一种板材堆叠式积木教具的制作方法

本实用新型涉及一种板材堆叠式积木教具。

背景技术：

一般乐高积木在结构上是由两个基本结构组成的：上部的突起和内部的孔。两个孔或凸起之间的距离是固定的，称为一个基本乐高单位。乐高的基本单位是梁、块、板、孔。乐高积木的突起比孔和侧壁之间的空间尺寸稍大。当两块积木拼接在一起时，突起会向外推侧壁同时向里推孔。乐高积木的原料是ABS，这种材料有弹性并能保持原形，所以侧壁和内部的孔会同时挤住突起。摩擦力也发挥作用，防止两块积木滑开。突起孔接合系统使用干涉配合原理，可以使用三块2x2的板做成一块2x2的砖或使用三块2x4的板做成一块2x4的砖。

乐高积木有2000多种基本颗粒，但这些塑料颗粒都需要经过注塑成型，相对个人来说需要购买，并且需要根据每个颗粒的特定编码和名称才能购买，这种制作工艺影响了产品设计的灵活性，随着创客文化在国内的发展，3D打印机和激光切割机越来越普及，在提供图纸的情况下可以让用户根据图纸进行加工，这样更具有设计上的灵活性，并且材质也可以根据用户的实际情况进行选择，例如：亚克力、ABS、实木、板材等。在具体实现方式上进行了创新。本专利的机械结构基本单元是：圆孔、十字孔、板边凸起，板边凹陷。由2x2形成最基础的机械结构功能块。

积木作为玩具的一种，具有趣味性高、可开发儿童智力等特点。现有技术中最常见的产品是乐高的结构件，这类结构件设计的重点在于用一种可拓扑的结构，实现任意空间和平面形状的堆叠。乐高的产品的优点在于种类繁多，如果外部尺寸允许，可以实现任意形状的搭建。但这同时也是乐高产品的缺点，它需要有种类繁多的基础件作为这个体系的支撑，这导致无法根据针对的人群对结构进行适当优化，导致开发成本高、积木产品的适应性降低。因此，为解决上述问题，在确保相同单元的前提下，既保证在平面上的拓扑，又保证在空间上的拓扑是积木单元设计的一个重要方向。

技术实现要素：

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、易于生产加工和运输、便于搭建的板材堆叠式积木教具。可以在提供图纸和基本工艺说明的情况下，让用户自己加工和修改成自己需要的机械结构件，以快速成型，满足不同的设计需求，并且相对于乐高有强连接性，也不必过分局限于材料的购买方式，在具有激光切割机CNC等简单加工工具的条件下，提供设计图纸就可以进行加工，极大缩减产品的设计周期，符合现行产品设计阶段原型验证的技术发展趋势。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种板材堆叠式积木教具包括若干第一构件、若干第二构件和若干第三构件；第一构件包括矩形的板体，在板体的中部设有从一侧向另一侧未贯通的安装槽，在安装槽的两侧分设有一组排孔，每组排孔包括等间距设置的多个第一十字插孔；第二构件包括矩形的板体，板体的一条侧边上设有至少一个矩形的第二侧部插板、在相对的侧边上设有至少一个矩形的第二侧部凹槽，第二侧部插板与第二侧部凹槽的个数相等且位置顺次纵向对正；在板体的一条端边上设有至少一个矩形的第二端部插板，在相对的端边上设有至少一个矩形的第二端部凹槽，第二端部插板与第二端部凹槽的个数相等且位置顺次横向对正；第二侧部插板、第二侧部凹槽、第二端部插板与第二端部凹槽四者的宽度相等、长度也相等且该长度等于板体的厚度；在板体上还开设有成矩阵式排列的、贯通的第二十字插孔，第二十字插孔的横向中心面与第二端部插板和第二端部凹槽两者的中心面平行，第二十字插孔的纵向中心面与第二侧部插板和第二侧部凹槽两者的中心面平行；第三构件包括矩形的板体，板体的一条侧边上设有至少一个矩形的第三侧部插板、在相对的侧边上设有至少一个矩形的第三侧部凹槽，第三侧部插板与第三侧部凹槽的个数相等且位置顺次纵向对正；在板体的一条端边上设有至少一个矩形的第三端部插板、在相对的端边上设有至少一个矩形的第三端部凹槽，第三端部插板与第三端部凹槽的个数相等且位置顺次横向对正；第三侧部插板、第三侧部凹槽、第三端部插板与第三端部凹槽四者的宽度相等、长度也相等且该长度等于板体的厚度；在板体上还开设有成矩阵式排列的、贯通的第三十字插孔，第三十字插孔的横向中心面与第三端部插板和第三端部凹槽两者的中心面平行，第三十字插孔的纵向中心面与第三侧部插板和第三侧部凹槽两者的中心面平行；第一构件相邻两个第一十字插孔之间的距离与第二构件相邻两个第二十字插孔之间的距离与第三构件相邻两个第三十字插孔之间的距离均相等。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种结构设计简单合理的板材堆叠式积木教具，采用第一构件、第二构件和第三构件作为积木教具的基本构成单元，加工和拼接都相对简单，降低了材料成本和加工成本，简化了结构设计，易于制造，便于运输和操作。因为具有可替代性，这也降低了组装过程中的故障率。本实用新型充分考虑到了与其它玩具尺寸的兼容问题，具有可扩展性，可以应用在其它相关产品的结构设计中。通过在第一构件上设置用于装载电子元器件的安装槽，令本积木教具能够搭建成具备不同功能的模拟电气系统，启发智慧，具备很好的教育实践作用。

优选地：第一构件每组排孔包括2个第一十字插孔，第二侧部插板与第二侧部凹槽的数量均为4个，第二端部插板与第二端部凹槽的数量均为1个，第三侧部插板与第三侧部插板的数量均为3个，第三端部插板与第三端部凹槽的数量均为3个。

优选地：在第一构件每组排孔的相邻两个第一十字插孔之间以及两侧均设有第一圆孔；在第二构件的相邻两个第二十字插孔之间均设有第二圆孔；在第三构件的相邻两组第三十字插孔之间均设有第三圆孔。

优选地：所述安装槽包括平直的槽体，在槽体的两侧壁的中部开设有平直的滑槽。

优选地：在第三构件的第三端部凹槽和第三侧部凹槽所在的边的交角处设有矩形的嵌口，嵌口的长度和宽度均等于板体的厚度。

优选地：第一构件、第二构件和第三构件三者板体的材质为木质材质或亚克力材质。

附图说明

图1是本实用新型的第一构件的主视结构示意图；

图2是本实用新型的第一构件的端面结构示意图；

图3是本实用新型的第二构件的主视结构示意图；

图4是本实用新型的第三构件的主视结构示意图；

图5是本实用新型中第一构件组合状态结的构示意图。

图中：1、第一构件；1-1、第一圆孔；1-2、第一十字插孔；1-3、安装槽；2、第二构件；2-1、第二侧部插板；2-2、第二端部插板；2-3、第二端部凹槽；2-4、第二侧部凹槽；2-5、第二圆孔；2-6、第二十字插孔；3、第三构件；3-1、第三侧部插板；3-2、第三端部插板；3-3、第三端部凹槽；3-4、第三侧部凹槽；3-5、第三圆孔；3-6、第三十字插孔；4、电子元器件；5、紧固件。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：

本实用新型的板材堆叠式积木教具包括若干第一构件1、若干第二构件2以及若干第三构件3，通过板材式的堆叠插接连接形成创造性的造型，通过在第一构件1上装载不同类型的电子元器件并进行搭线连接，实现不同的电路连接以及相应的功能展示，达到对儿童的教育目的。

请参见图1，本实用新型的第一构件1包括矩形的板体，在板体的中部设有从一侧向另一侧未贯通的安装槽1-3，在安装槽1-3的两侧分设有一组排孔，每组排孔包括等间距设置的多个第一十字插孔1-2。本实施例中，安装槽1-3包括平直的槽体，在槽体的两侧壁的中部开设有平直的滑槽。

图5是第一构件1使用状态的结构示意图，可以看出：电子元器件4由安装槽1-3的外端向内滑入，采用多个紧固件5进行装卡固定。

本实施例中，第一构件1每组排孔包括2个第一十字插孔1-2。

请参见图2，本实用新型的第二构件2第二构件包括矩形的板体，板体的一条侧边上设有至少一个矩形的第二侧部插板2-1、在相对的侧边上设有至少一个矩形的第二侧部凹槽2-4，第二侧部插板2-1与第二侧部凹槽2-4的个数相等且位置顺次纵向对正；在板体的一条端边上设有至少一个矩形的第二端部插板2-2，在相对的端边上设有至少一个矩形的第二端部凹槽2-3，第二端部插板2-2与第二端部凹槽2-3的个数相等且位置顺次横向对正；第二侧部插板2-1、第二侧部凹槽2-4、第二端部插板2-2与第二端部凹槽2-3四者的宽度相等、长度也相等且该长度等于板体的厚度。

在板体上还开设有成矩阵式排列的、贯通的第二十字插孔2-6，第二十字插孔2-6的横向中心面与第二端部插板2-2和第二端部凹槽2-3两者的中心面平行，第二十字插孔2-6的纵向中心面与第二侧部插板2-1和第二侧部凹槽2-4两者的中心面平行。

本实施例中，第二侧部插板2-1与第二侧部凹槽2-4的数量均为4个，第二端部插板2-2与第二端部凹槽2-3的数量均为1个。

请参见图3，本实用新型的第三构件3第三构件包括矩形的板体，板体的一条侧边上设有至少一个矩形的第三侧部插板3-1、在相对的侧边上设有至少一个矩形的第三侧部凹槽3-4，第三侧部插板3-1与第三侧部凹槽3-4的个数相等且位置顺次纵向对正；在板体的一条端边上设有至少一个矩形的第三端部插板3-2、在相对的端边上设有至少一个矩形的第三端部凹槽3-3，第三端部插板3-2与第三端部凹槽3-3的个数相等且位置顺次横向对正；第三侧部插板3-1、第三侧部凹槽3-4、第三端部插板3-2与第三端部凹槽3-3四者的宽度相等、长度也相等且该长度等于板体的厚度。

在板体上还开设有成矩阵式排列的、贯通的第三十字插孔3-6，第三十字插孔3-6的横向中心面与第三端部插板3-2和第三端部凹槽3-3两者的中心面平行，第三十字插孔3-6的纵向中心面与第三侧部插板3-1和第三侧部凹槽3-4两者的中心面平行。

本实施例中，第三侧部插板3-1与第三侧部插板3-4的数量均为3个，第三端部插板3-2与第三端部凹槽3-3的数量均为3个。

第一构件1相邻两个第一十字插孔1-2之间的距离与第二构件2相邻两个第二十字插孔2-6之间的距离与第三构件3相邻两个第三十字插孔3-6之间的距离均相等。

本实施例中，在第一构件1每组排孔的相邻两个第一十字插孔1-2之间以及两侧均设有第一圆孔1-1；在第二构件2的相邻两个第二十字插孔2-6之间均设有第二圆孔2-5；在第三构件3的相邻两组第三十字插孔3-6之间均设有第三圆孔3-5。

本实施例中，在第三构件3的第三端部凹槽3-3和第三侧部凹槽3-4所在的边的交角处设有矩形的嵌口，嵌口的长度和宽度均等于板体的厚度。

在材质方面，本实施例中，第一构件1、第二构件2和第三构件3三者板体的材质为木质材质或亚克力材质。