三维智力玩具及其制造方法

专利名称：三维智力玩具及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种三维智力玩具，及一种将一个立体物体的全部或一部分或者该物体的表面变成三维智力玩具的方法。
背景技术：
可移动块式智力玩具在现有技术中是已知的。这种智力玩具最著名的例子可能是Rubik魔方，这种魔方的初始形式是一个六面立方体，每面被分成九块。这九块中的八块可以按照一种滑动的方式运动，在滑动中可以排列不同的颜色(或印刷标记，或者其它类似的标记)以完成智力游戏。
这里描述的智力玩具是一种其部分或者全部部件能够在智力玩具的物理约束范围内移动到其它位置。必须满足三个条件首先，每次运动必须包括一个以上部件；其次，这些部件必须按照智力玩具上的约束来移动；最后，当部件处于适当位置时，每个运动部件必须有一条以上的“路线”。
游戏的目标是将这些部件移动到某种希望的模式或者从打乱的状态变回初始的形状。下面是这类智力玩具两个例子。
在第一个例子中，如果部件是如上所述的一些彩色表面或字母，或者其它类似情况，游戏者可以拼出某种色彩模式或者用一些字母拼成词汇，或者按照一些游戏者自己建立的规则在一定的时间内拼成规定的色彩模式或词汇。
在第二个例子中，如果部件是一些印刷图案、卡通或者特定图案，则游戏者需要找到一种方法，将全部部件从打乱的位置移回它们相应的初始位置。
这样的智力玩具已经被熟知，并且已经设计出一些其它形状和尺寸的这种智力玩具。这样的智力玩具包括，但不限于，下列专利中公开的智力玩具，所有的这些文献结合于此作为参考。
专利号发明人D 190,660 Moto6,626,431 Possidento6,129,356 Li5,992,850 Li5,826,871 Li5,271,688 Chang4,706,956 Abu-Shumays等4,593,907 Abu-Shumays等4,586,713 Abu-Shumays等4,558,866 Alford4,540,177 Horvath4,478,418 Sherman，Jr.
4,474,377 Ashley4,453,715 Halpem4,451,039 Hewlett，Jr.
4,427,197 Doose4,421,311 Sebesteny4,415,158 Engel4,405,131 Horvath4,378,117 Rubik4,378,116 Rubik4,344,623 Isobe3,690,672 Dreyer3,655,194 Pierson3,081,089 Gustafson636,109Bowers发明内容本发明提供了一种制造N×N×N元件(其中N表示任何正整数)的Rubik魔方类智力玩具，但不仅限于立方体的形状。本发明中的智力玩具可以用来形成很多本发明中说明的智力玩具设计。
本发明使用一个立体物体的球形部分、半球形、柱形或圆形区域或者物体的表面，将它们分成不同的部件。如果该物体上没有这样的球形部分、半球形、柱形或圆形区域，或者由于任何原因现有的部分无法使用，则可以在允许的情况下，制造一些合适的部件。当任何部分或其分解部件可以与其它平面或球形或圆形或柱形表面共用时(部件间的替换)，则可以形成该智力玩具。本发明的思想非常简单，而其应用可以是多功能的。
根据本发明的第一方面，提供了一种三维滑动元件智力玩具，包括一个至少有一个圆形或环形横截面的芯部件；和多个可以互相接合并至少能沿所述横截面的纵向轴在所述芯部件外表面上滑动的智力玩具部件；其中至少一个所述智力玩具部件相对于其它智力玩具部件能按照至少两种不同路径有选择性地运动；并且其中所述智力玩具部件互相接合，以便相对滑动。
根据本发明的第二方面，提供了一种三维滑动元件智力玩具，包括一个至少有一个圆形或环形横截面的芯部件；多个能在所述芯部件外表面上滑动的智力玩具部件；和多个与所述芯部件外表面接合的插栓部件，每一个所述的插栓部件都有一个外部部分和一个内部部分；其中所述多个智力玩具部件之间可以互相接合和/或可以与至少一个所述插栓部件互相接合，以便相对滑动；其中至少一个所述智力玩具部件相对于其它智力玩具部件能按照至少两种不同路径有选择性地运动；其中至少一个所述智力玩具部件具有一个外部部分和一个内部部分；并且其中所述智力玩具部件的所述内部部分与至少一个插栓部件接触。
根据本发明的第三方面，提供了一种三维滑动元件智力玩具，包括一个至少有一个圆形或环形横截面的芯部件；多个能在所述芯部件外表面上滑动的智力玩具部件；和多个接合在所述芯部件外表面上的插栓部件；其中所述智力玩具部件之间可以互相接合和/或可以与所述插栓部件互相接合，以便相对滑动；其中至少一个所述智力玩具部件相对于其它智力玩具部件能按照至少两种不同路径有选择性地运动；并且其中所述插栓部件和所述智力玩具部件直接或间接互相接合，以便相对滑动。


下面仅以举例的方式，结合

本发明的优选实施方案，其中图1A至图1D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形智力玩具片由一个基本上成方形的部分和四个边缘活页组成。
图2A至图2D分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该球体由六片如图1D中所示的片组成，其中相邻的片共用边缘活页。
图3A至图3D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形片由图1D中所示的片派生而来。
图3E至图3H分别表示了图3D中所示的片的分解俯视图、分解侧视图、分解前视图，和分解立体图。
图4A至图4D分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该球体由六片图3D中的片形成，其中相邻的片共用边缘活页。
图5A至图5D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形智力玩具片由一个基本上成五边形的部分和五个边缘活页组成。
图6A至图6C分别表示了一个球体的俯视图、侧视图，和前视图，该球体由十二片如图5D中所示的片组成，其中相邻的片共用边缘活页。
图7A至图7D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形片由图5D中所示的片派生而来。
图8A至图8C分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，该球体由十二片如图7D中所示的片组成，其中相邻的片共用边缘活页。
图9A至图9D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形智力玩具片由一个基本上成三角形的部分、三个大边缘活页和三个小边缘活页组成。
图9E至图9G分别表示了图9D中所示的片的分解俯视图、分解侧视图、分解前视图。
图10A至图10C分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，该球体由四片如图9D中所示的片组成，其中相邻的片共用边缘活页。
图11A至图11D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形片由图9D中所示的片派生而来。
图12A至图12D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形智力玩具片由一个基本上成三角形的部分和三个边缘活页组成，形成如图11D中所示的片的一部分。
图13A至图13C分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，该球体由四片如图11D中所示的片组成，其中相邻的片共用边缘活页。
图14A至图14D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形智力玩具片可用于与如图11D所示的拱形片组成如图13A所示的球体。
图15A至图15D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形智力玩具片由五个基本上成三角形的部分和十个边缘活页组成。
图16A至图16C分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、和前视图，该球体由十二片图15D中的片形成，其中，相邻的片共用边缘活页。
图17A至图17D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形片由图15D中区域派生而来。
图18A至图18D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形片由图15D中所示的片进一步派生而来。
图19A至图19C分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，该球体由十二片图17D中的片组成，其中相邻的片共用边缘活页。
图20A至图20C分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，该球体由十二片图18D中的片组成，其中相邻的片共用边缘活页。
图21A至图21D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形片由图17D中所示的片派生而来。
图22A至图22D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形片由图18D中所示的片派生而来。
图23A至图23D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形片由一个五边形部分、五个三角形活页和五个中间活页组成。
图23E至图23H分别表示了图23D中所示的片的分解俯视图、分解侧视图、分解前视图，和分解立体图。
图24A至图24C分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，该球体由十二片图23D中的片组成，其中相邻的片共用边缘活页。
图25A至图25D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形片由一个三角形部分、九个小活页和三个边缘活页组成。
图26A至图26C分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，该球体由二十片图25D中的片组成，其中相邻的片共用边缘活页。
图27A至图27D分别表示了一个具有二十七个组成部分的拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图28A至图28C分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，该球体由二十片图27D中的片组成。
图29A至图29D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形片由一个五边形部分和五个边缘活页组成。
图30A至图30D分别表示了一个拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该拱形片由一个六边形部分和六个边缘活页组成。
图31A至图31C分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，该球体由十二片图29D中的片和二十片图30D中的片组成，其中相邻的片共用边缘活页。
图32A至图32D分别表示了一种进一步设计的拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图33A至图33D分别表示了另一种设计的拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图34A至图34D分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该球体由六片如图32D中所示的片或八片如图33D中所示的片组成，其中相邻的片共用边缘活页。
图35A至图35D分别表示了一个半球体的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，两个这样的半球体可以组合成图34D中所示的球体。
图36A至图36D分别表示了一个由四个半拱形组成的半球体的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图37A至图37D分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该球体由两个图36D中所示的半球体组成。
图38A至图38D分别表示了另一种设计的拱形智力玩具片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图38E至图38H分别表示了图38D中所示的片的分解俯视图、分解侧视图、分解前视图，和分解立体图。
图39A至图39D分别表示了一种柱形环的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该柱形环用于构成图38D中所示片的侧面。
图40A至图40D分别表示了另一种柱形环的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该柱形环用于构成图38D中所示片的侧面。
图41A至图41D分别表示了一种筒的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该筒的智力玩具部分由十五片如图38D所示的片或两个如图39D所示的柱形环和一个如图40D所示的柱形环构成。
图42A至图42D分别表示了一种柱形环的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该柱形环可置于如图39D所示的柱形环周围，从而该部件可置于如图41D所示的筒上。
图43A至图43C分别表示了一个部件的俯视图、侧视图、前视图，该部件由两片拱形智力玩具片互相接合形成。
图44表示了一个环，该环可由八个如图43A所示的部件组成。
图45A至图45D分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该球体上具有容纳如图44中的环相对滑动的槽。
图46A至图46D分别表示了一种智力玩具的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该智力玩具由以正交方式接合的三个图44中的环以及一个图45D中的球所组成。
图47A至图47D分别表示了一个柱形环的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图48A至图48D分别表示了一个柱形扇区的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图49A至图49C分别表示了一个杯体的俯视图、侧视图、前视图，该杯体的智力玩具部件由十个如图47D所示的柱形环或二十个如图48D所示的柱形扇区组成。
图50A至图50D分别表示了一个柱形环的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图51A至图51D分别表示了一个1/6片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图52A至图52D分别表示了一个1/12片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图53A至图53D分别表示了一个带有智力玩具的容器的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图54A至图54D分别表示了一种智力玩具的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该智力玩具由两个图53A至图53D中所示的容器组合而成。
图55A至图55D分别表示了一个智力玩具部件的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图56A至图56D表示了一个芯体，图55A至图55D示出的智力玩具部件可以相对于该芯体而运动。
图57A至图57D分别表示了一个空心智力玩具部件的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图58A至图58D分别表示了一个由立方体生成的球体的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图59A至图59C分别表示了一个由十二面体生成的球体的俯视图、侧视图，和前视图。
图60A至图60C分别表示了一个由二十面体生成的球体的俯视图、侧视图，和前视图。
图61A至图61C分别表示了一个由四面体生成的球体的俯视图、侧视图，和前视图。
图62A至图62C分别表示了一个由32面“足球体”生成的球体的俯视图、侧视图，和前视图。
图63A至图63D分别表示了一个由平面切割面切割形成的拱形四方片的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图64A至图64D分别表示了一个去除了障碍物的球体的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该球体由六片如图63D中所示的片组成。
图65A至图65D分别表示了一个锥形切割面同时切割两片拱形片的各条边中的一条时的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图66A至图66D分别表示了一个去除了障碍物的球体的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图67A和图67D分别表示了一个反相的锥形切割面同时切割两片拱形片端部的俯视图和立体图。
图67B是沿图67A中B-B线的剖视图。
图67C是沿图67A中C-C线的剖视图。
图68A至图68D分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该球体的障碍物被图67D中所示的锥形切割面清除。
图69A和图69B分别表示了第一种用柱形切割面切割智力玩具部件的方法的俯视图和侧视图。
图69C和图69D分别表示了用如图69A和图69B中所示的布置切割出的智力玩具部件的俯视图和侧视图。
图70A和图70B分别表示了第二种用柱形切割面来切割智力玩具部件的方法的俯视图和侧视图。
图70C和图70D分别表示了用如图70A和图70B中所示的布置切割出的智力玩具部件的俯视图和侧视图。
图71A和图71B分别表示了第三种用柱形切割面来切割智力玩具部件的方法的俯视图和侧视图。
图71C和图71D分别表示了用如图71A和图71B中所示的布置切割出的智力玩具部件的俯视图和侧视图。
图72A和图72B分别表示了第四种用柱形切割面来切割智力玩具部件的方法的俯视图和前视图。
图72C和图72D分别表示了用如图72A和图72B中所示的布置切割出的智力玩具部件的俯视图和前视图。
图73A和图73B分别表示了第五种用柱形切割面来切割智力玩具部件的方法的俯视图和前视图。
图73C和图73D分别表示了用如图73A和图73B中所示的布置切割出的智力玩具部件的俯视图和前视图。
图74A至图74C分别表示了一个球体的俯视图、侧视图、前视图，该球体由三个图69C-D、图70C-D、图71C-D、图72C-D，及图73C-D中的部件组装而成。
图75A至图75C分别表示了一种拱形智力玩具片的俯视图、前视图、侧视图。
图75D表示了一个球体的顶视图，该球体由多个如图75A-75C中所示的片组成。
图76A至图76C分别表示了另一种拱形智力玩具片的俯视图、前视图、侧视图。
图76D表示了一个球体的顶视图，该球体由多个如图76A-76C中所示的片组成。
图77A至图77C分别表示了本发明实施方案之一中的几个部件的分解俯视图、分解侧视图、分解前视图。
图78A至图78D分别表示了一个球体的俯视图、前视图、侧视图，和立体图，该球体由图77A至图77C中所示的部件构造而成，但为了表示内部的球，拆除了一个拱形智力玩具片。
图79A至图79C分别表示了图77A至图77C中所示三角形智力玩具片的俯视图、侧视图，和前视图。
图80A至图80C分别表示了图77A至图77C中所示活页的俯视图、侧视图，和前视图。
图81A至图81D分别表示了一个部件的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该部件是图47A-D中所示柱形环和图48A-D中所示柱形扇区的组成部分。
图82A至图82D分别表示了一个弹簧盘的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该弹簧盘是图16A-C中所示球体的附加部件。
图83A至图83D分别表示了一个插栓的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该插栓是图16A-C中所示球体的另一个附加部件。
图84表示了由多个图82A-D中的弹簧盘和多个图83A-D中的插栓所组装成的一个内部球。
图85表示了组装中的实际插栓。
图86表示了向弹簧盘上安装了多个三角形的智力玩具部件后的组装部件。
图87A至图87D分别表示了一个框架的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图88A至图88D分别表示了一个图87A-87D中所示的框架的分解俯视图、分解侧视图、分解前视图，和分解立体图，该框架上带有图9A-9G中所示的球形区域部件。
图89A至图89D分别表示了一个图91A-D中所示组装件的第一半体的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图90A至图90D分别表示了一个图91A-D中所示组装件的第二半体的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图91A至图91D分别表示了一个智力玩具组装件的俯视图、侧视图、前视图，和立体图，该组装件基本上是一个变形成特殊物体的球体，由两个图89A-D中所示半体和两个图90A-D中所示半体组装形成。
图92A表示了一个在图37A-D中所示球体的基础上变形而成的长杆形智力玩具组装件的立体图。
图92B和图92C表示了图92A中所示杆围绕一个平面旋转的两个相应视图。
图93A至图93D分别表示了一个具有十六个片的柱形环的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图94A至图94D分别表示了以成正交的方式接合的三个图93A-D中所示的环与一个内部球组成一个智力玩具的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图95A至图95D分别表示了图94A-D中所示环的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图96A至图96D分别表示了图94A-D中所示内部球的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图97A至图97D分别表示了一个方形插栓的俯视图、侧视图、前视图，和立体图。
图98A和图98C分别表示了一个是球体1/8的拱形智力玩具片的前视图和仰视图。
图98B是沿图98A中D-D线的剖视图。
图98D是图98A中所示球壳的立体图。
图99表示了组装在内部球上的图97A-97D中所示插栓的六个柱和图98A-D中所示的八块内部三角形壳，将插栓的顶层和外壳片被隐去以显示组装件。
图100表示了组装中的实际插栓。
图101A是图100中所示完整球体的前视图。
图101B是沿图101A中E-E线的剖视图。
图102A至图102D分别表示了一个三角形插栓的俯视图、侧视图、立体图，和仰视图。
图103A至图103C分别表示了一个是球体1/8的拱形片的俯视图、侧视图和前视图。
图104表示了一个由多个图102A-C中所示的三角形插栓和多个图103A-C中所示的拱形外壳片组装而成的球体。
图105A和图105B表示了一个组装到图104中所示球体上的内部球的两个立体图，图中有四片图103A-C中的拱形外壳片未予显示。
图106A显示了一个是球体1/6的拱形片。
图106B显示了用于将相邻的拱形外壳片连接在一起的导轨。
图106C显示了一个六边形插栓。
图107A显示了一个组装球体。
图107B中将图107A中球体的拱形外壳片顶层隐去，以显示球体内部。
图108A显示了拆除插栓和导轨后，图107B中所示的球体。
图108B显示了将“裸露的”插栓和“裸露的”导轨装回球体，而将插栓和导轨的顶层隐去以显示下面的结构。
图109A显示了一个插栓。
图109B显示了一个是球体1/6的拱形片。
图110A显示了一个组装球体。
图110B中将图110A中球体的拱形外壳片顶层隐去，以显示球体内部。
图111A显示了将图110A中球体拱形外壳片的一半除去。
图111B显示了图111A中的球体，其中拱形外壳片的顶层和插栓都被隐去以显示下面的结构。
图112A至图112F显示了一个是半球体1/4的拱形片的各种视图。
图113显示了一个插栓。
图114显示了用三个图113中所示的插栓将多个图112A-F中所示的拱形外壳片安装到一个内部球上。
图115显示了图114中所示结构的替代布置，其中具有附加插栓。
图116显示了另一种替代布置，其中附加的插栓被导轨代替。
图117A显示了方形插栓的使用，代替了图115中所示的插栓。
图117B显示了在图117A中的智力玩具所使用的方形插栓。
图118显示了方形插栓的使用。
图119A显示了一个是半球体1/4的拱形外壳片。
图119B显示了一个插栓。
图120显示了一种使用多个图119B中所示插栓的智力玩具。
图121显示了另外一种使用多个图119B中所示插栓的智力玩具。
图122A显示了一种与图120中所示类似的智力玩具，其上用导轨填充插栓之间的间隔。
图122B显示了图122A中所示智力玩具使用的导轨。
图123A至图123E显示了一个是半球体1/4的拱形片的各种视图。
图124A显示了一个组装球，该球具有安装有多个插栓和导轨的内部球，图中除去了四片拱形外球壳片以显示内部细节。
图124B显示了一个插栓。
图124C显示了一个导轨。
图125A至图125E显示了一个是半球体1/4的拱形片的各种视图。
图126A显示了一个组装球，该球具有安装有多个插栓和导轨的内部球，图中除去了三片拱形外球壳片以显示内部细节。
图126B和图126D显示了图126A中插栓的两个立体图。
图126C显示了图126A中的导轨。
图127A显示了一个组装球，该球具有安装有多个插栓和导轨的内部球，图中除去了三片拱形外球壳片以显示内部细节。
图127B显示了一个图127A中组装件使用的插栓。
图127C显示了一个图127A中组装件使用的导轨。
图127D显示了一个图127A中组装件使用外球壳片。
图128A显示了一个带有突出肋的导轨。
图128B至图128D显示了一个带有一个柱的插栓的各种视图。
图129A和图129B显示了一个使用图128A中所示导轨和图128B-D中所示插栓的智力玩具地球仪。
图130和图131A-C显示了另一个由图128A中所示导轨和图128B-D中所示插栓组成的智力玩具地球仪的各种视图。
图132A至图132D显示了又一个使用图128A中所示导轨和图128B-D中所示插栓的智力玩具地球仪，其中插栓的柱和导轨的肋分别被加宽以及不突出。
图133A显示了一个带凹槽的内部球。
图133B显示了一个是球体1/6的拱形智力玩具片。
图134A显示了由一个图133A中的内部球和多个图133B中的片组成的一个组装球体。
图134B显示了与图134A相同的球体，但拱形外壳片的顶层被隐去以显示它们的插栓置于切出的凹槽中。
图135A显示了一个在其赤道区域预安装了六个插栓的内部球。
图135B显示了一个是球体1/6的带凹槽拱形智力玩具片。
图136A显示了由图135A中的内部球和五片图135B中的片组成的一个组装球体。
图136B显示了与图136A相同的球体，但拱形外壳片的顶层被隐去以显示内部结构。
图137A至图137D显示了一个由图10A-C中的智力玩具设计变形得到的容器的各种视图。
图138A至图138D显示了一个由图14A-D中的球体片变形得到的容器的各种视图。
图139A至图139D显示了一个由图24A-C中的智力玩具设计变形得到的容器的各种视图。
图140A至图140D显示了一个由图34A-C中的智力玩具球变形和简化得到的容器的各种视图。
图141A至图141D显示了一个智力玩具的各种视图，该智力玩具以图2A-D中的智力玩具为基础，但改变了切割面。
图142A至图142F显示了一个智力玩具球的各种视图，该智力玩具球以图10A-C中的智力玩具球为基础，但改变了切割面。
图143A至图143D显示了一个智力玩具的各种视图，该智力玩具以图142A-F中的智力玩具球为基础，而相应地图142A-F中的智力玩具球以图10A-C中的智力玩具球为基础，但具有一个不同的切割面。
图144A至图144D显示了一个智力玩具的各种视图，该智力玩具从图10A-C中的智力玩具球变化生成，但改变了切割面的位置。
图145A和图145B分别显示了图143A-D中智力玩具的分解俯视图和分解侧视图，其中核心智力玩具是图142A-F中的智力玩具。
图146A至图146C显示了一个在图24A-C中智力玩具的基础上变形得到的智力玩具的各种视图。
图147是另一个根据本发明的智力玩具的分解图。
优选实施方案的详细说明图1A至图1D表示了一个由一个基本上成方形的部件102和四个相邻的边缘活页104组成的拱形智力玩具片100。六片这样的智力玩具片可以组合形成一个如图2A至图2D中所示的球体200。边缘活页104可以是相邻的片100共用的部件。具体地说，边缘活页104可以沿着它们各自的共同表面相对于方形部件102滑动。从而可以在部件102和边缘活页104的表面上设置图案或其它样式，因而形成智力玩具。
图3A至图3H表示了一个拱形智力玩具片300，其由图1A至图1D中所示的片派生而来。六个这样的片300可以形成一个如图4A至图4D中所示的球体400。可以看出在形成片300的部件之间有互锁配置，下面将对其进行更详细的讨论。
如上文说述，在一个Rubik魔方中，八个魔方块可以以滑动的方式运动，中间的块无法滑动，每一侧的三块可以看成与本发明中的“边缘活页”相似。而且，图4A至图4D中的智力玩具可以变成与5×5×5的Rubik魔方相似。然而，由于“分割块”之间的间隔不是为这一目的考虑的，因此消除了立方体的八个角(尖角)。通过调节“分割块”的间距和数量，可以作成N×N×N魔方。
图5A至图5D表示了一个由一个中央的五边形部件502和五个边缘活页504组成的拱形智力玩具片500，其中边缘活页可以沿着它们各自的共同表面相对于中央部件502滑动。十二个这样的片500可以组合成一个如图6A至图6C中所示的智力玩具球体600。在形成球体600时，边缘活页504是相邻的球形片500共用的部件。
图7A至图7D表示了一个由图5A至图5D中所示片派生出的拱形智力玩具片700，其中央部件502和边缘活页504进一步分割以形成额外的部分。十二个这样的片700可以组合成一个如图8A至图8C中所示的球体800。在形成智力玩具球800时，除了每片中央的五边形部件以外的所有部件都是相邻的球形片800共用的部件。
图9A至图9G表示了一个拱形智力玩具片900的各种视图，其由一个中央三角形部件902，三个大边缘活页904和三个小边缘活页906组成，其相互之间可以沿着它们各自的共同表面滑动。四个这样的片900可以组合成一个如图10A至图10C中所示的球体1000。在形成球体1000时，全部边缘活页904，906都可以是相邻的球形片900共用的部件。
图11A至图11D表示了一个由图9A至图9G中所示片派生出的拱形智力玩具片1100的各种视图。片1100包括另一个拱形智力玩具片1200，如图12A至图12D所示，片1200由一个基本上成三角形的中央部件1202和三个边缘活页1204组成，其中边缘活页1204可以沿着它们各自的共同表面相对于部件1202滑动。四个这样的片1100可以组合成一个如图13A至图13C中所示的球体1300。另一方面，智力玩具球1300可以由拱形智力玩具片1100和如图14A至图14D中所示的智力玩具片1400代替组成。如果片1400被看成旋转部分，则全部部件都是相邻的片1100，1400共用的部件。另一方面，如果片1100被看成旋转部分，则除了片中央的三角形部件以外的所有部件都是相邻的片1100，1400共用的部件。
图15A至图15D表示了一个由五个基本上成三角形的部分1502和十个边缘活页1504组成的拱形智力玩具片1500。十二片1500可以组合成一个如图16A至图16C中所示的智力玩具球1600。在形成球体1600时，全部部件都是相邻的片1500共用的部件。
图17A至图17D表示了一个拱形智力玩具片1700的各种视图，而图18A至图18D表示了一个拱形智力玩具片1800的各种视图，它们都是从图15A至图15D中所示的片1500派生而来。十二片这样的片1700或十二片这样的片1800可以组合成一个如图19A至图19C中所示的智力玩具球1900，或一个如图20A至图20C中所示的智力玩具球2000。
可以看到，片1700和片1800分别具有如图21A至图21D中所示的拱形智力玩具片2100和如图22A至图22D中所示的拱形智力玩具片2200。在形成球体1900，2000时，全部部件都是相邻的片共用的部件。
图23A至图23H表示了由一个基本上成五角形的中央部件2302，五个基本上成三角形的边缘活页2304和五个内部活页2306组成的拱形智力玩具片2300，其相互之间可以沿着它们各自的共同表面滑动。十二个这样的片2300可以组合成一个如图24中所示的智力玩具球2400。在形成球体2400时，全部三角形活页2304和内部活页2306都是相邻的片2300共用的部件。可以看出，图7A-D中所示的片700可以看作与图5A-D中所示的片500加上图23A-H中所示的片2300相同。
图25A至图25D表示了一个拱形智力玩具片2500的各种视图，其由一个中央三角形部件2502，九个小活页2504和三个边缘活页2506组成，其相互之间可以沿着它们各自的共同表面滑动。二十个这样的片2500可以组合成一个如图26A至图26C中所示的球体2600。在形成智力玩具球2600时，全部活页2504和边缘活页2506都是相邻的球形片2500共用的部件。
图27A至图27D表示了一个具有二十七个部件的拱形智力玩具片2700的各种视图，这些部件相互之间可以沿着它们各自的共同表面滑动。二十个这样的片2700可以组合成一个如图28A至图28C中所示的球体2800。在形成智力玩具球2800时，扇区2700中的全部部件都是相邻的片2700共用的部件。
图29A至图29D表示了一个拱形智力玩具片2900的各种视图，其由一个拱形五边形中央部件2902和五个边缘活页2904组成，边缘活页2904可以沿着它们各自的共同表面相对于中央部件2902滑动。图30A至图30D表示了一个拱形智力玩具片3000的各种视图，其由一个拱形六边形中央部件3002和六个边缘活页3004组成，边缘活页3004可以沿着它们各自的共同表面相对于中央部件3002滑动。十二片2900和二十片3000可以组合成一个如图31A至图31C中所示的球体3100。在形成智力玩具球3100时，边缘活页2904，3004是相邻的片2900，3000共用的部件。
图32A至图32D表示了一个拱形智力玩具片3200的各种视图，而图33A至图33D表示了另一个拱形智力玩具片3300的各种视图，两者都由多个可滑动部件组成。六片3200或八片3300可以组合成一个如图34A至图34D中所示的智力玩具球3400。在形成智力玩具球3400时，除了片3200中央的大拱形方形部件3202，或片3300中央的大拱形三角形部件3302以外的所有部件都是相邻的片3200，3300共用的部件。
球体3400可由两个如图35A至图35D中所示的半球体3500组成，其中不同的部件相互之间可以沿着它们各自的共同表面滑动。
图36A至图36D表示了一个由四片3602组成的半球体3600，其中片3602相互之间可以沿着它们各自的共同表面滑动。两个这样的半球体3600可以用来组成一个如图37A-D中所示的球体3700。
本发明中的智力玩具也可以使用柱形环。图38A至图38H显示了一个拱形智力玩具片3800的各种视图，而图39A至图39D和图40A至图40D显示了与片3800的外形相应的两种不同柱形环3900，4000的各种视图。十五片3800或两个柱形环3900与一个如图40A-C中所示的柱形环4000可以用来组成一个如图41A至图41D中所示容器4100的智力玩具部分4102。全部部件都由相邻柱形环3900，4000所共用，且片3800的边缘活页也由相邻片3900，4000所共用。另一种如图42A至图42D所示的柱形环4200包含一个智力玩具部件4102，与柱形环3900接合，沿着它们各自的共同纵轴作相同的转动。
图43A至图43C表示了两片拱形智力玩具片4300，4302互相接合以形成一个装配件4304。八个这样的装配件4304可以组合形成一个如图44中所示的智力玩具环4400，其中部件相互之间可以沿着它们各自的共同表面滑动。三个环4400可以以正交的方式接合形成一个如图46A-D中所示的智力玩具部件，以安装到如图45A至图45D中所示的芯球4500上。环4400可以沿着球4500上的交叉槽4502运动。球4500上的槽4502可以根据环4400的外形制成。可以使槽4502光滑，仅在槽4502和环4400之间留出少许过盈量，以使环4400可以处于正确的位置。全部部件都是图46A-D中所示三个环4400的公用部件，且在组成环4400时，任一智力玩具片4300，4302的边缘活页都是相邻的片4300，4302共用的部件。
图47A至图47D显示了一个具有多个互锁智力玩具单元4702的柱形环4700的各种视图，这些单元相互之间可以沿着它们各自的共同表面滑动。图48A至图48D显示了一个柱形条部件4802的各种视图。部件4802由多个互锁的智力玩具单元4804组成，这些单元相互之间可以沿着它们各自的共同表面滑动。十个柱形环4700或二十个柱形条部件4804可以组合形成一个如图49A至图49C中所示杯体4900的智力玩具部件4902。全部互锁智力玩具单元4702，4804都由相邻柱形环4700和柱形条部件4802所共用。
根据本发明的智力玩具也可以使用柱形环和圆形表面。图50A至图50D显示了一个环5000的各种视图，该环具有一个内部圆形空腔5002和六个布置成等边六角形的外表面5004。每个外表面5004都有一个内层半圆形槽5006，和一个外层半圆形槽5008，两槽同心设置。图51A至图51D显示了一个是圆1/6的片5100的各种视图，而图52A至52D显示了一个是圆1/12的片5200的各种视图。为了组成如图53A至图53D中所示的杯体5300的智力玩具部分，两个环5000互相接合，其中各表面5004上的半圆形槽5006，5008的开口端互相相对排列以形成两个同心圆。六个扇形5100沿着由半圆形槽5006组成的内圆周并排布置，而十二个扇形5200沿着由半圆形槽5008组成的外圆周并排布置。所有的扇形5100，5200都可以是表面5004的共用部件。图54A至图54D显示了一个由两个如图53A至图53D所示的智力玩具部件组成的智力玩具5400。
柱形环5000可以分解成如图55A至图55D所示的智力玩具体部件5500，这些部件5500可以沿着如图56A至图56D所示的两个柱形5600上的槽和突起运动。图57A至图57D显示了一个无外壳的智力玩具5700。全部圆形扇区都是相邻圆形表面的共用部件。而且，图55A至图55D中的四个智力玩具体部件可以与该智力玩具中的其它智力玩具体互换。
图93A至图93D显示了一个具有十六片9302的柱形环9300。三个环9300可以以正交的方式接合以形成如图94A至图94D所示球体9400的智力玩具部分。图95A至图95D显示了环9300的内部接合，而图96A至图96D显示了内部球9600。全部片9302都可以与其它柱形环共用。图94A至图96D所示的实施方案可以变成图43A至46D所示的那样。
本发明的进一步改进也是可能的。在上面的实施方案中，不仅介绍了智力玩具，而且已经教导了智力玩具可以(或者进一步)根据上面提到的方法或其组合而被加以改进的概念。例如，如有需要，图43A至图43D中的球形扇区4304可以像图38A至图38D中所示的扇区3800那样水平分解，且很多上面引用的例子可以进一步如图34A至图34D中所示的球面3400那样分解成半球面。
本发明中智力玩具的部件可以按如下的方式切割。为了便于说明，下面的讨论将集中于解释从球面扇区切割半球面，或从柱形或圆形表面切割一个部件。
将多面体变成球体是可能的。图58A至图58D、图59A至图59C、图60A至图60C、图61A至图61C，及图62A至图62C分别显示了从立方体、十二面体、二十面体、四面体和32面“足球体”生成球体。这样产生的球体应该与多面体同心。
一个基本切割规则是本发明中所有的拱形智力玩具片可以围绕它的轴线旋转，但不会被相邻的球体扇区阻碍。因此，所有的障碍物都应该被清除。事实上，障碍物可能是相邻片之间的公共区域。在清除步骤之后，活页将填充因此产生的空间。
为了说明本发明，切割工具包括一个平面切割工具。切割轴线与工作面垂直。尽管采用平切割面切割成目前讨论的大部分拱形智力玩具片，但这不意味着只能使用平切割面切成智力玩具片。这里选用平切割面讨论是因为便于说明智力玩具片的平底可以置于由其它片形成的平面上。
事实上，切割面可以是平面、柱面或者任意角度的锥面。图63A至图63D显示了一个由平切割面切割而成的拱形智力玩具片6300。图64A至图64D显示了一个由六片6300组成的球体6400，球体的障碍物由一个平切割面清除。
图65A至图65D显示了一个锥形切割面6502同时切割两个拱形智力玩具片6504的端部。图66A至图66D显示了一个障碍物被这种切割面清除的球体6600。图38A至图38D中片3800的部件，及图43A至图43C中的4300是典型的锥形切割例-锥形切割面的顶点与球心重合。图67A至图67D显示了一个反相的锥形切割面6702同时切割两片拱形智力玩具片6704。图68A至图68D显示了一个障碍物被这种切割面6702清除的球体6800。活页的切割与上面描述的切割相反，从而活页一侧将被保留而物体相反的那一侧将被清除。
柱形切割面与上述切割面不同，它像一个钻头或铰刀。它用于制造相邻的拱形智力玩具片，因此它的直径与相关的相邻片相同。图69A至图69B、图70A至图70B、图71A至图71B、图72A至图72B，及图73A至图73B显示了柱形切割面如何切割出部件。柱形切割面可能象一块板或一个环，并置于便于观察的不同高度。切割部件也如图69C至图69D、图70C至图70D、图71C至图71D、图72C至图72D，及图73C至图73D所示。这些部件可以用于组成如图25A至图25D中所示的片2500。具体地说，图69A至图69D表示了由三个柱形切割成中央三角形。边缘活页如图70A至图70D中所示，由四个柱形切割而成，或如图71A至图71D中所示，由两个中空柱形切割而成。小活页如图72A至图72D中所示，由两个中空柱形切割而成，或如图73A至图73D中所示，由两个柱形切割而成。图74A至图74D表示了一个由这些部件组装成的球体7400。
现在进一步说明切割面的配置。如上面所述，多面体只能生成与原来多面体同心的球体。切割工具的轴线可以与多面体的面垂直。一些例子如拱形智力玩具片100(图1A-D)、500(图5A-D)、900(图9A-D)，和3200(图32A-D)。
切割工具的轴线也可以与球体的顶点轴线在同一条直线上，如图75A至图75C中所示的拱形智力玩具片7500，或图76A至图76C中所示的拱形智力玩具片7600。事实上，这两种片7500，7600是在相同的二十面体上，只是切割高度不同。此外，为了更好地理解发明，相应球体的顶点分别如图75D和图76D所示。这里是更多的例子-图14A-D中片1400中央的三角形可以是一个四面体的顶点；图27A-D中片2700的中央可以是一个十二面体的顶点；而图33A-D中片3300的中央三角形可以是一个立方体的顶点。
柱形切割工具的轴线也可以与多面体的面垂直或与球体的顶点轴线在同一条直线上。图25A-D中的片2500就是用轴线与多面体的面垂直的柱形切割工具切割出来的。
切割面也可以是任何对称分割球体的面。一个物体也可以使用多种切割面。例如，图34A-D中的球体3400可以由图32A-D中的片3200组成，或者由图33A-D中的片3300组成，或者由图35A-D中的半球面3500组成。
本发明的结构将接合下面的方法说明。在第一种方法中，部件互相锁住，可以在智力玩具的内层上运动。图77A至图77C表示了本发明实施方案之一中的几个部件的分解视图。可以看到，在锁住的三个活页7704下面是一个中央拱形三角形部件7702。图78A至图78D表示了一个由图77A-C中的部件7702，7704组成的球体7800，其中去除了一片拱形片以显示一个内部球7802。图79A-C显示了一个拱形三角形部件，图80A-C显示了一个活页8000，这些部件可以组合形成如图16A-D中所示的球体1600。必要时可以在部件上需要的位置增加凹槽，下面将进一步讨论。
为了方便安装操作，最后安装的活页可以分成两片上半部和下半部，其可以以后再合在一起或用螺钉、胶水、粘结剂、超声波焊接、热铆接或其它任何可能的方法连接在一起。类似地，如下文所说明的，其它具有凹槽部分的部件也可以类似地形成，且它们可以分解成子部件以后再安装回去。
在需要防止部件横向移动时(下文将进一步论述)，可以在智力玩具部件上需要的位置增加凹槽。然而也可以代之以将中央部件固定在内部球上。
接着说明凹槽，图81A至图81D表示了一个如图47A至图47D中所示环4700的智力玩具部件4702或如图48A至图48D中所示部件4802的智力玩具部件4802。可以看到，智力玩具部件4702在一侧有一个梯形延伸/闩4712，并且在相对的另一侧有一个形状和尺寸相当的梯形凹槽4714。通过这样的设置，第一个智力玩具部件4702的延伸4712可以被容纳在第二个智力玩具部件4702的凹槽4714中，就像燕尾接合一样，从而这两个部件4702互相接合，从而其中的一个部件4702相对于另外一个部件4702只能平行于如图81D中所示的L-L双向轴的方向滑动，而不能以其它的方式运动。
此外，部件4702的第三个侧面具有一个L形的延伸/闩4716，且在与此第三个侧面相对的侧面具有一个形状和尺寸相应的L形凹槽4718。通过这样的设置，第一个智力玩具部件4702的延伸4716可以被容纳在第二个智力玩具部件4702的凹槽4718中，从而这两个部件4702互相接合，从而其中的一个部件4702相对于另外一个部件4702只能平行于如图81C中所示的M-M弯曲双向轴的方向滑动，而不能以其它的方式运动。
可以采用插拴代替多个闩。考虑与图16中所示球体1600相同的球体，可以有两个附加部件-一个如图82A至图82D所示的弹性弹簧盘8200，和一个如图83A至图83D所示的插栓8300。插栓8300有一个较宽的外盘8302，一个较窄的内盘8304和一个柱8306。图84表示了一个装配了多个弹簧盘8200和插栓8300的内部球，其中，为了显示所有部件，插栓8300的外盘8302被去除。图85显示了装配了多个弹簧盘8200和实际的插栓8300的内部球。弹簧盘8200可以是三角形的底部。在三角形8602装到弹簧盘8200上后，组装件看起来应该如图86所示。为了便于说明，活页没有被示出。
结构可以是这样，即全部十二个插栓8300都固定在内部球上，而弹簧盘8200可以围绕插栓8300旋转。弹簧盘8200可以设计成与内盘8304接触，且保持在其周围三个插栓8300的中间。然而，在围绕插栓8300的轴线旋转的过程中，当弹簧盘8200穿过插栓8300时，弹簧盘可能会收缩。无论如何，一个弱的弹簧力可能就足够了。主要的思想是，插栓8300的外盘8302应该限制智力玩具部件的内部，如三角形8602的弹簧盘8200，防止其掉出。
在另一个例子中，图97A至图97D表示了一个方形插栓9700，而图98A至图98D表示了一个是球体1/8的拱形智力玩具片9800。图99表示了六个插栓9700和八片9800装在内部球上，图中插栓9700的和片9800的顶层被隐去以显示组装件。图100表示了组装件中的实际插栓9700。图101A和图101B表示了完整球体。由四片9800组成的半球体壳以围绕如图97A-D中插栓9700的轴线旋转。
作为另一个例子，图102A至图102D表示了一个三角形插栓10200，而图103A至图103C表示了一个是半球体1/4的拱形智力玩具片10300。可以看出，外壳片10300有三个回转的凹槽部分10302，每一个都按照外壳片10300的角度。图104A表示了一个装有图102A-D中插栓10200和图103A-C中片10300的球体10400，图中顶层被去除以显示组装件。图105A和图105B表示内部球可以装配成图104中的球体，图中四片10300被隐去。完整的组装球体的外观和图37A-D中所示球体3700一样。一个由四片如图103A-C中所示片10300组成的半球体壳以沿着相同半球体上的四个插栓10200旋转。上面两个例子中，一片10300可能需要固定到内部球或者其下的插栓10200上，以保持全部片10300和插栓10200位于正确的轨道中。
在第三种方法中，内部球可以被一个框架取代，该框架向每片拱形智力玩具片提供一个柱子以供安装。从而这些片的部件可以围绕着相应柱子的轴线转转。图87A至图87D表示了一个这样的框架8700。图88A至图88D表示了一个带有如图9A-9G中所示片900部件的框架8700的分解视图。由于扇区900的全部部件可以相互锁住，因此框架8700只需要与球形扇区900中心的三角形固定。图10A-C表示了一个完整的组装球体1000。
在第四种方法中，部件可以被限制在凹槽中。例如，图51A-D和图52A-D中的部件可以被限制在图50A-D中的凹槽5006，5008或图55A-D中的凹槽中。事实上，只要图51A-D和图52A-D中的部件不从图50A-D或图55A-D中的凹槽中掉出，它们可以是其它形状，如圆形或球形。而且，物体(也就是图50A-D或图55A-D所示的物体)的圆形配合表面和部件(也就是图51A-D和图52A-D中所示的部件)可以是平面或锥形或球形。
可以提供第五种方法，其可以是上述四种方法的结合。例如，关于图34A-D中的球体3400，大多数部件可以采用第一种方法，而半球体边缘处的部件可以采用第二种方法。在本发明的精神和范围内，还有很多其它可能的组合。
只要没有任何一个部件的部分超出部件的任何一个切割面，智力玩具的表面可以变形成任何形状。例如，只要没有任何一个部件的外形与任何切割面干涉，智力玩具的形状可以变回原来的多边体。另外，根据本发明产生的智力玩具可以采用具有流行人物(如，卡通人物等)的外形。
作为另一个例子，图89A至图89D和图90A至图90D显示了两个不同的具有如图91A至图91D中所示的三维智力玩具9100形状的半体，其基本上是球形，但变形成了一个有三个柱形互相交叉组成的特殊形状物体。由于变形形状的部件没有切割任何切割面，因此如图37A至图37D中所示球体3700的全部部件，将与相邻半体或半球体共用。图92A至图92C表示了另一个例子，其示出了尽管图37A-D中的球体3700变形成了一个长杆，这种长杆的半体仍然可以围绕三个直角平面旋转。具体地说，图92A至图92C表示了具有旋转了45°的不同半体的相同智力玩具。
图106A至图106C分别表示了一个是球外壳1/6的拱形智力玩具片10602，一个使相邻片10602结合在一起的导轨10604，及一个六角形插栓10606，以组成一个如图107A所示的球体10702。如图106A所示，片10602有一个外层10602a和一个较窄的内层10602b。图107B表示了一个相同的球体10702，其中片10602的顶层10602a被去除。图108A表示了一个球体10702的内部球10802，其中导轨10604和插栓10606被去除。而在图108A中，仅“裸露的”插栓和“裸露的”导轨被装回原处，即导轨和插栓的外层被去除以显示内部结构。两个插栓10606沿着直径固定在内部球10802上，而导轨10604相对于内部球10802可运动。一个由三个壳体10602组成的半球因而可以与下面接合的两个导轨10604一起旋转。
作为另一个例子，图109A表示了一个插栓10902，其具有一个较宽外层10902a和一个较窄内层10902b，两者互相牢固地固定。图109B表示了一个是球外壳1/6的拱形智力玩具外壳片10904，其可在插栓10902上相对滑动。如图109B所示，外壳片10904具有一个外层10904a，在其纵向的每一端都有一个钩状部分10904b。
图110A表示了一个由六片外壳片10904和六个插栓10902组成的球体11000，而图110B表示了相同的球体11000，但外壳片10904的外层10904a被去除，从而只显示钩状部分10904b。图111A表示了相同的球体11000，但三个外壳片10904被去除。至于图111B，图中表示了仅装有插栓10902内层10902b和外壳片10904钩状部分10904b的内部球11100。可以看出，通过这样的配置，以及插栓10902固定在内部球11100上，以及外壳片10904中的一个固定地与内部球11000或它下面的插栓10902接合，外壳片10904相互之间可以沿着它们的共同表面滑动。
图112A至图112F表示了一个是半球体1/4的拱形智力玩具外壳片11200的各种视图，在其内表面和三个侧面上有三个轨道11202。图113显示了一个插栓11300，其具有一个基本上成方形的底11302，和四个四分之一圆形的延伸11304，每个延伸11304都与底11302的一个角相邻。延伸11304具有合适的尺寸和形状以容纳在轨道11300中相对滑动。以这样的方式布置，如图114所示，有可能通过三个固定在内部球11400上的插栓11300将全部八片外壳片11200固定在内部球11400上，从而外壳片11200相互之间可沿着它们的共同表面滑动。当然，为了内部球11400和外壳片11200之间更好的接合，可以采用更多插栓11300。
作为选择，可以如图115中所示，在固定插栓11300之间，采用成排可运动的插栓11300a。作为进一步的选择，代替成排可运动的插栓11300a，一个可运动的导轨11600(如图116B所示)可以被置于两个固定插栓11300(如图116A所示)之间，以连接固定插栓11300。所有增加的插栓11300a和导轨11600都不固定在内部球11400上。
作为更进一步的选择，图117A表示了一种与图115中相似的布置，但固定插栓11700(如图117B所示)中用方形延伸代替了四分之一圆延伸。类似地，图118表示了使用导轨11800连接固定插栓11700。
图119A表示了另一种是半球体1/4的拱形智力玩具外壳片11900，而图119B表示了一个插栓11902。外壳片11900具有三条沿着并平行于外壳片11900三个侧面的轨道11904。插栓11902有一个圆形底部11906和四个四分之一圆形的延伸11908。插栓11902及其延伸11908的尺寸和外形被设置成两个平行脊11910并排放置，每个片11900，可以被容纳于延伸11908之间的间隔中，并且延伸11908可以被容纳于轨道11904中，以相对滑动。
从而，如图120所示，一个智力玩具球12000可由一个固定了多个插栓11902，且其上接合了八片外壳片11900的内部芯球12002组成。外壳片11900中的一个可与其下面的插栓11902或内部球12002固定在一起。与上面讨论的例子相似，插栓11902之间可有成排的插栓11902a(如图121所示)；或插栓11902(如图122A所示)之间可有导轨12200(如图122B所示)。
图123A至图123E显示了一个是半球体1/4形状的拱形智力玩具外壳片12300的各种视图；图124B显示了一个插栓12400；而图124C显示了一个导轨12402。可以看出，在外壳片12300的内表面上有三个凹槽12302，每个槽都平行于并且沿着外壳体12300的侧面。至于插栓12400，具有一个被四个凹槽12406包围的中央方形凸台12404，每个凹陷12406都形成一个适于容纳凹槽12302相对滑动的轨道。至于延长导轨12402，其包含两条平行轨道12408，每条轨道都具有与插栓12400的凹槽12406相同的宽度，并与之配合。在如图124A所示配置中，内部球12410安装有多个凹槽对着内部球12410的插栓12400。多个导轨12402被置于插栓12400之间以连接插栓12400。外壳片12300从而可以接合到内部球12410上，通过将凹槽12302容纳在插栓12400的凹槽和轨道12408中，以便相对滑动。
图125A至图125E显示了一个是半球体1/4形状的拱形智力玩具外壳片12500的各种视图；图126B和图126D显示了插栓12600的后部立体图和前部立体图；而图126C显示了一个导轨12602。如图126A所示，一个内部球12604安装了多个插栓12600，而这些插栓各自的交叉凹槽12606均朝向外。导轨被置于插栓12600之间并连接插栓，并带有一个也朝向外，且与插栓12600的凹槽12606配合的中间轨道12608。这样在内部球12604上形成了多个连续交叉轨道。至于外壳片12500，具有三个凸条12502，每个凸条都平行于并沿着外壳体12500的侧面。通过这样的布置，外壳体12500可以与插栓12600和导轨12602接合，以相对滑动。
虽然以前图示中的凹槽基本上成“L”形，但它也可以成平面斜坡(如图127A至127D中所示的布置)、曲面斜坡或者不规则面斜坡等形状。
在上面讨论的例子中，在组装智力玩具中，拱形智力玩具外壳片覆盖着插栓和导轨。但也可以在导轨上增加一个突出肋(如图128A所示)，及在插栓上增加一个柱(如图128B至图128D所示)，以显示插栓和导轨在组装智力玩具球中的位置，如图129A和图129B所示。用足够的插栓和导轨，可以构成一个智力玩具地球仪(例如，其上带有世界地图)，如图130和图131A至图131C所示，带有作为纬线和赤道的肋。这样的突出肋和柱也可以用于其它智力玩具。
代替组装智力玩具地球仪中所采用的超出外层壳外表面的肋或柱，可以加宽柱或肋以形成图132A至图132D中所示的智力玩具地球仪13200。在这个智力玩具地球仪13200中，极点位置13202仅由两个半圆组成。类似地，这种加宽的柱和肋可以用于其它智力玩具。
作为总结，如上述例子所示，插栓可以有多种形状和外形；插栓之间的间隔可以用插栓或导轨填充；凹槽边缘可以从插栓向内或向外延伸；凹槽边缘也可以从外壳片向上或向下延伸；凹槽可以是大致“L”形，平面斜坡，曲面斜坡，或者不规则面斜坡；插栓可以带有一个柱；导轨可以带有一个突出肋。
作为本发明的另一个实施方案，图133A表示了一个带凹槽的内部球13300和一个是球体1/6的拱形智力玩具外壳片13302。可从图133B中看出，外壳片13303内表面上有一个圆形凸台13304。图134A表示了一个由内部球13300和六片外壳片13302组成的智力玩具球体13400。图134B中表示了相同的组装智力玩具球，但外壳片被去除，以仅仅显示圆形凸台13304。可以看出，圆形凸台13304被容纳于凹槽内部球13300的凹槽中，使外壳片13302保持在内部球13300上，以便相对运动。
作为选择，凹槽可以置于拱形智力玩具外壳片上，而插栓置于内部球的表面上，如图135A，图135B，图136A和图136B所示。
图137A-D，138A-D，139A-D和140A-D表示了不同的器皿/容器，每个容器上都带有一个智力玩具部分。当然也可以形成带有智力玩具部分的盖。在另一方面，图141A-D，142A-D，143A-D和144A-D表示了从前面讨论的智力玩具变形而成的智力玩具，这些智力玩具有不同的切割面。
也可以向上面讨论的智力玩具上进一步添加层。例如，图145A和图145B显示了两个智力玩具的分解视图。核心智力玩具14500是图142A-F中所示的智力玩具。当外层部件安装(即可以是可拆除的，也可以是不可拆除的)到核心智力玩具14500上时，这样将形成图143A至图143D中所示的智力玩具。
图146A-C中所示的智力玩具是从图24A-C中所示的智力玩具变形生成的。图147是一个表示向图146A-C中智力玩具上进一步添加部件的分解视图。在这样的布置中，可以将添加的部件作成各种形状，从而使合成的智力玩具具有任意所期望的形状或外形，如动物的头部。具体地说，图145A-B和图147表示了根据本发明的智力玩具可以装上相当厚的外层，从而使合成的智力玩具具有不同外形或动物的形状。
尽管这里公开并详细说明了本发明的不同优选实施方案，然而对本领域的技术人员而言显而易见的是，在不超出本发明的精神和范围的情况下可以对本发明的形式和细节做出各种变化。
例如，这里介绍的图都仅是概念图。在实际方案中，部件之间可以有间隙，且各种部件可能有小倒角以防止尖角、锐边及类似物。另外，可以利用上面讨论的形状任意组合成一种实际方案。而且，如果智力玩具部件过于光滑不便操作，则可以在任何需要的表面作出花纹。
权利要求
1.一种三维滑动元件智力玩具，包括一个至少具有一个圆形或环形横截面的芯部件；以及多个可以互相接合并至少能沿所述横截面的纵向轴在所述芯部件的外表面上滑动的智力玩具部件；其中至少一个所述智力玩具部件相对于另一个所述智力玩具部件能按照至少两种不同路径可选择性地运动；并且其中所述智力玩具部件互相接合以相对滑动。
2.如权利要求1所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件中的第一个具有一个第一延伸部分，所述第一延伸部分容纳在所述智力玩具部件中的第二个上与第一延伸部分的尺寸和形状相应的第一凹槽中，从而所述两个智力玩具部件以第一布置方式接合，其中所述智力玩具部件可以沿着第一路径相互相对滑动，而被禁止以其它的方式相互相对运动。
3.如权利要求2所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件中的第一个具有一个第二延伸部分，所述第二延伸部分容纳在所述智力玩具部件中的第二个上与所述第二延伸部分的尺寸和形状相应的第二凹槽中，从而所述两个智力玩具部件以第二布置方式接合，其中所述智力玩具部件可以沿着第二路径相互相对滑动，而被禁止以其它的方式相互相对运动。
4.如权利要求1所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具是环形的。
5.如权利要求4所述的智力玩具，其特征在于所述芯部件是环形的。
6.如权利要求1所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具位于一个柱形的外表面上。
7.如权利要求6所述的智力玩具，其特征在于所述芯部件是柱形。
8.如权利要求1所述的智力玩具，其特征在于所述芯部件大致成球形或球形的一部分。
9.如权利要求1所述的智力玩具，其特征在于还包括可与所述智力玩具部件接合的智力玩具单元。
10.如权利要求9所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具单元可分离地与所述智力玩具部件接合。
11.如权利要求1所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具呈容器形状或盖状。
12.如权利要求1所述的智力玩具，其特征在于至少一个智力玩具部件的部分与芯部件接合，将其它智力玩具部件保持在所述芯部件上。
13.如权利要求12所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件的一个中央部分与芯部件接合。
14.如权利要求1所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件用槽互相接合。
15.如权利要求1所述的智力玩具，其特征在于处于所述纵向轴位置的所述智力玩具部件与芯部件接合。
16.如权利要求1所述的智力玩具，其特征在于智力玩具部件和/或插栓部件上还设有凹槽和/或插栓，用来与另一层智力玩具单元接合，以在所述原来的智力玩具基础上形成更多智力玩具。
17.一种三维滑动元件智力玩具，包括一个至少具有一个圆形或环形横截面的芯部件；多个可在所述芯部件的外表面上滑动的智力玩具部件；以及多个与所述芯部件外表面接合的插栓部件，每个所述的插栓部件都有一个外部部分和一个内部部分；其中所述智力玩具部件相互接合和/或与至少一个所述插栓部件接合以相对运动；其中至少一个所述智力玩具部件相对于另一个所述智力玩具部件能按照至少两种不同路径可选择性地运动；其中至少一个所述智力玩具部件有一个外部部分和一个内部部分；并且其中所述智力玩具部件的所述内部部分与至少一个插栓部件接触。
18.如权利要求17所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件的所述内部部分是有弹性的。
19.如权利要求17所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件的所述内部部分是弹簧盘。
20.如权利要求17所述的智力玩具，其特征在于当所述智力玩具部件在所述芯部件上运动时，所述智力玩具部件的所述内部部分变形。
21.如权利要求17所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件的所述内部部分与插栓部件的内部部分接触。
22.如权利要求17所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部分是环形的。
23.如权利要求22所述的智力玩具，其特征在于所述芯部件是环形的。
24.如权利要求17所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具位于一个柱形的外表面上。
25.如权利要求24所述的智力玩具，其特征在于所述芯部件是柱形的。
26.如权利要求17所述的智力玩具，其特征在于所述芯部件大致成球形或球形的一部分。
27.如权利要求17所述的智力玩具，其特征在于还包括可与所述智力玩具部件接合的智力玩具单元。
28.如权利要求27所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具单元可分离地与所述智力玩具部件接合。
29.如权利要求17所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具呈容器状或盖状。
30.如权利要求17所述的智力玩具，其特征在于所述插栓部件的所述内部部分比所述插栓部件的所述外部部分窄。
31.如权利要求17所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件的所述内部部分与多个所述插栓部件接触。
32.一种三维滑动元件智力玩具，包括一个至少具有一个圆形或环形横截面的芯部件；多个可在所述芯部件的一个外表面上滑动的智力玩具部件；以及多个与所述芯部件的所述外表面接合的插栓部件；其中所述智力玩具部件相互接合和/或与所述插栓部件接合以相对运动；其中至少一个所述智力玩具部件相对于另一个所述智力玩具部件能按照至少两种不同路径可选择性地运动；并且其中所述插栓部件和所述智力玩具部件互相直接或间接接合以相对滑动。
33.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于至少所述插栓部件的一部分容纳在所述智力玩具部件的一个凹槽部分中以相对滑动。
34.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件在两层较宽的外层中间夹有一个较窄的中间层。
35.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件在两层较窄的外层中间夹有一个较宽的中间层。
36.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件在两层较短的外层中间夹有一个较长的中间层。
37.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件在两层较长的外层中间夹有一个较短的中间层。
38.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于每个所述插栓部件都有一个较宽的部分和一个较窄的部分，并且其中所述插栓部件与所述芯部件接触。
39.如权利要求38所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件包括多个向内和/或向外的延伸部件。
40.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件包括多个沿着其侧面的槽。
41.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于所述插栓部件包括多个延伸部分和/或凹槽。
42.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件包括多个凸起和/或凹槽。
43.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于多个插栓部件位于所述固定插栓部件中间。
44.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于多个导轨部件位于所述固定插栓部件中间。
45.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于至少所述智力玩具部件的一部分容纳在所述插栓部件的一个凹槽部分中以相对滑动。
46.如权利要求45所述的智力玩具，其特征在于所述插栓部件包括多个交叉槽。
47.如权利要求45所述的智力玩具，其特征在于多个插栓部件位于所述固定插栓部件中间。
48.如权利要求45所述的智力玩具，其特征在于多个导轨部件位于所述固定插栓部件中间。
49.如权利要求45所述的智力玩具，其特征在于所述插栓部件包括一个延伸到智力玩具表面之上的柱。
50.如权利要求48所述的智力玩具，其特征在于所述导轨部件包括一个延伸到智力玩具表面之上的肋。
51.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于还包括可与所述智力玩具部件接合的智力玩具单元。
52.如权利要求51所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具单元可分离地与所述智力玩具部件接合。
53.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件呈容器状或盖状。
54.如权利要求32所述的智力玩具，其特征在于所述智力玩具部件和/或插栓部件上还有凹槽和/或插栓，用来与另一层智力玩具单元接合，以在所述原来的智力玩具基础上形成更多智力玩具。
全文摘要
本发明使用一个立体物体的球形扇区部分、半球形、柱形或圆形扇区或者该物体的表面，并将它们分成不同的部件。如果该物体上没有这样的球形扇区、半球形、柱形或圆形扇区，或者现有的部分由于任何原因而无法使用，则可以在允许的情况下，制造多个合适的部件。当其任何分解部件可以与其它平面或球形或圆形或柱形表面共用时(部件间的替换)，则可以形成该智力玩具。本发明的构思非常简单，然而其应用方式可以是多功能的。
文档编号A63F9/06GK1733346SQ20051007513
公开日2006年2月15日 申请日期2005年6月8日 优先权日2004年6月8日
发明者麦志贤 申请人:麦志贤