KR20090023636A - 완구 조립 시스템 - Google Patents

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KR20090023636A
KR20090023636A KR1020087031524A KR20087031524A KR20090023636A KR 20090023636 A KR20090023636 A KR 20090023636A KR 1020087031524 A KR1020087031524 A KR 1020087031524A KR 20087031524 A KR20087031524 A KR 20087031524A KR 20090023636 A KR20090023636 A KR 20090023636A
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Abstract

본 발명의 완구 조립 시스템은 대응하는 기능을 각각 수행하기 위한 하나 이상의 기능 조립 요소(210)와, 하나 이상의 기능 조립 요소를 각각 제어하기 위한 하나 이상의 제어 조립 요소(400)를 포함하는 복수의 조립 요소를 포함한다. 각각의 조립 요소는 조립 요소와 다른 조립 요소를 전기적으로 접속시키기 위한 적어도 하나의 커넥터를 포함하고, 이때 조립 요소와 다른 조립 요소는 나머지 조립 요소의 대응 커넥터를 통해 전기적으로 접속되고, 커넥터는 적어도 하나의 제어 신호 접촉부를 포함한다. 각각의 제어 조립 요소는 적어도 하나의 기능 조립 요소를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하도록 구성된 주 출력 커넥터를 포함하고, 각각의 기능 조립 요소는 제어 신호를 수신하기 위한 입력 커넥터를 포함하고 수신된 제어 신호에 반응하여 기능을 수행하도록 구성되고,
각각의 기능 조립 요소는 수신된 제어 신호를 전달하도록 구성된 출력 커넥터를 더 포함하는 완구 조립 시스템.
기능 조립 요소, 제어 조립 요소, 완구 조립 시스템, 커넥터, 제어 신호 접촉부

Description

완구 조립 시스템 {A TOY BUILDING SYSTEM}
본 발명은 조립 요소들을 해제 가능하게 상호 연결하기 위한 커플링 수단을 구비한 조립 요소를 포함하는 완구 조립 시스템에 관한 것이다.
이러한 완구 조립 시스템은 수십 년간 공지되어 왔다. 간단한 조립 블록은 놀이 가치를 향상시키기 위해, 특정 외형 또는 기계적이거나 전기적 기능을 구비한 전용 조립 요소로 보강되어 왔다. 이러한 기능은 예컨대, 모터, 스위치 및 램프뿐만 아니라, 센서로부터의 입력을 수신하고 수신된 입력에 반응하여 기능 요소를 활성화할 수 있는 프로그램 가능한 프로세서도 포함한다.
사전 형성식 기능을 수행하도록 구성된 기능 장치와, 상기 기능을 수행하기 위한 기능 장치에 에너지를 제공하기 위한 에너지원과, 상기 기능을 수행하도록 기능 장치를 가동하도록 외부 트리거 이벤트(trigger evnet)에 반응하는 트리거를 갖는 자가 수용식 기능 조립 요소가 존재한다. 통상적으로, 이러한 공지된 기능 조립 요소는 트리거의 수동 활성화에 대해 설계되어, 제한된 놀이 가치만을 제공한다.
대응하는 기능을 각각 수행하기 위한 하나 이상의 기능 조립 요소와, 하나 이상의 기능 조립 요소를 각각 제어하기 위한 하나 이상의 제어 조립 요소를 포함 하는 복수의 조립 요소를 포함하고, 각각의 조립 요소는 조립 요소와 다른 조립 요소를 전기적으로 접속시키기 위한 적어도 하나의 커넥터를 포함하고, 이때 조립 요소와 다른 조립 요소는 나머지 조립 요소의 대응 커넥터를 통해 전기적으로 접속되고, 커넥터는 적어도 하나의 제어 신호 접촉부를 포함하는 완구 조립 시스템이 존재한다.
흥미로운 놀이 경험을 제공하기 위해, 사용자가 외형뿐만 아니라 기능적으로도 상이한 매우 다양한 모델을 구성할 수 있는 완구 조립 시스템을 제공하는 것이 대체로 요구된다.
프로그래밍 가능한 완구는 예컨대, 비조건식 동작과 조건식 동작을 수행하도록 컴퓨터에 의해 프로그래밍될 수 있는 완구인 LEGO MINDSTORMS의 제품 ROBOTICS INVENTION SYSTEM으로 열려져 있다.
하지만, 상기 종래 기술의 완구의 문제점은 예컨대, 외부 컴퓨터상에서 생성되고, 완구 요소에 의해 또는 프로그래밍 가능한 완구 자체의 사용자 인터페이스를 통해 마이크로프로세서에 전달되는 사용자 정의식 프로그램(user-defined program)을 기초로 하는 상대적으로 복잡한 프로그래밍 단계를 요구한다는 것이다. 따라서, 이러한 프로그램의 생성은 소정의 거동을 프로그램하기 위해, 컴퓨터에 대한 비교적 높은 수준의 친밀도와, 비교적 높은 수준의 이론적 인식 능력(abstract cognitive capability)을 요구하며, 이로 인해 이러한 완구는 높은 연령대의 아동에게 제한된다.
또한, 아동들에 의해 쉽게 이해될 수 있는 방식으로 그리고 다양한 다른 방 식으로 형성 및 제어될 수 있는 기능 요소를 포함하는 완구 구조 시스템을 제공하는 것이 요구된다.
시스템에서 사용하기에 적절하고 시스템의 놀이 가치를 향상시키는 새로운 조립 요소를 갖는 완구 조립 시스템을 제공하는 것도 요구된다.
본 발명의 실시예는 대응하는 기능을 각각 수행하기 위한 하나 이상의 기능 조립 요소와, 하나 이상의 기능 조립 요소를 각각 제어하기 위한 하나 이상의 제어 조립 요소를 포함하는 복수의 조립 요소를 포함하는 완구 조립 시스템에 관한 것이며, 각각의 조립 요소는 조립 요소와 다른 조립 요소를 전기적으로 접속시키기 위한 적어도 하나의 커넥터를 포함하고, 이때 조립 요소와 다른 조립 요소는 나머지 조립 요소의 대응 커넥터를 통해 전기적으로 접속되고, 커넥터는 적어도 하나의 제어 신호 접촉부를 포함하고,
각각의 제어 조립 요소는 적어도 하나의 기능 조립 요소를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하도록 구성된 주 출력 커넥터를 포함하고, 각각의 기능 조립 요소는 제어 신호를 수신하기 위한 입력 커넥터를 포함하고 수신된 제어 신호에 반응하여 기능을 수행하도록 구성되고,
각각의 기능 조립 요소는 수신된 제어 신호를 전달하도록 구성된 출력 커넥터를 더 포함한다.
따라서, 복수의 기능 조립 요소는 상호 연결된 기능 조립 요소의 연속물 또는 체인을 얻기 위해 하나의 기능 조립 요소를 다른 기능 조립 요소에 간단하게 연결함으로써 단일 제어 조립 요소에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 기능 조립 요소의 제1 연속물로 공급되는 제어 조립 요소로부터의 제어 신호는 추가의 배선 또는 프로그래밍/구조를 필요로 하지 않고 모든 기능 조립 요소에 전달될 수 있다.
따라서, 기능 조립 요소는 사전 형성식 기능을 수행하도록 구성된 기능 장치를 포함할 수 있으며, 이때 기능은 예컨대, 기계적 및/또는 전기적 기능을 포함하는 다양한 가능 기능으로부터 선택될 수 있다.
일부 실시예에서, 완구 조립 시스템은 전력을 공급하기 위한, 특히 각각의 기능을 수행하도록 기능 조립 요소에 전력을 공급하기 위한 에너지원을 포함하는 전원 조립 요소를 더 포함한다. 전원 조립 요소는 출력 커넥터를 더 포함하고, 조립 요소의 적어도 하나의 커넥터는 전력 접촉부를 포함한다. 따라서, 각각의 기능 조립 요소 및/또는 제어 조립 요소는 자체 에너지원을 가질 필요가 없고, 제어 신호도 제공하는 동일한 커넥터를 통해 즉, 추가의 배선 또는 다른 연결부 없이 전원 조립 요소로부터 전력을 공급받을 수 있다.
특히, 일 실시예에서, 조립 요소의 적어도 하나의 출력 커넥터는 하나 이사의 조립 요소에 전력을 공급하기 위한 출력 전원을 제공하도록 구성된 전력 접촉부를 포함하며, 각각의 조립 요소의 입력 커넥터는 전력을 수용하고 선택적으로 수용된 전력을 기능 조립 요소에 공급하도록 구성된 전력 접촉부를 포함한다.
전원 조립 요소는 전력만을 공급할 수 있거나 또는 전력 조립 요소는 출력 커넥터를 통해 전력과 제어 신호 모두를 공급할 수도 있다. 따라서, 전원 요소는 제어 조립 요소로도 기능한다.
커넥터는 플러그 또는 리셉터클의 형태일 수 있거나, 각각의 와이어 또는 케이블의 전도체를 종결시키거나 또는 연결하고 전도체를 정합 커넥터에 연결하는 수단을 제공하는데 적절한 다른 장치일 수 있다. 따라서, 커넥터는 소정의 방법, 즉 소정 개수, 간격 배열로 커넥터 본체 내에 배열된 다수의 접촉부를 포함할 수 있다. 각각의 접촉부는 커넥터들이 전기 에너지 및/또는 제어 신호를 전달할 목적으로 결합되었을 때, 다른 커넥터 내의 대응 접촉부와 전기 접촉하도록 구성된 임의의 적절한 전도성 요소로 제공될 수 있다.
각 기능 조립 요소가 기능 조립 요소의 입력 및 출력 커넥터를 포함하는 적층식 커넥터 요소를 포함하면, 복수의 다양한 기능 및/또는 제어 조립 요소의 용이한 연결을 가능하게 하는 균일한 연결 수단이 제공된다. 특히, 균일한 적층식 커넥터 요소는 기능 또는 제어 조립 요소의 형상과 크기에 상관없이 균일한 연결 수단을 제공한다.
특히, 일 실시예에서 적층식 커넥터를 포함하는 각각의 조립 요소는 전기 회로를 포함하는 조립 요소 본체를 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 확장 케이블을 통해 전기 회로에 전기 접속된다. 따라서, 조립 요소 본체는 적층식 커넥터 요소가 대체로 전원 조립 요소 및/또는 제어 조립 요소로부터 유래된 적층식 커넥터 요소의 적층체에 연결된 연결 지점으로부터 변위된 위치에 배치될 수 있다. 따라서, 완구 모델의 구성에 더 큰 유연성이 제공된다. 또한, 적층식 커넥터 요소가 가요성 확장 케이블에 의해 기능 또는 제어 조립 요소의 조립 요소 본체에 연결되면, 조립 요소 본체의 형상 및 크기뿐만 아니라 완구 구소 모델 내의 배치와 관련된 더 큰 유연성이 제공된다. 특히, 조립 요소 본체의 형상, 크기 및 배치는 커넥터가 다른 커넥터에 연결되기 위해 접근 가능해야만 하는 요구 조건에 제한되지 않는다.
적층식 커넥터가 적층식 커넥터의 입력 커넥터로부터의 전력을 수용하고 수용된 전력을 적층식 커넥터 요소의 출력 커넥터에 공급하도록 구성되면, 제어 신호에 의해 제공되는 것보다 더 많은 전력을 요구하는 이러한 기능 조립 요소에 대해 개별적인 전력을 분배하기 위해 추가의 배선이 요구되지 않는다.
일부 실시예에서, 각 기능 조립 요소의 적층식 커넥터 요소는 적층식 커넥터 요소의 입력 커넥터로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되고, 수신된 제어 신호를 기능 조립 요소와 적층식 커넥터 요소의 출력 커넥터로 공급하도록 구성되어, 입력 커넥터로부터 출력 커넥터로의 직접적인 제어 신호 경로를 제공한다. 따라서, 서로의 상부에 커넥터 요소를 적층하거나 또는 서로 인접하는 다른 적절한 배향에 의해 균일한 방식으로 기능 조립 요소의 체인이 형성될 수 있다. 따라서, 제어 조립 요소는 방해받지 않는 연속물/적층체 내에서 제어 조립 요소의 출력 커넥터로부터 분지되는 모든 기능 조립 요소에 영향을 미친다.
제어 조립 요소의 일 실시예는 입력 커넥터와 제어 조립 요소의 주 출력 커넥터를 포함하는 적층식 커넥터를 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 적층식 커넥터 요소의 입력 커넥터에 연결된 출력 커넥터에 의해 임의의 제어 신호 출력이 적층식 커넥터 요소의 주 출력 커넥터로 직접 공급되는 것을 방지하도록 구성된다. 따라서, 제어 조립 요소는 공통 제어 신호를 수신하는 기능 조립 요소의 연속물/적층체를 종결시킨다. 제어 조립 요소는 또한 기능 조립 요소의 새로운 적층체 또는 연속물을 위한 기부 또는 개시점을 제공하여, 기능 조립 요소들을 개별적으로 제어된 그룹으로 그룹화하는 간단한 기구를 제공하는데, 즉 구조 모델 내에서 기능하는 제어가 제어 조립 요소에 의해 제어된다.
제어 조립 요소의 다른 실시예는 입력 커넥터와 주 출력 커넥터와 다른 출력 커넥터를 포함하는 적층식 커넥터 요소를 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 적층식 커넥터 요소의 입력 커넥터로부터 제어 신호를 수신하고 수신된 제어 신호를 적층식 커넥 요소의 출력 커넥터로 공급하여, 입력 커넥터로부터 출력 커넥터로의 제어 신호 경로를 제공한다. 따라서, 이 실시예에서 제어 조립 요소는 다른 제어 조립 요소에 의해 제어되는 기능 요소의 적층체/연속물을 종결시키지 않으며, 나머지 제어 요소의 제어 신호는 적층식 커넥터 요소에 의해 수정된다. 대신에, 제어 조립 요소는, 이러한 제어 조립 요소에 의해 제어된 기능 조립 요소의 새로운 적층체의 개시점으로 주 출력 커넥터를 통해 작동한다.
그럼에도, 일부 실시예에서는 제어 조립 요소가 이러한 적층식 커넥터 요소의 입력 커넥터에 의해 수신된 입력 제어 신호를 수신할 수도 있다. 따라서, 이러한 실시예에서 제어 조립 요소는 예컨대, 입력 제어 신호 상에 그리고, 선택적으로 추가의 입력 인터페이스/센서로부터의 외부 입력 신호 상에 소정의 논리 기능을 수행함으로써, 수신된 제어 신호에 반응하여 출력 제어 신호를 발생할 수 있다.
제어 조립 요소에 의해 수행되는 논리 기능의 예는 입력에 대한 지연 출력, 입력 제어 신호의 소정 회 반복, 소정의 순서 또는 패턴이 입력으로 수용되거나 또는 입력이 소정 방식으로 변경되는 것과 같이 입력이 소정 기준을 만족할 때만의 출력 등을 포함한다. 다른 예는 입력 제어 신호의 비교에 기초한 소정의 논리 작동과, 논리적 'and' 작동, 논리적 'and not" 작동 등과 같은 다른 활성/유발 입력을 포함한다.
또한, 일부 실시예에서 제어 조립 요소는 예컨대, 제어 조립 요소에 의해 제어되는 기능 조립 요소(들)의 기능(들)을 유발하는 외부 트리거 작용에 반응하는 트리거, 복수 작동 모드 중 하나를 선택하는 스위치 등의, 제어 조립 요소로와는 다른 소스로부터의 외부 입력을 수용하기 위한 추가의 활성/입력 인터페이스를 포함한다. 따라서, 제어 조립 요소는 외부 입력에 반응하여 출력 제어 신호를 발생하도록 구성된다. 외부 입력은 본원에 개시된 바와 같이 많은 가능한 입력으로부터 선택될 수 있다. 따라서, 활성/입력 인터페이스는 사용자 또는 다른 장치로부터의 입력을 검출하고 환경의 특성을 감지하는데 적절한 회로, 장치 또는 배열을 포함할 수 있다. 이러한 활성 인터페이스의 예들은 누름 버튼, 슬라이드 또는 다른 기계적 스위치, 진동 센서, 경사 센서, 접촉 센서, 충격 센서, 광센서, 접근 검출기, 온도계, 마이크로폰, 압력 센서, 공압 센서, 버스 브릿지, 태크(tag)에 의해 활성화되는 입력과 같은 유도 입력, 라디오 수신기, 카메라, 적외선 원격 제어기와 같은 원격 제어 시스템의 수신기, 또는 이들의 조합을 포함한다. 따라서, 사용자 정의 기능을 초기화하는 간단한 기구가 제공되어, 다양하고 흥미로운 놀이 시나리오가 제공된다.
일부 실시예에서, 완구 조립 시스템은 확장 요소를 더 포함하고, 확장 요소는 적층식 커넥터 요소, 다른 출력 커넥터 및 확장 케이블/와이어와 같은 전기적 확장 요소를 포함한다. 적층식 커넥터 요소는 입력 커넥터와 출력 커넥터를 포함하고, 확장 요소의 적층식 커넥터 요소는 적층식 커넥터 요소의 입력 커넥터로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되고, 수신된 제어 신호를 전기 확장 요소를 통해 다른 출력 커넥터에 그리고 적층식 커넥터 요소의 출력 커넥터에 공급하도록 구성된다. 따라서, 확장 요소는 확장 케이블로서 사용될 수 있고 그리고/또는 기능 및/또는 제어 조립 요소의 평행한 적층체/연속물을 분기하는데 사용될 수 있다.
기능 조립 요소 및/또는 제어 조립 요소가 기능 또는 제어 조립 요소를 다른 조립 요소와 해제 가능하게 상호 연결하기 위한 커플링 수단을 구비하면, 상기 조립 요소들은 완구 조립 시스템과 호환 가능하고 다른 조립 요소와 함께 사용될 수 있다. 본 발명은 대체로 조립 요소들을 해제 가능하게 상호 연결하기 위한 커플링 수단을 구비한 조립 요소들을 갖는 완구 조립 시스템에 적용될 수 있다. 또한, 입력 커넥터는 출력 커넥터에만 연결될 수 있고 출력 커넥터는 입력 커넥터에만 연결될 수 있도록 본원에 개시된 조립 요소의 커넥터가 구성되면, 고장, 단락 등을 방지하기 위한 커넥터의 올바른 배선/연결을 보장하는 기계적 코팅이 제공된다. 예컨대, 이러한 기계적 코팅은 예컨대, 커넥터, 커넥터 내의 접촉부 배열, 접촉부 형태에 의해, 추가의 커플링 수단을 제공함으로써 제공될 수 있다.
완구 조립 세트는 공지된 종래의 조립 블록과 같이 전기 커넥터가 없고 작동/기능을 수행 또는 제어할 기능이 없는 패시브 구조 요소와 같은 다른 형태의 구조 요소를 포함할 수 있다.
본 발명은 상술된 완구 조립 세트를 포함하는 다양한 방식으로, 그리고 각각이 처음에 언급된 완구 조립 세트와 관련하여 설명된 하나 이상의 이익과 장점을 산출하며, 각각이 처음에 언급된 완구 조립 세트와 함께 설명되었으며 그리고/또는 종속 청구항에 설명된 양호한 실시예에 대응하는 하나 이상의 바람직한 실시예를 갖는 후속하는 다른 생산 수단으로 실행될 수 있다.
특히, 일 양태에 따르면, 기능 조립 요소는 완구 조립 시스템용으로 제공되고, 완구 조립 시스템은 대응하는 기능을 각각 수행하기 위한 하나 이상의 기능 조립 요소와, 하나 이상의 기능 조립 요소를 각각 제어하기 위한 하나 이상의 제어 조립 요소를 포함하는 복수의 조립 요소를 포함한다. 기능 조립 요소는 기능 조립 요소와 다른 조립 요소를 전기적으로 각각 접속시키기 위해 적어도 입력 커넥터와 출력 커넥터를 포함하고, 이때 기능 조립 요소와 다른 조립 요소는 나머지 조립 요소의 대응 커넥터를 통해 전기적으로 접속되고, 각각의 커넥터는 적어도 하나의 제어 신호 접촉부를 포함한다. 입력 커넥터는 제어 신호를 수신하도록 구성되고, 출력 커넥터는 수신된 제어 신호를 전달하도록 구성되고, 기능 조립 요소는 수신된 제어 신호에 반응하여 기능을 수행하도록 구성된다.
또한, 제어 조립 요소의 일 실시예는 완구 조립 시스템용으로 제공되고, 완구 조립 시스템은 대응하는 기능을 각각 수행하기 위한 하나 이상의 기능 조립 요소와, 하나 이상의 기능 조립 요소를 각각 제어하기 위한 하나 이상의 제어 조립 요소를 포함하는 복수의 조립 요소를 포함하고, 각각의 조립 요소는 조립 요소와 다른 조립 요소를 전기적으로 접속시키기 위한 적어도 하나의 커넥터를 포함하고, 조립 요소와 다른 조립 요소는 나머지 조립 요소의 대응 커넥터를 통해 전기적으로 접속되고, 커넥터는 적어도 하나의 제어 신호 접촉부를 포함하고, 각각의 기능 조립 요소는 제어 신호를 수신하기 위한 입력 커넥터를 포함하고 수신된 제어 신호에 반응하여 기능을 수행하도록 구성된다. 제어 조립 요소는 적어도 하나의 기능 조립 요소를 제어하기 위해 제어 신호를 출력하도록 구성된 주 출력 커넥터를 포함하는 적층식 커넥터 요소를 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 입력 커넥터를 더 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 적층식 제어 요소의 입력 커넥터에 연결된 출력 커넥터에 의해, 제어 신호 출력이 적층식 커넥터 요소의 주 출력 커넥터에 직접 공급되는 것을 방지하도록 구성된다.
제어 조립 요소의 다른 실시예는 완구 조립 시스템용으로 제공되고, 완구 조립 시스템은 대응하는 기능을 각각 수행하기 위한 하나 이상의 기능 조립 요소와, 하나 이상의 기능 조립 요소를 각각 제어하기 위한 하나 이상의 제어 조립 요소를 포함하는 복수의 조립 요소를 포함하고, 각각의 조립 요소는 조립 요소와 다른 조립 요소를 전기적으로 접속시키기 위한 적어도 하나의 커넥터를 포함하고, 조립 요소와 다른 조립 요소는 나머지 조립 요소의 대응 커넥터를 통해 전기적으로 접속되고, 커넥터는 적어도 하나의 제어 신호 접촉부를 포함하고, 각각의 기능 조립 요소는 제어 신호를 수신하기 위한 입력 커넥터를 포함하고 수신된 제어 신호에 반응하여 기능을 수행하도록 구성된다. 제어 조립 요소는 적어도 하나의 기능 조립 요소를 제어하기 위해 제어 신호를 출력하도록 구성된 주 출력 커넥터를 포함하고, 제어 조립 요소는 입력 커넥터와, 주 출력 커넥터와는 다른 출력 커넥터를 포함하는 적층식 커넥터 요소를 더 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 적층식 커넥터 요소의 입력 커넥터로부터 제어 신호를 수신하고 적층식 커넥터 요소의 출력 커넥터에 수신된 제어 신호를 공급하도록 구성되어 입력 커넥터로부터 출력 커넥터로의 제어 신호 경로를 제공한다.
또한, 확장 요소의 일 실시예는 완구 조립 시스템용으로 제공되고, 완구 조립 시스템은 대응하는 기능을 각각 수행하기 위한 하나 이상의 기능 조립 요소와, 하나 이상의 기능 조립 요소를 각각 제어하기 위한 하나 이상의 제어 조립 요소를 포함하는 복수의 조립 요소를 포함하고, 각각의 조립 요소는 조립 요소와 다른 조립 요소를 전기적으로 접속시키기 위한 적어도 하나의 커넥터를 포함하고, 조립 요소와 다른 조립 요소는 나머지 조립 요소의 대응 커넥터를 통해 전기적으로 접속되고, 커넥터는 적어도 하나의 제어 신호 접촉부를 포함하고, 각각의 기능 조립 요소는 제어 신호를 수신하기 위한 입력 커넥터를 포함하고 수신된 제어 신호에 반응하여 기능을 수행하도록 구성된다. 확장 요소는 적층식 커넥터 요소와, 다른 출력 커넥터와, 전기적 확장 요소를 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 입력 커넥터와 출력 커넥터를 포함하고, 확장 요소의 적층식 커넥터 요소는 적층식 커넥터 요소의 입력 커넥터로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되고, 수신된 제어 신호를 전기적 확장 요소를 통해 다른 출력 커넥터로 제공하고 수신된 제어 신호를 적층식 커넥터 요소의 출력 커넥터에 공급하도록 구성된다.
따라서, 조립 세트는 소정의 연결 구조에 따른 커넥터의 대응 세트에 의해 상호 연결될 수 있는 기능 및 제어 조립 요소를 구비한다. 조립 세트로 인해 사용자는 상이한 조립 요소의 제한된 세트를 가지고 그리고 균일한 방식으로 매우 다양한 기능 및 기능적 관계를 구성할 수 있다.
도1의 (a) 내지 (d)는 종래의 완구 조립 브릭을 도시한다.
도2a 내지 도2e는 기능 완구 조립 브릭의 예들을 개략적으로 도시한다.
도3 및 도4a 내지 도4c는 제어 완구 조립 브릭을 개략적으로 도시한다.
도5는 전원 조립 브릭을 개략적으로 도시한다.
도6은 확장 조립 요소를 개략적으로 도시한다.
도7a 및 도7b는 본원에 개시된 조립 브릭을 포함하는 완구 모델의 예를 개략적으로 도시한다.
도8은 완구 조립 브릭의 다른 예를 도시한다.
본 발명의 실시예가 브릭 형태의 완구 조립 요소를 사용하여 대체로 설명될 것이다. 하지만, 본 발명은 완구 조립 세트에 사용되는 조립 요소의 다른 형태에도 적용될 수도 있다.
도1은 상부 표면상의 커플링 스터드와 바닥으로부터 브릭 내로 연장하는 공동을 각각 구비한 완구 조립 브릭의 예를 도시한다. 공동은 중심 튜브를 구비하며, 다른 브릭 상의 커플링 스터드가 US 3 005 282에 개시된 바와 같이 마찰 결합으로 공동 내에 수용될 수 있다. 도1의 (a) 및 (b)는 상부 및 바닥측을 포함하는 이러한 완구 조립 브릭의 일 예의 사시도를 도시한다. 도1의 (c) 및 (d)는 이러한 조립 브릭의 다른 종래예를 도시한다. 나머지 도면에 도시된 조립 브릭은 협동하는 스터드 및 공동의 형태인 공지된 유형의 커플링 수단을 구비한다. 하지만, 다른 유형의 커플링 수단도 사용될 수 있다.
도2a 내지 도2e는 기능 조립 요소의 예들을 개략적으로 도시한다.
도2a는 대체로 도면 부호 200으로 지시되며, 기능 브릭(201)의 형태인 주 기능 조립 요소 본체와, 와이어(212, 213)를 포함하는 가요성 케이블(203)을 통해 기능 브릭(201)에 연결되는 적층식 커넥터(202)를 포함하는 기능 조립 요소를 도시한다. 기능 브릭은 상부 표면상에 커플링 스터드(205)와, 바닥 표면(도시 생략) 내의 대응 공동을 구비한다. 기능 브릭(201)은 이하 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 적층식 커넥터(202)의 단자(210)와 연장 케이블(203)의 라인(212)을 통해 전력을 수용하고 적층식 커넥터(202)의 단자(211)와 확장 케이블(203)의 라인(213)을 통해 신호를 수신하는 기능 장치(204)를 포함하고, 전기 기능 장치(204)는 기계적 또는 전기적 기능과 같은 사전 형성식 기능을 수행한다. 일 실시예에서, 제어 신호들은 각각 2진수 값 0 및 1을 가질 수 있다.
본원에 개시된 기능 브릭이 수행할 수 있는 사전 형성식(preconfigured) 기계적 기능의 예는 예컨대, 회전 출력 샤프트의 구동, 기능 브릭에 인접하게 대상물을 가압할 수 있는 스트링 또는 체인의 권취, 예컨대 도어를 개폐할 수 있는 기능 브릭의 힌지 부분의 고속 및 저속 이동, 대상물의 배출에 의한 이동/운동을 포함한다. 이러한 기계적 운동은 도2b에 도시된 바와 같이 전기 모터에 의해 구동될 수 있다. 도2b는 라인(212)을 통해 수용되는 전력에 의해 구동되는 모터(230)를 포함 하는 기능 장치(204)의 일 예의 배선도를 도시한다. 모터(230)는 라인(213)을 통해 수용되는 제어 신호(C1, C2)에 반응하여 제어 회로(231)에 의해 제어된다.
모터는 도2c에 도시된 바와 같이 제어 신호(C1, C2)에 의해 직접적으로 또는 전력 라인(212)으로부터의 전력에 의해 구동될 수 있다. 라인(212)을 통한 개별적인 전원으로 인해 전압의 극성(polarity)이 일정하고 양호하게 형성되는 방식으로의 공급이 가능하다.
도2c는 제어 신호(C1, C2)에 의해 제어 및 구동되는 모터(230)를 포함하는 기능 장치(204)의 다른 예의 배선도를 개략적으로 도시한다. 따라서, 이 예에서는 제어 신호가 모터를 작동하기에 충분하기 때문에, 기능 장치는 라인(212)을 통해 개별적으로 전력을 수용하지 않는다.
본원에 개시된 기능 브릭이 수행할 수 있는 사전 형성식 전기 기능의 예는 접속식 단자를 구비한 스위치의 작동과, 가시광 신호의 발생과, 일정하거나 또는 반짝이는 광의 발광과, 다수 램프의 소정의 순서로의 작동과, 전기 신호의 발생과, 가시적이지 않은 광신호의 발생과, 놀이 활동을 시뮬레이팅하고 자극하기 위한 비프음, 알람, 벨, 사이렌, 음성 메시지, 음악, 합성 음향, 자연 또는 모방 음향과 같은 가청 음향 발산과, 음향의 기록 및 재생과, 초음파와 같은 비가청 음향 발산과, 다른 구성 요소에 의해 수용되는 무선 주파수 신호 또는 적외선 신호 발산과, 이들의 조합을 포함한다.
기능 브릭은 사전 형성식 기능을 가질 수 있지만, 이러한 기능은 프로그래밍될 수 있거나 또는 사용자에 의해 결정되거나 또는 영향받을 수 있다.
도2d는 제어 신호(C1, C2)에 의해 제어 및 구동되는 LED(234)를 포함하는 기능 장치(204)의 일 예의 배선도를 도시한다. 따라서, 이 실시예에서는 제어 신호가 LED를 작동하기에 충분하기 때문에, 기능 장치는 라인(212)을 통해 개별적인 전력을 수용하지 않는다. 다르게는, LED는 제어 신호(C1, C2)에 의해 제어되는 스위치를 통해 라인(212)을 거쳐 수용된 전력에 의해 구동될 수 있다.
도2e에서는 기능 장치(204)가 스위치(271)일 수 있다는 것이 도시된다. 스위치(271)는 정상 상태에서 개방되거나 또는 통상적으로 폐쇄된 스위치일 수 있으며, 스위치의 단자(272)는 상부 표면상의 커플링 스터드 또는 다른 조립 브릭 상의 커플링 스터드와 결합하기 위한 공동 내의 표면에 연결될 수 있다. 스위치는 상술된 바와 같이 논리 회로(231)를 통해 라인(213)을 거쳐 수용된 제어 신호에 의해 제어된다. 스위치(271)가 폐쇄되면, 전력 라인(212) 상의 전압이 단자(272)에 인가된다. 논리 회로(231)는 전력 라인(212)으로부터의 전력을 추가로 수용한다.
일반적으로, 기능 장치는 다양한 방식으로 제어 신호를 해석할 수 있다. 일 예에서, 제어 신호(C1, C2)는 각각 2진수 값 0 및 1을 가질 수 있다. 예컨대, 도2c의 예에서, 모터(230)는 아래 표에 따라 제어될 수 있다.
제어 신호 값 모터 제어
(C1, C2) = (0, 0) 모터 꺼짐
(C1, C2) = (1, 0) 모터 전방 작동
(C1, C2) = (0, 1) 모터 후방 작동
(C1, C2) = (1, 1) 모터 정지
기능 장치가 두 개의 다른 음향을 연주하도록 구성된 음향 발생기를 포함하는 다른 실시예에서, 기능 장치는 예컨대, 아래와 같이 개별 제어 신호(C1, C2)의 상승 플랭크(rising flank)(즉, 0에서 1로의 전이)에 각각 반응하여 소리들 중 하 나를 선택하여 연주하도록 구성된다.
C1 0 → 1 음향 1 연주
C2 0 → 2 음향 2 연주
따라서, 일반적으로 기능 장치는 하나 이상의 상술된 또는 다른 기능을 수행하도록 구성된 임의의 적절한 기계 및/또는 전기 장치, 배열체 또는 회로를 포함할 수 있다. 기능 장치의 예는 램프 또는 LED와 같은 광원, 음향 발생기, 확성기, 사운드 카드 또는 다른 가청원, 모터, 기어, 힌지 부품, 회전식 샤프트, 신호 발생기, 밸브, 공압식 제어부, 형상 기억 합금, 피에조 크리스탈, 전자석, 선형 액추에이터, 라디오, 표시 장치, 마이크로프로세서 등을 포함한다.
적층식 커넥터 요소(202)는 수형 입력 커넥터(206)와 암형 출력 커넥터(207) 모두를 포함한다. 커넥터들은 커넥터 요소의 대향측에 위치되어, 커넥터 요소가 적층하게 된다. 특히, 본 발명의 실시예에서, 수형 입력 커넥터는 바닥측에 위치되는 반면에, 암형 커넥터는 적층식 커넥터 요소의 상부측에 위치된다. 입력 및 출력 커넥터는 각각 도면 부호 210 및 211와 208 및 209로 지시된 4개의 접촉부를 포함한다. 전력을 수용하기 위한 접촉부(210)는 라인(212)을 통해 기능 장치(204)와 대응 출력 접촉부(208)에 연결된다. 제어 신호를 수신하기 위한 접촉부(211)는 라인(213)을 통해 기능 장치(204)와 대응 출력 접촉부(209)에 연결된다. 입력 및 출력 커넥터(206, 207)는 접촉부들이 대응하는 다른 커넥터의 정확한 대응 접촉부와 항상 연결되도록 기계적으로 코딩되는 것이 바람직하다.
완구 조립 세트의 모든 기능 조립 요소가 균일한 방식으로 제어 및 전력 입 력을 제공 및 전달하는 대응 적층식 커넥터 요소를 포함하면, 이러한 기능 브릭은 본원에 개시된 조립 브릭으로부터의 완구 구조 조립 내에서 쉽게 상호 교체 가능하다. 예컨대, 램프를 포함하는 기능 브릭은 구조의 다른 어떠한 부품을 교체하지 않고도 음향원 또는 확성기를 포함하는 기능 브릭으로 쉽게 교체되 수 있는데, 이는 두 기능 브릭 모두가 동일한 방식으로 작동되기 때문이다.
일반적으로, 일 실시예에서 예컨대 각각의 기능, 제어, 전원 또는 확장 조립 요소와 같은 본원에 개시된 각각의 조립 요소는 최대 하나의 입력 커넥터와 임의 수의 출력 커넥터를 포함할 수 있다.
각 조립 요소는 입력 커넥터 내에서 하나 이상의 입력 접촉부를 사용할 수 있다. 예컨대, 본원에 개시된 바와 같이 일부 기능 조립 요소는 단지 제어 신호만을 사용할 수 있는 반면에, 다른 기능 조립 요소는 전력과 제어 신호 모두를 사용할 수 있다. 마찬가지로, 더 상세하게 후술되는 바와 같이 일부 제어 조립 요소는 전력만을 사용할 수 있는 반면에, 다른 제어 조립 요소는 입력 전력과 입력 제어 신호 모두를 사용할 수 있다.
커넥터 요소는 마이크로프로세서를 포함하는 조립 요소들 사이에 통신 버스를 제공하도록 예컨대 신호 라인과 같은 접촉 지점을 더 포함할 수 있다.
도3 및 도4a 내지 도4c는 제어 완구 조립 요소를 개략적으로 도시한다.
도3은 대체로 도면 부호 300으로 지시되고, 제어 브릭(301)의 형태인 주 제어 조립 요소 본체와, 가요성 케이블(303)을 통해 제어 브릭(301)에 연결된 적층식 커넥터(302)를 포함하는 제어 조립 요소의 일 예를 도시한다. 제어 브릭은 상부 표면상의 커플링 스터드(305)와 바닥 표면(도시 생략) 내의 대응 공동을 갖는다. 제어 브릭(301)은 확장 케이블(303)의 라인(312)과 적층식 커넥터(302)의 단자(310)를 통해 전력을 수용하는 제어 장치(304)를 포함한다. 제어 브릭(301)은 누름 버튼(314), 또는 제어 장치(304)에 연결되어 외부 입력을 수용하기 위한 다른 입력 인터페이스를 더 포함한다.
일반적으로, 본원에 개시된 제어 브릭은 외부의 물리적 이벤트에 반응하는 하나 이상의 입력 인터페이스/센서를 포함할 수 있다. 이러한 외부 물리적 이벤트의 예는 기계적 힘, 누름, 당김, 회전, 사람의 조작, 접촉, 대상물의 접근, 전기 신호, 무선 주파수 신호, 광학적 신호, 가시광 신호, 적외선 신호, 자기 신호, 온도, 습도, 방사선 및 이들의 조합을 포함한다.
제어 브릭(301)은 누름 버튼(314)의 활성에 반응하여 제어 신호를 발생하고 확장 케이블(303)의 라인(313)을 통해 적층식 커넥터 요소(302)의 외부 접촉부(309)에 제어 신호를 공급한다. 따라서, 적층식 커넥터 요소(302)의 출력 커넥터(307)는 제어 조립 요소(300)의 주 외부 커넥터로 지칭된다.
적층식 커넥터 요소(302)는 상술된 커넥터 요소와 유사하며, 전력용 입력 접촉부(310) 및 제어 신호용 입력 접촉부(311)를 구비한 수형 입력 커넥터(306)와, 전력용 출력 접촉부(308) 및 제어 신호용 출력 접촉부(309)를 구비한 암형 출력 커넥터(307)를 포함한다. 전력을 수용하기 위한 접촉부(310)는 라인(312)을 거쳐 제어 자치(304)와 대응하는 출력 접촉부(308)에 연결된다. 하지만, 도2a의 커넥터 요소와는 반대로, 제어 신호를 수신하기 위한 접촉부(311)는 제어 장치(304)에 의 해 사용되지 않으며, 대응 출력 접촉부(309)에 연결되지도 않는다. 따라서, 입력 커넥터(306)에 연결된 출력 커넥터를 통해 수용된 임의의 제어 신호는 출력 커넥터(309)로 전달되지 않는다.
완구 조립 세트의 제어 조립 요소의 각각의 주 출력 커넥터가 균일한 적층식 커넥터 요소의 출력 커넥터로 배열될 때, 제어 브릭은 쉽게 상호 교환 가능하다. 따라서, 본원에 개시된 브릭을 구비한 완구 구조 조립에서, 일부 제어 브릭은 상호 교환 가능하게 사용될 수 있으며, 특정 제어 브릭은 몇 가지 구조에서 사용될 수 있다. 그럼에도, 일부 실시예에서는 제어 조립 요소의 주 출력 커넥터는 더욱 상세하게 후술되는 바와 같이 적층식 커넥터 요소와 다른 개별 출력 커넥터로 수행될 수도 있다.
제어 장치(304)는 외부 입력을 적절한 제어 신호로 간단하게 재생할 수 있다. 다르게는, 제어 장치는 하나 이상의 수용된 외부 이벤트 상에 논리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 논리 기능의 예는 입력에 대한 지연 출력, 신호 입력 수신시 반복 제어 신호, 소정의 순서 또는 패턴이 입력으로 수용되는 것과 같이 입력이 소정 기준을 만족할 때만의 출력 등을 포함한다.
도4a 내지 도4c는 대체로 도면 부호 400에 의해 지시되며, 제어 조립 요소의 적층식 커넥터 요소(402)의 출력 커넥터(407)로부터 분리된 주 출력 커넥터(422)를 갖는 제어 조립 요소의 예를 도시한다.
도4a는 커플링 스터드(405)와, 상술된 제어 조립 요소와 유사한 외부 인터페이스(414)로부터의 제어 입력을 수용하고 대응하는 출력 제어 신호를 발생하는 제 어 장치(404)를 구비한 제어 브릭(401)을 포함하는 제어 조립 요소를 도시한다. 또한, 제어 조립 요소(400)는 확장 케이블(403)을 통해 제어 브릭(401)에 연결된 적층식 커넥터 요소(402)를 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 수형 입력 커넥터(406)와 암형 출력 커넥터(407)를 가지며, 전력용 입력 접촉부(410)와 입력 접촉부(410)에 연결된 출력 접촉부(308)를 포함한다. 제어 장치(404)는 따라서 확장 케이블(403)의 라인(412)과 적층식 커넥터 요소를 통해 전력을 수용한다.
도4a의 제어 조립 요소(400)는 제어 장치(404)가 출력 제어 신호를 커넥터(422)의 대응 출력 접촉부(429)로 공급할 때, 주 출력 커넥터로 기능하는 별개의 암형 출력 커넥터(422)를 더 포함한다는 점에서 도3의 제어 조립 요소(300)와 다르다. 제어 브릭(401)은 또한 수용된 전력을 커넥터(422)의 대응 출력 접촉부(428)에 공급하여, 시스템을 통해 방해받지 않는 전력선을 제공한다. 각각의 출력 커넥터는 브릭(401) 내에 연결 또는 합체될 수 있거나, 또는 확장 케이블에 의해 브릭(401)에 연결되는 것과 같이 브릭(401)과 별개로 배열될 수도 있다.
또한, 제어 조립 요소(300)와 달리, 적층식 커넥터 요소(402)는 대응 출력 접촉부(409)에 대한 제어 신호 입력 접촉부(410)들 사이의 연결부를 포함하여, 입력으로부터 출력까지의 직접 제어 신호 경로를 제공한다.
또한, 입력 제어 신호는 확장 케이블(403)의 라인(413)을 통해 접촉부(410)로부터 제어 장치(404)에 제공된다. 또한, 제어 장치(404)는 라인(412)으로부터 전력을 수용한다. 따라서, 제어 장치(404)는 입력 제어 신호 및/또는 인터페이스(414)로부터의 외부 입력을 기초로 예컨대, 두 개의 제어 입력을 조합하고, 'AND' 기능, 'OR' 기능 및 'XOR' 기능과 같은 논리 기능을 수행하고, 트리거 이벤트(trigger event)로서 입력 제어 신호의 변화를 사용하여 출력 제어 신호를 발생시킨다. 일반적으로 논리 기능은 사전 형성식 논리 기능일 수 있지만, 논리 기능은 프로그래밍되거나 또는 사용자에 의해 결정되거나 영향받을 수도 있다. 일부 실시예에서, 제어 장치는 출력 제어 신호를 유발하거나, 또는 출력 제어 신호를 초래하는 제어 공정을 유발하는 트리거 신호로서 입력 제어 신호 및/또는 외부 입력을 사용할 수 있다. 예컨대, 제어 장치는 내부에 집행 가능 프로그램을 저장하였을 수도 있으며, 이때 이러한 집행은 소정의 입력 제어 신호에 의해 유발될 수 있으며 외부 제어 신호를 초래하거나 또는 연속적인 외부 제어 신호를 초래할 수 있다.
도4b는 도4b 내의 하나와 유사하지만, 제어 장치가 적층식 커넥터 요소(402)로부터의 입력 신호를 수신하지 않는 일 실시예를 도시한다. 따라서, 이 실시예에서는 접촉부(410)는 단지 출력 접촉부(408)에만 연결된다.
도4c는 도4b와 유사하지만, 제어 브릭(401)이 전력 및 개별 제어 신호를 각각 수용하는 2개의 주 출력 커넥터(422a, 422b)를 포함하는 다른 실시예를 도시한다. 출력 커넥터에 공급된 제어 신호는 동일하거나 다를 수 있다. 따라서, 도4c의 제어 조립 요소는 개별적인 적층식 커넥터 요소(202a, 202b)를 통해 각각 출력 요소(422a, 422b)에 연결된 기능 브릭(201a, 201b)에 의해 도시된 바와 같이, 기능 요소의 적층체 또는 2개의 기능 조립 요소를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어 조립 요소는 수신된 다른 IR 신호들에 반응하여 다른 출력 커넥터 상에 제어 신호를 선 택적으로 출력하는 원격 제어 시스템의 IR 수신기일 수 있다. 따라서, 다른 기능 조립 요소가 하나의 원격 제어를 통해 선택적으로 제어될 수 있다.
도5는 전원 조립 요소를 개략적으로 도시한다. 대체로 도면 부호 500으로 지시된 전원 요소는 전원 공급 브릭과, 상술된 출력 커넥터(422)와 유사한 암형 출력 커넥터(522)를 포함한다. 전원 브릭은 4.5V 및 9V의 전력과 같이, 완구 구조 세트에 적합한 저전압 전력을 발생하는 하나 이상의 배터리(682)를 포함한다. 다르게는, 전원 요소는 예컨대, 변압기/전압전환기와 같은 대체 에너지원을 포함할 수 있다. 배터리(582)로부터의 전력은 출력 커넥터(522)의 출력 접촉부(528)를 통해 출력된다. 전원 조립 요소(500)는 또한 제어 스위치(514), 또는 제어 스위치(514)의 활성에 반응하여 제어 신호를 발생하고 출력 커넥터(522)의 접촉부(529)에 제어 신호를 공급하는 주본체(501) 내에 포함된 제어 장치(504)에 연결된 다른 입력 인터페이스를 포함한다. 따라서, 전원 요소는 출력 커넥터(522)에 연결된 기능 및/또는 제어 조립 요소용 전원과, 도4b에 도시된 제어 요소와 유사한 제어 요소 모두로서 기능한다. 전원 요소의 다른 실시예는 어떠한 제어 스위치도 포함하지 않을 수 있으며, 단지 출력 전력만을 제공할 뿐 제어 신호는 출력하지 않는다. 또한, 또 다른 실시예에서, 전원 요소는 하나 이상의 출력 커넥터를 포함할 수 있다.
도6은 확장 조립 요소를 개략적으로 도시한다. 대체로 도면 부호 600으로 지시된 확장 요소는 확장 케이블(603)에 의해 연결된 암형 출력 커넥터(622)와 적층식 커넥터(602)를 포함한다. 적층식 커넥터(602)는 기능 조립 요소의 적층식 커 넥터와 유사하며 암형 출력 커넥터(607)와 수형 입력 커넥터(606)를 포함한다. 입력 커넥터(606)는 전력용 접촉부(610)와 제어 신호용 접촉부(611)를 포함한다. 전력용 접촉부(610)는 출력 커넥터(607)의 대응 접촉부(608)와 연결되고 확장 케이블(603)의 라인(612)을 통해 출력 커넥터(622)의 접촉부(628)와 연결된다. 유사하게, 제어 신호용 접촉부(611)는 출력 커넥터(607)의 대응 접촉부(609)와 연결되고, 확장 케이블(603)의 라인(6123)을 통해 출력 커넥터(622)의 접촉부(629)와 연결된다. 따라서, 확장 요소는 확장 케이블과 분지 케이블 모두로 사용될 수 있는데, 이는 입력 전력 및 제어 신호가 출력 커넥터(607)와 출력 커넥터(622) 모두에 전달되기 때문이다.
도7a 및 도7b는 본원에 개시된 조립 요소를 포함하는 완구 모델의 실시예를 개략적으로 도시한다.
도7a에 도시된 완구 모델은 각각의 적층식 커넥터 요소(202a 내지 202c 및 302)를 통해 기능 브릭(201a 내지 201c)과 도3에 도시된 유형의 제어 브릭(301)에 전력을 공급하는 출력 커넥터(522)를 구비한 전원 브릭(501)을 포함하는 일 예를 도시한다. 따라서, 기능 브릭(201a 내지 201c) 및 제어 브릭(301)은 각각의 적층식 커넥터의 위치에 의해 형성된 순서로 적층체(700) 내에 적층 배열된다. 전원 브릭(501)은 또한 적층식 커넥터 요소(302)의 암형 커넥터를 통해 기능 브릭(201a)에 제어 신호를 제공하고, 제어 브릭(301)은 기능 브릭(201b, 201c)에 제어 신호를 제공한다. 커넥터 요소(302)의 제어 신호 입력 및 출력 접촉부는 서로 연결되지 않기 때문에, 전원 브릭(501)은 기능 브릭(201b, 201c)을 제어하지 않으며, 즉 전 원 브릭(501)은 적층체(700) 내에서 전원 브릭(501)보다 높게 연결된 기능 브릭으로부터 브릭(301)까지만을 제어한다. 또한, 제어 브릭(301)으로부터의 출력 제어 신호는 커넥터 요소(302)의 암형 출력 커넥터의 접촉부로만 공급되기 때문에, 제어 브릭(301)은 적층체(700) 내에서 제어 브릭(301)보다 높게 연결된 기능 브릭만을 제어한다.
도7b에 도시된 완구 모델은 각각의 적층식 커넥터 요소(202a 내지 202c 및 402)를 통해 기능 브릭(201a 내지 201c) 및 도4a에 도시된 유형의 제어 브릭(401)에 전력을 공급하는 출력 커넥터(522)를 구비한 전원 브릭(501)을 포함하는 다른 예를 도시한다. 따라서, 기능 브릭(201a) 및 제어 브릭(401)은 전원 브릭(501)으로부터 유래된 제1 적층체(790) 내의 각각의 적층식 커넥터 요소를 통해 연결되고, 기능 브릭(201b, 201c)은 제어 브릭(401)의 출력 커넥터(422)로부터 유래된 제2 적층체(791) 내에서 연결된다. 따라서, 이 실시예에서 전원 요소는 적층체(790) 내의 모든 기능 및 제어 요소에 전력을 공급할 뿐만 아니라 제어 브릭(401)을 통해 적층체(791) 내의 요소에도 전력을 공급한다.
제어 브릭(401)은 기능 브릭(201b, 201c)을 제어한다. 또한, 제어 브릭(401)은 도4b와 함께 설명된 바와 같이 적층식 커넥터로부터의 제어 신호를 수신하는 유형의 커넥터이기 때문에, 전원 브릭(501)은 기능 브릭(201a)과 기능 브릭(201b, 201c) 모두를 제어한다. 기능 브릭(201b, 201c)의 후자 제어는 제어 브릭(401)을 통해 그리고 제어 브릭(401)에 의해 수행되는 특정 논리 기능에 따라 간접적으로 수행된다. 다른 제어 요소들은 소정의 논리 작업을 수행하고 그리고/또 는 이벤트 트리거로 입력되는 제어 신호의 전이/변화를 사용하여 출력 제어 신호를 발생할 때, 다른 방식으로 입력되는 제어 신호를 해석할 수 있다.
도8은 완구 조립 요소의 다른 예를 도시한다.
도8은 암형 출력 커넥터(522)로부터의 전력을 공급하는 배터리(도시 생략)를 포함하는 전원 브릭(501)의 일 예를 도시한다. 전원 브릭(501)은 측면 스위치(514)와 커플링 수단(505)을 포함한다.
도8b 및 도8c는 기능 조립 요소의 일 예로서 모터 모듈(201)의 일 예를 각각 도시한다. 모터 모듈(201)은 모터에 의해 회전되는 샤프트를 수용하는 구멍(881을 포함한다. 모터 모듈은 다른 조립 요소와 모터 모듈을 연결하는 커플링 수단(205)을 더 포함한다. 모터 모듈은 본원에 개시된 바와 같이 적층식 커넥터 요소를 더 포함한다.
도8d는 2개의 출력 커넥터를 통해 제어 신호를 제공하기 위한 도4c와 함께 도시된 바와 같은 제어 조립 요소의 일 예를 도시한다. 제어 요소는 적외선(IR) 수신기를 구비한 제어 브릭(401)을 포함하고 수신된 IR 신호에 반응하여 제어 신호를 2개의 출력 커넥터(422a, 422b) 사에 출력하도록 구성되며, 2개의 출력 커넥터 중 하나는 도8d에 부분적으로 도시되고 다른 하나는 도시 생략된다. 제어 요소는 적층식 커넥터 요소(402)를 통해 전력을 수용한다. 또한, 제어 요소는 2개의 수신 주파수 채널 중 하나를 선택하기 위한 선택 스위치(886)를 포함한다. 따라서, 제어 조립 요소는 원격 제어의 수신기로 사용될 수도 있다.
도8e는 도8d의 원격 제어 수신기를 활성화하기 위한 원격 제어기의 일 예를 도시한다. 원격 제어기(884)는 주파수 선택 스위치(887)와 하나 이상의 버튼/스위치(885a 및 885b)의 작동에 반응하여 각각의 IR 신호를 전달하는 IR 전달기를 포함한다. 일 실시예에서, 도8d의 제어 요소는 스위치(885a)의 활성화를 지시하는 IR 신호에 반응하여 출력 커넥터(422a) 상에 제어 신호를 출력하도록 구성되고, 도8d의 제어 요소는 스위치(885b)의 활성화를 지시하는 IR 신호에 반응하여 출력 커넥터(422b) 상에 제어 신호를 출력하도록 구성된다.
도8f는 본원에 개시된 기능, 제어 및/또는 확장 조립 요소에 사용되는 적층식 커넥터(802)의 일 예를 도시한다. 특히, 도8f는 커넥터 요소(802)와, 가요성 확장 케이블(803)과, 전력을 출력하기 위한 접촉부(808), 제어 신호를 출력하기 위한 접촉부(809) 및 예컨대, 분산 지능(distributed intelligence)용 고속 통신 라인으로 사용하기 위해, 추가의 신호를 출력하는 다른 접촉부(882)를 포함하는 적층식 커넥터의 암형 커넥터(807)를 도시한다. 커넥터 요소는 하나 이상의 대응 공동을 갖는 수형 커넥터에 커넥터 요소를 쉽고 신뢰적으로 연결하기 위한 커플링 스터드(805)를 더 포함한다.

Claims (25)

  1. 대응하는 기능을 각각 수행하기 위한 하나 이상의 기능 조립 요소와, 하나 이상의 기능 조립 요소를 각각 제어하기 위한 하나 이상의 제어 조립 요소를 포함하는 복수의 조립 요소를 포함하는 완구 조립 시스템이며,
    각각의 조립 요소는 조립 요소와 다른 조립 요소를 전기적으로 접속시키기 위한 적어도 하나의 커넥터를 포함하고, 이때 조립 요소와 다른 조립 요소는 나머지 조립 요소의 대응 커넥터를 통해 전기적으로 접속되고, 커넥터는 적어도 하나의 제어 신호 접촉부를 포함하고,
    각각의 제어 조립 요소는 적어도 하나의 기능 조립 요소를 제어하기 위한 제어 신호를 출력하도록 구성된 주 출력 커넥터를 포함하고, 각각의 기능 조립 요소는 제어 신호를 수신하기 위한 입력 커넥터를 포함하고 수신된 제어 신호에 반응하여 기능을 수행하도록 구성되고,
    각각의 기능 조립 요소는 수신된 제어 신호를 전달하도록 구성된 출력 커넥터를 더 포함하는 완구 조립 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 출력 커넥터와 전력을 공급하기 위한 에너지원을 포함하는 전원 조립 요소를 더 포함하며, 조립 요소의 적어도 하나의 커넥터는 전력 접촉부를 더 포함하는 완구 조립 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 조립 요소의 적어도 하나의 출력 커넥터는 전력을 하나 이상의 조립 요소에 공급하기 위한 출력 전원을 제공하도록 구성된 전력 접촉부를 포함하고, 각 조립 요소의 입력 커넥터는 전원을 수용하도록 구성된 전력 접촉부를 포함하는 완구 조립 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 전원 조립 요소는 또한 전원 조립 요소의 출력 커넥터를 통해 제어 신호를 출력하도록 구성된 완구 조립 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 각 기능 조립 요소는 기능 조립 요소의 입력 및 출력 커넥터를 포함하는 적층식 커넥터 요소를 포함하는 완구 조립 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 각 기능 조립 요소의 적층식 커넥터 요소는 적층식 커넥터 요소의 입력 커넥터로부터 제어 신호를 수신하고, 기능 조립 요소와 적층식 커넥터 요소의 출력 커넥터에 수신된 제어 신호를 공급하도록 구성되어, 입력 커넥터로부터 출력 커넥터로의 직접적인 제어 신호 경로를 제공하는 완구 조립 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 조립 요소의 적어도 제1 서브 세트의 제어 조립 요소 각각은 입력 커넥터와 제어 조립 요소의 주 출력 커넥터를 포함하는 적층식 커넥터 요소를 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 적층식 제어 요소의 입력 커넥터에 연결된 출력 커넥터에 의해, 임의의 제어 신호 출력이 적층식 커넥터 요소의 주 출력 커넥터에 직접 공급되는 것을 차단하도록 구성된 완구 조립 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제어 조립 요소의 적어도 제2 서브 세트의 제어 조립 요소 각각은 주 출력 커넥터와는 다른 출력 커넥터와 입력 커넥터를 포함하는 적층식 커넥터 요소를 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 적층식 커넥터 요소의 입력 커넥터로부터 제어 신호를 수신하고 적층식 커넥터 요소의 출력 커넥터에 수신된 제어 신호를 공급하도록 구성되어, 입력 커넥터로부터 출력 커넥터로의 제어 신호 경로를 제공하는 완구 조립 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 적층식 커넥터 요소는 수신된 제어 신호를 제어 조립 요소에 공급하도록 구성된 완구 조립 시스템.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 적층식 커넥터를 포함하는 각각의 조립 요소는 전기 회로를 포함하는 조립 요소 본체를 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 확장 케이블을 통해 전기 회로에 전기적으로 접속되는 완구 조립 시스템.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 적층식 커넥터 요소를 포함하는 확장 요소와, 추가의 출력 커넥터와, 전기적 확장 요소를 더 포함하고, 적층식 커 넥터 요소는 입력 커넥터와 출력 커넥터를 포함하고, 확장 요소의 적층식 커넥터 요소는 적층식 커넥터 요소의 입력 커넥터로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되고, 전기적 확장 요소를 통해 다른 출력 커넥터에 수신된 제어 신호를 공급하고 적층식 커넥터 요소의 출력 커넥터에 수신된 제어 신호를 공급하도록 구성된 완구 조립 시스템.
  12. 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 출력 커넥터와 전력을 공급하기 위한 에너지원을 포함하는 전원 조립 요소를 더 포함하고, 각각의 적층식 커넥터는 적층식 커넥터의 입력 커넥터로부터 전력을 수용하고 적층식 커넥터 요소의 출력 커넥터로 수용된 전력을 공급하도록 구성된 완구 조립 시스템.
  13. 제5항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 적층식 커넥터는 적층식 커넥터 요소의 입력 커넥터를 포함하는 제1 연결측과, 제1 연결측에 대향되고 적층식 커넥터 요소의 출력 커넥터를 포함하는 제2 연결측을 포함하는 완구 조립 시스템.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 제어 조립 요소는 외부 입력을 수용하기 위한 추가의 입력 인터페이스를 포함하고, 제어 조립 요소는 외부 입력에 반응하여 출력 제어 신호를 발생하도록 구성된 완구 조립 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 외부 인력은 기계적 힘, 누름, 당김, 회전, 사람의 조작, 접촉, 대상물의 접근, 전기 신호, 무선 주파수 신호, 광학 신호, 가시광 신호, 적외선 신호, 자석 신호, 온도, 습도, 방사선을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 완구 조립 시스템.
  16. 제1항 내지 제15항에 있어서, 각각의 조립 요소는 조립 요소들을 해제 가능하게 상호 연결하기 위한 커플링 수단을 포함하는 완구 조립 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 각각의 커넥터는 조립 요소들을 해제 가능하게 상호 연결하기 위한 커플링 수단을 포함하는 완구 조립 시스템.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 커플링 수단은 돌출부와, 마찰 결합으로 돌출부를 수용하도록 구성된 공동을 포함하는 완구 조립 시스템.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 입력 커넥터는 출력 커넥터에만 연결 가능하고 출력 커넥터는 입력 커넥터에만 연결 가능한 완구 조립 시스템.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 기능은 이동, 가청 음향 신호 발생, 비가청 음향 신호 발생, 전기 신호 발생, 가시광 신호 발생, 비가시적 광신 호 발생, 무선 주파수 신호 발생을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 완구 조립 시스템.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 기능 장치들이 다른 기능들을 수행하도록 구성된 복수의 기능 조립 요소를 포함하는 완구 조립 시스템.
  22. 완구 조립 시스템용 기능 조립 요소이며,
    완구 조립 시스템은 대응하는 기능을 각각 수행하기 위한 하나 이상의 기능 조립 요소와, 하나 이상의 기능 조립 요소를 각각 제어하기 위한 하나 이상의 제어 조립 요소를 포함하는 복수의 조립 요소를 포함하고,
    기능 조립 요소는 기능 조립 요소와 다른 조립 요소를 전기적으로 각각 접속시키기 위해 적어도 입력 커넥터와 출력 커넥터를 포함하고, 이때 기능 조립 요소와 다른 조립 요소는 나머지 조립 요소의 대응 커넥터를 통해 전기적으로 접속되고, 각각의 커넥터는 적어도 하나의 제어 신호 접촉부를 포함하고,
    입력 커넥터는 제어 신호를 수신하도록 구성되고, 출력 커넥터는 수신된 제어 신호를 전달하도록 구성되고, 기능 조립 요소는 수신된 제어 신호에 반응하여 기능을 수행하도록 구성된 기능 조립 요소.
  23. 완구 조립 시스템용 제어 조립 요소이며,
    완구 조립 시스템은 대응하는 기능을 각각 수행하기 위한 하나 이상의 기능 조립 요소와, 하나 이상의 기능 조립 요소를 각각 제어하기 위한 하나 이상의 제어 조립 요소를 포함하는 복수의 조립 요소를 포함하고, 각각의 조립 요소는 조립 요소와 다른 조립 요소를 전기적으로 접속시키기 위한 적어도 하나의 커넥터를 포함하고, 조립 요소와 다른 조립 요소는 나머지 조립 요소의 대응 커넥터를 통해 전기적으로 접속되고, 커넥터는 적어도 하나의 제어 신호 접촉부를 포함하고, 각각의 기능 조립 요소는 제어 신호를 수신하기 위한 입력 커넥터를 포함하고 수신된 제어 신호에 반응하여 기능을 수행하도록 구성되고,
    제어 조립 요소는 적어도 하나의 기능 조립 요소를 제어하기 위해 제어 신호를 출력하도록 구성된 주 출력 커넥터를 포함하는 적층식 커넥터 요소를 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 입력 커넥터를 더 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 적층식 제어 요소의 입력 커넥터에 연결된 출력 커넥터에 의해, 제어 신호 출력이 적층식 커넥터 요소의 주 출력 커넥터에 직접 공급되는 것을 방지하도록 구성된 제어 조립 요소.
  24. 완구 조립 시스템용 제어 조립 요소이며,
    완구 조립 시스템은 대응하는 기능을 각각 수행하기 위한 하나 이상의 기능 조립 요소와, 하나 이상의 기능 조립 요소를 각각 제어하기 위한 하나 이상의 제어 조립 요소를 포함하는 복수의 조립 요소를 포함하고, 각각의 조립 요소는 조립 요소와 다른 조립 요소를 전기적으로 접속시키기 위한 적어도 하나의 커넥터를 포함하고, 조립 요소와 다른 조립 요소는 나머지 조립 요소의 대응 커넥터를 통해 전기 적으로 접속되고, 커넥터는 적어도 하나의 제어 신호 접촉부를 포함하고, 각각의 기능 조립 요소는 제어 신호를 수신하기 위한 입력 커넥터를 포함하고 수신된 제어 신호에 반응하여 기능을 수행하도록 구성되고,
    제어 조립 요소는 적어도 하나의 기능 조립 요소를 제어하기 위해 제어 신호를 출력하도록 구성된 주 출력 커넥터를 포함하고, 제어 조립 요소는 입력 커넥터와, 주 출력 커넥터와는 다른 출력 커넥터를 포함하는 적층식 커넥터 요소를 더 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 적층식 커넥터 요소의 입력 커넥터로부터 제어 신호를 수신하고 적층식 커넥터 요소의 출력 커넥터에 수신된 제어 신호를 공급하도록 구성되어, 입력 커넥터로부터 출력 커넥터로의 제어 신호 경로를 제공하는 제어 조립 요소.
  25. 완구 조립 시스템용 확장 요소이며,
    완구 조립 시스템은 대응하는 기능을 각각 수행하기 위한 하나 이상의 기능 조립 요소와, 하나 이상의 기능 조립 요소를 각각 제어하기 위한 하나 이상의 제어 조립 요소를 포함하는 복수의 조립 요소를 포함하고, 각각의 조립 요소는 조립 요소와 다른 조립 요소를 전기적으로 접속시키기 위한 적어도 하나의 커넥터를 포함하고, 조립 요소와 다른 조립 요소는 나머지 조립 요소의 대응 커넥터를 통해 전기적으로 접속되고, 커넥터는 적어도 하나의 제어 신호 접촉부를 포함하고, 각각의 기능 조립 요소는 제어 신호를 수신하기 위한 입력 커넥터를 포함하고 수신된 제어 신호에 반응하여 기능을 수행하도록 구성되고,
    확장 요소는 적층식 커넥터 요소와, 다른 출력 커넥터와, 전기적 확장 요소를 포함하고, 적층식 커넥터 요소는 입력 커넥터와 출력 커넥터를 포함하고, 확장 요소의 적층식 커넥터 요소는 적층식 커넥터 요소의 입력 커넥터로부터 제어 신호를 수신하도록 구성되고, 수신된 제어 신호를 전기적 확장 요소를 통해 다른 출력 커넥터로 공급하고 수신된 제어 신호를 적층식 커넥터 요소의 출력 커넥터에 공급하도록 구성된 확장 요소.
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