专利名称：组合式立体模型的制作方法
技术领域：
本发明涉及组合式立体模型以及构成组合式立体模型的连接头及管状连接部 件，特别是涉及能够利用一个连接头以多种角度对连接部件进行连接，能够具体体现多 种立体形状的连接头及连接部件。
背景技术：
组合式立体模型能够有效提高儿童或青少年的创造力及对空间的认知力，从而 被广泛地开发利用。通过制作组合式立体模型，学习者可以在构筑多种形态的具有立体 感的模型的过程中，提高想象力和创造力，同时提高对三维立体空间的认知力。另外，组合式立体模型除了单纯用于启发想象力和创造力的目的之外，也用于 对已有建筑物、机床或分子结构等具有特殊用途的三维结构进行说明，通过上述立体模 型的制作，制作者可以提高对三维结构的理解，还能通过已制作的立体模型比较容易地 对其他人说明上述三维结构。最近，相比单纯帮助理解已存在的三维结构而言，组合式立体模型更多地用 于，在三维结构设计过程中通过简单地试制预想的三维结构而对其立体结构的完成程度 乃至优缺点事先进行分析，得到对所需对象的洞察。一般来说，模型指的是画或某种事物的复制品或某种抽象概念或结构的替代 品，为了得到对所需对象的洞察，设计模型时，尽可能选择简单且容易理解的结构体 系。为了表示模型内各组成部件的相互关系或对象，不仅会用到数学表达式、语言陈 述、象征符号或图表，为了具体实现，还可能用到电子、机械等工具。模型在科学技术领域往往用作对新的抽象概念的简化表示工具，使其容易理 解。例如，含有人体遗传信息的DNA的双螺旋结构等虽然是非常复杂的抽象概念，但是 利用分子模型等能够以一般人也能容易理解的形态具体体现。本发明将对包含在模型内起到连接点作用的连接头以及起到连接点之间的连接 线作用的连接部件的立体模型系统进行详细说明，其目的是，为了让使用者能够简便地 实现上述立体模型系统，提供一种特别研制的组成部件，即，连接头和连接部件。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种只利用一种连接头即可以多种角度进行结合的组 合式立体模型系统。本发明的连接头是相同种类的，非常便于将多个连接头同时保管，并且上述连 接头和连接部件能够以多种角度进行结合，所以可以获得能够实现多种形状的组合式立 体模型结构。本发明的另一个目的是提供一种能够以多种立体角度进行结合，使用方法非常 直观，使用者很容易掌握的立体模型及连接头。本发明的一种实施方式涉及的组合式立体模型包括连接头和连接部件。所述连接头包括本体110、210和结合臂121 127、221 226。所述本体110、210的中央形 成有通孔111、211，从所述通孔111、211到本体110、210的外表面形成有贯通所述本体 110、210 的切槽 112、212。在所述本体110、210中央形成的通孔111、211在所述本体110、210变形时， 不仅使其具有自由度，而且能够分散应力，提高构筑立体模型时的支撑力。结合臂121 127、221 226以放射状凸出结合在本体110、210的外表面。 结合臂121 127、221 226无需采用相同形状，但为了能够将两个以上结合臂进行重 叠，所述结合臂121 127、221 226的大小及形态最好类似。所述本体110、210由弹性材料制成，上述选择的结合臂在相互重叠时，可以在 外力作用下适应性地产生变形。重叠的结合臂与管状连接部件300、310、320结合而固定。所述管状连接部件300、310、320是用于连接不同连接头的部件。管状连接部 件300、310、320的一端与第1连接头的结合臂结合，另一端与第2连接头的结合臂结 合。此时，管状连接部件300、310、320的一端或另一端可以结合一个结合臂，也可以
结合两个重叠的结合臂。本发明提供的组合式立体模型由相同种类的组成部件组成，从而便于同时保 管，并且在结合时，能够以多种角度结合，从而提高了立体感，实现了多种立体形状。本发明提供的组合式立体模型的连接头，在保管时，具有平面结构，很容易保 管，并且在结合时，能够以多种角度进行变形，实现多种立体形状。并且，本发明提供的组合式立体模型套件，其组成部件的使用方法非常直观， 使用者很容易掌握，并且能够实现多种立体模型。
图1及图2为表示本发明第1实施方式的连接头的平面图；图3为表示本发明第1实施方式的第1变形实例的斜视图；图4为表示本发明第1实施方式的第2变形实例的斜视图；图5及图6为表示本发明第2实施方式的连接头的平面图；图7为表示本发明第3实施方式的连接头的平面图。附图标记110、210 连接头；111、211 通孔；112、212 切槽；121 127、221 226 结合臂；241 246 结合槽；300、310、320 管状连接部件。
具体实施例方式下面参照附图对本发明实施方式进行详细说明。但本发明并不局限于这些实施 方式，附图中相同的符号表示相同部件。图1及图2为表示本发明第1实施方式的连接头的平面图。虽然图1及图2中图 示的连接头相同，但为了便于说明，在附图1中对连接头的各部位标记了符号，在附图2 中，则对需要说明的部分进行了重新设定，并以不同符号进行了标记。第1实施方式的本体110外表面以放射状结合有7个结合臂121 127。
第1实施方式的连接头包括本体110和7个结合臂121 127。本体110中央形 成有通孔111，从通孔111到本体110的外表面形成有贯通本体110的切槽112。本体110中央形成的通孔111和贯通本体110的切槽112在本体110变形过程中 能够提供自由度。本体110为一侧开放的环形(炸面圈形状)结构，能够在外力作用下 变形，使本体110的一端和另一端相互重叠。此时，变形后的形状呈上方被切掉的圆锥 形。通孔111能够为本体110的形状提供自由度，而且能够分散本体110变形时受到 的应力，从而在构筑立体模型时提高支撑力。7个结合臂121 127以放射状凸出结合在本体110的外表面。所有结合臂121 127不一定采用相同形状，但是选择任意两个结合臂时，为了能够将其进行重叠，该两个 结合臂在形状和大小上可以类似。例如，在选择结合臂121和结合臂122时，就可以使 结合臂121和结合臂122具有类似的形状和大小，从而可以使其重叠。本体110由弹性材料制成，在重叠上述选定的结合臂时，能够在外力作用下适 应性地产生变形。重叠的结合臂能够与管状连接部件300结合而固定。本体110可以由 纸张、厚纸张、金属合金、塑料等石油高分子化合物、陶瓷等无机化合物等构成，但要 采用具有一定弹性，当受到超过其弹性临界值的外力作用时，能够相应地产生变形的材 料制作。另外，还需要具有当导致本体110变形的外力解除时能够回复原状的弹性。本体110在不受外力作用时，呈位于同一平面上的一侧开放的环形(炸面圈形 状)结构。此时，7个结合臂121 127也与本体110位于同一平面上。本体110及7 个结合臂121 127可以具有一定厚度，此时，本体110及7个结合臂121 127实质上 位于同一平面上。本体110及7个结合臂121 127的厚度由最终立体模型的大小、重量及所需强 度和材料的弹性及强度决定。例如，当最终形成的立体模型为能够收容在Im3空间内的 通常立体模型时，本体110及7个结合臂121 127的厚度可以设定为3mm以下。或 者，当最终形成的立体模型结构体达到超过人平均身高的数米高时，可以据此适当调整 本体110及7个结合臂121 127的厚度。下面，通过图2和图3说明在图1所示的连接头中选择结合臂121和结合臂122 并使其重叠而进行的变形过程。图3为表示本发明第1实施方式的第1变形实例的斜视 图。相互重叠的结合臂按照在切槽112两侧邻接的顺序进行选择。第1变形实例中 选择了位于切槽112两侧的结合臂121和结合臂122进行重叠。图2中对连接头需要重叠的部分进行了图示。如图2所示，第1区域131包含 结合臂121和本体110的一部分区域。第2区域132包含结合臂122和本体110的另一 部分区域。当外力作用于连接头时，第1区域131和第2区域132将相互重叠，在此过程 中，本体110将产生变形，脱离同一平面，呈上端被切掉的圆锥形。第1变形实例变形后的状态如图3所示。本体110产生变形，使一部分区域相 互重叠，从而从外部看不到切槽112。结合臂121和结合臂122处于相互重叠状态，为了 对它们进行固定，管状连接部件300与相互重叠的结合臂121和结合臂122结合。
图3只对管状连接部件300的一部分进行了图示。为了便于说明，说明书附图 中对一些组成部件的图示可能多少有些夸张。管状连接部件300的长度不小于结合臂121 127的长度，用于将连接头与其它 连接头进行连接。图3中虽然不是很明显，但是第1变形实例在变形状态下，结合臂121 127已 经脱离了同一平面，成为下垂的6脚形状。本体110变形后成为上端被切掉的圆锥形， 因此，沿本体110外表面以放射状凸出的结合臂121 127成为下垂的6脚形状。图4为表示本发明第1实施方式的第2变形实例的斜视图。如图4所示，选择邻接在切槽112 —侧的结合臂121和与其邻接的结合臂127， 邻接在切槽112另一侧的结合臂122和与其邻接的结合臂123进行重叠。如上所述，被 选结合臂按照在切槽112两侧邻接的顺序进行选择。选定的结合臂根据连接头的形状按下面的方法进行重叠。结合臂122和结合臂 127重叠，结合臂121和结合臂123重叠。在图4所示变形实例中，结合臂122和结合臂 123位于上方，结合臂127和结合臂121位于下方。管状连接部件310与重叠的结合臂122和结合臂127结合，对其进行固定，管状 连接部件320与重叠的结合臂123和结合臂121结合，对其进行固定。这样，本体110 将产生变形，成为上端被切掉的圆锥形，连接头则变成本体110外表面以放射状结合的 结合臂121 127呈下垂形态的5脚连接头形状。如上所述，本体110具有弹性，在超过弹性临界值的外力作用下会产生变形， 但只要外力被解除，就会回复原状。因此，为了使第1变形实例及第2变形实例的连接 头保持变形后的状态，管状连接部件300、310、320结合在结合臂外部。管状连接部件300、310、320用于连接不同的连接头。管状连接部件300、 310、320的一端与第1连接头的结合臂结合，另一端与第2连接头的结合臂结合。管状 连接部件300、310、320的一端或另一端可以结合一个结合臂，也可以结合相互重叠的 两个结合臂。第1实施方式中图示了 7个结合臂121 127。当2个结合臂121、122相互重叠时，连接头变成6脚形状的连接头(第1变形 实例)，当4个结合臂121、122、123、127相互重叠时，连接头变成5脚形状的连接头 (第2变形实例)。虽然本说明书中没有进行图示，但可以进一步选定6个结合臂121、122、123、 124、126、127进行重叠，这样，连接头将变形成4脚形状的连接头。此时，结合臂121 与结合臂124重叠，结合臂127与结合臂123重叠，结合臂126与结合臂122重叠。图5及图6为表示本发明第2实施方式的连接头的平面图。如图5所示，对第2实施方式的连接头各部位进行了符号标记。连接头包括本体 210和以放射状结合在本体210外表面的6个结合臂221 226。本体210的形状为一侧 开放的环形(炸面圈形状)。本体210的中央形成有能够在变形时分散应力的通孔211， 从通孔211到本体210外表面形成有贯通本体210的切槽212。通孔211和切槽212在本体210变形时能够提高自由度，通孔211还能分散本体 210变形时受到的应力。
本体210由弹性材料制成，在超过弹性临界值的外力作用下会产生变形，解除 外力时，就会回复原状。在连接头处于原始状态时，本体210及6个结合臂221 226实质上均位于同一 平面上，当受到外力作用，本体210产生变形时，本体210就会脱离上述平面，6个结合 臂221 226也会脱离上述平面。第2实施方式的连接头具有6个结合臂221 226，可以根据变形实例，变形为 5脚立体连接头、4脚立体连接头或者3脚立体连接头。当需要变成5脚立体连接头时，可以施加外力使邻接在切槽212两侧的结合臂 221和结合臂222重叠。此时，重叠区域如图6所示，分别是第1区域231及第2区域 232，不仅是结合臂221和结合臂222，本体210的一部分区域也一起重叠。当需要变成4脚立体连接头时，可以向连接头施加外力使结合臂222和结合臂 226重叠，并且使结合臂221和结合臂223重叠。3脚立体连接头可以通过分别重叠结合臂222和结合臂225、结合臂223和结合 臂226、结合臂224和结合臂221而得到。图7为表示本发明第3实施方式的连接头的平面图。第3实施方式具有在第2实施方式的结合臂221 226末端形成结合槽241 246的形态。这里省去对第3实施方式的组成中与第2实施方式组成相同的本体210、通孔 211和切槽212的说明，用对上述第2实施方式的说明代替。对于结合臂221 226中与 第2实施方式结构相同的部分，也用第2实施方式的说明代替。虽然图7中特别强调图示了结合槽241 246的结构，但是，在实际实施中可以 按照与图7所示的尺寸类似的尺寸形成结合槽241 246，也可以按照比上述尺寸小的尺 寸形成结合槽241 246。当结合臂221和结合臂222重叠而变形时，本体210会产生变形，直到结合臂 221末端形成的结合槽241和结合臂222末端形成的结合槽242重叠。结合臂221和结合 臂222重叠后，如前所述，连接头就会变形为5脚连接头。连接部件(没有图示)与重叠的结合槽241和结合槽242结合，固定结合臂221 和结合臂222的重叠状态，从而使本体210也保持变形后的状态。此时，连接部件不一 定是管状，连接部件的一端与相互重叠的结合槽241和结合槽242结合，另一端与第2连 接头的结合臂结合。作为上述连接部件的一个实例，可以采用扁而狭长的扁平状连接部 件，但本发明并不局限于此。以上，通过特定的实施方式和附图对本发明进行了说明，但本发明并不局限于 上述实施方式，本领域技术人员，可以由上述记载进行多种修改及变形。上述第1实施方式和第2实施方式分别图示了具有7个结合臂121 127和具有 6个结合臂221 226的结构，但本发明并不局限于此，结合臂的数量可以根据需要进行调整。因此，本发明的范围并不局限于上述说明的实施方式，权利要求书以及权利要 求书的等同替换均应属于本发明权利要求范围。
权利要求
1.一种组合式立体模型的连接头，其特征在于，该连接头包括本体和多个结合臂， 所述本体在其中央形成有用于分散应力的通孔，并形成有从所述通孔贯通到所述本体外表面的切槽；所述多个结合臂以放射状连接在所述本体的外表面上；所述本体由弹性材料制成，并能够变形，使两个以上的所述结合臂重叠。
2.根据权利要求1所述的组合式立体模型的连接头，其特征在于，在所述多个结合臂 不重叠时，所述本体及所述多个结合臂都位于同一平面上，当所述多个结合臂中有两个以上的结合臂重叠时，所述本体就会变形，脱离所述同 一平面，所述多个结合臂也脱离所述同一平面。
3.一种组合式立体模型，其特征在于，该组合式立体模型包括连接头和连接部件，所述连接头包括本体和多个结合臂，所述本体在其中央形成有用于分散应力的通 孔，并形成有贯通所述通孔和所述本体的外表面的切槽，所述多个结合臂以放射状连接 在所述本体的外表面上，所述本体由弹性材料制成，能够变形，使两个以上的所述结合 臂重叠；所述连接部件与重叠的两个以上的所述结合臂结合，将所述本体的形状固定成变形 后的状态，并将所述连接头与第2连接头进行连接。
4.根据权利要求3所述的组合式立体模型，其特征在于，所述连接部件呈管状，结合 在所述重叠的两个以上的结合臂的外部，将所述本体的形状固定成所述变形后的状态。
5.根据权利要求3所述的组合式立体模型，其特征在于，所述多个结合臂中的每个结 合臂的末端都形成有结合槽，相互重叠的两个以上的所述结合臂的所述结合槽也相互重 叠，所述连接部件与重叠的所述结合槽结合，将所述本体的形状固定成所述变形后的状 态。
全文摘要
本发明涉及组合式立体模型以及构成组合式立体模型的连接头及连接部件。连接头在组合式立体模型的结构中对应点，连接部件则对应线。连接部件具有相互连接各连接头的功能。本发明的连接头在中央形成有通孔，从通孔处到外表面形成有切槽。上述连接头的外表面以放射状形成有多个结合臂。连接头由弹性材料制成，并能够变形而使两个以上的结合臂重叠，此时，利用管状连接部件可以固定重叠的结合臂。
文档编号A63H33/42GK102008826SQ20101011509
公开日2011年4月13日 申请日期2010年2月11日 优先权日2009年9月8日
发明者朴何俊, 朴何妮, 朴何钟, 朴豪杰, 梁孝淑 申请人:朴何俊, 朴何妮, 朴何钟, 朴豪杰, 梁孝淑