专利名称：用于启发式教学玩具的成套插装件的制作方法
正如本说明书的题目所表达的那样，本发明涉及用于启发式教学玩具的一套插装件，由此，在这类玩具的设计中提供了相关的和有利的特点，主要是增加了构成三维几何形状的多变性。
与本发明是同一申请人的发明专利n°P-9300595公开了一种由可组合在一起的一系列零件或元件组成的用于初等算术运算的启发式教学玩具，它借助于一些与侧边相对应的插件板，使之插入通常是由矩形板制成的上述元件上的周边沟槽或凹槽，以共面的方式联接，以实现其零件或元件的组合。
有许多代表数字的板，从“1”开始，该数字“1”是用一块其表面相当于表示数字“10”的表面的十分之一的小块四边形面板表示的，所有板件都有若干阶梯形的圆柱形突起，突起的个数与所表示的数字相同。这些板件设有底部凹槽，可供适当地装配时实现堆叠。
还有可以组装在板的周边槽中的一系列造型件，以便可学习左、右、上等空间概念。
在中请号为9400464的这个引用专利的补充证明中，对专利P-9300595作出了一些改进，其主要依据如下包括一些装入阶梯形圆柱形突起中的各种“X”形配件或者双“X”形的数字板。
在此情况下，带有数字的板采用一种矩形模制结构，在此装入合适的数字板，以用其形状标识数字。
此外，还有固定的角形件或连接件，以便能改变平面或具有不同的角度位置。
阶梯形圆柱形突起具有不同的径向切口，以便能在不同方向上垂直地插放硬纸板片或其它构件，这些板件具有与其边缘相对应的周边槽。
概括而言，体现本发明的目的的启发性教学玩具的成套插装件靠其自身提供启发性教学玩具的改进，以及用其不同的构件创造各种结构，它们又可以再组合或形成部分由同一申请人以前开发的并在.“本发明的背景技术”部分中叙述的其它元件。
我们可以列举被称之为平行六面体的基本构件作为主要的基本元件，它具有用于与其它类似的基本构件共面联接的企口式互联装置。这些基本构件呈扁平状并具有一定的厚度，该厚度允许借助于一些扁平的延伸部分或舌状件适当地装入形成共面联接的周边槽。这些舌状件可以是单独的，或者可以是构件本身在其部分边缘上的延伸部分。这些基本元件在其较大的表面上至少设有一条通槽，其中可以连接限定这套插装件的另一主要类型构件的相应阶梯形圆柱形凸起。该圆柱形凸起为阶梯形的并可在其上设有一些可在基本构件的环形槽中移动的周边轴向销的凹部中转动，环形凹槽所处的位置与上述相应的通槽同心。
与阶梯形的圆柱形插件的定位销一样，基本构件的环形凹槽设在此构件的两个表面上。这就允许圆柱形插件经基本构件的顶部或底部插入。
同样，这些插件由于具有一个圆柱形的内槽而可以相互堆叠，已在下面插入的另一阶梯形圆柱形插件的末端阶梯可穿入上述内槽的壁。该插件还包括一个径向槽，以便插入制成基本构件的板件的舌状件，或任何其它类型的板件，甚至结构造型活动中的硬纸板件。
由于插件在基本构件板的环形插座上转动，所以可以实现径向槽的准确的转动调节。由于设置了一些随插件的轴向销移动的小齿，可得到这些稳定的位置。
就圆柱形插件的这些轴向销而言，我们可以假定它们最好是四个，并且每两个依次相邻的销以与基本构件本身的厚度相对应的距离布置，这就使得有可能将它们相互垂直地设置在转角为90°的两个位置上。为了得到更好的紧固，轴向销，至少是底部的轴向销，在其侧面设有可装在与位于基本构件的较大表面上并靠近标示该构件的轮廓的边缘的凹槽中的小凸起。
因此，这些构件可以是方形的，在中心具有一轴向凹槽，并且在各表面上有一同心的环形凹槽。而且，它包括一个周边槽和设在两个相邻的边缘上的两个扁平的延伸部分或舌状件。为了增强在共面联接中的紧固，这些舌状件上可以包括一些靠压力插入的小凸起。
各种平行六面体基本构件的表面与并联成组的方形基本构件的该基本面相对应。
无论圆柱形插件是否与这些基本构件组装，靠所包括的相应个数的轴向凹槽限定，它们所表示的数字可最大到十。除了用各种基本构件运算之外，采用一些在其表面之一，或在两个表面上设有一纵向的空腔的滑件，其中将形成有十个的一组，直至形成十个一组为止。比较有利的是，这些滑件还在其轮廓中设有一个周边槽和舌状件，由此就像基本构件本身一样允许用于各种结构件中。
为了能使基本构件的长度与它们所代表的数字等同，在一块矩形板中设有相应的槽，而每一种不同类型的基本构件可以插入此槽中，该矩形板也最好设有用于插入卡纸板片或玩具的其它组合件的舌状件的周边槽。在每一条上述狭槽(从一至十)内标有数字的形状和轮廓，采用这种可围绕造型的空腔任意放置的助记图形可启发学生。
另一类插装件是由方形基本构件的“二分之一”件限定的，虽然将该方形基本构件分成两个互补的可以包括也可以不包括一轴向凹槽的三角形件，但是这类插件在其一个表面或另一表面上确实设有用于插入圆柱形插件的环形凹槽。每一个这类三角形件在其直角边之一上包括相应的共面联接的侧舌状件。由于两个三角形的半件具有互补的凸起和凹槽，所以两个三角形的半件有可能进行企口式联接；凸起最好位于同一个“半件”上并且彼此相互间的间距与基本构件的同心的环形凹槽的直径相一致，从而允许在垂直位置上的联接。
为了实现平面的变换和铰接角度的旋转并且具有在通过沿一个方向和另一方向各转90°而达到180°范围内的不同的稳定位置，设有与上述构件类似的方形基本构件，但这些方形件在其舌状件的一个自由边缘上有一对彼此相互平行并垂直于其平面的销，在这对销之间连接一设置在另一类似的基本构件上的互补的凸起，因此，上述这些构件就作为一个铰链的臂。
其端部互相靠紧的这些铰链臂的边缘最好被以45°斜切。
上述插装件中的另一类零件包括一些方形的饰板，这些方形饰板在其底部设有一个(连续或间断的)可插入基本构件的同轴的环形凹槽中的环形凸起。这些饰板在其顶面上并在与位于其底面上的环形凸起相对应之处设有一个可允许饰板堆叠的环形槽。这些饰板还可以设有一个中空的而且共轴的圆柱形短柱，其直径与基本构件的轴向凹槽相对应，以便在反向位置将其插入并允许在结构中零件的插装有更大的灵活性。
其功能与饰板相似的另一类零件是由通过对角地切割方形饰板而得到的三角形件限定的。这些饰板合在一起占据方形基本构件的表面。
采用方形及细长形基本构件以及采用三角形基本构件，可构成一块作为一块游戏板的矩形板，或者甚至还可以仿照所需图案的轮廓形成一块矩形板。通过采用精确的方形或三角形饰板，无需使用圆柱形插件，就可以获得一镶嵌造型。
如果某人希望改变平面或三维结构的造型，还可利用最后所述的构件，即铰接件，进行镶嵌拼图。因此，由上述构件形成的结构是可拆的。
还已提供本套插装件的另一类零件可由某些允许基本构件共面联接的分隔件限定，虽然这些分隔件使基本构件保持一定距离，而且这些基本构件不必通过将其中之一的延伸部分装入另一构件的周边槽中而保持其相互间的企口联接。这些分隔件的横断面为“H”形并且其水平壁具有弯曲的凹形自由边缘，以便与阶梯状圆柱形插件的轮廓相适合。这就使得有可能无须采用线性滑件就可进行十个一组的造型，由此利用上述分隔件可使各组构件保持略有间隔。
如上所述，由于使圆柱形插件可与不同基本构件的轴向插座适配的转动配置，使其顶端的径向槽在所需的角度位置上定位。如果基本构件在其一个表面上设有星形的轴向凹槽，而在另一面上有一在径向位置的延伸部分或垂直的凸棱，则虽然并不是非常随意的，但也可达到同样效果。在堆叠连接中，可将舌状件插入所选定的星形或辐射状槽中。
为了更好地理解本发明的特征并构成本说明书的一个整体部分，在此提供了一些附图。参照这些附图以例证和非限定性的方式对本发明进行如下说明。
图1是一正方形基本构件的透视图，该构件包括一以其底面插入的圆柱形插件，并以分解展开的方式表示放在顶部上的另一个圆柱形件。
图2是方形基本构件的剖视图，包括一以其底面插入的圆柱形插件。
图3是具有三个装在不同位置的圆柱形插件的方形基本构件的平面图，上述圆柱形插件中的一个已与另一方形基本构件垂直地相连接。
图4是成套插装件的一对元件的透视图，该元件通常为三角形，二者互补为一个方形基本构件，这两个零件均有实现其企口联接的互连装置。
图5是被限定为铰接件的成套插装件的另一构件的透视图，该构件由两个与相应的方形基本构件类似的臂铰接而成。
图6是具有一个镶嵌主题的矩形游戏板的透视图，该构件可通过利用某些可插入基本构件的轴向凹槽或环形凹槽中的饰板而构成，这些饰板有两种类型方形和三角形。
图7是用于构成一镶嵌图案的插装式方形饰板之一的透视图，读者可以从顶部看到该构件的正面，并可从底部看到其反面。
图8是通过对角地切割图7所示方形饰板而获得的三角形饰板的透视图。
图9是与方形饰板类似的一个构件的透视图，该构件具有一个比饰板长的同轴的圆柱形延伸部分和一较小的轮廓面，它可用作拆除在游戏板顶部的饰板本身的元件。
图10是一个包括一组形成一玩具娃娃的插装件的启发性教学玩具的透视图。
图11是部分成套插装件的示意透视图，这些构件限定了一个具有装入其相应的空腔中的数目的模板，根据由相应的数字确定其个数的圆柱形插件的插孔数量，决定采用不同的基本构件。
图12是成套插装件中的另一类构件的透视图，此类构件由带有一基本件定位凹槽的总计为十个一组的滑件限定，在启发性教学示范中，同样可借助于企口联接装置进行插装。
图13是具有若干组组合在一起的十个为一组的基本构件的游戏板的透视图，它们中的每一个借助于包括在所述成套插装件中的分隔件与相邻构件平行地分开，由此可用于组成数字并用它们进行运算。
图14是显示借助于包括在成套插装件中的分隔件进行两个基本构件的联接的平面图，上述分隔件如该图中的局部透视图所示。
参看图中所用的序号，我们可以看到用于本发明的启发式教学玩具的成套插装件包括一类由平行六面体方形基本构件形成的构件，并且在图1的情况下具有四方形的轮廓，这就是基本构件1的基面。其余的构件具有一个与上述构件并联的表面，直至达到包括十个基本单元的最大长度。
基本构件包括一个周边槽2，而在两个邻接的边缘上有舌状件3，以便彼此间形成企口连接。
四方形的基本构件1包括一个轴向凹槽4，用于插入圆柱形的插件5。如上所述，为了使圆柱形插件可插在基本构件1的顶部或底部，在两个表面上均设有相应的环形凹槽6，从圆柱形凸缘8伸出的圆柱形插件5的周边轴向销7通过上述的两个表面在环形凹槽6中移动。
从图1中显而易见，序号9表示圆柱形插件5顶部的径向槽，该槽通向两侧，其内具有一个较小的宽度。
图2示出了圆柱形插件5在基本构件1底部的联接，将圆柱形插件5的四个顶销7插入位于基本构件1的底面上的环形凹槽6中。如果在顶部已经插装了圆柱形插件，那是将圆柱形插件5的四个底销7插入位于基本构件1的顶面上的环形凹槽6中。这样就可实现不同的基本构件1的叠置。
现在具体地参见图3，可以看出，由于基本构件的厚度与在圆柱形插件5的底面上的轴向销7之间的距离相对应，可将基本构件1垂直于圆柱形插件5放置，在上述的轴向销7之间保持固定。借助于在销7的接触面上设置的一些小凸起10可稳定对中连接的位置，这些凸起可插入位于基本构件1的较大表面上并靠近其周向边缘的相应沟槽11中。
为了稳定圆柱形插件5和基本构件1之间转动的相对位置，基本构件1的环形凹槽6的壁上设有一些与圆柱形插件5的轴向销7相接合的小齿12。
在图4中，被称为方形基本构件的“半件”的三角形件用序号13和14标注。其轮廓为直角三角形，其直角边之一设有一个在不同的基本构件之间形成共面联接用的相应的舌状件3。相应的斜边上加工有基本构件1的轴向半槽4。因此，上述的三角形件13和14包括周边槽2和环形凹槽6的相应部分。由于构件13包括一对凸起15，而另一三角形构件设有凹槽16，所以，两构件可以企口联接的方式相互联接。凸起15的间距与环形凹槽6的直径相对应，以便允许这个半件与垂直放置的基本构件1连接。
在图5中，成套插装件的另一类基本构件用序号17标注。由于此类构件具有构成铰接的铰链的臂或者部分零件，所以，它形成一个铰接体。由于它们具有供不同构件的不同联接用的周边槽，舌状件，轴向凹槽和环形凹槽，所以它们之中的每一件都由与基本构件1类似的对应构件限定。
在图5的局部放大图中，我们可以看到是如何使对应于臂沿一个方向和另一方向成45°和90°的共面位置的铰链的不同角度位置保持稳固的。可以看到，将臂的边缘以45°斜切，以利于90°的角度位置。
现在具体地参看图6至9，其中示出了利用成套插装件的特定构件获得镶嵌图形的方法，在此情况下，靠基本构件1，可插入的饰板19和其它类似的通过对角地切割基本构件而得到的三角形构件拼成一块矩形游戏板。上述的三角形饰板用序号20标注。饰板19可借助于在其底面上设置的一个环形凸起和在顶面上设置的一个环形槽而堆叠，环形凸起和环形槽处于相对的位置上。这些饰板19最好设有一共轴的空心圆柱形短柱以用于插入在反向位置上的其高度可能是最为合适的一个基本构件1的轴向凹槽中。在图9中，用于拆除饰板19和20的工具用序号21标注。其同轴的圆柱形短柱明显地比较长，以便于夹持。该拆除工具21的四方形轮廓的尺寸小于对应于饰板19的尺寸，以便当正在形成一镶嵌的装饰主题，如图6所示的蝴蝶时，不与邻接的构件干涉。
在图10中可以看到，用不同的基本构件1(在本实施例中具有方形轮廓)与铰接件17和三角形件13和14一起组成一个玩具娃娃。
在图11中，矩形的模板22包括与基本构件1的尺寸相适应的平行槽或凹槽23，这些凹槽具有不同的长度，该长度与在本实施例中位于上述槽或凹槽底部的标注数码的相关个数一致。上述模板22具有一个周边槽2，以便可与本结构的其它组合构件共面地连接。借助于该周边槽，或者还借助于紧固钳状物24，可以将若干由硬纸板制成的构件放至适当的位置，以便构成一个物体，玩具娃娃，动物或场所，由此获得有助于学生进行数字运算的形象情景。
在图12中，用序号25总体标注成套插装件的另一类组合构件，此类组合件是一个设有一短形狭槽或凹槽23的滑件，其中可放入基本构件1，以便完成“十个一组”；在本例中这是通过两个基本构件形成的，每个基本构件设有五个轴向凹槽，代表数字5，并且它可以包括或者可以不包括圆柱形插件5。上述滑件25包括周边槽和侧舌状件，用于在各种不同的滑件和/或模板22之间形成共面连接，并且还允许与基本构件1本身以共面的方式联接。滑件25的宽度与对应于基本构件1的侧边的尺寸的两倍相当，其长度相当于上述方形基本构件的侧边长度的十三倍。
在图13和14中可以看到用序号26标注的具有“H”形断面的分隔件，其特点是在构成壹佰的组合造型时逐组间隔正在形成的十个一组的基本构件1。于是，在图13的实例中，已经形成数目76，它可作为已形成的另一数目的加数，直至靠分隔件26定距的十个平行的纵行实现总计达壹佰的组合为止。
权利要求
1.用于启发性教学玩具的成套插装件，包括一个带有用于与其它基本构件形成共面联接的企口式互连装置的平行六面体基本构件，在其边缘设有周边槽，以便单独的或者固定地插入在其部分边缘上作为延伸部分的扁平件或舌状件，其特征在于，该成套插装件包括一个可与上述平行六面体基本构件连接的由一阶梯形圆柱形插件构成的圆柱形构件，该圆柱形构件设有至少一个轴向接纳凹槽，由于设有装在基本构件的一个与上述相应的凹槽同心的环形凹槽中的周边轴向销，上述插件可在其插座中转动；上述销的端部凸起并且容放基本构件的环形凹槽具有“C”形断面，以便于插装。
2.如权利要求1所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，上述基本构件的环形凹槽以及圆柱形插件的轴向销设在两个表面上，以便允许圆柱形插件插基本构件的顶部或底部。
3.如权利要求1或2所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，上述圆柱形插件的顶部设有一条与周边相通的径向槽。
4.如权利要求1至3所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，上述圆柱形插件的轴向销，至少是其底部的轴向销，在其侧面有一些小凸起，以便插入位于基本构件的较大表面上的相应沟槽中，这时由于上述销之间的间隔与上述基本构件的厚度一致，在将该基本构件相对于上述圆柱形插件放在一径向位置上并处于边缘时，使基本构件在销之间沿转角为90°的两个垂直位置保持固定。
5.如上述权利要求中的任一项所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，用于插入上述圆柱形插件的轴向销的基本构件的环形凹槽设有一些小齿，这些小齿随上述插件的销移动，以便标注圆柱形插件的径向槽的不同固定位置。
6.如上述权利要求中的任一项所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，借助于上述插件的顶部销和底部销可使上述基本构件堆叠起来，还可借助于套管，以其两端插入上述基本构件的相应环形凹槽中而实现所述基本构件的上述堆叠。
7.如权利要求6所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，上述套管具有成堞形地形成与圆柱形插件的插脚形状和数量相同的腿的边缘。
8.如上述权利要求中的任一项所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，上述基本构件具有方形轮廓和一个单独的轴向凹槽，在两个相邻的边缘上具有两个固定的或单独的侧舌状件。
9.如权利要求8中所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，将上述的方形基本构件分成两个互补的三角形件，该三角形件可以包括或者可以不包括一个轴向凹槽并具有两个共面联接的侧舌状件，上述三角形件中的每一件在其与斜边对应的边缘上，在轴向凹槽的每一侧具有若干互补的突起和凹槽，以便形成它们之间的企口连接。
10.如权利要求9所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，在上述的同一个半件上，以与基本构件的同心的环形槽的直径相对应的相互间距设有突起，以便允许此半件与正交地放置的基本构件连接。
11.如权利要求8所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，该套插装件包括一由两个方形基本构件限定的铰接件，两个方形基本构件之一在其无舌状件的边缘之一上有两个互相平行并与其平面垂直的销，以便与在另一类似的方形基本构件上所设的互补的突起相联接，使其有可能在180°范围内以不同的稳定角度位置一同形成一个铰接体；使靠近铰链的两个臂的纵向边缘被斜切，以便允许沿一个方向或另一方向旋转90°。
12.如上述权利要求中的任一项所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，该套插装件包括一些饰板，该饰板在其底部设有一个凸起，该凸起可插入方形的，细长的矩形基本构件，互补的三角形件，或者铰接件的臂的轴向凹槽或共轴的环形凹槽。
13.如权利要求12所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，在其底部有一环形凸起的上述饰板在其顶面上设有一与底面的环形凸起相对应的环形凹槽，由此是可以堆叠的并且可设置一中空的同轴圆柱形短柱，以便其在反向位置插入基本构件的轴向凹槽中。
14.如权利要求13所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，上述饰板的底部环形凸起是间断的并具有四段，其间距允许在两个位置正交地配置另一饰板或硬纸板的折叠件等。
15.如权利要求12至14中的任一项所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，当上述饰板被一个对角平面剖切时，它被分成两件。
16.如权利要求1所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，该套插装件包括一些设有周边槽的矩形模板，并且其表面上有一些平行的凹槽，以便插入限定基本的方形表面的倍数的方形基本构件和另一些细长的基本构件，直至达到使其与数目十相对应，从而具有所标示的相应数码形状。
17.如权利要求1所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，该套插装件包括一些具有周边槽和共面连接舌状件的矩形滑件，在其表面上有一条纵向凹槽，用于插入有十个轴向凹槽的基本构件或者其它较小的基本构件的组合。
18.用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，它包括-设有至少一个轴向凹槽和同心的环形槽以及一个周边槽和共面连接舌状件的基本构件；-通过按照对角平面剖切方形基本构件而形成的三角形基本构件并且在二者之间具有企口连接装置；-方形饰板，在其底面上设有一连续的或间断的环形凸起，以便插入基本构件的环形凹槽中，在其顶面上还具有一用于堆叠联接的环形凹槽和一共轴的圆柱形短柱，以便沿反向位置插入基本构件的轴向凹槽中；-三角形饰板，在沿一对角面剖切方形饰板时形成，允许形成作为游戏板的矩形板，或者允许上述板借助于所述的三角形基本构件构成一镶嵌图形的轮廓，放置所需的方形或三角形饰板，以便在上述的板上形成另一些镶嵌图形。
19.如权利要求18所述的用于启发性教学玩具的成套插装件，其特征在于，还包括铰链型的铰接件，其臂与方形基本构件类似，允许形成三维的并且可拆的结构。
全文摘要
成套插装件主要包括一些平行六面体基本构件(1),在其边缘设有周边槽,用以插入从部分边缘伸出的舌状件(3)。该基本构件还设有至少一个轴向凹槽(4),以便接纳体现为阶梯形圆柱形插件(5)的另一构件,由于设有装入基本构件(1)的与相应凹槽同心的环形凹槽(6)中的四个周边轴向销(7),圆柱形插件可在其插座中转动。最好在两个表面上均设置环形凹槽(6)以及轴向销(7)。圆柱形插件(5)有与周边相通的径向槽(9)。通过对角地切割方形基本构件(1)还形成另外的三角形件(13,14),它们设有用于互联的凸起(15)和槽(16)。该套插件还包括铰链型的铰接件(17),其翼与方型基本构件(1)相类似。该套插件还包括饰板(19),它们借助于任何其它的构件的环形凹槽(6)彼此平整地装配在一起并插入轴向凹槽(4);还有作为二分之一元件的三角形饰板(20)。利用基本构件(1),可以与方型饰板(19)和三角形饰板(20)一起在游戏板上构成镶嵌图形。
文档编号G09B1/36GK1180440SQ9619215
公开日1998年4月29日 申请日期1996年11月8日 优先权日1996年11月8日
发明者曼努埃尔·莱莫斯·梅伦德斯 申请人:曼努埃尔·莱莫斯·梅伦德斯