta que conectase las crestas 134, ayudando a evitar la limitación de las inclinaciones disponibles respecto a la entrada de la bola.

El reborde aumenta el área de superficie para una conexión de casquete a casquete y también puede acuñarse entre el extremo del cuerpo y la base de una bola (a lo largo del cuello), es decir un acoplamiento a presión, para proporcionar una resistencia adicional en el voladizo de elementos cuando están montadas en una conexión de rótula. Cuando una bola 110 se inserta en la cavidad 144 a través de las partes cóncavas 132, la mayoría de la resistencia de rozamiento se aplica por las crestas 134. Una vez que el punto de centro de la bola 110 ha atravesado el plano definido por las cuatro crestas 134, la bola 110 encaja en el casquete 130. De modo parecido, cuando una bola 110 se extrae de la cavidad 144 a través de las partes cóncavas 132, la mayoría de la resistencia de rozamiento se aplica por las crestas 134, y una vez que el punto de centro de la bola 110 ha salido hacia el exterior más allá del plano definido por las cuatro crestas 134 la bola 110 se desacopla del casquete 130. Debe observarse que debido a que los extremos de las crestas 134 son coplanares, el elemento 100 puede mantenerse verticalmente en las crestas 134 con el eje longitudinal del elemento 100 orientado verticalmente. Debe también observarse que respecto a la conexión de rótula, en la presente memoria la bola 110 está denominada el componente macho de la conexión y el casquete 130 está denominado el componente hembra de la conexión.

El contorno de los rebordes 142 en el interior de las crestas 134, visto lateralmente según la vista en sección transversal de la fig. 2, se aproxima a un arco de un círculo con un diámetro aproximadamente igual al del cuerpo 120. Esto permite una conexión de casquete a cuerpo, tal como se describe más detalladamente a continuación, haciendo referencia a la fig. 7.

Aunque el diseño preferido del pétalo es que los pétalos presenten una superficie continua uniforme tal como está representada en las figs. 1 y 2, se contempla unas variaciones en el diseño de los pétalos tales como las representadas en las figs. 2A a 2D. En la fig. 2A el pétalo 140 puede estar perforado, presentando una pluralidad de aberturas 141 que atraviesan el pétalo. En la fig. 2B el pétalo 140 está dentado, presentando una pluralidad de columnas 143 y filas 145 que definen el pétalo. En la fig. 2C el pétalo 140 está formado por un borde 147 que se extiende alrededor del perímetro del pétalo que presenta por consiguiente una parte central abierta. El pétalo 140 tal como está representado en la fig. 2D está formado por una pluralidad de elementos alargados 149 verticalmente orientados.

Debe entenderse que aunque el diseño preferido de la mordaza comprende unos pétalos que presentan una superficie uniforme que cubriría el 50% de una bola cuando está insertada en la mordaza, debe observarse que si los pétalos son continuos y uniformes tales como los representados en las figs. 1 y 2, o presentan otros diseños que no son continuos tales como los representados en las figs. 2A a 2D, se considera que las mordazas cubren el 50% de una bola insertada en el casquete. En una disposición menos preferida los pétalos pueden cubrir menos que el 50% de una bola. La orientación preferida de la mordaza en un elemento de construcción es que las aberturas de cada lado de un pétalo sean perpendiculares al plano de las bolas (cuando hay más que una bola en un elemento) a fin de permitir una confirmación de 90º+ así como un posicionamiento estable. Se puede girar la mordaza 90º, pero esta realización no está preferida.

En el interior del casquete 130 a lo largo del eje longitudinal central del cuerpo 120 se encuentra un retenedor 138 sobresaliente. El retenedor 138 sobresale en la cavidad esférica 144 del casquete 130 por aproximadamente la misma distancia que la profundidad de las depresiones 112 en la bola 110. Por lo tanto, tal como está representado en la fig. 5A, cuando la bola 110a de un primer elemento de construcción 100a se inserta en el casquete 130b de un segundo elemento de construcción 100b, y cuando el retenedor (no representado en la fig. 5A) del segundo elemento 100b sobresale en una depresión 112a en la bola 110a del primer elemento 100a, el ángulo entre los ejes longitudinales de los primeros y segundos elementos 100a y 100b está mantenido o "bloqueado."

Puesto que esta forma de realización presenta solamente un único retenedor que está dispuesto en el eje longitudinal, el primer elemento 100a puede girar alrededor del eje longitudinal del segundo elemento 100b. La geometría y la construcción de la bola 110a y del casquete 130b son tales que una fuerza aplicada manualmente puede desalojar el retenedor del segundo elemento de construcción 100b fuera de la depresión 112a del primer elemento de construcción 100a, y girar el eje longitudinal del primer elemento de construcción 100a respecto al eje longitudinal del segundo elemento de construcción 100b. Debido a la disposición de las depresiones 112a en la bola 110a del primer elemento de construcción 100a, los dos elementos de construcción 100a y 100b se acoplan en los intervalos angulares.

Aunque se prefiere un único retenedor 138, más de un retenedor, por ejemplo dos, pueden estar dispuestos en el interior de la cavidad 144 a lo largo de la superficie interna 131. Si por ejemplo dos retenedores están dispuestos en cualquier posición donde están separados 180º el uno respecto al otro y alineados respecto al centro de la esfera, entonces se puede bloquear la bola en un número de posiciones idéntico al numero de posiciones posible con únicamente un retenedor. Sin embargo, donde dos retenedores no están separados 180º, o si más de dos retenedores están previstos, el número de posiciones que los retenedores pueden alinear simultáneamente se reduce, de manera significativa, a doce. Doce es el número más grande de posiciones simétricas únicas cuando se consideran los sólidos geométricos como soluciones.

Preferentemente se diseña el retenedor de modo que presente una base circular con una tapa plana y unos lados oblicuos a fin de permitir un acoplamiento sólido con las depresiones en la bola. De acuerdo con lo expuesto anteriormente respecto a las depresiones, los retenedores pueden presentar diversos tamaños y formas a fin de proporcionar varias calidades de sensación, de sonido y de acoplamiento. Unos retenedores de una pluralidad de tamaños pueden estar previstos en los elementos de construcción para crear sonidos, variedad tonal y sensaciones distintos a fin de distinguir entre los diferentes retenedores.

Respecto a las configuraciones en las que la bola presenta unos resaltes, en lugar de unas depresiones, el retenedor 138 presentaría una tapa cóncava tal como está representada en la fig. 3A. Según este diseño el retenedor presentaría una abertura en el centro para acoplar con el resalte. Con un único retenedor, una conexión de rótula alineada axialmente podría girar 360º alrededor del eje de los elementos de construcción. El retenedor 138 puede presentar una parte de antirrotación 139 para evitar que dos elementos de construcción acoplados giren alrededor del eje. La parte 139 comprende una abertura para recibir un resalte adyacente a fin de prevenir la rotación. Una parte de antirrotación también podría utilizarse para las bolas que presentan unas depresiones y entonces comprenderá un saliente.

En la fig. 5A el eje longitudinal del primer elemento de construcción 100a está orientado aproximadamente 120º del eje longitudinal del segundo elemento de construcción 100b, y el cuello 150a del primer elemento de construcción 100a hace tope con un resalte 136b en el reborde 142b del segundo elemento de construcción 100b. Debido al contacto entre el cuello del primer elemento de construcción 100a y el resalte del segundo elemento de construcción 100b, el ángulo entre los dos elementos 100a y 100b no puede ser aumentado por una rotación en el plano de los dos elementos 100a y 100b. Sin embargo, una fuerza aplicada a fin de aumentar la presión entre el resalte del segundo elemento de construcción 100b y el cuello del primer elemento de construcción 100a puede utilizarse para extraer la bola 110a del casquete 130b. Desalojando el retenedor de una serie de depresiones 112a, el primer elemento de construcción 100a puede girarse por aproximadamente 240º en el plano de los dos elementos de construcción 100a y 100b desde la posición mostrada en la fig. 5A hasta una posición en la que el cuello del primer elemento de construcción 100a hace tope con el otro resalte 136b en el reborde 142b del segundo elemento de construcción 100b.

En la fig. 5B el eje longitudinal del primer elemento de construcción 100a' está orientado aproximadamente 30º del eje longitudinal del segundo elemento de construcción 100b', y el cuello 150a' del primer elemento de construcción 100a' hace tope con la parte cóncava 132b' en el reborde 142b' del segundo elemento de construcción 100b'. Debido al contacto entre el cuello 150a' del primer elemento de construcción 100a' y la parte cóncava 132b' del segundo elemento de construcción 100b' el ángulo entre los dos elementos de construcción 100a' y 100b' no puede aumentarse por medio de una rotación en el plano de los dos elementos 100a' y 100b'. Desalojando el retenedor del segundo elemento de construcción 100b' de una serie de depresiones 112a' en el primer elemento de construcción 100a', el primer elemento de construcción 100a' puede girarse aproximadamente 90º en el plano de los dos elementos de construcción 100a' y 100b' de modo que el cuello 150a' del primer elemento de construcción 100a' haga tope con la otra parte cóncava (no representada) en el reborde 142b' del segundo elemento de construcción 100b'.

Debe observarse que el ángulo sólido disponible para la orientación de los elementos en una interconexión de la rótula es por lo menos 2\pi estereorradianes según la presente invención, es decir un elemento que presenta una bola soportada en un casquete puede orientarse hacia unos puntos que constituyen aproximadamente el 50% de la superficie de una esfera centrada en la bola. Esto es superior al ángulo sólido disponible en cualquier casquete que presenta un contorno de reborde planar, puesto que para fijar una bola es necesario que por lo menos algunas secciones transversales del casquete cubran un arco mayor que 180º. Puede también observarse que si el arco subtendido del borde del cuello 150 al centro del cuello 150 (según visto del centro de una bola 110) es menor que el arco subtendido del retenedor 138 al borde más cercano del reborde 142 (según visto del centro del casquete 144) la disposición de las depresiones 112 en la bola 110 no tiene que extenderse enteramente hasta el cuello 150.

La fig. 6 representa una cadena 300 de elementos de construcción 310, 320, 330, 340, 350, 360 y 370 (referida colectivamente por el número de referencia 310+), presentando algunos de dichos elementos de construcción cuellos flexibles 328, 338, 348, 349, 358 y 368 (cuya geometría y función se expondrá más en detalle a continuación), conectados por el tipo de conexión de rótula representada en las figs. 5A y 5B. Según la fig. 6, los elementos de construcción 310+ presentan partes de cuerpo de diferentes longitudes. El elemento de construcción 360 presenta un cuerpo 364 que es más largo que el cuerpo 354 del elemento de construcción 350, que a su vez es más largo que el cuerpo 344 del elemento de construcción 340. Los elementos de construcción 320 y 310 presentan cuerpos 324 y 314 que son de tamaño idéntico uno respecto al otro pero menores que los cuerpos 344, 354, 364 y 374 de los elementos de construcción 340, 350, 360 y 370 que presentan unos diámetros más grandes. Los elementos de construcción 310 y 320 presentan unas bolas 312 y 322 y unos casquetes 316 y 326 con un diámetro menor que las bolas 342, 343, 352 y 362 y los casquetes 356, 366 y 376 de los elementos de construcción 340, 350, 360 y 370. El elemento de construcción 340 presenta unas bolas 342 y 343 en ambos extremos del cuerpo 344 (de modo parecido, un elemento de construcción puede presentar unos casquetes en ambos extremos de la parte de cuerpo, y las mordazas de los casquetes pueden estar alineadas, desalineadas 90º, o desalineadas por un ángulo intermedio.) El elemento de construcción 330 presenta un casquete 336 con un diámetro de cavidad mayor que el diámetro de la bola 332 del elemento de construcción 330, y por consiguiente puede funcionar para cambiar la "escala" de la cadena de elementos 310+. El cuerpo 334 del elemento de construcción 330 de "cambio de escala" presenta una longitud que es tan reducida que casi no exista. Aunque solamente dos tamaños de escala están representados en la fig. 6 un juego de construcción puede incluir unos elementos con otros tamaños de escala y puede incluir elementos de cambio de escala para conectar unos elementos de tamaño de escala adyacente o no adyacente.

Puesto que el contorno de los rebordes 142C según una vista lateral tal como la de la fig. 7 se aproxima a un círculo con un diámetro aproximadamente igual al del cuerpo 120D, otra conexión posible entre los elementos de construcción es la conexión de casquete a cuerpo en la que el casquete 130C de un primer elemento de construcción 100C agarra el cuerpo 120D de un segundo elemento de construcción 100D. Debido a la simetría cilíndrica del cuerpo 120D del segundo elemento de construcción 100D, el eje longitudinal del cuerpo 120C del primer elemento 100C se puede orientar a cualquier ángulo respecto al plano a medio distancia entre los pétalos 140D del segundo elemento 100D. Además la parte cóncava 132C permite que el casquete 130C esté conectado con el cuerpo 120D a un ángulo respecto al eje central del cuerpo de modo que tres elementos de construcción puedan formar un bucle cerrado de tres conexiones de casquete a cuerpo. Además, un elemento puede presentar un saliente perfilado que ayudará a fijar el resalte 136, estabilizando el triángulo. Alternativamente, si el cuerpo 120D del segundo elemento de construcción 100D presenta unas nervaduras longitudinales (no representadas), el eje longitudinal del cuerpo 120C del primer elemento 100C puede bloquearse en orientaciones predeterminadas respecto al plano a medio distancia entre los pétalos 140D del segundo elemento 100D.

El diseño preferido para el cuerpo 120 es cilíndrico, tal como está representado en la fig. 7. También se contemplan otros diseños para el cuerpo, tales como los ilustrados en las figs. 7A a 7C. A título de ejemplo no limitativo, en la fig. 7A el cuerpo 120 está perforado. En la fig. 7B el cuerpo 120 presenta una configuración de viga en forma de I. En la fig. 7C el cuerpo 120 comprende unos cilindros paralelos 151 y 153 de diámetros diferentes relacionados con las escalas del sistema de modo que tres mordazas de escalas diversas puedan acoplarse simultáneamente con el cuerpo. De modo parecido el saliente 160, véase la fig. 1, del cuerpo puede presentar varias configuraciones. Preferentemente, el saliente 160 es redondeado, no obstante se contemplan otros diseños tales como por ejemplo la forma de menisco 1221 representada en la fig. 13.

De acuerdo con lo expuesto anteriormente, en la conexión de casquete a casquete, tal como está representada en la fig. 4, los contornos de las partes externas de los rebordes 142e de los pétalos 140e de un primer elemento 100e complementan los contornos de las partes internas de los rebordes 142f de un segundo elemento 100f, y viceversa, de modo que los pétalos 140e y 140f de dos elementos de construcción 100e y 100f puedan acoplarse con un sonido de descorchar para formar una esfera completa, de manera muy parecida a la de las mitades de una pelota de tenis -en los lados opuestos de la costura- que forman una esfera. En esta conexión de casquete a casquete los ejes longitudinales de los cuerpos 120e y 120f de los elementos 100e y 100f son colineales, y los planos entre los pétalos 140e y 140f de los dos elementos 100e y 100f son ortogonales. No es posible ajustar la orientación entre los elementos 100e y 100f. Los elementos 100e y 100f pueden acoplarse y desacoplarse por medio de una fuerza manualmente aplicada.

En otro tipo de conexión de casquete a casquete representada en la fig. 8 los bordes internos de los rebordes 142g y 142h de los pétalos 140g y 140h de dos elementos acoplados 100g y 100h hacen tope, y los bordes externos de los rebordes 142g y 142h de los pétalos 140g y 140h de cada elemento 100g y 100h agarran los cuerpos 120h y 120g de los elementos opuestos 100h y 100g. En esta conexión los ejes longitudinales de los cuerpos 120g y 120h de los elementos 100g y 100h son colineales, los planos entre los pétalos 140g y 140h de los dos elementos 100g y 100h son ortogonales. La orientación entre los elementos 100g y 100h puede ajustarse parcialmente alejando los elementos 100g y 100h, aplicando un esfuerzo de torsión a un elemento 100g ó 100h para girarlo alrededor de su eje longitudinal, o aplicando una fuerza a fin de girar el eje longitudinal de un elemento 100g o 100h de modo que no quede colineal con el otro elemento 100h o 100g. Los elementos 100g y 100h pueden acoplarse y desacoplarse por medio de una fuerza manualmente aplicada. También, se puede cambiar entre la conexión de la fig. 4 y la conexión de la fig. 8 sin separar los elementos.

En un tercer tipo de conexión de casquete a casquete, representada en la fig. 9, los elementos 410, 420, 430, 440, 450 y 460 forman una cadena 400 con los ejes longitudinales de los elementos 410, 420, 430, 440, 450 y 460 coplanares y ortogonales a la dirección 401 de la cadena 400. Este tipo de conexión 400 de casquete a casquete se consigue cuando un primer pétalo de un primer elemento y un segundo pétalo de un segundo elemento están alojados entre los pétalos de un tercer elemento. Por ejemplo, tal como está representado en la fig. 9, el pétalo derecho 412 del elemento 410 y el pétalo izquierdo 431 del elemento 430 se alojan entre los pétalos 421 y 422 del elemento 420 de modo que las superficies exteriores de los pétalos 412 y 431 entren en contacto entre sí, los bordes externos de los pétalos 412 y 431 entren en contacto con la pared de la cavidad 425 del elemento 420, y los bordes externos de los pétalos 421 y 422 entren en contacto con las paredes de las cavidades 415 y 435 de los elementos 410 y 430, respectivamente. De modo parecido, el pétalo derecho 422 del elemento 420 y el pétalo izquierdo 441 del elemento 440 se alojan entre los pétalos 431 y 432 del elemento 430, de modo que las superficies exteriores de los pétalos 422 y 441 entren en contacto entre sí, los bordes externos de los pétalos 422 y 441 entren en contacto con la pared de la cavidad 435 del elemento 430, y los bordes externos de los pétalos 431 y 432 entren en contacto con las paredes de las cavidades 425 y 445 de los elementos 420 y 440, respectivamente. Este tipo de contacto entre los pétalos continúa para la longitud de la cadena 400, y dicha cadena 400 claramente puede extenderse indefinidamente. La geometría de los pétalos 411, 412, 421, 422, 431, 432, 441, 442, 451, 452, 461 y 462 (referidos colectivamente con el número de referencia 411+) es tal que las crestas (no referenciadas con números de referencia en la fig. 9) en los bordes delanteros de los pétalos 411+ descansen en el interior de las cavidades 415, 425, 435, 445, 455 y 465 de los casquetes. Esta configuración de cadena 400 permite una cierta rotación de los elementos 410, 420, 430, 440, 450 y 460 perpendicular al plano de los elementos 410, 420, 430, 440, 450 y 460, así como una cierta rotación en el plano de los elementos 410, 420, 430, 440, 450 y 460. En una forma de realización alterna de la presente invención, los retenedores en los puntos de contacto de las superficies exteriores de los pétalos 412 y 431, 432 y 451, 422 y 441, y 442 y 461 estabilizan la configuración de cadena 400.

Adicionalmente, un cuarto tipo de conexión de casquete a casquete está representado en la fig. 9A. En la fig. 9A los elementos de construcción 510 y 520 están conectados con el elemento de construcción 530. En esta configuración la mordaza 540 del elemento 510 se une al pétalo 550 del elemento 530. De modo parecido la mordaza 560 del elemento 520 está conectada con el pétalo 570 del elemento 530. En esta configuración el pétalo 550 está dispuesto entre los pétalos de la mordaza 540 y el pétalo 570 está dispuesto entre los pétalos de la mordaza 560. Esta conexión se denomina una conexión de péndulo porque los elementos 510 y 520 oscilan libremente como un péndulo sobre los pétalos 550 y 570.

Una forma de realización alterna del elemento de construcción 1100 básico de la presente invención esta representada en perspectiva en la fig. 10 y según una vista en sección transversal en las figs. 11 y 12. Este elemento de construcción 1100 presenta un diseño idéntico al elemento de construcción 100 representado en las figs. 1, 2 y 3, salvo que el elemento de construcción 1100 de las figs. 10, 11 y 12 presenta un "cuello flexible" 1150 entre la bola 1110 y el cuerpo 1120, y un único retenedor 1138 o bien dos retenedores 1139 en el interior del casquete 1130. El cuello flexible 1150 presenta una parte anular central 1155 que es simétrica alrededor del eje longitudinal del cuerpo, y está unida por unos cuellos estrechos 1157 y 1153 a la bola 1110 y al cuerpo 1120, respectivamente. Los cuellos estrechos 1157 y 1153 (o posiblemente todo el elemento de construcción 1100) están realizados en un material flexible, tal como un caucho de plástico, de modo que si un segundo elemento de este tipo 1100 se conecta con el primer elemento de construcción 1100 por medio de una unión de rótula, la orientación del segundo elemento queda algo ajustable incluso si los retenedores 1138 y 1139 en el casquete 1130 del segundo elemento 1100 quedan en las depresiones 1112 en la bola 1110 del primer elemento de construcción 1110.

Debido a que el diseño de los elementos de construcción 100 y 1100 es idéntico a excepción del cuello flexible 1150 y de los retenedores adicionales 1139, todos los tipos de interconexiones expuestas anteriormente y representadas en los figs. 4 a 9 también pueden llevarse a cabo en la forma de realización preferida alterna del elemento de construcción 1100 representada en las figs. 10 a 12. El contorno del cuello 1157 entre la pieza anular 1155 y la bola 1110 es tal que cuando los elementos 1100 están conectados por medio de una unión de rótula, el reborde 1142 de un casquete 1130 puede alojarse entre la pieza anular 1155 y la bola 1110 para proporcionar estabilidad adicional a la conexión.

En una forma de realización alternativa representada en sección transversal en la fig. 13, un cuello 1250 se extiende entre el saliente 1221 de menisco del cuerpo 1220 y la bola 1210. De modo parecido a la forma de realización de las figs. 10 a 13, cuando la bola 1210 de esta forma de realización alterna está conectada con un casquete 130 ó 1130, el reborde 142 ó 1142 del casquete 130 ó 1130 puede alojarse en la grieta 1252 entre el saliente 1221 del cuerpo 1220 y la bola 1210 para proporcionar estabilidad adicional a la conexión.

En aras de formar un sistema para los elementos de construcción, el cuerpo cilíndrico puede presentar una cavidad 2000 configurada a lo largo de la longitud del cuerpo, tal como está representada en las figs. 14 y 14A. La cavidad 2000 es un alojamiento que presenta una forma a modo de U y que comprende unos rebordes 2010 y 2020 para retener dos elementos de construcción 2030 y 2040 entre sí, tal como está representado en la fig. 14A. La cavidad 2000 puede estar formada en cualquier tipo de elemento de construcción, tal como un elemento de construcción con dos casquetes 2050 y 2060 (fig. 14), un elemento de construcción con dos bolas 2070, 2080 o un elemento de construcción con una bola 2090 y un casquete 2100 según la fig. 14A.

En aras de proporcionar un juego de construcción completo o para el modelado, se contemplan otros componentes del sistema en el ámbito de la presente invención, tales como los representados en las figs. 15A a 15C. La fig. 15A representa un elemento cuadrado 2500 que presenta unas bolas 2510, 2520, 2530 y 2540 dispuestas en cada esquina del cuadrado. Un borde semicircular 2550 está dispuesto entre cada par adyacente de bolas para proporcionar una conexión para una mordaza de otro elemento de construcción (no representado). La fig. 15B ilustra un elemento triangular 2600 que presenta unas bolas 2610, 2620 y 2630 dispuestas en cada esquina del elemento triangular. De modo parecido, una parte de borde semicircular 2640 está dispuesta entre cada par adyacente de bolas para proporcionar una posición adicional de conexión para el casquete de un elemento de construcción adicional (no representado). El elemento triangular 2600 y el elemento cuadrado 2500 pueden estar diseñados de modo que una bola de otro elemento de construcción pueda conectarse entre las bolas en las esquinas de los elementos 2500 y 2600. La fig. 15C muestra un elemento de construcción circular 2700 que presenta un borde circular 2800 dispuesto alrededor del perímetro del elemento circular y que proporciona una posición continua de conexión para el casquete de unos elementos de construcción adicionales (no representados). Se contemplan otras formas adicionales aparte de las formas cuadradas, triangulares y circulares. Las placas según las figs. 15A a 15C pueden alternativamente presentar unas muescas en el lado que permitirían que se insertan unas bolas, así como presentar una abertura en su centro para la inserción de una bola.

Además, el sistema puede cambiar de escala por medio de un elemento reductor tal como el mostrado en las figs. 16A a 16C. La fig. 16A representa el elemento reductor 3000 que presenta unas bolas 3100 y 3200 de diferentes escalas. La fig. 16C ilustra el elemento reductor 3300 que presenta unos casquetes 3400 y 3500 de diferentes escalas y la fig. 16C ilustra el elemento reductor 3600 que presenta una bola 3700 y un casquete 3800 de diferentes escalas. El cociente de cambio de escala preferido es la progresión de Fibonacci (es decir una relación de 1,618 a 1) con tres escalas preferidas. Si la progresión de Fibonacci se basa en el volumen de una bola, el cambio de escala es de x^{3}, pero si está basada en la longitud del elemento, el cambio de escala es de x^{2}. Una variedad de escalas eventuales es factible así como una relación entre las escalas que es aleatoria, cartesiana, de la raíz de las medias al cuadrado o armónica para diversos propósitos de modelado.

Los elementos de construcción existen en coordenadas polares que indican unos cambios del espacio de 3 dimensiones o de la escala del sistema en enteros o menores. Se realizan estas correlaciones polares cuando las piezas están en movimiento. Por lo tanto, tres elementos de longitud idéntica unidos en línea (conexión de rótula) pueden moverse de modo que el centro de la bola en el extremo de los tres elementos conectados puede tocar cualquier punto en una esfera imaginaria cuyo radio sea igual a la distancia entre el centro de la bola y el centro del casquete (se determina el centro del casquete determinando el centro de una bola imaginaria dispuesta en el casquete). También, las piezas de ramificación (partes con por lo menos tres bolas, tres mordazas o cualquier combinación de las mismas) presentan un punto/lugar central radialmente simétrico que hace que las bolas adopten un orbital originado en un punto de origen. En una escala particular, se diseñan las piezas de modo que son compatibles con una cuadrícula cartesiana (1, 2, 3, 4...). Por ejemplo, las piezas con una bola y un casquete pueden presentar diferentes longitudes, pero esas longitudes se basan en una relación cartesiana simple. Esto permite construir unas estructuras artificiales tales como un cubo o una casa, así como otras estructuras orgánicas. Otras formas de realización del sistema podrían presentar las piezas según diferentes cuadrículas tales como las series armónicas, de raíz de las medias al cuadrado, o de la progresión de Fibonacci.

Preferiblemente se fabrican los elementos de construcción a partir de dos mitades huecas unidas por soldeo sónico. La utilización de elementos huecos permite la inserción de unos líquidos, luces, circuitos impresos para sonidos, etc., en el interior de los elementos de construcción individuales. Todos los elementos de construcción pueden realizarse a partir de un conjunto de varias piezas, pueden fabricarse como un único elemento por un montaje en molde. Un montaje en molde permite la utilización de varios colores y materiales en los elementos. También permite la realización de elementos móviles tales como una bola giratoria o unos cuerpos telescópicos.

Aunque preferentemente se han representado los elementos de construcción según la presente invención con cuerpos cilíndricos, los cuerpos de los elementos también pueden configurarse o adornarse para parecer a plantas, a animales, a objetos artificiales o similares y fabricarse en casi cualquier material tal como el caucho, el metal, la espuma o la felpa. Alternativamente, los cuerpos pueden presentar una forma de hueso, de rama, de parte de bambú, de ladrillo, de nube de electrones de enlaces atómicos, etc. Esto ejemplifica el diseño abierto del sistema que permite que casi cualquier material o diseño reemplace el cuerpo cilíndrico, permitiendo, entre otras cosas, que el sistema se utilice como juguete de plataforma para integrar productos licenciados y que el sistema se comercialice no sólo como un juguete de construcción. Los elementos de construcción según la presente invención pueden utilizarse para unos propósitos arquitecturales o de ingeniería, o para construir unas estructuras provisionales, semipermanentes o permanentes. Además, la parte de casquete puede estar adornada para parecer a la cabeza de un animal, por ejemplo, si presenta un par de ojos pintados o moldeados en un lado de la mordaza; o a su vez una cabeza u otro objeto puede sustituirse por la bola.

Aunque la descripción anterior comprende muchas características detalladas, éstas no deben interpretarse como limitativas del alcance de la invención, pero únicamente como una ilustración de unas formas de realización preferidas de la presente invención. Muchas variaciones son posibles y son por tanto comprendidas en el alcance de la presente invención. Por ejemplo: el cuerpo de los elementos de construcción no es forzosamente alargado o cilíndrico; las bolas no tienen que presentar unas depresiones y/o los casquetes no tienen que presentar un retenedor, de modo que la relación de dos elementos interconectados por una conexión de rótula sea continuamente ajustable; un casquete puede presentar únicamente dos retenedores, por ejemplo con un retenedor dispuesto en cada pétalo; un casquete puede presentar más que tres retenedores; la disposición de las depresiones en una bola no es obligatoriamente como la expuesta anteriormente; las depresiones pueden estar dispuestas muy cerca una respecto a otra para poder realizar unas reorientaciones reducidas, bien controladas de una conexión de rótula; un casquete puede presentar un pivote cargado con fuerza elástica para bloquear la orientación de una bola; se puede utilizar una chaveta para fijar una bola en un casquete según una cierta disposición; se puede proporcionar unos medios para forzar los pétalos hacia el interior de un casquete para fijar la orientación de una bola en el interior del casquete; respecto a los elementos interconectados por medio de cualesquiera de las conexiones de casquete a casquete descritas anteriormente, la relación entre los elementos puede ser ajustable; el cuerpo de un elemento puede presentar unas aristas longitudinales de modo que cuando otro elemento está conectado con él por una conexión de casquete a cuerpo, la orientación del otro elemento pueda bloquearse en una pluralidad de ángulos discretos; el cuerpo de un primer elemento puede presentar unas aristas longitudinales y puede girar libremente respecto a la bola y al casquete, de modo que cuando uno o más elementos adicionales están conectados con el primer elemento por unas conexiones de casquete a cuerpo, la orientación de los elementos adicionales se bloquea en una pluralidad de ángulos discretos entre sí, y los elementos adicionales pueden girarse alrededor del eje de simetría del cuerpo del primer elemento; el cuerpo de un elemento puede presentar una arista transversal en cada extremo de modo que cuando otro elemento está conectado con dicho cuerpo por medio de una conexión de casquete a cuerpo, dicho otro elemento no pueda deslizarse hasta sobrepasar los extremos del cuerpo; el cuello que conecta la bola con el cuerpo puede presentar una sección transversal elíptica u otra en lugar de una sección transversal circular, y el eje principal de la elipse puede presentar una longitud igual a la distancia entre las partes cóncavas de los pétalos opuestos de un casquete de modo que dicho cuello pueda alojarse entre las mordazas; el cuello entre la bola y el cuerpo de un elemento puede presentar una sección transversal de otra forma, tal como una forma cuadrada, triangular, rectangular, a modo de estrella, o a modo de asterisco; el juego de construcción no comprende necesariamente unos elementos de varias escalas de tamaño y de modo parecido no comprende necesariamente unos elementos que presentan unos conectores de varias escalas de tamaño; los elementos de construcción pueden presentar taladrados pasantes para bajar el peso de los elementos y/o para proporcionar unos receptáculos para unos elementos de escala más reducida; los elementos pueden presentar un taladrado longitudinal de modo que una cadena de elementos conectados de extremo a extremo proporcione un conducto para unos líquidos, polvos, alambres, canicas, etc.; los elementos pueden realizarse en metal para su utilización como un armazón o similar; los elementos pueden fabricarse a partir de un material inflexible tal como el metal, y pueden estar divididos por la mitad a lo largo de un plano que pasa por el eje longitudinal central y que está a medio distancia entre las mordazas, de modo que cuando una bola del metal se dispone entre las mordazas de un elemento, y las dos mitades del elemento están unidas, no se puede extraer la bola; un sonido de chasquido puede producirse cuando una bola se reorienta en un casquete; los elementos pueden estar adaptados para funcionar como un silbato, un instrumento de viento, un instrumento de teclado, y/o un instrumento de percusión; el juego de elementos de construcción puede estar adaptado para una utilización como un objeto de animación o un esqueleto de animación; los elementos pueden incluir un sistema adicional de conectores, tales como unos conectores magnétticos; el sistema de elemento de construcción puede incluir unas alas, ruedas y árboles; unos elementos de construcción grandes pueden moldearse por soplado para mantener el peso de los elementos en un intervalo razonable; las bolas pueden presentar facetas en lugar de depresiones; la bola, el cuerpo y la mordaza pueden realizarse por separado y a continuación ser montados y remontados según los requisitos del consumidor; etc.

También podrán considerarse como comprendidas dentro del alcance de la presente invención otras diversas variantes. Por consiguiente, el alcance de la invención no debe determinarse por los ejemplos expuestos anteriormente, sino por las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

Claims (15)

1. Sistema de construcción que comprende:

un primer elemento de construcción que presenta una parte de cuerpo (120) y por lo menos un conector de casquete (130) dispuesto en la parte de cuerpo (120);

un segundo elemento de construcción que presenta una parte de cuerpo (120) y por lo menos un conector de bola (110) que se extiende de dicha parte de cuerpo (120);

presentando dicho casquete (130) unos medios para recibir la bola (110) y estando configurado para proporcionar por lo menos un intervalo de movimiento de 2\pi estereorradianes entre el primer elemento de construcción y el segundo elemento de construcción;

comprendiendo además dicho casquete (130) por lo menos un retenedor (138) para bloquear la bola (110) en el casquete (130) de manera temporánea.

2. Sistema de construcción según la reivindicación 1, en el que los medios para recibir la bola (110) consisten en por lo menos dos pétalos (140) distanciados entre sí.

3. Sistema de construcción según la reivindicación 1 ó 2, en el que la bola (110) comprende una superficie estructurada diseñada para acoplar con el retenedor (138) e impedir por consiguiente una rotación de la bola (110).

4. Sistema de construcción según la reivindicación 3, en el que el retenedor (138) está dispuesto en el interior del casquete (130) y se acopla con por lo menos una depresión (112) en la superficie de la bola (110).

5. Sistema de construcción según la reivindicación 1, 2 ó 3, en el que el retenedor (138) está dispuesto en el casquete (130) y comprende unos medios para recibir un resalte (113) en la superficie de la bola (110).

6. Sistema de construcción según la reivindicación 5, en el que la superficie de la bola (110) comprende una pluralidad de resaltes (113) y el retenedor (138) comprende unos medios para limitar la rotación de la bola (110) en el interior del casquete (130).

7. Sistema de construcción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el retenedor (138) y la superficie de la bola (110) están configurados para acoplarse a modo de encliquetado a medida que se gire la bola (110) en el casquete (130), acoplando por tanto el primer elemento de construcción y el segundo elemento de construcción entre sí de manera liberable.

8. Sistema de construcción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el retenedor (138) y la superficie de la bola (110) están configurados para definir unas posiciones de interbloqueo para un acoplamiento con el retenedor (138) de modo que la bola (110) pueda indexarse de manera giratoria de una posición de acoplamiento a otra posición de acoplamiento mediante la aplicación de una fuerza externa a la bola (110).

9. Sistema de construcción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la superficie y el retenedor (138) están configurados de modo que sean solidarios del casquete (130) y de la bola (110) respectivamente, sin piezas móviles.

10. Sistema de construcción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho segundo elemento de construcción comprende además un conector de casquete (130) que presenta dos pétalos (140) distanciados entre sí, estando configurados dichos pétalos (140) para formar un esferoide cuando los pétalos (140) del primer elemento de construcción y del segundo elemento de construcción están interconectados.

11. Sistema de construcción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el segundo elemento de construcción comprende además una parte de cuello (150) dispuesta entre la parte de cuerpo (120) y la bola (110).

12. Sistema de construcción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una pluralidad de depresiones (112) están dispuestas según una configuración a modo de fullereno (110).

13. Sistema de construcción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un tercer elemento de construcción que presenta unos primeros medios de fijación y unos segundos medios de fijación en el que el primer, el segundo y el tercer elementos de construcción puedan interconectarse a fin de formar un bucle cerrado.

14. Sistema de construcción según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende además un tercer elemento de construcción que presenta unos primeros medios de fijación y unos segundos medios de fijación, en el que el primer, el segundo y el tercer elementos de construcción pueden interconectarse de modo que el tercer elemento de construcción pueda ser articulado para alcanzar cualquier posición en el volumen de una esfera.

15. Sistema de construcción según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el casquete (130) está formado a modo de una mordaza que presenta por lo menos dos pétalos (140) que recubren 2\pi estereorradianes de una esfera, en el que los pétalos (140) están configurados para interconectar con los pétalos (140) de otro casquete (130) formado a modo de mordaza para fijar rígidamente las mordazas entre sí.