專利名稱：工字型七巧板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種智力玩具，具體說是一種可以拼接成多種幾何圖形和生肖動物圖象或人的動作形象的工字型七巧板。
背景技術(shù)：
目前市場出售的七巧板結(jié)構(gòu)比較簡單，一般是單層的七塊薄片，拼接圖形時(shí)各巧板之間只能拼湊、排列，沒有互相之間的連接關(guān)系，隨拼隨散，拼成的圖形不可整體移動，平時(shí)則是散狀存放，給游戲者在使用和保存上帶來諸多不便；另外現(xiàn)有的七巧板由于其邊長和形狀沒有嚴(yán)格按公式要求制作，因此拼接成的幾何圖形沒有面積的概念，不能實(shí)現(xiàn)拼成面積相等的幾何圖形，并且拼接成的幾何圖形少，對開發(fā)孩子智力和青年學(xué)生的求知欲望有一定影響，不能完全滿足學(xué)生和游戲愛好者的高級需求。

發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有七巧板的上述缺陷，本發(fā)明提供一種工字型的七巧板，用以拼接成整體結(jié)構(gòu)的多種幾何圖形、生肖動物圖形或人的動作形象，并使拼成的多種幾何圖形面積相等，方便使用者整體移動和存放，盡可能多的滿足使用者的求知欲望，增強(qiáng)趣味性和研究性。
為解決其技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在正方形的板材內(nèi)設(shè)計(jì)有4種規(guī)格形狀或7種規(guī)格形狀的多塊多邊形小巧塊，在每個小巧塊的四周邊框中間，均設(shè)有一道凹型槽，在每一道凹型槽內(nèi)設(shè)有至少一個凸鍵，在每個小巧板的兩個表面層上分別涂有一種顏色或設(shè)有文字或圖案，各小巧板可以通過凸鍵和凹槽拼接成多種整體式平面幾何圖形或生肖動物圖形、人的動作形象。
所述在正方形板材內(nèi)設(shè)計(jì)的多塊小巧板，有三角函數(shù)七巧板，有正三角形七巧板和正五角星形七巧板三種，其中三角函數(shù)七巧板的各小巧板的參數(shù)均符合三角函定律，它的恒等代數(shù)式為R≡a3·124,]]>式中，a為正方形的邊長，R為正六邊形外接圓的半徑，其它為常量。其中正三角形七巧板的各小巧板的參數(shù)符合直角三角形的定律，它的恒等代表式為x≡a3·124·3,]]>h三4·a，式中x為正三角形邊長的一半，h為正三角形的高，a為正方形的邊長，其它為常量。其中五角星七巧板的近式數(shù)學(xué)表達(dá)式為a2＝1.122502616R2，式中a為正方形的邊長，R為正五角星外接圓的半徑，其它為常量，所述七巧板還配有一個十字型支架，支架的頂部設(shè)有與巧板凹槽寬度相同凸型鍵條，七巧板拼接后，可整體支撐在十字型支架上。
本發(fā)明的有益效果是①由于本發(fā)明采用專用計(jì)算公式，將正方形板材分割出的四種七塊或七種多塊小七巧板，能恒等的描述平面幾何圖形共生相融，圖形歸屬各據(jù)的原理，論證了三角板恒等積的自然規(guī)律，有較好的理論學(xué)術(shù)研究價(jià)值；②由于本發(fā)明有三種多套七巧板，每一套七巧板既可以倚圖拼圖，又可以想象拼圖，有利于啟發(fā)青少年使用者的智力，還能變拼自如的用做美術(shù)靜物寫生的標(biāo)本，一物多用；③本發(fā)明可拼成多種幾何圖形，且能直觀的證明拼成的各幾何圖形其面積均相等，既可以做學(xué)具，又可以做教具，做到致學(xué)有具，有較好的實(shí)用價(jià)值。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1十字型支架，2前表面層，3后表面層，4前后表面層之間的連接層，5凸型連接鍵，6前后表面層之間四周邊框上的凹槽。
圖2是三角函數(shù)七巧板去掉表面層后的結(jié)構(gòu)及切割原理示意圖。
圖中S1～S7是三角函數(shù)七巧板的七塊小巧板，3后表面層，4連接層，5連接凸鍵，6凹槽。
圖3是第二種三角函數(shù)七巧板去掉表面層后的結(jié)構(gòu)及切割原理示意圖。
圖中S1～S7為七種規(guī)格形狀的18個小巧板。3后表面層，4連接層，5凸鍵，6凹槽。
圖4是第3種三角函數(shù)七巧板的數(shù)學(xué)原理切割示意圖。
圖中S1～S7為七種規(guī)格的14個小巧板。
圖5是第4種三角函數(shù)七巧板的數(shù)學(xué)原理切割示意圖。
圖中S1～S4為四種規(guī)格形狀的7個小巧板，其中有4個S4是相同形狀。
圖6是三角函數(shù)七巧板應(yīng)用參考圖A。
圖7是三角函數(shù)七巧板應(yīng)用參考圖B。
圖8是三角函數(shù)七巧板應(yīng)用參考圖C。
圖9是三角函數(shù)七巧板應(yīng)用參考圖D。
圖10是三角函數(shù)七巧板應(yīng)用參考圖E。
圖11是三角函數(shù)七巧板應(yīng)用參考圖F。
圖12是三角函數(shù)七巧板應(yīng)用參考圖G。
圖13是正五角星巧板應(yīng)用參考圖1。
圖14是正五角星巧板應(yīng)用參考圖2。
圖15是正六角星巧板實(shí)用參考圖。
圖16是正五邊形巧板應(yīng)用參考圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1參照附圖1在邊長為a的正方形板材上，用事先設(shè)計(jì)好的模具切割成或沖壓成S1～S7七種形狀的七個小巧板，每個小巧板均設(shè)有前表面層2，后表面層3，前后表面層之間設(shè)有連接層4，在每個小巧板前后表面層的四周邊框中間均設(shè)有凹槽6，在小巧板的每條凹槽內(nèi)設(shè)有至少1個連接用的凸鍵5。在各小巧板整體拼接為一體后，在底邊的凹槽內(nèi)還可設(shè)計(jì)一個十字型支架1，以便支撐、移動和存放拼接成的整體幾何圖形或生肖動物圖象或人的動作模型。
實(shí)施例2參照附圖2在邊長為8cm正方形板材上，用專用公式畫出各小巧板線條，再用沖壓或切割成七種規(guī)格形狀的七個小巧板S1～S7。在每個小巧板上均設(shè)有前表面層2，后表面層3，前后表面層之間設(shè)有連接層4，每個小巧板前后表面的四周邊框上均設(shè)有凹槽6，每條凹槽內(nèi)均設(shè)有至少一個連接凸鍵5。把邊長為8cm的正方形拼材切割成的各小巧板S1～S7拼成一個矩形后，便可計(jì)算出各小巧板各邊的長度和面積，具體的計(jì)算公式如下(單位cm)S1的邊長BD＝8，BC=83124,CD=4383+36]]>S1的面積S1=12(83124)·8=223124cm2]]>S2的邊長QM=43124,QZ=43124·3,HM=169124·3,ZH=89124·3.]]>S2的面積S2=12[(43124·3)+(169124·3)](43124)=1129cm2]]>S3的邊長NQ=43124,EN=43124,EI=23124·3,QI=2124.]]>S3的面積S3=12[(43124)+(2124)](23124·3)=203cm2.]]>S4的邊長PD=16-4124·3,DM=83124·3-8.]]>VG=8-289124·3+833,FG=8-83124,FH=8-209124·3,]]>PG=163124-8,DG=43180+863-48124-72124·3.]]>
S5的邊長FG=8-83124,CF=4124·3]]>CG=4372+623-24124-36124·3]]> S6的邊長AN=43124,AM=43124·3,NM=83124.]]> S7的邊長QI=2124,IE=23124·3,QE=43124·3.]]>S7的面積＝4cm2實(shí)施例3參照附圖3三角函數(shù)七巧板、中心對稱圖形切割原理示意圖。在邊長為8cm的PTMV正方形板材上，按通用公式切割成S1～S7七種規(guī)格形狀共18個小巧板，其中AB為對稱軸，用這些小巧板可以拼接成10個類型的平面幾何圖形47個，見附圖6～附圖15。
每個小巧板設(shè)有前表面2，后表面為3，前后表面之間的連接板為4，每個小巧板前后表面四周邊框中間設(shè)凹槽6，每條凹槽內(nèi)均設(shè)有至少一個連接凸鍵5。
其中各小巧板的邊長為AB=8332+9,AD=AP=BM=4-43124,]]>CD=2124·3-4,AC=2372+623-24124·3,]]>DE=EJ=43124,FG=GH=49124·3,]]>GN=43124,EF=29124·3,DN=JK=23124·3,]]>NF=FH=HI=FK=KL+LI=NH=89124·3,]]>KI=83124,BI=23180+863-48124-72124·3,]]>CN=43124·3-4,CI=4323+9,]]>LM=8-149124·3.]]>
實(shí)施例4三角函數(shù)七巧板數(shù)學(xué)原理切割示意圖。
參照附圖4在邊長為8cm的正方形板材上，用中心對稱圖切割方式切割成S1～S7七種規(guī)格形狀的14個小巧板，用這些小巧板可拼接成37種平面幾何圖形，見附圖。
其中每個小巧板的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1、2、3的相同。
各小巧板的面積計(jì)算如下因是對稱的，因此S1～S7與S′1～S′7的面積分別對應(yīng)相等。
S1=12(49124·3)·124=169cm2]]>S2=12(49124·3)·83124=329cm2]]>S3=12[(49124·3)+(89124·3)]·(43124)=163cm2]]>S4=12(89124·3)(83124)=649cm2]]>S5=12(4-43124)(2124·4-4)=4124·3-16+83124cm2]]>S6=12[(149124·3-4)+(109124·3)]·(43124)=323-83124cm2]]>S7=1769-4124·3]]>實(shí)施例5四種規(guī)格的7個小巧板的七巧板用邊長為8cm切割成S1～S4四種規(guī)格的形狀的7個小巧板，用這些小巧板能拼接成11個類型形狀各異的平面幾何圖形25個。
每個小巧板的結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1、2、3、4的結(jié)構(gòu)。
其中有4個邊長和面積均相等的小巧板S4，這4種類型的小巧板的面積為S1=12(8-434)(16334·3-8)=5.686668104cm2]]>S2=12[(434·3-8)+(8-434+833)]·(834-8)+12[(8-434·3+833)]]>+(8-8334·3)]·(8-434)=104-3234-64334·3=13.2561477cm2]]>S3=12(8-4334·3)·434=13.05718421cm2]]>S4=12(4334·3)·434=8cm2]]>
權(quán)利要求
1.一種工字型七巧板，其特征是在正方形狀的板材內(nèi)，設(shè)計(jì)有4種規(guī)格或7種規(guī)格形狀的多塊多邊形小巧板，在每個小巧板的四周邊框中間均設(shè)有一道凹槽，在每道凹槽內(nèi)設(shè)有至少一個凸鍵，在每個小巧板的前后兩個表面層上分別涂有一種顏色或設(shè)有文字圖案，各小巧板可以通過凸鍵和凹槽拼接成多種整體式的平面幾何圖形或生肖動物圖形，人的動作形象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的七巧板，其特征是所述正方形板材內(nèi)設(shè)計(jì)的多塊七巧板，有三角函數(shù)七巧板、有正三角形七巧板和正五角星形七巧板，其中三角函數(shù)七巧板的各小巧板的參數(shù)均符合三角函數(shù)定律，它的恒等代數(shù)式為R≡a334,]]>a為正方形邊長，R為正六邊形外接圓半徑；正三角形七巧板的小巧板的參數(shù)符合直角三角形的定律，它的恒等式為x≡a3124·3,]]>a為正方形邊長，h為正三角形的高，x為正三角邊長的一半；正五角星七巧板的近式數(shù)學(xué)表達(dá)式為a2＝1.122506216R2，a為正方形的邊長，R為正五角星外接圓的半徑，其他為常量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的七巧板，其特征是在用七巧板拼接成的幾何圖形或生肖動物或人動作形象底部小巧塊的凹槽內(nèi)嵌卡有十字型支架。
全文摘要
一種工字型七巧板，由四種或七種規(guī)格形狀的多個小巧板組成，每個小巧板的前表面層與后表面層的四周邊框中間均設(shè)有凹型槽，每條凹型槽內(nèi)設(shè)有至少一個連接用凸鍵，各小巧板通過凹槽與凸鍵的配合可以整體拼接成多種平面幾何圖形和生肖動物圖象，并且拼接成的幾何圖形或圖象面積相等，本發(fā)明七巧板首次提出三角板等積的概念，既可以平面平拼，又可以立體拼接，克服了以往七巧板亦拼亦散，不可移置的缺陷，既可以用來做學(xué)具，玩游戲，又可以用來做教具，演示三角板的參數(shù)的結(jié)構(gòu)，還有一定的學(xué)術(shù)研究價(jià)值。
文檔編號A63F9/10GK1966115SQ200610031780
公開日2007年5月23日 申請日期2006年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月3日
發(fā)明者周日淼 申請人:周日淼