积木及积木系统的制作方法与工艺

本发明涉及玩具，尤其涉及一种积木及积木系统。

背景技术：
目前，传统的积木通过堆积可拼接成不同的形状或物体。但是，对于这种积木而言，只能从图示上获知积木的堆积方式，无法用字符精准地表示积木的堆积序列，例如，无法用数字和/或字母构成的字符串来表示堆积序列。因此，这些积木的功能单一，不具备重构仿真能力，因此无法用于工业、建筑、军事中的半实物仿真。

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中积木不具备重构仿真能力的缺陷，提供一种积木及积木系统。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种积木，所述积木为正六面体，所述积木的每个侧面上均设有用于生成表示多个所述积木的堆积序列的遗传密码的可视编码，且六个侧面上的所述可视编码均不同；所述积木的侧面上设有凹槽，以使得多个所述积木之间通过插入所述凹槽的槽楔而堆积在一起。在依据本发明实施例的积木中，所述可视编码为可视数字或可视字母或可视二进制码。在依据本发明实施例的积木中，所述可视编码为颜色。在依据本发明实施例的积木中，在所述积木的至少两个相对的侧面上设有所述凹槽。在依据本发明实施例的积木中，所述凹槽为螺纹孔，所述槽锲为与所述螺纹孔相匹配的无帽螺丝。本发明还提供了一种积木系统，包括多个积木和分别与所述多个积木电连接的处理器；其中，所述积木为正六面体；所述积木的每个侧面上均设有用于生成表示所述多个积木的堆积序列的遗传密码的可视编码，且六个侧面上的所述可视编码均不同；所述积木的侧面上设有凹槽，以使得所述多个积木之间通过插入所述凹槽的槽楔而堆积在一起；所述积木上设有至少两个电极，以在所述多个积木的堆积过程中使得相邻的所述积木之间电接触；所述积木中设有与所述电极电连接的电子身份卡；所述处理器与所述积木的至少两个电极电连接，以通过探测所述积木的电子身份卡来获知所述积木在所述堆积序列中的位置。在依据本发明实施例的积木系统中，所述可视编码为可视数字或可视字母或可视二进制码。在依据本发明实施例的积木系统中，所述可视编码为颜色。在依据本发明实施例的积木系统中，在所述积木的至少两个相对的侧面上设有所述凹槽。在依据本发明实施例的积木系统中，所述凹槽为螺纹孔，所述槽锲为与所述螺纹孔相匹配的无帽螺丝。本发明产生的有益效果是：通过在积木的各个侧面上设置表征该侧面的可视编码，可以采用该可视编码生成表示积木堆积序列的遗传密码，通过遗传密码可以将积木堆积中使用的积木的总数目、总表面积、总重量、堆积过程以及堆积的结构外形数字化。这样，只要知晓遗传密码，即可用同样的顺序复现和重构积木物体的堆积过程和积木物体，具有实物仿真能力，具有永久保存和复制的能力。进一步地，还可以将该遗传密码作为文件，通过计算机进行计算机模拟仿真和加工，产生大量新的应用。附图说明下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：图1示出了可视编码为顺序数字时的积木的结构示意图；图2示出了可视编码为二进制码时的积木的结构示意图；图3a示出了具有柱形凹槽301的积木的立体图；图3b示出了图3a中的积木的展开平面图；图3c示出了与图3a和3b中的凹槽301匹配的槽锲302的立体图；图4a示出了具有螺纹孔401的积木的立体图；图4b示出了图4a中的积木的展开平面图；图4c示出了与图4a和4b中的螺纹孔401匹配的无帽螺纹的立体图；图5示出了三个图3a和3b中的积木堆积在一起的结构示意图；图6示出了将多个依据本发明实施例的积木堆积成“口”字形的结构示意图；图7示出了将多个依据本发明实施例的积木堆积成“口”字形的结构示意图；图8是用多个正六面体积木构建一个大正方体的结构示意图；图9示出了依据本发明实施例的积木系统中多个积木与处理器电连接的等效电路图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。依据本发明实施例的积木为正六面体，其中，积木的每个侧面上均设有可视编码，且六个侧面上的可视编码均不同。基于该可视编码可生成表示多个积木的堆积序列的遗传密码。另外，积木的侧面上设有凹槽，以使得多个积木之间通过插入凹槽的槽楔而堆积在一起。此处，积木、槽锲均可采用刚性的塑料或木质材料制成。具体而言，积木的侧面上设置的可视编码用于区分或标识积木的各个侧面，使得积木的每个侧面具有独立的编码来表征该侧面。此处所说的可视，指的是使用者可以从积木的侧面上观测到该编码。该可视编码可以为可视数字、可视字母、可视二进制码、或者颜色等等。本领域的技术人员应当知晓，任何可以标识积木的侧面的字符、图案、颜色或者其组合均可以用作可视编码。例如，图1示出的积木的可视编码为顺序数字，此时，分别用数字1、2、3、4、5、6来表征积木的各个侧面。图2示出的积木的可视编码为二进制码，此时，分别用二进制码000、001、010、011、100、101来表征积木的各个侧面。当然，也可以用棕色、红色、橙色、黄色、绿色、蓝色六种颜色来表征积木的各个侧面，此处不再一一列举。对于正六面体的积木而言，共有三对侧面，每对侧面中包括两个相对的侧面。在本发明的实施例中，积木的至少两个相对的侧面上设有凹槽，即积木的一对侧面上分别设有凹槽，或者积木的两对侧面上分别设有凹槽，或者积木的六个侧面上均设有凹槽。优选地，嵌入凹槽的槽锲的长度为正六面体边长的1/3～4/5，从而使得槽锲可以稳固地将积木堆积在一起。积木的侧面上所设置的凹槽可以为矩形、柱形、燕尾形，与之匹配的槽锲分别为矩形槽锲、双圆柱槽锲、双燕尾槽锲。示例地，图3a示出了具有柱形凹槽301的积木的立体图；图3b示出了图3a中的积木的展开平面图；图3c示出了与图3a和3b中的凹槽301匹配的槽锲302的立体图。如图3a和3b所示，该积木采用可视的连续数字作为可视编码，在其六个侧面上均设有柱形凹槽301，且每个侧面上设有四个凹槽301。如图3c所示，与之匹配的槽锲302的横截面是对称的两个相交的柱形，积木堆积过程中，该槽锲302的两个柱形分别嵌入两个不同的积木的凹槽301中，从而将该两个积木拼接到一起。在依据本发明另一实施例的积木中，侧面上设置的凹槽为螺纹孔401，槽锲为与螺纹孔401相匹配的无帽螺丝402。图4a示出了具有螺纹孔401的积木的立体图；图4b示出了图4a中的积木的展开平面图；图4c示出了与图4a和4b中的螺纹孔401匹配的无帽螺纹的立体图。如图4a和4b所示，该积木采用可视的连续数字作为可视编码，在其六个侧面上均设有螺纹孔401，且在每个侧面上的中心处设有一个螺纹孔401。积木堆积过程中，图4c中的无帽螺丝402拧入两个不同的积木的螺纹孔401中，从而将该两个积木拼接到一起。在依据本发明实施例的积木的堆积过程中，不再是单一地从图形上反映积木的堆积方式，还可采用包括数字、字母和/或颜色在内的字符串来表示积木的堆积序列。因为积木的每个侧面上均设有可视编码，此时，积木的各个侧面不再是等同的，当多个积木通过侧面接触而堆积在一起后，侧面上设置的可视编码的排布序列可反映了该多个积木的堆积序列，因为积木堆积中的可视编码的排布序列是唯一确定的，因此定义该可视编码的排布序列为表示多个积木的堆积序列的遗传密码。为了简化描述，优选地设置在积木的堆积过程中，具有相同可视编码的侧面接触拼装在一起。图5示出了三个图3a和3b中的积木堆积在一起的结构示意图，如图5所示，通过两个槽锲302嵌入三个积木的凹槽301中而堆积该三个积木。其中，在积木的堆积过程中，竖直方向上的两个积木是可视编码为4的侧面接触，横向上的两个积木是可视编码为5的侧面接触。这样，可视编码的排布序列为45，即表示这三个积木的堆积序列的遗传密码为45。表示堆积序列的遗传密码是唯一确定的，一方面，当积木采用图5中的方式堆积时，通过可视编码生成的遗传密码只能是45。另一方面，当按照遗传密码为45的方式堆积积木时，先将两个积木通过可视编码为4的侧面接触拼接在一起，然后再将第三个积木与上述两个积木中的一个通过可视编码为5的侧面接触拼接在一起，从而完成遗传密码为45的积木堆积，而堆积后的积木也只能是图5中的方式。图6示出了将多个依据本发明实施例的积木堆积成“口”字形的结构示意图，其中箭头表示堆积方向。在该积木堆积过程中，面向正六面体积木的6号面(可视编码为6的侧面)开始搭建下一块6号面积木，将两块积木的2号面(可视编码为2的侧面)拼装在一起，记录拼装顺序码“2”；再搭建下一块6号面积木，将两块积木的5号面(可视编码为5的侧面)拼装在一起，记录拼装顺序码“5”。依次类推，将12块6号面向前的积木搭建成一个“口”字，该搭建过程通过可视编码生成的遗传密码是：252131525313。也可以记为：6-252131525313，其中“6-”是堆积后的多个积木的一个可视编码相同的切平面。类似地，图7是用正六面体积木搭建一个“口”字的另一堆积方式。面向正六面体积木的4号面开始搭建下一块4号面积木，将两块积木的5号面拼装在一起，记录拼装顺序码“5”；再搭建下一块4号面积木，将两块积木的2号面拼装在一起，记录拼装顺序码“2”；按图7的拼装顺序，依次类推，将12块4号面向前的积木搭建成一个“口”字，该搭建过程产生的遗传密码是：525131252313。也可以记为：4-525131252313，其中“4-”是物体的一个编码相同的切平面。图8是用多个正六面体积木构建一个大正方体的结构示意图。该堆积过程是：先完成搭建如图6的“口”字物体的拼装，该物体有两个编码相同的面，分别是6和4，称为切平面6和切平面4；接着完成搭建如图7的“口”字物体的拼装，该物体也有两个编码相同的面，分别是4和6，称为切平面4和切平面6；接着再完成搭建如图6的“口”字物体的拼装；接着再完成搭建如图7的“口”物体字的拼装。该大正方体物体的遗传密码是：252131525313加525131252313加252131525313加525131252313。该大正方体物体的遗传密码具有唯一性，可以复制、存储，可以传送到计算机。该大正方体物体有四个编码相同的切平面，分别是6、4、6、4。这些信息可供计算机模拟仿真中进一步使用。从以上可以看出，通过在积木的各个侧面上设置表征该侧面的可视编码，可以采用该可视编码生成表示积木堆积序列的遗传密码，通过遗传密码可以将积木堆积中使用的积木的总数目、总表面积、总重量、堆积过程以及堆积的结构外形数字化。这样，只要知晓遗传密码，即可用同样的顺序复现和重构积木物体的堆积过程和积木物体，具有实物仿真能力，具有永久保存和复制的能力。进一步地，还可以将该遗传密码作为文件送计算机进行计算机模拟仿真和加工，产生大量新的应用。当堆积的积木数量非常大时，人工管理积木堆积过程的难度增大，由此，可通过采用积木系统来实现电子化管理积木堆积。依据本发明实施例的积木系统包括多个积木和分别于多个积木电连接的处理器。其中，该积木与上述的积木一样，此处部分或全部引用以上关于积木的描述。例如，积木为正六面体，积木的每个侧面上均设有用于生成表示多个积木的堆积序列的遗传密码的可视编码，且六个侧面上的可视编码均不同。积木的侧面上设有凹槽，以使得多个积木之间通过插入凹槽的槽楔而堆积在一起。与上述积木不同的是，该积木上设有至少两个电极，从而在多个积木的堆积过程中，相邻的积木之间可以电接触。另外，积木中还设有与电极电连接的电子身份卡，该电子身份卡中存储有该积木的唯一ID身份号。处理器与积木的至少两个电极电连接，通过探测积木的电子身份卡来获知积木在堆积序列中的位置。具体而言，在积木系统中，当积木堆积完成后，其中的任意一个积木可通过电极直接与处理器电连接，或者通过与相邻的积木电接触而与处理器电连接，这样，多个积木和处理器构成包括多个节点的网络，而每个积木位于其中的一个节点上，处理器直接或间接与节点上的积木电连接。此处所说的处理器与积木电连接，更具体地说是处理器与积木中的电子身份卡电连接。图9示出了多个积木与处理器电连接的等效电路图，如图9所示，当积木1～n与处理器电连接后，积木中的电子身份卡也与处理器电连接。这样，当处理器发出呼叫积木的电信号时，如果积木的电子身份卡与处理器电连接，则会反馈一个应答信号，使得处理器知晓该积木已经连接在堆积的积木中，并且还可获知该积木所在的节点位置。如果处理器没有收到反馈信号，则认为该积木没有在堆积的积木中。通过电子辅助，该积木系统对于管理数量庞大的积木非常有效。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。