专利名称：拼插玩具构件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一三维物体，特别涉及能用于组装三维物体的拼图或拼插玩具构件。
对于本实用新型，“拼图构件”和“拼插玩具构件”这两个词将可互换使用，而且意图上具有同样的意义。
拼图和拼插玩具在儿童和成年人中都很流行。一二维拼图一般涉及选择和依次装配许多具有各不相同形状的拼图构件，以建立一平面图板的原始图形。较复杂的拼图包括通过相互锁定许多拼图构件，装配三维自立式结构。
在Nos.2,278,327(Magnus等人)，3,701,214(Sakamoto)和5,251,300(Gallant)的美国专利中介绍了用拼图构件装配的从前三维结构的例子，其中拼图构件借助燕尾接合互相连接在一起。但是，这些以前的拼图构件具有不允许用户装配各种各样三维模型物体的缺陷。
例如，2,278,327号美国专利(Magnus等人)揭示的基本上具有U形榫接头或构件的拼插块。在美国专利2,278,327(Magnus等人)中所介绍的才多数拼插块都具有一种以部分或多个基本U形构件为基础的构造。这些U形构件U形开口的内侧边相对于构件垂直(即成90°)延伸，而且这些内侧边没有一是以其它角度延伸的，所以相似接头之间所能得到的连接数目和类型受到了限制。
因此还有必要有许多拼图构件能装配成各种各样的二维和三维物件。
为了实现本实用新型的目的，此外提供了一种通过互连许多拼图构件而装配成的物体。该物体包括第一和第二拼图构件，每个都具有一沿第一外侧边布置的接头，并且具有一包含有一底边的基本上呈U形的凹榫，而且第一和第二内侧边从底边延伸。当第一拼图构件的接头与第二拼图构件的接头互连在一起的时候，第一和第二拼图构件的主体相互垂直。当互连在一起时，第一拼图构件接头的内侧边紧卡住第二拼图构件的主体，而第二拼图构件接头的内侧边紧卡住第一拼图构件的主体。
根据本实用新型的一方面，拼图构件接头的内侧边的长度可以是不同的，以便变化U形开口的深度，而拼图构件接头的底边能具有不同的宽度，以变化U形开口的大小。
根据本实用新型的另一方面，在两个相邻外侧边之间的角部能提供接头，这些角接头的第一内侧边从接头的底边延伸到第一外侧边，而这些角接头的第二内侧边从接头的底边延伸到第二外侧边。分别由第一与第二内侧边以及第一与第二外侧边所构成的角度可以是相同的，或者它们可以不同以便在整个U形榫的范围内变化开口的宽度。
根据本实用新型的再一方面，沿一外侧边所提供的一或多个接头可以与该外侧边呈一角度，以使接头的第一内侧边相对于第一外侧边以一大于零度但小于90度的第一角度布置，而接头的第二内侧边相对于第一外侧边以一大于90度但小于180度的第二角度布置。第一角度和第二角度能相加得出一等于180度、小于180度或大于180度的总角度，以便在整个U形榫的范围内变化开口的宽度。
根据本实用新型的另一方面，第一和第二拼图构件的主体可以配备图样，以便当第一和第二拼图构件的接头互连在一起时，第一和第二拼图构件的图样相互匹配。
因此，根据本实用新型的拼图构件能用于装配各种二维和三维物体。这些连接容易实现而且牢固。
图1和图2示出了根据本实用新型第一实施例的两个互连拼图构件的透视图；图3是一幅
图1和图2拼图构件在互连在一起之后的透视图；图4是一幅根据本实用新型第二个实施例的拼图构件的透视图；图5是一幅根据本实用新型第三个实施例的拼图构件的透视图；图6是一幅使用根据本实用新型的互连拼图构件装配的三维模型物体的透视图，是一头奶牛；图7示出了图6奶牛的后腿构件，带有粘到其上的薄片或图样；和图8是一幅图6奶牛的分解透视图，示出了它的各种构件。
以下详细描述了目前设想执行本实用新型的最佳方式。不要把这个描述领会为具有限定的意义，它仅仅是为了举例说明本实用新型实施例的一般原理。本实用新型的范围最好由所附的权利要求来确定。
图6示出了一三维自立模型结构120。模型结构120是一头奶牛，它是通过连接许多拼图构件或拼插玩具构件装配而成的，这些构件将结合
图1-5进行描述。根据下文中较详细的描述，拼图构件在其表面上可以配有图案，以便装饰该物体。本实用新型的拼图构件能装配成各种三维和二维物体，包括(但不限于)飞机、轮船、火车、建筑物、家具、汽车、动物、植物和抽象雕塑，以及常用的家庭用品、园艺工具、可穿戴的附件(例如带子和珍宝)和其它物品。
图1和图2示出了第一较佳实施例的一对互连拼图构件12和14。第一构件12沿其第一外侧边18提供有一接头16。接头16有一基本上呈U形的由外侧边18处切割出的凹榫部分。基本上呈U形的凹榫部分由两个内侧边22和24连接底边20而构成。内侧边22、24基本上是垂直的，以便内侧边22、24与外侧边18之间所构成的角度大约为90度。这样，接头16由一U形榫开口构成，在榫开口的两侧有两个侧壁26和28。
第二个构件14有一基本上与接头16相同的接头30。接头30位于沿构件14的第一外侧边，而且具有一基本上呈U形的从外侧边32切割出的凹榫部分。这个基本上呈U形的凹榫部分由两个内侧边36和38与底边34相连所构成。内侧边基本上是垂直的，以使内侧边36、38与外侧边32之间所构成的角度大约为90度。这样，接头30也是由一U形榫开口构成，它在榫开口的两侧有两个侧壁40和42。在构件14中，由于分别位于内侧边36、38与外侧边37、39之间的构件14的主体是一薄片材料，所以外侧边32和37与内侧边36构成了一第一腿40，而外侧边32和39与内侧边38构成了一第一腿42。
尽管图中示出了第一和第二构件12和14每个只有一接头，但有可能在沿构件的任一外侧边的任何位置为第一和第二构件12和14提供任意数目的接头，提供通过下文所述任意其它接头所变化而成的接头尺寸和构型。
图3示出了构件12和14的相互连接。为了把接头16与30连接起来，接头16的U形开口沿
图1和2所示构件12和14的方向和方位被插入接头30的U形开口，反之亦然，其中两个接头16和30的U形开口相互垂直或正交。
当完成闭合连接时，接头16的内侧边22和24适于接近或接触构件14主体两侧上的表面，例如在44表面上，以使接头16的侧壁26和28基本上夹紧构件14的主体。反之，接头30的内侧边36和38适于接近或接触构件12主体两侧上的表面，以使腿或侧壁40和42基本上夹紧构件12的主体，例如夹在46表面上。此外，接头16和30的底边20和34适于相互靠住或邻接。这样，接头16与30之间的联锁配合或连接接近垂直平面。换句话说，当联锁配合之后，构件12的主体处于一正交于或垂直于构件14主体所处平面的平面上。这种垂直连接在接头16与30之间提供了一牢固的连接，这是因为腿或侧壁26、28和40、42的“夹紧”作用的缘故。
为了分开这个连接，一构件12或14从另一构件14或12上被拉开，以松开脚或侧壁26、28和40、42的夹紧。
尽管显示了构件12和14具有基本上呈U形的集接头，但有可能提供具有不同尺寸和构型的基本上呈U形的榫接头，并且有可能布置在沿构件外侧边的不同位置上。例如，接头内侧边的长度和底边的宽度能改变，用于不同的接头。接头相对外侧边的角度也能不同于90度，以提供不同角度的接头。另外，构件的外侧边能呈曲线型、直线型或它们的任意组合，从而提供具有不同形状的构件。
图4和5示出了位于两个构件50和90之上的本实用新型的接头例子。图4中所示的构件50实质上呈矩形，拥有4个接头52、54、56和58，其每一都与其它的不同。例如，接头52沿着外侧边60，而且它的内侧边62、64与外侧边60呈直角(即，90度)。接头54也沿着外侧边60，而且它的内侧边66、68也与外侧边60呈直角。接头52与54之间的不同之处在于接头54的内侧边66、68比接头52的内侧边62、64长，这样接头54的U形开口比接头52的深。另外，接头52、54各自的底边70和72的宽度也可以不同，以使一U形开口比另一宽。
接头56也是沿外侧边60的，但是它的内侧边74、76相对于外侧边60呈一定角度。例如，内侧边74与外侧边60夹角为A1，它大于零但却小于90度，而内侧边76与外侧边60夹角为A2，它大于90度但却小于180度。使用这种构型，内侧边74的长度比内侧边76的长度短。尽管图中接头56的底边不平行于外侧边60，但也有可能具有基本上平行于外侧边60的底边78。
另外，如果角A1和A2的角度相加完全等于180度，那么接头56的开口将在整个范围内具有恒定的宽度(即，内侧边74与76之间开口的距离)。但不必总是这样。例如，如果每A1和A2的角度相加小于180度，那么底边78的宽度将大于接头56在外侧边60处的开口宽度。反之，如果角A1和A2的角度相加大于180度，那么底边78的宽度将小于接头56在外侧边60上的开口宽度。
接头58位于外侧边80与82之间的角部。内侧边84相对于外侧边80成一角度，而内侧边相对于外侧边82成一角度。内侧边84、86相对于外侧边80、82所构成的角度分别为A3和A4，它们均大于零但却小于90度。角A3和A4能取不同值，以便当接头58的开口从底边88延伸到外侧边80和82时能变宽或变窄，或者它们能取相同值以便在整个范围内提供恒定宽度的开口。另外，根据底边相对于外侧边80的角度，内侧边84、86的长度可以是相同的，或是不同的。
因此，接头52、54、56和58中每个都与其它的不同。接头56相对于外侧边60成一角度，而接头52和54基本上与外侧边60成直角。接头58是从两个外侧边80和82之间的角部切下来的。深度(或者内侧边的长度)以及底边的宽度对于每个接头都能变化。
图5所示的构件90具有弧型外侧边并且包括两个接头92和94。接头92沿着弧型外侧边96，而且它的内侧边98、100与外侧边96成直角。接头94沿着外侧边102，而且它的内侧边104、106也与外侧边102成直角。接头92与94之间的不同之处在于内侧边98、100的长度比内侧边104、106的长度要长，而接头94的底边108宽度大于接头92底边110的宽度。
拼图构件最好用儿童使用安全的软材料制成。一种较佳的材料是泡沫材料，不过其它的如塑料、木头或纸板这样的材料(但不限于这些材料)也能采用，不会违背本实用新型的精神和范围。
另外，当拼图构件用于装配成一特定物体时，它的表面和侧边可以覆盖和粘上印刷标签，或者可以直接印上与相邻构件的那些图形相匹配的图形、印花或其它装饰图象。例如，图6示出了一头用本实用新型拼图构件装配成的奶牛。奶牛的构件带有与相邻构件匹配的图样，以便得出所希望的奶牛。奶牛120的后腿在构件122中(见图7)，它有一层粘到或覆盖到主体126上的图样124。图8是一幅构成奶牛120的各种构件的分解图，并且示出了每个构件的图样如何与相邻构件相匹配。作为另一实例，如图5所示，构件90有一层能被剥下和粘到构件90主体132上的图样130。
以上所作的描述代表本实用新型的特定实施例，要知道有许多未背离本实用新型精神的改进可以采用。所附的权利要求书旨在概括处于本实用新型真正范围和精神之内这样的改进。
例如，尽管只有部分拼图需件可能已经被示出，但这仅仅示出了连接接头。要知道，实际拼图构件将是整个构件。这些构件能具有不同构型和尺度，每个构件都有位于不同位置以所希望方式提供的接头，每个构件上的接头尺寸可以不同。构件的构型在一定程度上可以由接头的位置和数目所决定。不同构件能拥有不同数目的、在不同平面上成角度的接头，以便在大约同一位置处提供多构件的连接。
根据另一非限定性的例子，尽管接头16、30、52、54、92和94成对的内侧边已示出与其相应的外侧边成直角，但也有可能使接头的两个内侧边中的一相对于相应外侧边构成不等于90度的角度，而另一内侧边相对于相应外侧边成90度。
根据本实用新型的拼图构件和接头能用于装配大量各种二维和三维物体。这些连接容易完成而且牢固。
权利要求1.一种物体包括a)一第一拼图构件，包括-拥有一第一外侧边的主体；-沿第一外侧边布置的并且拥有一基本上呈U形的榫的接头，其中U形榫由一第一侧壁和一第二侧壁构成，U形榫包括一底边和从底边延伸出的第一与第二内侧边；和b)-第二拼图构件，包括-拥有一第一外侧边的主体；-沿第一外侧边布置的并且拥有一基本上是U形榫的接头，其中U形榫由一第一侧壁和一第二侧壁构成，U形集包括一底边和从底边延伸出的第一与第二内侧边；c)其中当第一拼图构件的接头与第二拼图构件的接头互连在一起时第一和第二拼图构件的主体相互垂直；和d)其中第一拼图构件接头内侧边的长度不同于第二拼图构件接头内侧边的长度。
2.如权利要求1所述的物体，其特征在于当第一拼图构件的接头与第二拼图构件的接头互连在一起时，第一拼图构件接头的内侧边夹紧第二拼图构件的主体，而且第二拼图构件接头的内侧边夹紧第一拼图构件的主体。
3.如权利要求1所述的物体，其特征在于第一拼图构件接头底边所具有的宽度不同于第二拼图构件接头底边的宽度。
4.如权利要求1所述的物体，其特征在于第一拼图构件包括一第二外侧边、一连接第一与第二外侧边的角部和一位于角部的第二接头，第二接头拥有一基本上呈U形的由第一侧壁和第二侧壁构成的凹榫，U形榫包括一底边、一从底边向第一外侧边延伸的第一内侧边和一从底边向第二外侧边延伸的第二内侧边。
5.如权利要求1所述的物体，其特征在于第一和第二拼图构件的主体包括位于其上的图样，而且当第一拼图构件的接头与第二拼图构件的接头互连在一起时，第一与第二主体的图样相互匹配。
6.如权利要求1所述的物体，其特征在于第一拼图构件接头的第一内侧边相对于第一外侧边布置的角度大于零并且小于90度，而第一拼图构件接头的第二内侧边相对于第一外侧边布置的角度大于90度并且小于180度。
7.一种物体，包括a)一第一拼图构件，包括一拥有第一外侧边的主体；一沿第一外侧边布置的并且拥有一基本上是U形的、由第一侧壁和第二侧壁构成的榫，U形榫包括一底边和从底边延伸出的第一与第二内侧边；和b)一第二拼图构件，包括一拥第一外侧边的主体；一沿第一外侧边布置的并且拥有一基本上是U形的由第一侧壁与第二侧壁构成的榫的接头，U形榫包括一底边和从底边延伸出的第一与第二内侧边，第一内侧边相对于第一外侧边布置的第一角度大于零并且小于90度，而且第二内侧边相对于第一外侧边布置的第二角度大于90度并且小于180度；c)其中当第一拼图构件的接头与第二拼图构件的接头互连在一起时，第一与第二拼图构件的主体相互垂直。
8.如权利要求7所述的物体，其特征在于当第一拼图构件的接头与第二拼图构件的接头互连在一起时，第一拼图构件接头的内侧边夹紧第二拼图构件的主体，而第二拼图构件接头的内侧边夹紧第一拼图构件的主体。
9.如权利要求7所述的物体，其特征在于第一拼图构件接头底边所具有的宽度不同于第二拼图构件接头底边的宽度。
10.如权利要求7所述的物体，其特征在于第一拼图构件包括一第一外侧边、一连接第一与第二外侧边的角部和一提供在角部的第二接头，这个第二接头拥有一基本上是U形的、由第一和第二侧壁构成的榫，U形榫包括一底边、一从底边延伸到第一外侧边的第一内侧边和一从底边延伸到第二外侧边的第二内侧边。
11如权利要求7所述的物体，其特征在于第一和第二拼图构件的主体包括提供在其上的图样，而且当第一拼图构件的接头与第二拼图构件接头互连在一起时，第一与第二主体的图样相互匹配。
12.如权利要求7所述的物体，其特征在于第一拼图构件接头内侧边的长度不同于第二拼图构件接头内侧边的长度。
13.如权利要求7所述的物体，其特征在于第二拼图构件的第一与第二角的角度相加的总和不是180度。
14.一物体包括a)一第一拼图构件，包括一主体，包括第一与第二外侧边及一连接第一与第二外侧边的角部；一位于角部的接头，这个接头拥有一基本呈U形的由第一侧壁和第二侧壁构成的榫，U形榫包括一底边、一从底边延伸到第一外侧边的第一内侧边和一从底边延伸到第二外侧边的第二内侧边；和b)一第二拼图构件，包括一由一第一外侧边组成的主体；一沿第一外侧边布置的并且拥有一基本是U形的由第一侧壁和第二侧壁构成的榫的接头，U形榫包括一底边和从底边延伸出的第一与第二内侧边；c)其中当第一拼图构件的接头与第二拼图构件的接头互连在一起时，第一与第二拼图构件的主体相互垂直。
15.如权利要求14所述的物体，其特征在于当第一拼图构件的接头与第二拼图构件的接头互连在一起时，第一拼图构件接头的内侧边夹紧第二拼图构件的主体，而第二拼图构件接头的内侧边夹紧第一拼图构件的主体。
16.如权利要求14所述的物体，其特征在于第一拼图构件接头的底边所具有的宽度不同于第二拼图构件接头底边的宽度。
17.如权利要求14所述的物体，其特征在于第一和第二拼图构件的主体包括位于其上的图样，而且其中当第一拼图构件的接头与第二拼图构件的接头互连在一起时第一与第二主体的图样相互匹配。
18.如权利要求14所述的物体，其特征在于第一拼图构件接头内侧边的长度不同于第二拼图构件接头内侧边的长度。
19.如权利要求14所述的物体，其特征在于第二拼图构件接头的第一内侧边相对于第一外侧边布置的角度大于零度并且小于90度，而且第二拼图构件接头的第二内侧边相对于第一外侧边布置的角度大于90度并且小于180度。
20.如权利要求14所述的物体，其特征在于第一拼图构件的接头包括一由第一内侧边与第一外侧边构成的第一角，和一由第二内侧边与第二外侧边构成的第二角，其中第一角不同于第二角。
专利摘要一种物体,通过互连许多拼图构件装配而成。该物体包括第一和第二拼图构件,每个都有一沿第一外侧边布置的接头,而且接头带有一基本上呈U形的榫,U形榫包括一底边和从底边延伸出的第一与第二内侧边。当第一拼图构件的接头与第二拼图构件的接头互连在一起时第一与第二拼图构件的主体相互垂直。
文档编号A63H33/06GK2294762SQ9624982
公开日1998年10月21日 申请日期1996年12月30日 优先权日1996年6月24日
发明者郑宇 申请人:郑宇