[发明专利]一种平面结构的立体积木

说明书

本发明公开了一种平面结构的立体积木，包括若干片状的基本构件，若干片状的基本构件包括正方形基本构件、正三角形基本构件、等腰直角三角形基本构件和长方形基本构件；每个基本构件的背面的每条边上间隔均匀地设置有至少三个榫，每相邻的两个榫之间形成卯，卯的宽度与所述榫的宽度相等；每个基本构件的正面的每条边上设置有一个圆形卯洞和一个圆形榫头；任意两个基本构件的长度相等的边通过分别设于其背面的卯榫结构连接；任意两个形状重合的基本构件通过分别设于其正面的卯榫结构连接。本发明的平面结构的立体积木，通过各基本构件的内接外连可以组成各种多面体单元，且基本构件采用注塑成型，极大地降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及一种平面结构的立体积木。

背景技术

1995年9月25日，申请人就向中国专利局提交了“磁魔方”的专利(ZL952 44756.8)申请。在专利申请文件中，阐述了一种特殊磁条的设计，将该磁条置放在立方体各个棱上，则立方体两个表面不管如何转动，均能够面面相吸，并且，两个立方体的棱与棱之间，颠来倒去也能相互吸引。在这个专利文件中，最早引入了本文述及的多面体的概念，即将磁条镶嵌在多面体基本构件的各棱上，通过全等面的面面相吸，组成丰富的立体几何积木。当时，该专利的批审出现了阻滞。直到1997 年，设计人带着已经做好的磁魔方，特别是用8个如图9.0棱长为a的立方体(每个立方体由5个多面体单元组成，8个立方体共有40个多面体单元)，扩展成棱长为2a的磁立方体去北京，在专利局有关人员面前亮相“磁魔方”专利述及的这两件物品实际存在之后，才当场被告知，专利证书会很快下达。这之后，无需任何修改文件或补正，1997年8月16日授予“磁魔方”专利权。

2013年前后，美国人发明的世界范围风靡的磁力片玩具，其结构原理仅仅是磁魔方结构原理的一个局限于平面的子集。2017年底，国内颇有名气的某玩具公司经理，看到本实用新型申请人22年前用作磁魔方验证实验的磁力片时，不无感慨地说：“原来磁力片的原创在中国”。磁魔方的立体构思比美国人磁力片平面构思早了近十年。

2013年2月4日，申请人又提出了“一种三维全向连结的几何积木(ZL 2013 20064255.4)”，及同年的12月20日再提出“一种可三维拼接的积木(ZL 2013 2 0850641.7)”前后两个专利申请。这两个实用新型专利阐述的主体都是如何构成多面体积木，只是在连结方式上作了改变而已。

三个专利申请都牵涉到了多面体，但是，没有一个推向市场。若以产业化作为目的，三个专利都失败了。其中最主要的一个原因是：多面体各单元的框架难以实现，或者成本高昂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种平面结构的立体积木，通过各基本构件的内接外连可以组成各种多面体单元，且基本构件采用注塑成型，极大地降低了生产成本。

实现上述目的的技术方案是：一种平面结构的立体积木，包括若干片状的基本构件，所述若干片状的基本构件包括正方形基本构件、正三角形基本构件、等腰直角三角形基本构件和长方形基本构件；

所述正方形基本构件的边长等于a；所述正三角形基本构件的边长等于a或所述等腰直角三角形基本构件的腰长等于a；所述长方形基本构件的长边长等于所述长方形基本构件的短边长等于a；

每个所述基本构件的背面的每条边上间隔均匀地设置有至少两个榫，每条边上每相邻的两个榫之间形成卯，所述卯的宽度与所述榫的宽度相等；且所述基本构件的背面的每条边上的所有卯榫沿其中垂线对称；

每个所述基本构件的正面的每条边上设置有一个圆形卯洞和一个圆形榫头，每条边上的圆形卯洞和圆形榫头沿其中垂线对称；

任意两个基本构件的长度相等的边通过分别设于其背面的卯榫结构卡接在一起,且卡接后的卯榫结构沿相应边的中垂线对称；

任意两个形状重合的基本构件通过分别设于其正面的相配合的卯榫结构连接在一起；