專利名稱：一種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種積木，一種用于這種積木的連接器，一種包括多個積木也就是包括至少兩個這種積木和至少一個這種連接器的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，以及用于這種連接器的安裝和拆卸工具。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)特別適合于用作玩具。然而也可以用于建筑目的，特別是用于建筑和/或遮蓋建筑或建筑部件。通過本發(fā)明的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可以構(gòu)建萬能形狀和尺寸的結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)可以用作玩具。然而也可以為了其它目的而使用這個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，例如用于圖景規(guī)劃、建筑模型或類似物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種積木，一種連接器，由它們構(gòu)成的一種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，以及與之相關(guān)的可以以萬能方式使用的安裝和拆卸工具。
根據(jù)本發(fā)明的積木的特征在于具有一個正方形裝配開口，所述開口被一個裝配漏斗圍繞。根據(jù)本發(fā)明的用于將兩個這種積木連接的連接器的特征在于具有兩個閉鎖突鼻和一個安裝隆起。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的特征在于具有多個也就是至少兩個根據(jù)本發(fā)明的積木以及一個或多個根據(jù)本發(fā)明的連接器。
所述積木的裝配開口和圍繞它的裝配漏斗以及連接器的閉鎖突鼻和裝配隆起被設(shè)計(jì)得使所述連接器的閉鎖突鼻能與所述裝配開口可拆卸地閉鎖在一起。
本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的優(yōu)勢在所附權(quán)利要求中描述。
有優(yōu)勢地，所述正方形裝配開口的相鄰面被角表面連接。所述角表面可以出現(xiàn)在所述正方形裝配開口的一個或多個或全部角上。而且一個或多個或全部角表面可以是平面。作為選擇或者附加地，一個或多個或所有角表面可以是圓形的。所述圓可以設(shè)計(jì)成表示一個圓形圓柱表面的一個截面，同時有可能使所述圓形圓柱的所述中心位于所述正方形裝配開口的所述中心。
有優(yōu)勢地，所述裝配漏斗包括傾斜表面。所述傾斜表面的結(jié)構(gòu)可以從內(nèi)部向外部升高。升高的角度值最好是10°到30°，優(yōu)選的是15°。
根據(jù)進(jìn)一步的優(yōu)勢，進(jìn)一步改進(jìn)的裝配漏斗包括一個圓周梯面。所述圓周梯面優(yōu)選地是圍繞所述裝配開口延伸。最好是位于所述裝配開口和優(yōu)選地表現(xiàn)出來的傾斜表面之間。所述圓周梯面優(yōu)選地是平面。
進(jìn)一步改進(jìn)的一個進(jìn)一步的優(yōu)勢的特征在于，所述積木被設(shè)計(jì)成一個多面體。它可以是正多面體，例如四面體或立方體或者其它正多面體，但也可以是非正多面體，比如正平行六面體或者其它非正多面體。
有優(yōu)勢地，所述積木具有多個裝配開口。當(dāng)所述積木被設(shè)計(jì)成多面體的時候這一點(diǎn)尤其具有優(yōu)勢。如果所述積木設(shè)計(jì)成多面體，那么裝配開口形成在所述多面體的多個側(cè)表面或所有側(cè)表面處是尤其具有優(yōu)勢的。如果所述積木設(shè)計(jì)成非多面體，尤其是正平行六面體，那么多個裝配開口在一個或多個或所有側(cè)表面形成是有優(yōu)勢的。所述裝配開口尤其可以根據(jù)一個規(guī)則樣式排列，特別是排成一排或垂直排列。
進(jìn)一步改進(jìn)的一個進(jìn)一步的優(yōu)勢的特征在于，所述積木形成一個有邊元件，當(dāng)所述積木設(shè)計(jì)成多面體的時候這一點(diǎn)特別具有優(yōu)勢。
根據(jù)進(jìn)一步改進(jìn)的一個進(jìn)一步優(yōu)勢，所述積木在一個或多個或全部角處具有一個形狀或凹口。所述形狀最好使得當(dāng)所述積木裝配好的時候，一個拆卸工具可以用來將所述連接的積木分離。
根據(jù)本發(fā)明的用于將兩個積木連接的所述連接器，優(yōu)選地是包括兩個進(jìn)一步的閉鎖突鼻。所述連接器的強(qiáng)度和可靠性能夠因此改善。
進(jìn)一步改進(jìn)的一個進(jìn)一步的優(yōu)勢特征在于，在所述連接器的相對側(cè)具有兩個或四個進(jìn)一步的閉鎖突鼻和一個進(jìn)一步的裝配隆起。所述連接器能夠通過所述第一閉鎖突鼻也就是所述兩個或四個閉鎖突鼻來可拆卸地連接于一個積木。第二積木可以與在所述連接器的相對側(cè)的所述進(jìn)一步的閉鎖突鼻相連。以此方式產(chǎn)生的包括兩個積木和一個連接器的組件可以隨后以類似的方式延伸，也就是進(jìn)一步一個的連接器與所述積木之一的一個進(jìn)一步的裝配開口相連，并且進(jìn)一步一個的積木與在所述連接器的相對側(cè)的所述閉鎖突鼻相連。包括積木和連接器的一個結(jié)構(gòu)可以以此方式成功構(gòu)建起來。在這個過程中，在一個或多個積木的一個或多個外表面引入一個各自的連接器是可能的，所述連接器僅僅在一側(cè)具有閉鎖突鼻，并且其另一側(cè)設(shè)計(jì)成封閉表面。這種構(gòu)建部件從本發(fā)明的角度來講也是一個連接器。
所述裝配隆起可以設(shè)計(jì)成屋頂表面或者棱錐表面。如果所述連接器具有兩個閉鎖突鼻，那么所述裝配隆起最好是屋頂表面。如果所述連接器具有四個閉鎖突鼻，那么所述裝配隆起最好是棱錐表面。
一個積木和一個連接器之間的可拆卸連接的實(shí)現(xiàn)在于所述連接器的所述閉鎖突鼻被插入所述正方形裝配開口的一個對角線內(nèi)，并且用手或用一個裝配工具轉(zhuǎn)動45°，使得它們接合在所述正方形裝配開口的兩個相對設(shè)置面的后面。所述連接可以通過所述連接器以45°角轉(zhuǎn)動或向后轉(zhuǎn)動來釋放，實(shí)際上是通過手或拆卸工具進(jìn)行的。如果所述連接器具有兩個閉鎖突鼻，那么所述正方形裝配開口僅僅包括稍微大于45°角的范圍就是足夠的，也就是為了執(zhí)行所述轉(zhuǎn)動運(yùn)動所需的角度范圍。一個這種裝配開口從本發(fā)明的角度來講也是一個正方形裝配開口。
有優(yōu)勢地，一個或多個或所有閉鎖突鼻是彈性的。那么有可能在沒有所述的轉(zhuǎn)動45°的情況下產(chǎn)生連接器和積木的連接，此時所述連接器位于正確的位置，并且被壓入所述裝配開口內(nèi)。所述閉鎖突鼻的彈性最好使得它可能通過手來產(chǎn)生所述連接。而且，對于有彈性的閉鎖突鼻來講，有可能在沒有所述連接器的45°轉(zhuǎn)動的情況下釋放積木和連接器之間的連接。所述閉鎖突鼻的彈性最好使得所述積木和所述連接器之間的連接可能通過一個拆卸工具來釋放。通過所述閉鎖突鼻的彈性結(jié)構(gòu)，有可能通過所述45°轉(zhuǎn)動或者通過手來實(shí)現(xiàn)所述裝配和拆卸，實(shí)際上通過按壓來裝配，通過使用一個工具來拆卸。
根據(jù)本發(fā)明的用于所述連接器的所述裝配和拆卸工具包括一個異形突起(eccentric protrusion)，所述異形突起可以插入所述連接器的一個相應(yīng)的底座內(nèi)。所述異形突起最好具有一個十字形橫截面。根據(jù)一個進(jìn)一步改進(jìn)的一個進(jìn)一步的優(yōu)勢，所述工具具有一個突出楔。這個突出楔最好是位于所述工具的與所述異形突起相對的那側(cè)。這是優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，使得它能夠插入位于積木的一個角上的一個形狀內(nèi)，或者插入由兩個相鄰的這種形狀形成的整個形狀內(nèi)。被連接的所述積木可以通過所述楔的轉(zhuǎn)動而彼此分離，所述連接可以藉此分離。


本發(fā)明的實(shí)施例隨后將參考附圖進(jìn)行詳細(xì)解釋。附圖中圖1為形成一個立方體有邊元件的一個積木的透視圖、平視圖和截面圖；
圖2具有兩個閉鎖突鼻的連接器的透視圖、平視圖、側(cè)視圖、前視圖和截面圖；圖3具有四個閉鎖突鼻的連接器的透視圖、平視圖、側(cè)視圖和截面圖；圖4一個中間件的兩個透視圖、平視圖、側(cè)視圖和截面圖；圖5一個裝配和拆卸工具的的透視圖、平視圖、側(cè)視圖、前視圖和后視圖；圖6具有多個裝配開口的一個底板的的放大的透視圖、平視圖、側(cè)視圖、前視圖、后視圖和一個放大的局部透視圖；圖7形成一個正平行六面體有邊元件并且包括六個根據(jù)圖1的立方體有邊元件的排成一排的積木的的兩個透視圖、平視圖、側(cè)視圖、前視圖和一個放大的局部透視圖；圖8由兩個根據(jù)圖7的主體構(gòu)建在一起的一個結(jié)構(gòu)的兩個透視圖、平視圖、側(cè)視圖、前視圖和一個放大的局部透視圖，每個主體包括兩個有邊元件和兩個根據(jù)圖6的底板；圖9由一個根據(jù)圖7的主體和包括具有一個裝配和拆卸工具的兩個立方體有邊元件組成的結(jié)構(gòu)的透視圖、前視圖、平視圖、側(cè)視圖、兩個截面圖和兩個放大的局部透視圖；圖10根據(jù)圖9的工具轉(zhuǎn)動45°的結(jié)構(gòu)；圖11根據(jù)圖9和圖10的具有修改的放大局部視圖的結(jié)構(gòu)；圖12根據(jù)圖9到圖11的具有一個額外安裝的立方體有邊元件的結(jié)構(gòu)的不同的視圖和截面；圖13在裝配后狀態(tài)下的根據(jù)圖12的結(jié)構(gòu)的不同視圖；圖14具有施加的拆卸工具的根據(jù)圖13的結(jié)構(gòu)；圖15具有部分轉(zhuǎn)動的拆卸工具的根據(jù)圖14的結(jié)構(gòu)，以及；圖16具有完全轉(zhuǎn)動的拆卸工具的根據(jù)圖14和圖15的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖1展示了一個積木1，其結(jié)構(gòu)是正多面體的，也就是立方體。進(jìn)一步，積木1被設(shè)計(jì)成一個有角元件。在六個側(cè)面的每個面都具有被一個裝配漏斗3環(huán)繞的一個正方形裝配開口2。
裝配開口2包括四個側(cè)面4、5、6、7。兩個相鄰的側(cè)邊，例如側(cè)面4和5，通過一個角面8相連。角面8是一個圓形圓柱表面的一部分，圓形圓柱的中心位于正方形裝配開口2的中心。
正方形裝配開口2的外邊緣，也就是面4、5、6、7和角面8，具有一個斜面，斜面的角度值為45°，并且斜面由一個梯狀平面9的圓周面連接。如果不是斜面，或者除了斜面以外，也可以設(shè)置一個半徑。梯狀平面9的圓周面位于正方形裝配開口2和裝配漏斗3之間。
裝配漏斗3包括四個傾斜表面10、11、12、13，傾斜表面以相對裝配開口2的平面大約15°角延伸。兩個各自相連的傾斜表面10-13通過一個圓形傾斜連接面14彼此相連。
積木1在其每個角具有覆蓋了三個相鄰側(cè)面的一個形狀15。
圖2展示了用于將兩個積木1連接的一個連接器16。連接器16包括兩個閉鎖突鼻17和形成屋頂形表面一個裝配隆起18。裝配隆起18包括兩個傾斜表面19、20，傾斜表面以一個角度傾斜，這個角度大體上相當(dāng)于積木1的傾斜表面10-13的角度。它們的上端邊緣由一個平臺表面21相連，隆起22從這個平臺表面向上突出，向上突出的閉鎖突鼻17位于隆起22的向上突出處。閉鎖突鼻17相應(yīng)地設(shè)置在平臺表面21上方一定距離處，這個距離大體上相當(dāng)于積木1的側(cè)表面4-7的高度。而且，閉鎖突鼻17的下表面是圓的，并且實(shí)際上使得閉鎖突鼻的下表面和平臺表面21之間的距離在中心最小，且向上增加。在中心的最小距離大體上相當(dāng)于積木1的正方形裝配開口2的面4-7的高度。這個距離也可以稍微降低，使得在裝配狀態(tài)時連接器被可靠地夾緊在裝配開口2中。
在位于閉鎖突鼻17相對側(cè)的連接器16的面上具有兩個進(jìn)一步的閉鎖突鼻23，這兩個閉鎖突鼻23相對閉鎖突鼻17對稱形成。連接器16作為一個整體對稱形成，使得具有兩個進(jìn)一步閉鎖突鼻23的下表面與所示上表面對應(yīng)，并且不再進(jìn)行描述。
圖3展示了一個連接器28，其中在上面除了兩個閉鎖突鼻17以外進(jìn)一步還有兩個閉鎖突鼻24。進(jìn)一步的閉鎖突鼻24位于閉鎖突鼻17之間。裝配隆起25被制成一個錐形表面。除了傾斜表面19、20，它還進(jìn)一步包括兩個傾斜表面26、27。以相應(yīng)的方式，除了兩個閉鎖突鼻23以外，連接器28的下面上還具有兩個進(jìn)一步的閉鎖突鼻29。關(guān)于其它方面，連接器28的下面對稱置于所描述的上面，因此不再進(jìn)行描述。
為了將連接器16或28與積木1裝配在一起，連接器16、28被引入正方形裝配開口2內(nèi)旋轉(zhuǎn)45°的一個位置，并且實(shí)際上使得閉鎖突鼻17以及24適當(dāng)?shù)乇粚χ迷诮潜砻?上。相對設(shè)置的閉鎖突鼻17和/或24之間間隙的大小使得稍微小于裝配開口2的對角線，也就是兩個對角從角表面8之間的距離相對設(shè)置。閉鎖突鼻17以及24適當(dāng)?shù)亟?jīng)過裝配開口2，直到裝配隆起18和/或25與裝配漏斗3接觸。連接器16或28大體上旋轉(zhuǎn)45。因?yàn)檠b配隆起18和/或25首先處于對角地接觸，所以在沿著閉鎖突鼻下面的輪廓的這個移動過程中，連接器16或28和積木1之間的距離增加。在最終位置，閉鎖突鼻17和/或24位于正方形裝配開口2的側(cè)表面4-7的下方。它們閉鎖在那里。
剛剛所描述的，連接器16或28被設(shè)置在裝配開口2上的所述終端位置并且被手推到裝配開口2內(nèi)也可以獲得閉鎖位置。由于支撐閉鎖突鼻17、24的隆起22的彈性，閉鎖突鼻17、24向內(nèi)彎曲。這個向內(nèi)的彎曲運(yùn)動由插入斜面30幫助實(shí)現(xiàn)，插入斜坡30在閉鎖突鼻17上方。
圖4展示了制成一個延伸件31的積木。一面制成像圖3的連接器28的上面(或下面)。另一面制成—在其功能部分—像圖1的積木1的裝配開口2。它包括面4、5、6、7，這些面可以接合在閉鎖突鼻17、24后面，形狀32分別設(shè)置在相鄰面之間，并且閉鎖突鼻17、24在組件上經(jīng)過它們，直到閉鎖突鼻接合在面4-7的后面。通過隨后旋轉(zhuǎn)45°，連接器16、28可以同面4-7閉鎖在一起。
當(dāng)延伸件31連同其閉鎖突鼻17、24連接到積木1上的時候，在延伸件另一側(cè)上的面4-7連同形狀31一起為進(jìn)一步的連接器16、28形成一個連接件。
圖5展示的安裝和拆卸工具33包括一個手柄部分34、一個異形突起35和一個突出楔36，突出楔36位于手柄部分34的與異形突起35相對的一側(cè)。位于連接于手柄部分34的一個軸端部的異形突起35具有十字形橫截面。十字形橫截面的四個突出可以引入連接器16、28的相鄰閉鎖突鼻17、24之間的縫隙37內(nèi)。因此建立了十字形橫截面和連接器之間的旋轉(zhuǎn)固定連接。
圖6展示了一個底板38，該底板38大體上被制成平面，并且具有3×6＝18的底座39的排列，底座39的功能相當(dāng)于積木1的正方形裝配開口2的功能。一個窗口41形成于其各自中心的四個窗口部分40從底板的底表面伸出以形成每個底座39。每個底座的窗口41上方的區(qū)域42形成正方形裝配開口2的一面4-7，這個面可以接合于閉鎖突鼻17、24的后面。每個底座的窗口部分40之間具有間隙。底板38可以制成一個遮蓋板、壁板、正面板、屋頂板或類似的板。底板38的背離底座39的表面可以制成一個觀察表面。觀察表面的表面和/或結(jié)構(gòu)可以制成一個結(jié)構(gòu)板(遮蓋板、壁板、正面板、屋頂板等等)。也可以特別制成這種結(jié)構(gòu)板的仿制物。
圖7展示了一個正平行六面體積木43，積木43由根據(jù)圖1的六個立方體積木構(gòu)成，它們排成一排，根據(jù)圖7，積木43成為一個單件。它用于構(gòu)建更大的結(jié)構(gòu)。通過使用根據(jù)圖7的正平行六面體積木43，就沒有必要首先將根據(jù)圖1的六個立方體積木設(shè)置在一起。
圖8展示了一種結(jié)構(gòu)，其包括兩個根據(jù)圖7的正平行六面體積木43、兩個根據(jù)圖6的底板38以及兩個進(jìn)一步的積木44連同相關(guān)連接器。每個正平行六面體積木44都由兩個根據(jù)圖1的立方體積木構(gòu)成。如圖8所示，底板38的與底座39相對設(shè)置的面設(shè)計(jì)成平面的端表面。通過這種方式，有可能使得面對使用者的觀察表面或使用表面完全平坦，并且將其余結(jié)構(gòu)隱藏在后面。
圖9展示了在將閉鎖突鼻23完全引入裝配開口2內(nèi)以后安裝和拆卸工具33的具有十字形橫截面的異形突起35的與連接器28的連附狀態(tài)，此時閉鎖突鼻23仍然與角表面8相對。
圖10展示了安裝以后的狀態(tài)，其中連接器28已經(jīng)被工具33轉(zhuǎn)動45°進(jìn)入終端位置，閉鎖突鼻23在這個最終位置與裝配開口2的面5、7閉鎖在一起。
圖11展示了起始邊緣45，通過該起始邊緣安裝變得容易。
在圖12中展示了手動安裝。積木1被連接到積木44上。連接器28已經(jīng)連接于積木44的一個裝配開口2。積木1從圖12所示的位置外被壓到連接器28從積木44突出的部分上，直到到達(dá)圖13所示的位置。連接器28的插入斜面30使得這個連接成為可能。
圖14、15、16展示了通過工具33的安裝。如圖14所示，工具33的突出楔36被插入相鄰積木1、44的公共形狀15內(nèi)。工具33大體上圍繞其縱軸線轉(zhuǎn)動，使得它首先到達(dá)圖15所示的位置，這個位置相當(dāng)于工具33轉(zhuǎn)動大約30°。相鄰積木1、44的角通過楔36而分離。在轉(zhuǎn)動90°以后，到達(dá)圖16所示的位置，積木1在這個位置從積木44分離。
權(quán)利要求
1.一種積木(1)，其特征在于具有一個正方形裝配開口(2)，所述裝配開口被一個裝配漏斗(3)環(huán)繞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積木，其中，所述裝配開口(2)的相鄰面(4、5、6、7)通過角表面(8)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的積木，其中，所述角表面是平面的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的積木，其中，所述角表面是圓的。
5.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的積木，其中，所述裝配漏斗(3)包括傾斜表面(10、11、12、13)。
6.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的積木，其中，所述裝配漏斗(3)包括一個圓周梯面(9)。
7.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的積木，其中，所述積木形成一個多面體。
8.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的積木，其中，所述積木具有多個裝配開口(2)。
9.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的積木，其中，所述積木形成一個有邊元件。
10.根據(jù)前面任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的積木，其中，所述積木在一個或多個或全部角處具有一個圖案(15)。
11.用于將兩個根據(jù)權(quán)利要求1-10任意一項(xiàng)所述的積木連接的一種連接器，其特征在于具有兩個閉鎖突鼻(17)和一個裝配隆起(18、25)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的連接器，其特征在于具有兩個進(jìn)一步的閉鎖突鼻(24)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的連接器，其中，在所述連接器(16、18)的相對側(cè)設(shè)置有兩個或四個進(jìn)一步的閉鎖突鼻(23、29)和一個進(jìn)一步的裝配隆起。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13任意一項(xiàng)所述的連接器，其中，所述裝配隆起(18、25)形成一個屋頂表面或一個棱錐表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求11-14任意一項(xiàng)所述的連接器，其中，一個或多個或所有的閉鎖突鼻(17、24；23、29)是彈性的。
16.一種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其特征在于具有多個根據(jù)權(quán)利要求1-10任意一項(xiàng)所述的積木以及一個或多個根據(jù)權(quán)利要求11-15任意一項(xiàng)所述的連接器。
17.一種用于根據(jù)權(quán)利要求11-15任意一項(xiàng)的連接器裝配和拆卸的工具(33)，其特征在于具有一個異形突起(35)，所述異形突起可以插入所述連接器的一個相應(yīng)的底座內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的工具，其中，所述異形突起(35)具有一個十字形橫截面。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的工具，其中，所述工具具有一個突出楔(36)。
全文摘要
一種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，包括多個積木和一個或多個連接器。為了提出一種改進(jìn)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，積木(1)的特征在于具有一個正方形裝配開口(2)，所述裝配開口被一個裝配漏斗(3)圍繞。
文檔編號G09B25/00GK1911483SQ2005101098
公開日2007年2月14日 申請日期2005年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月12日
發(fā)明者P·H·布魯?shù)?申請人:布魯?shù)隆な┢栁謧悆珊瞎?br>