专利名称：块型拼装玩具套件与杆及连接件型拼装玩具套件的对接体的制作方法
块型拼装玩具套件与杆及连接件型拼装玩具套件的对接体
背景技术：
多部件拼装玩具套件非常受年幼儿童和父母的欢迎，因为它 们允许在将拼装玩具套件的单个部件组装成结构和装置时进行充 分想象。通常，拼装套件包括用于组装一个或者多个特定装置的 明确的图解说明书。然而，许多时候如果不是所有的情况，使用 者将独自摸索，以用新的方式组装单个部件而构建出他们想象的 结构和装置。
其中一个受欢迎的多部件拼装玩具套件由K'NEX Industries, Inc.,Hatfield，PA制造，并且以公知的商标"K'NEX"进行销售。 K'NEX拼装玩具主要由独立的杆及连接件组成，这些杆及连接件 设计为以一种方式提供独特的横向咬合式组件，以使得可以组装 具有较大强度和刚度的巨大复杂的结构。其中，属于Glickman的 美国专禾lj 5061219、 5137486、 5199919和5350331中涉及到了 K'NEX拼装玩具套件并对其进行了描述。这些专利所公开的内容 包含在此引作参考。
一种更老但仍然受欢迎的多部件拼装玩具的形式是嵌块类 型，例如以商标"Lego"、 "MegaBloks"禾P "Duplo"在市场上销 售的玩具。这些类型的拼装玩具利用矩形构造的中空块状件或者 "砖状物"，这些块状件设置有多个从其平坦上表面向上突出的圆 柱桩。这些块状件的几何结构可以使得一个块状件的突出桩可以 以各种位置组合插入和摩擦保持在另一块状件的中空底部区域 中，从而可以基于一块位于另一块之上的组件来构建多种结构。
虽然与上述利用杆及连接件的系统相比，利用块型部件可用的拼 装选择略显有限，但是块型拼装套件仍然受儿童和父母的欢迎， 这是因为其单个部件往往稍大一些，并且容易被较小的儿童操作 和组装。
发明内容
意识到上述杆及连接件型的拼装套件以及块型拼装套件都具 有其各自的优势，本发明试图提供新颖、简单且有效的方法来对 接两种类型明显不同的拼装套件，以至于可以容易地将块状件包
含到主要由K'NEX拼装套件的杆和连接件构成的结构中，并且同 样可以容易有效地将杆和连接件包含到诸如Lego、 Duplo和Mega B1 o k s等利用块型拼装元件的结构中。
优选的是，本发明试图提供一种系统，其中，可以容易地将 块型组件单元包含到主要由杆及连接件(K'NEX)构成的结构中， 从而增强和扩大主要利用杆及连接件型部件的人的构建经验。在 Glickman的美国专利5238438中，公开了用于允许将K'NEX结构 与块型结构相连的适配块的有限形式。然而，所公开的布置具有 有限的能力和有限的灵活性，因此就其预期目的的有效性而言远 不是最佳的。
如上述Glickman专利所述，K'NEX型杆及连接件系统依据具 有连续长度系列的杆元件的特定几何系统，以至于一定尺寸的直 角三角形由作为侧边的第一尺寸的杆和作为斜边的相继更长的杆 构成。该原理适用于杆长度的全部系列，以至于作为一个三角形 斜边的杆可以作为另 一 个三角形的侧边。
目前，K'NEX杆及连接件系统在市场上以两种尺寸供应，即， 针对儿童和成年人的"标准"尺寸以及更多地针对更年幼更小的
儿童的更大尺寸，对于后一种尺寸而言，杆和连接件都更大更软 一些。为了方便起见，在下文中有时将标准的杆及连接件称为 "K'NEX"部件，而将特别针对幼小儿童的更大尺寸的部件称为
"KID K'NEX"部件。K'NEX和KID K'NEX都是K'NEX Industries,
Inc.的注册商标。
可以认识到，为了使块状件拼装系统与K'NEX及KID K'NEX 系统相兼容，块状件的几何结构必须与杆及连接件套件的几何结 构相适应，以便能以有意义的方式连接在其上。因为K'NEX和 KID K'NEX拼装套件都具有基本的现有产品基部，所以为了与 K'NEX及KID K'NEX套件的标准的杆及连接件系统完全兼容和 相结合，本发明打算采用特殊尺寸的块状件，该块状件具有略微 不同的尺寸而在结构上与现有Lego、 Duplo和MegaBloks套件的 块状件类似。
作为本发明的另 一 方面，为了提供与诸如L e g o型块状件套件 的现有产品基部完全适应的K'NEX杆及连接件套件， 一种新的略 微微型的杆及连接件系统被提供，其首先已被调整大小和尺寸以 与块型拼装玩具产品的大的现有基部相适应。
在上面大致描述的任何系统中，特殊的适配块被提供，这种 适配块可以在其尺寸上与系统的其它块状件明显相同，但是设置 有特殊凹部用于容纳适配杆。在典型块状件中，例如，具有四对 向上突出的圆柱桩，三个独立的竖直凹部(优选但非必须是圆柱 形)间隔地设置在所述四对标准的桩之间。这些凹部适于容纳和 保持如下特殊的适配杆，即，其向上突出在所述块状件的顶面之 上，或者作为选择，如拼装者期望的那样向下突出在所述块状件 的底面区域之下。适配杆包括端部，该端部在大小、尺寸和构造 上与小尺寸、标准尺寸或者大尺寸的杆及连接件相适应，根据情
况而定。适配杆的端部适于以通常的方式与用于杆及连接件套件 的连接件横向扣合地组装。布置如下，g卩，使得块状件与杆及连 接件可以以多种方式分布在混合组件中，从而使包含块状件与杆 及连接件的混合套件的使用者获得大大提高的拼装可能性。
在本发明的优选形式中，每个单独的块型构建元件被标有识 别标记，诸如用于辨别块状件的特殊形状和尺寸的数字或者字母 等。这种识别标记然后可以被引用在与玩具拼装套件有关的拼装 说明书和设计图中，从而非常便于选择出印刷说明图中要求的正 确尺寸和形状的块状件。
为了更完整地理解本发明的上述以及其它特征和优势，参考 附图和下面对优选实施方式的详细说明。
图1是示出一种混合组件的部分剖正视图，这种混合组件将
标准型K'NEX部件与专用适配块和适配杆相结合以提供上述两种 类型拼装套件的对接体。
图2是用在图1所示组件中的专用适配块的俯视图。
图3是大致沿图2的线3_3剖开而得到的剖视图。
图4是图2所示适配块的仰视图。
图5是一种专用适配杆的放大正视图，其被设计用于具有图4 所示适配块的组件。
图6是示出形成于图5所示适配杆上的定位凸缘的局部视图。
图7是一种将块状件与用在KID K'NEX套件中的一种类型的
杆和连接件相结合的混合组件的正视图。
图8是用在图7所示混合组件中的适配块的俯视图。
图9是大致沿图8的线9一9剖开而得到的剖视图。 图10是图8所示适配块的仰视图。
图11是一种专用适配杆的正视图，其被设计用于具有图8所 示适配块的组件。
图12是与图1类似的正视图，示出如下组件，g口，其包括用 作杆元件的等同物的一对互连适配块与适配杆。
图13是示出由多个适配块构成的面板的透视图，该图示出了 如下方式，即，其使从最短到最长的一系列杆可以与块状件组件 互连而提供用于复杂的混合组件的基础。
具体实施例方式
现在参考附图，先参考图1至图6，附图标记20表示出现在 典型的标准K'NEX拼装玩具套件中的标准形式的连接件。与前述 Glickman的专利一样，连接件20具有各种构造，从最大的八个杆 容纳插口到最小的一个这种插口。简化起见，图1至图6中仅仅 示出了一种类型的连接件，即八插口连接件。在连接件20中，每 个杆容纳插口包括一对以悬臂方式安装的夹持臂21、 22。每个夹 持臂具有与其内端壁24间隔短距离的横向布置的锁定突起23。夹 持臂21、 22的外侧部分形成有轴向延伸的凹槽(未示出)。
如图l所示，标准的K'NEX杆显示为三种不同的尺寸。杆25 是最小的，杆26是尺寸系列中相继更长的，而杆27是尺寸系列 中进一步更长的杆。当杆和连接件以形成直角三角形的方式连接 时， 一种尺寸的杆可以形成三角形的侧边，而相继更长的杆形成 斜边。因此，可以将杆和连接件相连接以形成刚性结构的组件。
在典型的K'NEX拼装玩具套件中，存在至少六种杆长的尺寸系列， 以提供多种拼装可能性。
如前述Glickman的专利所述，拼装玩具套件的各种杆元件在 其末端部形成有圆柱部分28、环形槽29和端部凸缘29a。杆通过 横向咬合运动与连接件组装。组装后，连接件插口的横向突起23 容纳在杆的环形槽29中且与其锁定接合，同时杆的圆柱部分28 由夹持臂21、 22的外侧部分中的凹槽夹持。
通过使块状件具有与杆及连接件相适应的尺寸，以及提供用 于将K'NEX连接件与块型部件相连的独特有效的设备，可以获得 诸如图1所示的K'NEX结构与块状件系统的对接体。在本发明的 一个实施方式中，块状件具有特殊的尺寸以与标准的K'NEX部件 的现有大基部相适应。在本发明的另一个实施方式中，杆及连接 件具有特殊的尺寸以与标准的Lego或者Mega Bloks部件的现有
大基部相适应。在任一种情形下，本发明的目的在于将两种类型 的拼装系统简单有效地互连，以至于可以组装出由块型部件与杆 及连接件型部件组成的复杂结构。
在图1至图6所示的本发明的形式中，图2至图4所示的块 型拼装元件具有标准的Lego或者Mega Bloks单元的许多特性。 块状件30具有矩形构造，并且形成有侧壁31至34以及顶壁35。 如图3所示，块状件30的底部通常是开口的。
拼装块状件30的顶壁35设置有八个均匀间隔的圆柱桩36， 其在块状件30的顶壁35上方突出较小的距离(0.116英寸/0.15 mm)。如图2所示，圆柱桩36沿矩形块的纵向和横向都均匀间隔开。
居中布置在两行圆柱桩36之间的是三个竖直的圆柱插座37，
其从顶壁35向下延伸。在图示实施方式中，圆柱插座37向下延 伸到由侧壁31至34的下边缘限定的平面之上较小距离(例如， 0.006英寸/0.15 mm)的高度处。
如图4所示，块状件30的内部结构包括多个从各个侧壁31 至34向内突出较小距离的间隔肋38。该间隔肋以对置的方式成对 布置，并且沿着与几个圆柱桩36的中心线相交的轴线延伸。块状 件的内部几何结构(其在Lego或者Mega Bloks系统中通常是标 准的)如下，即，使得当一个块状件的圆柱桩36插入上方块状件 的开口侧时，桩36的圆周侧壁面40将与至少一个突出肋38摩擦 接合以及与至少一个竖直的圆柱插座37的外壁摩擦接合，以至于 两个如此组装的块状件将以预期的组装关系被摩擦保持住。并且， 容易想到和理解的是，图4所示类型的两个块状件可以以各种关 系被组装，例如彼此成直角或者对齐但交错排列等等。同样，在 典型的块型拼装套件中，可以存在具有多于或者少于八个圆柱桩 36的块状件。然而，所有块状件的间隔布置是标准的，以至于无 论块状件的尺寸相同还是不同， 一个块状件总是可以与另一个块 状件相组装。
在本发明具体优选的形式中，圆柱插座37是两端开口的。这 完全不同于传统的块状件，在传统的块状件中，向下突出的用于 结构目的的圆柱单元在顶部是封闭的并且仅仅用于提供与下方的 块状件(组装到上方的该块状件上)的桩接合的外部摩擦面。
为了产生良好效果，如附图标记41、 42所示，圆柱插座37 的内壁的两端都设有凹部，从而提供定位保持装置用于保持插入 的适配杆(即将描述)。 具体参考图5，本发明的系统包括特殊形式的适配杆43，适
配杆43包括柄部44、环状凸缘45和杆端部46。杆端部46包括 圆柱部分47、环形槽48和端部凸缘49，这几个部分都具有将要 与适配杆43相连的K'NEX杆及连接件系统的杆端部分28、 29和 29a相应的尺寸和构造。
如图5所示，柄部44可以在其下端形成有凹部50，其将柄部 44的下端分成柔性部分51、 52。在柔性部分的下部末端设置有向 外突出的定位凸缘53。
为了将适配块30与杆及连接件系统相连，如图1所示，将适 配杆43从顶部或者底部插入其中一个端部开口的圆柱插座37。定 位凸缘53的径向尺寸略大于圆柱插座37的内径，以至于柄部44 的下部51、 52向内挠曲以允许柄部插入圆柱插座中。柄部一直插 入圆柱插座直到环状凸缘45坐靠在适配块的顶壁35上或者圆柱 插座的下端(取决于适配杆插入的方式)为止。当适配杆完全插 入圆柱插座时，定位凸缘53与定位凹部41或者42 (根据具体情 况而定)接合且容纳在其中，从而以适配杆与块状件30的组装关 系将适配杆牢固地保持住。令人期望的是，环状凸缘45的直径略 大于定位凹部41、 42的直径，以至于当环状凸缘坐靠在圆柱插座 37的一端或者另一端时，环状凸缘不会进入凹部。此外，环状凸 缘的厚度优选等于或者略大于桩36的高度，以避免桩36与同适 配杆相连的连接件之间存在任何干涉。
如图1所示，当通过将适配杆43的柄部44插入其中一个插 座37而将适配杆43与相配的块状件30组装时，可以以常规方式 利用横向咬合作用将标准的K'NEX连接件20与适配杆43的杆端 部46连接。
根据本发明的特征，元件的相关尺寸如下，即，其使诸如图1 所示的标准K'NEX部件的组件可以以符合常规间距的方式连接到 尺寸适宜的块状件以及这种块状件的组件上。如图1所示，适配 块被布置为与杆及连接件子组件(其包含特定尺寸的杆)相适应。 然而，通常也可以提供其它尺寸的杆。因此，在杆及连接件套件 中具有从L,(最短)到Ln (最长)的长度系列L,， L2……Ln的杆。
因此，在三个连接件的直角三角形组件中，长度为k的两个杆元 件形成侧边，相继更大尺寸的杆元件(长度Lx+I)形成斜边。依 照本发明，适配块可以具有与两个连接件(由选定长度的杆元件 相连)的轮毂轴线之间的距离相等的长度尺寸。
例如，如图1所示，块状件30的长度基本上等于连接件20 之间的中心距。
因为不同类型的这些拼装套件的现有基部在尺寸上不相适 应，本发明的特征在于， 一方面重新确定块状件的尺寸以与标准 的K'NEX杆及连接件的现有基部相适应，另一方面重新确定杆及 连接件的尺寸以提供与块型拼装套件的现有基部完全适应的新尺 寸的杆及K'NEX部件。
在本发明的将要与标准K'NEX部件的现有底部一起使用的形 式中，八个桩的适配块30被设计为具有略小于2.089英寸(53.06 mm)的总长，例如大约2.082英寸(52.88 mm)，以及具有略小于 1.045英寸(26.54 mm)的宽度，例如大约1.038英寸(26.37 mm)。 适配块的这种长度是用来与一对连接件(由图1所示的中间长度 的杆26相连)之间的2.089英寸(53.06 mm)的中心距相适应， 同时在相邻块状件之间提供最小的余隙空间。在顶壁35的表面上， 圆柱桩36沿纵向和横向以0.5223英寸(13.27 mm)的间距间隔开。
桩36的外径大约为0.320英寸(8.13 mm)，高度大约为0.116英 寸(2.95 mm)。侧壁31至34的高度优选为大约0.622英寸(15.8 mm)。圆柱插座37有利地具有大约0.325英寸(8.26 mm)的内径， 同时定位凹部41、42具有略大的直径，优选为大约0.350英寸(8.89 mm)。
在本发明的所示形式中，适配杆的柄部44具有紧密配合在圆 柱插座37内的直径，优选为大约0.324英寸(8.23 mm)，而定位 凸缘53的外径稍大一些，优选为大约0.349英寸(8.86 mm)。如 图6所示，定位凸缘53的轮廓是圆形的，以便于插入和取出适配 杆。然而，当适配杆被完全插入时，定位凸缘53张开进入到凹部 41或者42中，并且除了抵抗故意取出适配杆之外用于将适配杆保 持锁定在适当位置。
在标准的K'NEX杆及连接件套件中，中间杆26具有大约1.293 英寸(32.84 mm)的总长，并且无论连接件20中设置的杆接合插 口的数目是多少，连接件20具有从插口的内壁24到连接件中心 轴的大约0.398英寸(10.11 mm)的标准距离。因此，由长度为 1.293英寸(32.84 mm)的中间杆26相连的两个连接件之间的中 心距是2.089英寸(53.06 mm),其大致等于块状件30的长度。因 此，两个如此组装的连接件20可以与安装在两个块状件30 (这两 个块状件30如图1所示被首尾相接地放置)的相应圆柱插座37 中的两个适配杆43相连。
尽管图1所示的适配杆43被插入每个相邻块状件30的中央 圆柱插座37中，但是适配杆可以朝图1所示的左边或者右边移动 一个位置而不会改变两个适配杆之间的间距。因此，通过将两个 适配杆43朝左边或者右边移动，可以使图l所示的上部组装部分
相对于形成基部的那对块状件30移动到左边或者右边。
在标准的K'NEX套件中，可以通过提供在两个成直角关系的 平面中延伸的杆接合插口使连接件连接在一起，参见Glickman的 美国专利5350331的图16至图22。在图1所示的结构中，利用所 述类型的复合式直角连接件替换其中一个下部连接件将使安装有 适配杆43的横向相邻的适配块30能够被连接到混合结构中。因 此，通过本发明的适配块和适配杆获得的对接体允许连接复杂的 结构，并且允许组装出由块状件、杆和连接件组成的复杂的混合 结构。应该认识到，在这种连接中，"标准"构造的多个块状件可 以包含在这种混合结构中。这种特殊的适配块和适配杆仅仅需要 用在块状件与杆及连接件的连接中。然而，同时，"标准"构造的 块状件必须在高度、长度和宽度等方面具有与适配块相同的尺寸 关系。在"标准"构造的块状件设置有更少或者更多的突出圆柱 桩的情形下，其间距将与适配块中所用的间距一致。换句话说， 将根据与标准K'NEX套件的尺寸相适应的常规尺寸和间距的系统 来制造用在混合系统中的整个块状件套件、适配块和"标准"块 状件。
根据本发明的一个方面，如图12所示，两个块状件30的竖 直层叠组件使杆及连接件结构可以在两侧包围块状件组件。因此， 如图12所示， 一对块状件30以通常的方式被层叠，其中下部块 状件的桩36插入上部块状件的下部开口端。适配杆43从上部块 状件的顶部和下部块状件的底部插入相对的圆柱插座对37，以至 于杆端部46沿相反方向突出。依照本发明，块状件30的高度和 杆端部46的突出部分的尺寸如下，即，其使已组装的块状件和适 配杆的组合结构的长度等于杆及连接件套件的其中一个中间长度 杆27的长度。
因此，在图12所示的布置中，与适配杆43 (其突出在已组装 的块状件30的上方和下方)相连的第一对连接件20与水平延伸 的杆27相连接。这些杆27继而利用它们各自的外端与其它由竖 直的杆27相连的连接件20相连接。容易理解的是，这种尺寸关 系以如下方式提供了独特的优势，B卩，将杆及连接件系统与块型 拼装系统相结合而提供复杂且有想象力的混合结构。
现在参考图13，其中示出了一种肩并肩且首尾相连放置的多 个适配块的组件，从而形成相对大的矩形面板状结构80。在这一 方面，可以理解的是，如果需要，面板状结构可以由一件模制件 形成，或者由与图示尺寸不同的块状件的组件形成。在任何情况 下，面板状结构80在其表面上设置有大量均匀间隔开的桩36以 及居间的圆柱插座37。无论面板状结构是由单个模制件组成还是 由多个已组装的块状件组成，桩36和插座37之间的间距都与关 于图1至图4描述的相应间距相同。
根据本发明，从块状件30的侧壁31、 33到插座37的中心线 的距离等于从端壁32、 34到块状件的最端部插座37的距离。此 外，无论块状件是肩并肩放置还是首尾相连放置，相邻块状件30 的相邻插座37之间的距离相同。该距离也等于块状件30的最末 端插座37之间的间距。这种布置在面板状结构80的横向和纵向 都提供了间距一致的插口。通过使该间距对应于各个杆元件(当 其在每个端部与连接件相连时)的长度，可以形成面板和杆的组 件，其中杆在面板状结构80上处于直线方向。例如，在图13中， 杆26、 81和82在各自的每个端部与连接件20相连，连接件20 安装在适配杆43上，并且杆26、 81和82在面板状结构80上纵
向延伸。因为插座37的间距在纵向和横向一致，所以相同的杆26、 81和82可以沿与图13所示的相应杆成直角的方向被组装。
如上所述，在K'NEX系统中，当某一尺寸的杆用作直角三角 形的侧边时，相继更长的杆可以形成斜边。因此，如图13所示， 杆27和83具有适当长度以斜向延伸穿过面板状结构80，并且通 过连接件20和适配杆43连接到插座37中，其中，杆27的长度 介于杆26和81的长度之间，杆83的长度介于杆81和82的长度 之间。
仍然如图13所示，图中示出了含有最短的杆25的斜向结构， 杆25通过连接件20和适配杆43连接到面板上。
显然，本发明的布置提供了将块型拼装玩具元件与杆及连接 件组合以形成多种混合结构的非常多样化的布置，根据拼装者的 期望，所述混合结构可以较简单也可以极其复杂。
在前面对本发明特征的描述中，可以认识到，杆及连接件来 自现有标准尺寸的K'NEX产品，具有特定尺寸的专用适配块与之 相适应。
本发明的另一方面在于根据标准K'NEX系统的原理提供一种 杆及连接件系统，这种杆及连接件系统可以与大量现有的诸如 Lego和MegaBloks等产品的基部相连。为此，杆及连接件具有特 殊的尺寸以符合现有块状套件的尺寸特性。此外，提供了如下特 殊的适配块和适配杆，即，其使得可以以与图1至图6、图12和 图13所示的完全相同的方式将杆及连接件与块状件对接。
对于与现有Lego系统的对接，所用原理与上述原理相同，并 且部件的形状与图l至图6、图12和图13所示的形状基本上相同， 因此不单独用图示出。然而，基本的构建块是标准Lego块状件， 其具有不同的尺寸，因此相应地重新确定适配块30和K'NEX型 杆及连接件的尺寸。
例如，典型的八个桩的Lego块状件具有大约1.252英寸(31.S mm)的长度尺寸和0.622英寸(15.8 mm)的宽度尺寸。八个圆柱 桩以中心距0.315英寸(8.0 mm)、直径0.1925英寸(4.89 mm) 和高度0.70英寸(17.78 mm)均匀地间隔开。适配块包括三个圆 柱插座37，这三个圆柱插座在顶部和底部都是开口的，并且有利 地设置有定位凹部41、 42。圆柱插座的中心之间的间隔为0.315 英寸(8.0 mm)，该间隔与相邻桩36之间的间隔相同。插座37适 于容纳适配杆43，适配杆43与同上述标准的K'NEX套件一起使 用的适配杆大致相同，只不过其重新确定的尺寸要稍小一些以用 于稍小的标准尺寸的Lego块状件。例如，插座37具有0.196英寸 (4.98 mm)的内径，适配杆的柄部44的直径有利地大约为0.195 英寸(4.95 mm)。
K'NEX套件的所有部件的尺寸都被减小，以使得可以利用标 准的Lego块状件拼装出诸如图1、图12和图13所示的组件。为 此，杆元件25、 26和27的尺寸分别重新确定为0.411英寸(10.44 mm)、 0.78英寸(19.81 mm)和1.302英寸(33.07 mm)。更长的 杆系列的尺寸要相对于标准的K'NEX部件且根据为这些部件建立 的尺寸系列而相应地减小。所有连接件的尺寸被相应地减小，以 至于从连接件的中心轴到杆接合插口的端壁24的距离降至0.240 英寸(6.1 mm)。据此，完整的"微型K'NEX"构建套件被提供， 其中，适配块30在尺寸和构造等所有方面都与标准的Lego块状 件相适应，并且适配块30设置有用于容纳特定适配杆的插座开口，
这使得可以将K'NEX和Lego部件有效对接而形成复杂的混合结构。
在图7至图11所示的本发明实施方式中，提供了一种利用 KID K'NEX部件的现有的己安装基部与标准的KID K'NEX系统对 接的块状件和适配块的系统。KID K'NEX系统的部件在许多方面 与标准的K'NEX部件类似，但具有特别不同之处。在美国专利 6674474和6843700中比较详细地描述了 KID K'NEX系统，其公 开的内容包含在此引作参考。
在图示KID K'NEX系统中，存在一系列长度逐级递增的杆50、 51和52，它们与连接件53、 54和55协同作用以形成图7所示的 结构。与标准的K'NEX套件原理类似，杆50至52 (以及更长的 杆)的长度系列如下，即，其使每个相继更长的杆可以用作直角 三角形结构的斜边，相对该杆的相继更短的杆用作相对侧边。
在KID K'NEX系统中，连接件有利地由柔软且易弯的塑料制 成，并且仅仅通过杆的端部凸缘56和颈部57夹住杆，不夹住杆 颈部之外的杆本体。连接件形成有从八个到一个的各种数目的杆 接合插口58。通常，杆接合插口以45。或者45°的倍数角向间隔 开。无论其中设置的插口 58的数目是多少，所有连接件具有从其 中心轴到杆接合插口的内端壁的标准距离。对于标准尺寸的部件， i亥距离大约为0.670英寸(17.02 mm)。
在图7所示的结构中，由长度为2.199英寸(55.85 mm)的杆 相连的连接件55的轮毂开口 60的轴线之间的中心距是3.540英寸 (89.92 mm)。因此，为了与标准的KID K'NEX系统对接，适配 块(以及任何不具有对接特征的块状件)具有3.540英寸(89.92 mm)的长度，该长度等于连接件55的轮毂开口 60之间的中心距。
适配块的宽度是其长度的一半，即1.770英寸(44.96 mm)。
通常，适配块在功能上与上述块状件30类似，形成有沿纵向 和横向以中心距0.885英寸(22.48 mm)均匀间隔开的八个圆柱桩 62。桩62可以具有大约0.200英寸(5.08 mm)的高度。在图示实 施例中，桩62在顶部是开口的，而前述块状件30的较小的桩通 常是封闭的。在图7至图11所示的实施例中的桩的直径为0.625 英寸(15.88 mm)。
在图7至图11所述的本发明的形式中，适配块61包括高度 大约为0.875英寸(22.23 mm)的侧壁63、 64、 65和66，并且底 部边缘限定出底平面67。三个圆柱插座68从平坦的顶壁69向下 延伸，通常在底平面67的稍微偏上处终止。插座68在两端都是 开口的，并且在八个圆柱桩62之间均匀地间隔开。在图示系统中， 桩62沿纵向和横向以中心距0.885英寸(22.48 mm)间隔开，圆 柱插座68在中央以相等的距离即0.885英寸(22.48 mm)间隔开， 并且关于桩62对称地布置。
特殊的适配杆70 (图11)用于与适配块61相连。适配杆包 括柄部71、环状凸缘72、颈部73和端部凸缘74。颈部73和端部 凸缘74在尺寸和形状上与常规的KID K'NEX杆元件50至52的 颈部57和端部凸缘56相适应。
如图7所示，从任一端(取决于拼装者的意图)将适配杆70 的柄部71插入端部开口的圆柱插座68。适配杆一直被插入到如图 7所示的环状凸缘72坐靠在圆柱插座的端部的地方。环状凸缘72 的厚度优选等于圆柱桩62的高度，以至于连接件55的紧邻插口 58开口端的外围区域不与桩62干涉。在环状凸缘72的厚度恰好 等于桩62的高度的地方，桩62的上端部分可以支撑与相关适配
杆70接合的连接件且增强其稳定性。可以采用适当的定位装置(未
示出)来临时固定圆柱插座68中的适配杆70。
包含图7至图11所示原理的混合拼装玩具套件通常包括标准 的KIDK'NEX杆、连接件等元件以及如下构建块，即，其具有诸 如Lego、 MegaBloks或者Duplo块状件的特性，并且具有前述的 尺寸以提供与现有KIDK'NEX系统的标准尺寸一致的间距。块状 件可以具有各种大小，例如四个桩、八个桩，并且在某些情形下 可以具有更大数量的桩。根据公知的原理设计块状件，以至于一 个块状件的圆柱桩62可以容纳在上部块状件的开口底部区域中。 块状件的布置如下，即，使下部块状件的圆柱桩和上部块状件的 内表面之间存在摩擦接合。通常，竖直肋75、 76被设置以确保适 当的摩擦接合，以至于组装之后块状件以组装关系被有效地保持 住。
在完整的系统中，可以以适配块61 (包括端部开口的圆柱插 座68)的方式拼装所有或者大多数块状件，以至于任何块状件都 能够容纳适配杆。然而，如果需要的话，块状件清单可以由标准 构造的块状件和图8所示类型的特殊适配块构成。
特别有利的是，与本发明有关并且通常用于块型拼装套件的 各种块状件被标上了永久的标记以标识块状件的特性。每个不同 类型的块状件设置有单独的特性标记，例如一些字母等。用于组 装采用这种块状件的结构的拼装图可以通过这种特性标记标识出 块状件，使拼装者容易和几乎傻瓜似地从混合清单中选择适当的 块状件，而不必利用图纸说明从视觉上比较块状件的形状和尺寸。 作为示例，在图2所示的块状件中，特性标记77以数字的形式印 在桩36的顶面。如图2所示， 一些或者所有桩标有数字8，该数
字恰巧但非必须与桩的数量一致。套件的每个不同形状和/或尺寸 的块状件设置有独有的区别标记77。当用于该套件的构建图需要
"块状件No.8"，拼装者可以简单地挑出标有数字8的块状件，并
且具有完全的把握他或她把正确的块状件用于所显示的组件。
在图8所示的本发明的形式中，在桩62是开口圆柱且没有顶面的 情形下，识别标记78可以印在块状件的顶面。标记还可以按预期 情形设置在任何或者所有侧壁上。无论所处位置在哪里以及所用 形式如何，标记将区别性地标识不同的块状件，并且在用于拼装 玩具套件的任何打印说明书中为那些块状件编码。
优选的是，在任何一种上述方案中，适配杆与适配块分开并 且可拆卸地插入适配块中。然而，形成具有一个或者多个适配杆 (其整体模制为适配块的固定元件)的适配块在概念上也与本发 明的某些方面一致。
在任何一个实施方式中，本发明的系统用于大大增强拼装玩 具套件的可用性和吸引性。对于标准K'NEX杆及连接件套件的现 有基部，可以提供构建块、适配块和适配杆以实现从一种拼装类 型到另一种拼装类型的自由对接。使用者具有将块状件与杆及连 接件特征相结合来形成混合拼装玩具的近乎无穷的潜力。
对于Lego、 MegaBloks和Duplo拼装套件的现有基部，杆及 连接件套件被调整比例和尺寸以与现有块状件相适应，并且设置 有适配块和适配杆以允许使用者简单容易地将杆及连接件结构与 块状件结构连接。
对于标准型和KID K'NEX型的现有K'NEX套件，可以包括 或者设置块状件套件，在每种情形下都包括本文所述的适配块和 适配杆。块状件套件具有与现有K'NEX套件和KID K'NEX套件
相适应的尺寸，并且在组装无数种的混合结构中给使用者提供极 高的灵活性。当然，还可以认识到，拼装者可以选择形成完全是 块型的结构、完全是杆及连接件型的结构或者混合结构。
在本发明的所有形式中，无论是与块型拼装套件的现有基部
配合还是与K'NEX及KID K'NEX套件的现有基部配合，适配块 都要设计为在提供横向杆、纵向杆以及斜向(45° )杆的基础上 使杆及连接件结构与块状件结构相连接。布置如下，即，使得可 以在块型构建单元的基础上容易地拼装出作为K'NEX拼装套件的 基本结构的直角三角形结构。在这种连接中，块型构建单元可以 具有几乎任何尺寸和形状，只要桩和适配凹部的间距与本发明的 原理一致即可。
当然，可以认识到，本文显示和描述的本发明的特定形式仅 仅作为代表，可以在不偏离本发明的清楚教导的前提下对其进行 某些改变。因此，在确定本发明的完整范围时应该参考下面所附 的权利要求书。
权利要求
1、一种多部件拼装玩具套件，其提供了含有与块型子结构相连的杆及连接件型子结构的混合结构的构建物，并且包括(a)多个连接件，其由塑料制成，并且包括轮毂状部分和多个从所述轮毂状部分径向延伸的插口形成部分，(b)每个所述插口形成部分包括一对间隔开的夹持臂，该对夹持臂关于从轮毂轴线垂直地延伸的插口轴线对称布置，而轮毂轴线延伸穿过所述轮毂状部分，(c)所述夹持臂具有相对面和邻接面，所述相对面用于夹持与插口轴线对齐的杆元件，所述邻接面限制与所述夹持臂接合的杆元件进行轴向运动，(d)多个杆元件，每个杆元件具有杆端部分，其包括端部凸缘以及与所述端部凸缘相邻且直径比所述端部凸缘小的颈部，所述杆端部分可通过横向扣合式地插入所述插口形成部分而被容纳，以使得可拼装多部件的杆及连接件组件，(e)多个构建块元件，其由塑料制成，具有矩形构造，并且每个构建块元件具有实质上平坦的矩形顶壁以及实质上平坦的矩形侧壁和端壁，所述侧壁和端壁与所述顶壁的边缘相连且限定实质上开口的底部，(f)多对实质上呈圆柱形的桩，其从所述顶壁向上突出，沿所述顶壁的横向和纵向均匀地间隔开，并且被定位为摩擦接合在位于上方的同类块状件的开口底部之内，从而使得可拼装多个块状件的组件，其特征在于，(g)所述拼装玩具套件包括一个或者多个适配块，所述适配块用于实现块状件组件与杆及连接件组件之间的互连，(h)所述适配块具有与所述构建块元件一致的尺寸和形状，并且每个所述适配块在其顶壁形成有一个或者多个适配插座，所述适配插座与相邻的从所述顶壁向上突出的成对桩均匀地间隔开，(i)所述拼装玩具套件包括一个或者多个适配杆，所述适配杆具有一定尺寸和形状的柄部以容纳和保持在所述适配插座中且从所述适配插座突出，(j)每个所述适配杆包括杆端部，所述杆端部与所述柄部相邻，并且布置为从所述适配块竖直地延伸，(k)所述适配杆端部在尺寸和形状上与所述杆元件的杆端部一致，并且适于与其中一个所述连接件横向咬合式地接合，以将其中一个所述连接件与所述适配块相连。
2、 根据权利要求1所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a) 所述适配插座包括管状套筒，所述管状套筒在所述顶壁 是开口的，并且从所述顶壁向下延伸，以及(b) 所述适配杆包括柄部，所述柄部可容纳在用于将所述适 配杆刚性支撑在所述适配块内的所述管状套筒中，并且由所述管 状套筒紧密地限制住。
3、 根据权利要求2所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a)所述适配块具有预定高度的侧壁和端壁，并且所述适配 块的下边缘限定与其顶壁平行的底平面， (b)所述管状套筒从顶壁延伸到所述底平面附近的高度处， (C)所述适配杆在其柄部和杆端部之间形成有环状凸缘，以及(d)所述环状凸缘可选地与所述适配块的顶壁或者管状套筒 的下端末端接合，从而关于所述顶壁或者所述底平面将所述适配 杆的杆端部定位在预定位置处。
4、 根据权利要求3所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a)所述适配杆的柄部形成有定位元件，所述定位元件可与 所述管状套筒内的定位元件接合以将所述适配杆与所述适配块以 组装关系临时地固定。
5、 根据权利要求4所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a) 设置在所述适配杆上的定位元件包括从所述柄部延伸的 径向向外突出的元件，以及(b) 设置在所述管状套筒上的定位元件包括位于所述套筒内 的凹部，所述凹部设置为容纳所述向外突出的元件。
6、 根据权利要求5所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a) 所述适配杆在其柄部的自由端形成有分叉，(b) 所述向外突出的定位元件包括与所述自由端相邻的突出 的凸缘，以及(c) 所述管状套筒形成有与其相对端部相邻的环形凹部，用 于容纳所述突出的凸缘。
7、 根据权利要求6所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a) 所述环形凹部形成于所述管状套筒的相对端部的末端处，以及(b) 所述突出的凸缘形成于所述适配杆的自由端的末端处。
8、 根据权利要求1所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a) 所述多个连接件形成有与其轮毂轴线相距预定距离"D" 的所述插口形成部分，所述距离"D"对于每个连接件而言是相同 的，(b) 所述杆元件以L,， L2……U长度逐渐变大的"n"个杆 的系列被提供，以至于在三个连接件的直角三角形的组件中，两 个杆元件形成侧边而一个杆元件形成斜边，且形成斜边的杆元件 具有在所述尺寸系列中相继更长的长度，以及(c) 所述适配块和至少某些所述构建块具有与两个连接件的 轮毂轴线之间的距离相等的长度尺寸，所述连接件由长度为"的 杆元件相连，其中"x"是从1到n的整数。
9、 根据权利要求8所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a) 所述适配块具有大致为1.252英寸(31.8 mm)的长度， 这是公知规格的现有标准的构建块的特征尺寸，(b) 长度为U的所述杆元件具有大致为0.780英寸(19.81 mm)的长度，以及(c) 所述预定距离"D"大致为0.240英寸(6.1 mm)。
10、 根据权利要求9所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a) 所述适配块具有大致为0.622英寸(15.8 mm)的宽度尺 寸，并且形成有间隔开的直径大致为0.1925英寸(4.89mm)的四 对桩，所述四对桩沿纵向以大致为0.315英寸(8.0 mm)的中心距 间隔开，每对桩沿横向的间隔大致为0.315英寸(8.0mm)，以及(b) 三个所述适配插座在所述适配块的顶壁中形成有开口， 所述开口关于所述四对间隔开的桩对称地布置。
11、 根据权利要求IO所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a)管状套筒与每个所述适配插座的开口连通，并且朝所述 底平面向下延伸，用于容纳所述适配杆和为其导向。
12、 根据权利要求11所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a) 所述管状套筒延伸至且终止在所述底平面附近的高度 处，以及(b) 所述适配杆可从所述适配块的底部或者顶部容纳到所述 管状套筒内。
13、 根据权利要求12所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a) 所述管状套筒在其上端末端和下端末端具有环形凹部，(b) 所述适配杆的柄部具有与所述管状套筒实质上相同的长 度，以及(c) 所述柄部在其自由端末端处设置有向外突出的定位装 置，所述定位装置可与其中一个所述环形凹部接合，以将所述适 配杆与所述适配块以组装的位置固定。
14、根据权利要求13所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a)所述适配杆在所述柄部的与所述定位装置相对的一端形 成有环状凸缘，用于使所述适配杆关于所述适配块定位。
15、 根据权利要求9所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a)所述适配块具有与公知规格的现有标准构建块的长、宽 和高一致的尺寸，由此所述适配块可与所述现有标准构建块互换 地用在块型拼装套件中。
16、 根据权利要求1所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a)所述适配插座在构建块元件的组件中沿纵向和横向一致 地间隔开，以至于容纳在沿纵向或者横向间隔开的选定适配插座 中的适配杆可通过子组件连接，所述子组件包括一对通过杆元件 连接的连接件。
17、 根据权利要求16所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a) 所述多个连接件形成有与其轮毂轴线相距预定距离"D" 的所述插口形成部分，所述距离"D"对于每个连接件而言是相同 的，(b) 所述杆元件以LP L2……Ln长度逐渐变大的"n"个杆 的系列被提供，以至于在三个杆元件和三个连接件的直角三角形 组件中，具有相等预定长度的两个杆元件形成侧边，具有在所述 尺寸系列中相继更长的长度的一个杆元件形成斜边，以及(c) 所述适配插座的间距被设置成，使得容纳在一对斜向间 隔开的这种适配插座中的适配杆可被连接而形成包括所述三个杆 元件和所述三个连接件的直角三角形组件的一部分。
18、 根据权利要求17所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a) 所述适配块的尺寸被设定为包括至少四对桩和至少三个 均匀地设置在相邻对的桩之间的适配插座，(b) 所述适配块具有矩形构造，并且具有从所述顶壁延伸的 侧壁和端壁，以及(c) 所述适配插座被间隔和定位成，适配插座的中心与相邻 的适配块侧壁或者端壁之间的距离基本上等于所述适配块上的相 邻适配插座的中心之间的距离。
19、 根据权利要求18所述的拼装玩具套件，其特征在于，(a)所述构建块和适配块被标有表明块状件的尺寸和形状特 性的标记，从而便于将单个块状件与关于拼装套件的构建说明书
20、 一种适配组合装置，其形成多部件拼装玩具套件的一部 分，用于将杆及连接件型组件与块型组件相连以形成混合结构， 其包括(a) 适配块部分，其具有矩形构造，包括顶壁以及从所述顶 壁向下延伸的侧壁和端壁，(b) 所述顶壁具有多对桩，所述桩从所述顶壁向上突出，用 于与实质上同类的矩形构造的构建块摩擦接合，(c) 适配杆部分，其关于所述适配块部分竖直地突出，(d) 所述适配杆部分包括颈部和端部凸缘部分，所述颈部具 有减小的横截面构造且与所述顶壁相邻，所述端部凸缘部分与所 述颈部相邻地位于所述适配杆部分的上端，(e)所述适配杆部分的所述颈部和端部凸缘部分可与形成杆 及连接件拼装玩具系统一部分的连接件的插口部分相接合，以与 所述适配块部分形成混合连接结构。
21、 根据权利要求20所述的适配组合装置，其特征在于，(a)所述适配块部分的尺寸被设置成，使得当两个这种适配 块部分被直接肩并肩放置，并且杆及连接件套件的连接件被连接 到与每个所述适配块部分有关的适配杆部分时，所述杆及连接件 套件的标准尺寸的杆可直接容纳在所述连接件中以及连接在其间。
22、 根据权利要求20所述的适配组合装置，其特征在于，(a) 所述适配块部分和所述适配杆部分是可分离的元件，(b) 所述适配块部分在其中形成有管状套筒，所述管状套筒 穿过所述顶壁打开且形成插口，(c) 所述适配杆部分包括柄部，所述柄部在所述适配杆部分 的与所述颈部和凸缘部分相对的端部关于所述颈部和凸缘部分轴 向延伸，以及(d) 所述柄部被容纳在所述管状套筒中。
23、 根据权利要求22所述的适配组合装置，其特征在于， (a)所述适配杆部分可选地向上或者向下插在所述管状套筒中。
24、 根据权利要求23所述的适配组合装置，其特征在于， (a)所述侧壁和端壁具有限定底平面的下边缘，以及(b)所述管状套筒从所述顶壁延伸到所述底平面附近的高
25、 根据权利要求24所述的适配组合装置，其特征在于，(a)所述适配杆部分包括位于所述颈部和杆部之间的环状凸缘部分，所述环状凸缘部分布置为当所述柄部插入所述管状套筒 时坐靠在所述适配块部分上。
26、 根据权利要求25所述的适配组合装置，其特征在于，(a) 所述环状凸缘部分限定所述颈部的与所述端部凸缘相对 的一端，(b) 所述连接件由柔软且易弯的材料制成，并且包括这种材 料制成的杆接合插口部分，以及(c) 所述插口部分包括相对的夹持爪，用于通过所述适配杆 的位于所述端部凸缘部分和所述环状凸缘部分之间的颈部夹持所 述适配杆。
27、 根据权利要求26所述的适配组合装置，其特征在于， (a)所述夹持爪的径向外侧部分基本上与所述环状凸缘部分邻接。
全文摘要
一种多部件拼装玩具包括杆和连接件(26，20)以及块状件(30)，所述块状件经过一定程度的改进以利用两种类型的构建部件来提供混合结构的构建物。专用的适配块(30)设置有用于容纳特殊适配杆(43)的开口(37)。连接件(20)可以以常规方式与从块状件突出的适配杆(43)相连。对于现有的杆及连接件拼装玩具套件，适配块具有特殊的尺寸以便能够建立多个连接点，从而可以形成复杂的混合结构。对于块型套件的现有大基部，本发明提供了与现有玩具拼装块相适应的特殊尺寸的杆及连接件套件，以至于利用标准尺寸的现有块状件也可以实现上述复杂的混合结构。
文档编号A63H33/08GK101193686SQ200680020465
公开日2008年6月4日 申请日期2006年3月30日 优先权日2005年6月7日
发明者J·I·格利克曼 申请人:K’Nex普通合股公司