智力拼板玩具的制作方法
【专利摘要】智力拼板玩具，包括：底板（1），底板（1）上设置有可移动的横向挡板（2）、多个竖向挡板（3），可在底板（1）面上拼装的多个不同大小的正方形块（4）。其优点是：可培养人的耐性，提高人掌控全局的能力，提高人的想象力和判断力，提高青少年对数学加减法运算及理解能力，增强他们的动手能力，活跃思维，启发智慧，且示例丰富多样，娱乐性强，可作为辅助教具，亦可将底板按逆时针方向旋转90度使用；对于固定拼摆的情况，可将其上的正方形根据个人喜好进行添加颜色，作为装饰用，同时使孩子们的思维发散。
【专利说明】智力拼板玩具
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及智力玩具【技术领域】，具体地说是一种智力拼板玩具。
【背景技术】
[0002] 现在的数学上有完美正方形和完美矩形(又称为完美长方形)概念。即把一个正方 形/矩形(或长方形)剖分成大小不同的正方形问题称为完美剖分问题。能够被完美剖分的 正方形/矩形(或长方形)则称之为完美正方形/完美矩形(或完美长方形)。正方形/矩形 (或长方形）被剖分成的正方形个数称之为阶。
[0003] 完美正方形包括简单完美正方形、简单不完美正方形和复合完美正方形。
[0004] 简单完美正方形是把正方形剖分为若干个边长都不等的正方形，且其中任何一部 分正方形都不能构成一个正方形或长方形。阶数最小的简单完美正方形只有一个，它是个 21阶、尺寸为112X 112的简单完美正方形(如图1所示）;尺寸最小的简单完美正方形尺寸 是110 X 110,有3个，其中2个是22阶的，1个是23阶的，23阶的(如图2所示)。
[0005] 简单不完美正方形是把正方形剖分为若干个正方形，正方形存在边长相等的，且 其中任何一部分正方形都不能构成一个正方形或长方形。阶数最小的简单不完美正方形只 有一个，它是个13阶、尺寸为23X23的简单不完美正方形(如图3所示）；尺寸最小的简单 不完美正方形只有一个，它是个17阶、尺寸为11X11的简单不完美正方形(如图4所示)。
[0006] 复合完美正方形是把正方形剖分为若干个边长都不等的正方形，且其中任何一部 分正方形都不能构成一个正方形但至少可构成一个长方形。阶数最小的复合完美正方形只 有一个，同时也是尺寸最小的，它是个24阶、尺寸为175X 175的复合完美正方形(如图5所 示)。
[0007] 完美矩形包括简单完美矩形和简单不完美矩形。
[0008] 简单完美矩形是把矩形剖分为若干个边长都不等的正方形，且其中任何一部分正 方形都不能构成一个正方形或长方形。阶数最小的简单完美矩形有两个，它们是个9阶、尺 寸分别为33X32和69X61的简单完美矩形，其中33X32同时也是尺寸最小的简单完美矩 形，9阶、33X32的简单完美矩形(如图6所示)。
[0009] 简单不完美矩形是把矩形剖分为若干个正方形，正方形存在边长相等的，且其中 任何一部分正方形都不能构成一个正方形或长方形。阶数最小的简单不完美矩形只有一 个，同时也是尺寸最小的，它是个9阶、尺寸为15X 11的简单不完美矩形(如图7所示)。
[0010] 而这些图形仅仅是停留在纸上所画的图形。 实用新型内容
[0011] 本实用新型的目的是研究一种把数学上有完美正方形和完美矩形概念的大小面 积不等的正方形块拼成规整的圈定面积的大正方形或大长方形的智力拼板玩具。
[0012] 本实用新型一种智力拼板玩具有以下两种情况：
[0013] 一、底板上拼摆区域可变化，并需要挡板，底板有挡板用的相应定位结构的拼摆方 式，其结构如下：
[0014] 本实用新型一种智力拼板玩具包括：底板，底板上设置有可移动的横向挡板、多个 坚向挡板，可在底板面上拼装的多个不同大小的正方形块；
[0015] 所述的正方形块的数量为所有示例中所需同种尺寸正方形块数量中最大数量的 和；
[0016] 所述的底板包括：底板基板，底板边框，在底板基板上设置有2列横向挡板定位 孔、多行坚向挡板定位孔，底板边框上标有指示刻度。
[0017] 所述的拼摆区域尺寸自行确定。
[0018] 所述的基板尺寸为最大拼摆区域尺寸加挡板尺寸的和。
[0019] 所述的底板上边框的高度要低于拼装的正方形的厚度。
[0020] 所述的横向挡板定位孔和坚向挡板定位孔的定位孔都是一个圆孔一个长圆孔，且 横向挡板定位孔与坚向挡板定位孔不在一条直线上，底板上的定位孔排布保证了坚向挡板 上移5个及以上单位仍有一个圆孔和一个长圆孔对坚向挡板进行定位。
[0021] 所述的横向挡板定位孔与坚向挡板定位孔不在一条直线上。
[0022] 所述的指示刻度由底板的尺寸来确定，在两条底板边框上表示刻度，如1到99。
[0023] 所述的横向挡板包括挡板基体、挡板定位销、指示刻度；
[0024] 所述的坚向挡板包括挡板基体、挡板定位销。
[0025] 所述的挡板基体由限制部分和手持部分组成，基体限制部分高度应与底板侧墙高 度一致，为了美观且一定不能高于底板侧墙高度；
[0026] 所述的挡板定位销与上下基体限制部分限制面距离差为1个单位，挡板定位销布 置位置沿挡板轴向对称，保证挡板在底板上旋转180度后仍围成拼摆区域，这样减少了底 板上定位孔的数量；
[0027] 所述的横向挡板有刻度，如1到65,坚向挡板上没有刻度；
[0028] 二、底板上拼摆尺寸固定，不需要挡板，可用于装饰。
[0029] 本实用新型一种智力拼板玩具式装饰，包括：无定位孔底板和多个正方形块。
[0030] 所述的无定位孔底板围成的拼摆区域固定。
[0031] 所述的正方形块的数量为所有示例中所需同种尺寸正方形块数量中最大数量的 和。
[0032] 所述的正方形块表面可根据需要制作不同的颜色或图案，拼摆完后亦可用于装 饰。
[0033] 本实用新型一种益智拼板玩具的优点是：可培养人的耐性，提高人掌控全局的能 力，提高人的想象力和判断力，提高青少年对数学加减法运算及理解能力，增强他们的动手 能力，活跃思维，启发智慧，且示例丰富多样，娱乐性强，可作为辅助教具，亦可将底板按逆 时针方向旋转90度使用；对于固定拼摆的情况，可将其上的小正方形根据个人喜好进行添 加颜色，作为装饰用，同时使孩子们的思维发散。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 图1是阶数最小的简单完美正方形结构示意图。
[0035] 图2是尺寸最小的简单完美正方形结构示意图。
[0036] 图3是阶数最小的简单不完美正方形结构示意图。
[0037] 图4是尺寸最小的简单不完美正方形结构示意图。
[0038] 图5是阶数最小的复合完美正方形结构示意图。
[0039] 图6是阶数最小的简单完美矩形结构示意图。
[0040] 图7是阶数最小的简单不完美矩形结构示意图。
[0041] 图8、9是智力拼板玩具的结构示意图。
[0042] 图10a是尺寸为64X63的底板示意图。
[0043] 图10b是尺寸为63X4横向挡板的主视图、俯视图、仰视图、后视图。
[0044] 图10c是尺寸为11X3坚向挡板的主视图、左视图、右视图。
[0045] 图11、12、13、14是底板上放置挡板后的状态示意图。
[0046] 图15、16是尺寸为32X16、20阶的完美矩形的结构示意图。
[0047] 图17是尺寸为27X27、23阶的完美正方形的结构示意图。
[0048] 图18是尺寸为39X39、15阶的完美正方形的结构示意图。
[0049] 图19是尺寸为47X33、16阶的完美距形的结构示意图。
[0050] 图20是尺寸为59X47、21阶的完美距形的结构示意图。
[0051] 图21是尺寸为56X56、28阶的完美正方形的结构示意图。
[0052] 图22是尺寸为64X55U5阶的完美矩形的结构示意图。
[0053] 图23是尺寸为65X65、27阶的完美正方形的结构示意图。
[0054] 图24、25分别是尺寸为46X26、22阶的完美矩形结构示意图和装饰效果图。
[0055] 图26、27分别是尺寸为46X26、20阶的完美矩形结构示意图和装饰效果图。
[0056] 图28、29分别是尺寸为65X47、10阶的完美矩形结构示意图和装饰效果图。
[0057] 图30、31分别是尺寸为65X47、21阶的完美矩形结构示意图和装饰效果图。
[0058] 图32、33分别是尺寸为68X68、17阶的完美正方形结构示意图和装饰效果图。
[0059] 图34、35分别是尺寸为68X68、25阶的完美正方形结构示意图和装饰效果图。
[0060] 图36、37分别是尺寸为112X112、21阶的完美正方形结构示意图和装饰效果图。 [0061] 图38、39分别是尺寸为112X112、29阶的完美正方形结构示意图和装饰效果图。
【具体实施方式】
[0062] 一、底板上拼摆区域可变化，并需要挡板，底板有挡板用的相应定位结构的拼摆方 式，其结构如下：
[0063] 本实用新型一种智力拼板玩具，包括：底板1，底板1上设置有可移动的横向挡板 2、多个坚向挡板3,可在底板1面上拼装的多个不同大小的正方形块4 ;
[0064] 所述的正方形块的数量为所有示例中所需同种尺寸正方形4块数量中最大数量 的和；
[0065] 所述的底板1包括：底板基板11，底板边框12,在底板基板11上设置有2列横向 挡板定位孔13、多行坚向挡板定位孔14,底板边框12上标有指示刻度15。
[0066] 所述的拼摆区域尺寸自行确定。
[0067] 所述的基板11尺寸为最大拼摆区域尺寸加挡板尺寸的和。
[0068] 所述的底板1上边框到基板的高度要低于拼装的正方形块4的厚度。
[0069] 所述的横向挡板定位孔13和坚向挡板定位孔14的定位孔都是一个圆孔一个长圆 孔，且横向挡板定位孔13与坚向挡板定位孔14不在一条直线上，底板上的定位孔排布保证 了坚向挡板上移5个及以上单位仍有一个圆孔和一个长圆孔对坚向挡板进行定位。
[0070] 所述的指示刻度15由底板1的尺寸来确定，在两条底板边框上表示刻度，如1到 99 〇
[0071] 所述的横向挡板2包括挡板基体、挡板定位销、指示刻度；
[0072] 所述的坚向挡板3包括挡板基体、挡板定位销。
[0073] 所述的挡板基体由限制部分和手持部分组成，基体限制部分高度应与底板侧墙高 度一致，为了美观且一定不能高于底板侧墙高度；
[0074] 所述的挡板定位销与上下基体限制部分限制面距离差为1个单位，挡板定位销布 置位置沿挡板轴向对称，保证挡板在底板上旋转180度后仍围成拼摆区域，这样减少了底 板上定位孔的数量；
[0075] 所述的横向挡板有刻度，如1到65,坚向挡板上没有刻度；
[0076] 根据【背景技术】的介绍，在所有的的完美正方形和完美矩形中，尺寸最小的是一个 17阶、尺寸为11X11的简单不完美正方形，在底板上要实现拼摆区域的最小长度和宽度为 11 ;拼摆区域尺寸变化的实现方式如下：
[0077] 实现拼摆区域最小长度11 :
[0078] 底板示例如图10a，当坚向挡板(示例如图10c)以定位销插入底板上最左侧的坚 向定位孔，左侧边缘距离定位销尺寸为2的状态放到底板上时，如图11所示，由于底板上挡 板的定位孔距离左侧边界为13,所以挡板与底板左侧边界限定区域的尺寸为13-2=11，这 就实现了拼摆区域最小长度为11。
[0079] 实现拼摆区域长度为11、13、15、17……的奇数系列：
[0080] 底板上坚向定位孔的横向距离为2,当坚向挡板移到左数第二列坚向定位孔时，可 实现挡板与底板左侧边界限定区域的尺寸为13,依次类推，实施例中就实现了拼摆区域的 长度为11、13、15、17……的奇数系列。
[0081] 实现拼摆区域长度12:
[0082] 由于坚向挡板自身上下对称，可将坚向挡板以定位销插入底板上最左侧的坚向定 位孔，左侧边缘距离定位销尺寸为1的状态放到底板上，如图12所示，由于底板上挡板的定 位孔距离左侧边界为13,所以挡板与底板左侧边界限定区域的尺寸为13-1=12,这就实现 了拼摆区域长度为12。
[0083] 实现拼摆区域长度为12、14、16、18……的偶数系列：
[0084] 底板上坚向定位孔的横向距离为2,当坚向挡板移到左数第二列坚向定位孔时，可 实现挡板与底板左侧边界限定区域的尺寸为14,依次类推，实施例中就实现了拼摆区域的 长度为12、14、16、18……的偶数系列。
[0085] 坚向挡板可应对不同宽度：
[0086] 底板上的定位孔可使坚向挡板坚直向上移动5,从而可以应对更大的宽度而不降 低太多的拼摆区域质量。11X3的挡板可应对的宽度范围是11至20,21X3的挡板可应对 的宽度范围是21至30, 31X3的挡板可应对的宽度范围是31至40。其它尺寸挡板依此类 推。
[0087] 实现拼摆区域最小宽度11 :
[0088] 底板如图10a，当横向挡板(示例如图10b)以定位销插入底板上最下部的横向 定位孔，下部边缘距离定位销尺寸为2. 5的状态放到底板上时，如图13所示，由于底板 上挡板的定位孔距离底板下部边界为13. 5,所以挡板与底板下部边界限定区域的尺寸为 13. 5-2. 5=11，这就实现了拼摆区域最小宽度为11。
[0089] 实现拼摆区域宽度为11、13、15、17……的奇数系列：
[0090] 底板上横向定位孔的坚向距离为2,当横向挡板移到下数第二行横向定位孔时，可 实现挡板与底板下部边界限定区域的尺寸为13,依次类推，实施例中就实现了拼摆区域的 宽度为11、13、15、17……的奇数系列。
[0091] 实现拼摆区域宽度12:
[0092] 由于横向挡板自身左右对称，可将横向挡板以定位销插入底板上最下部的横向定 位孔，下部边缘距离定位销尺寸为1. 5的状态放到底板上，如图14所示，由于底板上挡板的 定位孔距离下部边界为13. 5,所以挡板与底板下部边界限定区域的尺寸为13. 5-1. 5=12， 这就实现了拼摆区域宽度为12。
[0093] 实现拼摆区域宽度为12、14、16、18……的偶数系列：
[0094] 底板上横向定位孔的坚向距离为2,当坚向挡板移到下数第二行横向定位孔时，可 实现挡板与底板下部边界限定区域的尺寸为14,依次类推，实施例中就实现了拼摆区域的 宽度为12、14、16、18……的偶数系列。
[0095] 实施例一：拼摆区域可变最大尺寸为35X35且阶数小于等于22的完美矩形和阶 数小于等于29的完美正方形示例共有149种；
[0096] 拼摆区域可变最大尺寸为35X35的拼板玩具包括：底板、横向挡板、3个坚向挡板 和81个正方形(所需正方形清单如表1);
[0097] 所述底板包括底板基板、底板边框、2列横向挡板定位孔、9行坚向挡板定位孔和 底板刻度；
[0098] 所述底板基板的尺寸为38X 39,底板边框上的刻度分别为1到38和1到39 ;
[0099] 所述底板刻度所在边框表面距离底板基板0. 5 ;
[0100] 所述横向挡板的尺寸为38X4,两条刻度都是1到38 ;
[0101] 所述3个坚向挡板的尺寸分别为11 X3、21X3和31X3,上面没有刻度；
[0102] 所述81个正方形的厚度都是1。
[0103] 表 1
[0104] 形尺寸 |l |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 |13 |14 |15 |16 |17 |18 |19 |20 |21 形数量 |8 |6 |8 |8 |8 |5 |4 |4 |4 |4 |4 |4 |4 |2 (2 |l |l |l |l |l |l
[0105] 示例一：
[0106] ①从表2中选择一个拼摆尺寸为32X 16、20阶的完美矩形的示例；
[0107] ②用横向挡板实现拼摆区域的宽度16,用11X3的坚向挡板实现拼摆区域的长度 32,将11X3的坚向挡板向上移动5就实现了 32X16的拼摆区域；
[0108] ③在81个正方形中选取相应尺寸的正方形：1、1、2、2、3、3、4、4、4、4、5、5、6、6、6、 6、7、7、8、8,共 20 个；
[0109] ④用③中选择的20个正方形在②拼出的32X 16的拼摆区域进行拼摆，拼摆对则 可填满(如图15所示)。
[0110] 针对第一种示例，如果将底板旋转90度后进行拼摆，具体示例如下：
[0111] ①从表2中选择一个拼摆尺寸为32X 16、20阶的完美矩形的示例；
[0112] ②选择横向挡板和31X3的坚向挡板；用横向挡板实现拼摆区域的宽度16,用 11X3的坚向挡板实现拼摆区域的长度32,将11X3的坚向挡板向上移动5就实现的拼摆 区域32X16 ;
[0113] ③在81个正方形中选取相应尺寸的正方形：1、1、2、2、3、3、4、4、4、4、5、5、6、6、6、 6、7、7、8、8,共 20 个；
[0114] ④用③中选择的20个正方形在②拼出的32X 16的拼摆区域进行拼摆，拼摆对则 可填满(如图16所示)。
[0115] 示例二：
[0116] ①从表2中选择一个拼摆尺寸为27X27、23阶的完美正方形的示例；
[0117] ②选择横向挡板和21X3的坚向挡板，在底板上拼出27X27的拼摆区域；
[0118] ③在81个正方形中选取相应尺寸的正方形：1、1、1、1、2、2、2、2、3、3、3、4、4、4、4、 8、8、8、8、9、9、10、10,共 23 个；
[0119] ④用③中选择的23个正方形在②拼出的27X27的拼摆区域进行拼摆，拼摆对则 可填满(如图17所示)。
[0120] 表 2
[0121]
【权利要求】
1. 智力拼板玩具，包括：底板（1)，底板（1)上设置有可移动的横向挡板（2)、多个坚 向挡板（3)，其特征在于：所述的底板（1)包括：底板基板（11)，底板边框（12)，在底板基板 (11)上设置有2列横向挡板定位孔（13)、多行坚向挡板定位孔（14)。
2. 根据权利要求1所述的智力拼板玩具，其特征在于：所述的底板（1)上边框到基板的 高度要低于拼装的正方形块的厚度。
3. 根据权利要求1所述的智力拼板玩具，其特征在于：所述的横向挡板定位孔（13)和 坚向挡板定位孔（14)的定位孔都是一个圆孔一个长圆孔，且横向挡板定位孔（13)与坚向 挡板定位孔（14)不在一条直线上，底板上的定位孔排布保证了坚向挡板上移5个及以上单 位仍有一个圆孔和一个长圆孔对坚向挡板进行定位。
4. 根据权利要求1所述的智力拼板玩具，其特征在于：所述的横向挡板（2)包括挡板基 体、挡板定位销、指示刻度。
5. 根据权利要求1所述的智力拼板玩具，其特征在于：所述的坚向挡板（3)包括挡板基 体、挡板定位销。
【文档编号】G09B19/02GK203874438SQ201320482575
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】万长林 申请人:万长林