选择性导电玩具搭建元件的制作方法_3

文档序号:9847771阅读:来源:国知局
其向外延伸的一接触区域22。接触区域22适于物理上接触一相邻的积木。由于这种布置以及积木的上述特性,导电段21将不能物理上接触一相邻的积木除了在从其突出的接触区域22。突出部分22可以具有弹性特性,其允许它朝向或远离积木一些移位。在本实施例中,积木200的顶部附接表面13是一非导电面(即,未涂覆有一金属层)。以相同的方式,积木200可以还包括在积木的其他侧部分上提供的附加导电段,例如,如具有从其向外延伸的接触区域25的由数字24标示的该段。根据本发明的一些实施例,积木200可完全或几乎完全导电。例如,整个积木可被分别涂覆一金属层,包括具有顶部附接表面和底部附接表面的上部分和下部分,使得顶部和底部表面两者均被配置为与可被用作接触区域的其他玩具积木的互补附接表面可释放接合。
[0066]根据本发明的一实施例,积木是从一非导电塑料材料,例如,丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS),制造而成,以包括沿侧部分向外延伸的一个或多个区域的一形式。应用一金属层,在包括向外延伸区域的侧部分中涂覆选定区域,导致包括接触区域的导电段的创制。具有接触区域的导电段如图3A中所示的以一 X形状虚线标示的区域。每个向外延伸区域可以形成任何几何形状如矩形,圆形,等。例如,接触区域可以具有一圆形形状以保证相邻的积木之间平稳连接,如图4A和4B所示。
[0067]根据本发明一些实施例,接触区域是柔性的,弹性的(例如,在图3B中由一接触区域26所示的仅从一端被连接至积木主体,其中仅接触区域26的一端26’物理上连接至积木201的侧部分21,从而形成从积木主体远离延伸的一柔性臂),以保证当与另一个积木侧向按压时物理接触。
[0068]图4A和4B不意性地不出了根据本发明的一实施例的放置在一相应的基板3上的一串联选择性导电积木的一典型配置。该串联包括相对于其宽度以串联方式放置的三个矩形选择性导电积木41,42和43。示例性积木41包括在其长度一侧上以及在其宽度一侧上提供的两个接触区域,如数字31和32分别标示。示例性积木42包括位于其两个宽度侧上的两个接触区域33和34。积木43不包括接触区域。所有的积木41-43包括导电段,如以一 X形式的虚线标示。在这种配置中,仅积木41和42通过接触区域32和33电连接,如图中清楚地所示。基板3包括一顶部附接表面其具有多个被配置为用于在每个积木41-43的底部的凹进区域内可释放接合的柱151。
[0069]在一些情况下,导电区域位于积木的顶部分上且它们可以包括顶部附接表面,如图5A,5B和5C中的一串联积木50所示且其每一个均由被以斑马状条纹纹理化的一区域51标示。根据本发明的一实施例,顶部附接表面或其至少一部分被用作接触区域。
[0070]在一些情况下,在积木的顶部分上的接触区域具有一逐级附接表面,如图5B和5C中的积木56的形状标示。在本实施例中,顶部附接表面的至少一个部分(如数字57标示)稍稍低于顶部附接表面的其余部分(如数字58标示),以这样一种方式其允许另一个导电积木(例如,图5B中的积木53)在不改变整个串联积木50的总高度下被附接。[0071 ]在本实施例中,积木56以及在串联积木50中的其他积木的下部分是非导电的,如图5B和5C中的数字52标示。
[0072]根据本发明的一实施例,一积木的顶部附接表面可以向外延伸(如图6中的积木“A”和“C”标示),使得顶部附接表面的延伸部分和侧部分形成一90度角。在本实施例中,顶部附接表面的延伸部分被用作接触区域。如在该图中所示,积木“B”具有相应于积木“A”和“C”的形状的一逐级顶部附接表面(类似于图5C中的积木56),从而允许在基板3上连接积木“A”,“B”和,同时保持所获得的3D结构一统一高度。
[0073]在本实施例中,每个积木“A”,“B”和“C”的下部分是非导电的,如数字52标示,而这些积木的顶部分(例如,被以斑马状条纹纹理化的区域)是导电的(即,涂覆有一金属层),如数字51标示。
[0074]根据本发明的一实施例,在相同的积木上的两个或多个接触区域由导电涂层电连接,如图7A和7B中的积木71-73所示。在本实施例中,导电涂层被用作一介质,在积木的一个侧面的一第一导电段电连接至在积木的其他侧面的一第二导电段,或经由积木的顶部分或经由积木的侧部分。这可以沿积木的各种导电路线完成,如由积木71-73示意性地示出。例如,积木71示出了积木的两个相邻侧的电连接的一导电路线。二者择一地,积木72示出了积木的面向彼此的两侧的电连接的一导电路线。在各积木中的导电路线是通过以斑马状条纹纹理化的区域标示。
[0075]根据本发明的一实施例,导电涂层是三个金属层的堆叠-铜,镍和铬。这样的一涂层具有优异的电导性,具有高度美感(闪亮的铬),物理上可持久且可耐侵蚀。例如,涂层的总厚度可以是1_50微米。
[0076]根据本发明的一实施例,一选择性导电积木可以包括至少一个电组件,如一开关,电机,光源,传感器,等。图8示意性示出了提供有一电组件81的一选择性导电积木80。积木80包括至少一个接触区域82,并且电组件81被封装在以一可连接积木形式没有导电涂层的一塑料隔间83内。在这种布置中,导电积木80的部分被涂覆/覆盖有金属层(由数字21和虚线标示),产生包括一个或多个接触区域82的一导电区域。电组件81电连接接触区域82,例如,在积木80内使用一布线布置,或者其可以包括代替涂覆层的嵌入其中的金属元件。
[0077]塑料隔间83可以是透明的,至少部分地,穿过其看到至少一个电组件81。至少一个电组件81被容纳在积木80的塑料隔间83内且适于在其内操作。例如,在当电组件是一光源的情况下,其适于产生通过塑料隔间83可见的光线。在当电组件是一开关的情况下,其可被容纳在塑料隔间83内且从外部可操作以触发通过本发明的选择性导电积木生成的一电路。
[0078]根据本发明的一实施例,被封装的电组件81电连接(例如,如导线94标示)至积木93的接触区域,其现在作为电引导,通过或焊接或机械附接(例如,螺钉,等),如图9所示。
[0079]为了安全起见,在某些情况下,需要防止可能由于不希望的短路情形(例如,可能是一粗心的用户将电池或电流源短路,例如通过仅闭合不具有电组件积木的选择性导电积木闭合一电路)发生的损害。这种短路是不希望的并且可能导致电池失效以及在罕见的情况下伤害用户。根据本发明的一实施例,一选择性导电积木,其包括一个电池箱或至电源出口的一外部连接,还可以包括至少一个限流和/或电流监测组件,即,将作为一“安全积木”。限流可以通过,但不限于,一可重复使用的保险丝如一聚合物正温度系数器件(或“自恢复保险丝”),或当电路中的电流超过一定的阈值,例如I安培时,任何增加其电阻的类似组件实现。二者择一地或附加地,“安全积木”可以包括一嵌入式电路监测电流并且当其超过一预定阈值(例如,I安培)时向用户报警。该报警可以是听觉的,视觉的,或一两者的结合,例如,警报可以一警报声音和/或闪烁光的形式。
[0080]根据本发明的一实施例,一选择性导电玩具搭建元件可以是以一圆环面的形式。在本实施例中,接触区域可以是圆环面的内部大部分的一部分。当弹性地按压至一匹配的基底上时,例如一弹性圆锥体,导电接触区域闭合一电路且可选择地执行一动作如打开光源或发出一声音。图10A-10C示意性地示出了根据本发明的一实施例的一叠环玩具的一实现。叠环玩具包括多个圆环面状玩具搭建元件101-103其每个具有一不同的直径(图10A)以及一相应的圆锥体104(图10B)在其上的圆环面状玩具搭建元件101-103可被布置在彼此的顶部。圆锥体104包括导电接触区域的一个或多个段,如数字105-107标示。图1OC示意性地示出了圆环面状玩具搭建元件101的一俯视图,其中一接触区域110位于圆环面101的内部大部分。
[0081 ] 积木制造工艺
[0082]根据本发明的一实施例,一选择性导电积木的制造工艺流程涉及以下步骤:
[0083]-设计如上文所述的具有至少一个接触区域的一特定形状的一可连接积木。积木可用已知的方法(例如注塑)制作而成;
[0084]-使用已知的方法(例如电镀技术)涂覆积木表面的至少一个部分有一金属导电层以及可选择地,随需要重复该涂覆步
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