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CN103463817A - 十四面体积木 - Google Patents

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CN103463817A
CN103463817A CN2013104539810A CN201310453981A CN103463817A CN 103463817 A CN103463817 A CN 103463817A CN 2013104539810 A CN2013104539810 A CN 2013104539810A CN 201310453981 A CN201310453981 A CN 201310453981A CN 103463817 A CN103463817 A CN 103463817A
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张衡
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Abstract

本发明公开了一种十四面体积木，包括数个单元体主体，数个单元体主体的结构、形状及体积均相同，单元体主体是具有六个正方形面和八个正六边形面的十四面体，六个正方形面平均分为三组，同组的两个正方形面平行，八个正六边形面平均分为四组，同组的两个正六边形面平行，两个以上单元体主体相互插接或/和固定连接构成一组。它可仅由单一的单元体部件拼装成各种形状的模型。它可使模型同时向相互垂直的两个方向延伸，使整个积木构成的模型更加多样化，它的单元体上可加设副柱头。单它的设计更加人性化，可使儿童更早的开发自身的空间感和创造力。本发明还具有结构简单紧凑、制造成本低廉和插接方便的优点。

Description

十四面体积木
技术领域
 本发明涉及一种拼装积木，确切地说是一种十四面体积木。
背景技术
现有的积木为了能够拼装出各种形状的模型，例如楼房、机器人等都必须制作出多种尺寸不同形状各异的单元体部件。其主要原因是：1、若仅用现有的单元体部件，则仅能堆放或拼出下宽上窄的模型，例如金字塔，因此，现有积木能拼装模型种类过少，使儿童的创造力受到局限；2、若仅用现有单元体部件，则拼装出的模型的稳定性较差，拼装后的模型稍有倾斜或晃动便会散落崩塌，趣味性不高，易给儿童带来挫败感，从而，失去拼装的兴趣。但是，多种形状的部件其加工成本较高，而且，拼装方式过于复杂繁琐，不易上手，趣味性不强。另外，各种形状不同的部件之间都有特定的插接方式，造成有些部件之间无法有效拼接。上述因素都会限制儿童的创造性思维，同时，也不利于儿童的智利发展和三维空间感的建立。
发明内容
本发明的目的，是提供一种十四面体积木，它可仅有一种颗粒状的单元体部件组成。任两个单元体部件之间均可拼装固定，而且，拼装方式简单易学，可有效激发儿童的兴趣和创造欲望。数个相同单元体部件便可拼装成各种形状的三维模型，而且，可确保无论是上大下小的模型，还是不对称的模型都更加牢固稳定，并可使儿童在拼装建模的过程中获得成就感，兴趣更加浓厚，从而，可大幅提高儿童的空间感和创造力。
　　本发明的目的是通过以下技术方案实现的：十四面体积木，包括数个单元体主体，数个单元体主体的结构、形状及体积均相同，单元体主体是具有六个正方形面和八个正六边形面的十四面体，六个正方形面平均分为三组，同组的两个正方形面平行，八个正六边形面平均分为四组，同组的两个正六边形面平行，两个以上单元体主体相互插接或/和固定连接构成一组，每个单元体主体的任一个正方形面均设置柱头，与柱头位于同一轴线上的另一个正方形面上均开设插槽，任意两个单元体主体的柱头与插槽相互配合，或任意两组单元体主体的柱头和插槽相互配合。
　　为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案实现：四个以上单元体主体连接为一组，其中每四个单元体主体相互连接的中心部位围成一个定位槽，定位槽的中部为一个方形通孔，方形通孔能与单元体主体的任一正方形面配合，使十四面体积木向横向或纵向延伸。一组单元体主体与一个或一组单元体主体通过第三组或第三个单元体主体锁定配合：第一组或第一个单元体主体与第二组单元体主体的定位槽配合，第一组单元体主体的柱头方向与第二组单元体主体的柱头方向垂直或平行，第三组或第三个单元体主体与第二组单元体主体通过柱头和插槽插接配合，使第二组单元体主体和第三组或第三个单元体主体分别与第一组或第一个单元体主体配合，将第一组或第一个单元体主体锁定。如图16和图19所示，第一组单元体主体的柱头方向与第二组单元体主体的柱头方向平行。如图20和21所示，第一组单元体主体的柱头方向与第二组单元体主体的柱头方向垂直。第四组或第四个单元体主体通过柱头和插槽插接配合，第四组或第四个单元体主体与第三组或第三个单元体主体分别位于第一组单元体主体两侧，第三组或第三个单元体主体、第四组或第四个单元体主体和第二组单元体主体共同与第一组或第一个单元体主体配合，将第一组或第一个单元体主体锁定。第一组单元体主体和第二组单元体主体均是由六个单元体主体构成的双排六联合体，第三组单元体主体是由两个单元体主体构成的单排二联合体。第一组单元体主体中的两个单元体主体与第二组单元体主体的两个定位槽配合，第三组单元体主体与第二组单元体主体插接配合，第二组单元体主体和第三组单元体主体将第一组单元体主体锁定。第一组单元体主体的柱头方向与第二组单元体主体的柱头方向垂直。所述柱头的高度为H2，H2＝2mm－10mm。所述单元体主体的同组的正方形面之间的距离为H1，H1＝8mm，16mm或32mm。柱头与插槽的轴线共线，并且，柱头的轴线与其所在的正方形面垂直。所述单元体主体上设有副柱头，副柱头所在的正方形面与柱头所在的正方形面垂直。所述插槽是外宽内窄的渐缩孔。
本发明的积极效果在于：它可仅由单一的单元体部件拼装成各种形状的模型。并且，各单元体部件之间既可插接固定，又可交错拼接，相互咬合锁定，从而，可使不对称模型、上大下小的模型更加牢固，不易散落。它可使模型同时向相互垂直的两个方向延伸，使整个积木构成的模型更加多样化，并且，锁定结构可确保模型各部件间更加牢固，保证模型在移动或把玩过程中不易散落。它的单元体上可加设副柱头。副柱头可增加单元体部件的连接方向，使拼装方式更加多样，拼装出的模型的形状更富于变化，且更加牢固。单元体主体上还可设有凹槽和插块，可使单元体主体之间倾向拼接，并拼装出镂空的三维模型，兴味性更强。它的设计更加人性化，根据三岁以下的儿童设计了联合体部件，可使儿童更早的开发自身的空间感和创造力。本发明还具有结构简单紧凑、制造成本低廉和插接方便的优点。
附图说明
图1是本发明所述十四面体积木的第一种方案的结构示意图；图2是图1的仰视图；图3是图1的俯视图；图4是图1的立体图；图5是本发明所述十四面体积木的第二种方案的结构示意图；图6是图5的俯视图；图7是图5的仰视图；图8是图5的立体图；图9是本发明所述十四面体积木的第二种方案的结构示意图；图10是图9的仰视图；图11是图9的俯视图；图12是图9的立体图；图13是单排四联合体结构示意图；图14是由四个单元体连接构成的两排两列的双排四联合体的结构示意图；图15是由六个单元体连接构成的两排三列的双排六联合体的结构示意图；图16是两个双排四联合体与一个单排四联合体的拼装炸开图，图中为看清定位槽的形状，将定位槽由虚线绘出；图17是一个双排四联合体与一个单排四联合体的拼装；图中两个联合体的主插头方向相反，主插头与方孔连接配合；图18是图17的立体图；图19是图18的炸开图；图20是两个双排六联合体、一个单排三联合体和一个单排两联合体拼接构成的模型；图21是图20的立体图；图22是图21的炸开图；图23是图21另一角度的炸开图。
附图说明：1单元体主体　2插槽　3柱头　4插块　5凹槽　6定位槽　7副柱头　8正方形面　9正六边形面　10方形通孔  11第一双排四联合体 12第二双排四联合体 13单排四联合体。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的十四面体积木包括数个单元体主体1。数个单元体主体1的结构、形状及体积均相同。单元体主体1是具有六个正方形面8和八个正六边形面9的十四面体。六个正方形面8平均分为三组，同组的两个正方形面8平行。八个正六边形面9平均分为四组，同组的两个正六边形面9平行。两个以上单元体主体1相互插接或/和固定连接构成一组。每个单元体主体1的任一个正方形面8均设置柱头3，与柱头3位于同一轴线上的另一个正方形面8上均开设插槽2。柱头3与插槽2的轴线共线，并且，柱头3的轴线与其所在的正方形面8垂直。任意两个单元体主体1的柱头3与插槽2相互配合，或任意两组单元体主体1的柱头3和插槽2相互配合。数个单元体主体1可通过柱头3和插槽2依次首尾连接构成条形部件。单元体主体1数量决定条形部件的长短。数条条形部件可按同层平行排列，异层垂直排列的方式拼装成各类三维模型，而且，异层之间的相邻部件相互咬合锁定，可使三维模型更加牢固稳定。为便于儿童将拆装，同时，又确保柱头3和插槽2插接牢固，插槽2为方形通孔或圆孔，柱头3为圆柱状插头。插槽2为方形通孔的插接效果更好，既便于插接牢固，又不会连接过紧而使儿童不易拆卸。
如图13所示，为四个单元体主体1连接构成的单排四联合体。如图14所示，四个所述单元体主体1连接构成两排两列的联合体。相连的两个单元体主体1通过正方形面8连接。所有单元体主体1的柱头3和插槽2的朝向相同，便于插接拼装。如图14和图15所示，相邻的四个单元体主体1之间围成一个定位槽6，定位槽6的中心是一个方形通孔10。方形通孔10可在拼装时，为相连部件的柱头3提供存放空间，从而，使拼装成的模型更加紧凑。柱头3和方形通孔10配合也可使两组单元体主体1连接固定于一体。由于联合体的体积大、可防止被年龄较小的儿童吞咽，而且，其便于快速拼装，拼接思路更清晰，因此，更适合3岁以下的儿童使用。
定位槽6为由一个正方形面和四个正六边形面9围成的槽，定位槽6可与单元体主体1外形完全吻合，如图16所示，第一双排四联合体11和第二双排四联合体12的两个定位槽6可上下配合构成与单元体主体1外形完全相同的腔，从而，可将单排四联合体13上的单元体主体1咬合锁定，使单排四联合体13无须与第一双排四联合体11和第二双排四联合体12插接，便可与第一双排四联合体11和第二双排四联合体12牢固锁定于一体，可有效提高拆卸的效率。为方便看清定位槽6的立体形状，图16中用虚线画出定位槽6轮廓。如图15所示，六个所述单元体主体1连接构成两排三列的联合体，相连的两个单元体主体1通过正方形面8连接，所有单元体主体1的柱头3和插槽2的朝向相同；相邻的四个单元体主体1之间围成一个定位槽6，定位槽6的中心是一个方形通孔10。
　　四个以上单元体主体1连接为一组。其中每四个单元体主体1相互连接的中心部位围成一个定位槽6，定位槽6的中部为一个方形通孔10。方形通孔10能与单元体主体1的任一正方形面8配合，使十四面体积木向横向或纵向延伸。
如图20至23所示，三组单元体主体1锁定配合。第一组单元体主体1和第二组单元体主体1均是由六个单元体主体1构成的双排六联合体，第三组单元体主体1是由两个单元体主体1构成的单排二联合体。第一组单元体主体1中的两个单元体主体1与第二组单元体主体1的两个定位槽6配合，即标号为c的两个单元体主体1与两个定位槽6配合。标号为b的单元体主体1为构成上述定位槽6的部件。第三组单元体主体1中的标号为a的单元体主体1与第二组单元体主体1中标号为b的单元体主体1通过柱头和插槽插接配合，从而，使第二组单元体主体1和第三组单元体主体1将第一组单元体主体1锁定。第一组单元体主体1的柱头3方向与第二组单元体主体1的柱头3方向垂直，可使积木同时向前后上下四个方向延伸，使整个积木构成的模型更加多样化，并且，锁定结构可确保模型各部件间更加牢固，保证模型在移动或把玩过程中不易散落。
为使各组单元体主体1之间锁定更加紧密，可增加第四组单元体主体1。第四组单元体主体1是由三个单元体主体1构成的单排三联合体；第四组单元体主体1与第三组单元体主体1分别位于第一组单元体主体1两侧，并均与第二组单元体主体1插接配合；第三组单元体主体1和第四组单元体主体1共同与第二组单元体主体1将第一组单元体主体1锁定。
　　为使拼装的样式更加多样化，拼出的模型更加细腻，所述单元体主体1的同组的正方形面8之间的距离为H1，H1＝8mm，16mm或32mm。三种尺寸的单元体主体1可配合使用。
　　为确保柱头3与插槽2插接牢固，同时，又便于儿童拆卸，所述柱头3的高度为H2，H2＝2mm－10mm。
如图1和图13所示，所述单元体主体1上设有副柱头7，副柱头7所在的正方形面8与柱头3所在的正方形面8垂直。设有副柱头7的单元体主体1可作为弯向连接件，能使拼装出的模型实现多部件间的相对转动。例如，设有副柱头7的单元体主体1可作为拼装机器人关节，以实现手臂或腿部的多向转动，从而，使模型更形象逼真。
为进一步使插槽2与柱头3配合牢固，同时，又为了方便儿童将柱头3插入插槽2内，如图2所示，所述插槽2是外宽内窄的渐缩孔。该方案的插槽2可对柱头3起引导作用，使插装更加方便快捷。
如图5至图8所示，所述单元体主体1的靠近柱头3的四个正六边形面9上可各开设一个凹槽5。靠近插槽2的四个正六边形面9上可各设有一个插块4。四个凹槽5和四个插块4一一对应，即每相邻两个正六边形面9上的一个凹槽5和一个插块4对应。两个单元体主体1之间不仅可通过插槽2和柱头3直向拼接，还可通过插块4和凹槽5进行斜向拼接，因此，仅用该方案的单元体主体1，便可拼装出各类镂空的三维模型，并且，稳定性更好。如图5至图8所示的带有凹槽5和插块4的单元体可与联合体通过柱头和插槽插接配合，并可以带有凹槽5和插块4为连接件，使模型能够向倾斜方向拼接，从而，进一步增加了模型的形状变化，同时确保模型的牢固性。
为进一步增强两单元体主体1之间斜向的牢固性，如图9至12所示，所述单元体主体1的靠近柱头3的四个正六边形面9上各开设两个凹槽5，靠近插槽2的四个正六边形面9上各设有两个插块4；八个凹槽5和八个插块4一一对应。
本发明所述的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (10)

1.十四面体积木，其特征在于：包括数个单元体主体（1），数个单元体主体（1）的结构、形状及体积均相同，单元体主体（1）是具有六个正方形面（8）和八个正六边形面（9）的十四面体，六个正方形面（8）平均分为三组，同组的两个正方形面（8）平行，八个正六边形面（9）平均分为四组，同组的两个正六边形面（9）平行，两个以上单元体主体（1）相互插接或/和固定连接构成一组，每个单元体主体（1）的任一个正方形面（8）均设置柱头（3），与柱头（3）位于同一轴线上的另一个正方形面（8）上均开设插槽（2），任意两个单元体主体（1）的柱头（3）与插槽（2）相互配合，或任意两组单元体主体（1）的柱头（3）和插槽（2）相互配合。
2.根据权利要求1所述的十四面体积木，其特征在于：四个以上单元体主体（1）连接为一组，其中每四个单元体主体（1）相互连接的中心部位围成一个定位槽（6），定位槽（6）的中部为一个方形通孔（10），方形通孔（10）能与单元体主体（1）的任一正方形面（8）配合，使十四面体积木向横向或纵向延伸。
3.根据权利要求2所述的十四面体积木，其特征在于：一组单元体主体（1）与一个或一组单元体主体（1）通过第三组或第三个单元体主体（1）锁定配合：第一组或第一个单元体主体（1）与第二组单元体主体（1）的定位槽（6）配合，第一组单元体主体（1）的柱头（3）方向与第二组单元体主体（1）的柱头（3）方向垂直或平行，第三组或第三个单元体主体（1）与第二组单元体主体（1）通过柱头（3）和插槽（2）插接配合，使第二组单元体主体（1）和第三组或第三个单元体主体（1）分别与第一组或第一个单元体主体（1）配合，将第一组或第一个单元体主体（1）锁定。
4.根据权利要求3所述的十四面体积木，其特征在于：第四组或第四个单元体主体（1）通过柱头（3）和插槽（2）插接配合，第四组或第四个单元体主体（1）与第三组或第三个单元体主体（1）分别位于第一组单元体主体（1）两侧，第三组或第三个单元体主体（1）、第四组或第四个单元体主体（1）和第二组单元体主体（1）共同与第一组或第一个单元体主体（1）配合，将第一组或第一个单元体主体（1）锁定。
5.根据权利要求4所述的十四面体积木，其特征在于：第一组单元体主体（1）和第二组单元体主体（1）均是由六个单元体主体（1）构成的双排六联合体，第三组单元体主体（1）是由两个单元体主体（1）构成的单排二联合体，第一组单元体主体（1）中的两个单元体主体（1）与第二组单元体主体（1）的两个定位槽（6）配合，第三组单元体主体（1）与第二组单元体主体（1）插接配合，第二组单元体主体（1）和第三组单元体主体（1）将第一组单元体主体（1）锁定，第一组单元体主体（1）的柱头（3）方向与第二组单元体主体（1）的柱头（3）方向垂直。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的十四面体积木，其特征在于：所述柱头（3）的高度为H2，H2＝2mm－10mm。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的十四面体积木，其特征在于：所述单元体主体（1）的同组的正方形面（8）之间的距离为H1，H1＝8mm，16mm或32mm。
8.根据权利要求1至4所述的十四面体积木，其特征在于：柱头（3）与插槽（2）的轴线共线，并且，柱头（3）的轴线与其所在的正方形面（8）垂直。
9.根据权利要求1至4所述的十四面体积木，其特征在于：所述单元体主体（1）上设有副柱头（7），副柱头（7）所在的正方形面（8）与柱头（3）所在的正方形面（8）垂直。
10.根据权利要求1至4所述的十四面体积木，其特征在于：所述插槽（2）是外宽内窄的渐缩孔。
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