一种基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接方法

技术领域

本发明属于积木技术领域，具体涉及一种基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接方法。

背景技术

在当下积木玩具市场中，普遍且较单一存在一种积木拼接结构，其利用惯性摩擦实现拼接，该拼接方式结构简单，成本也相对较低且普遍。但长时间使用后，因为材料问题与时间流逝所引起的损坏情况也普遍较多：如材料磨损导致脱落、滑动、裂开、变形等等。

这些情况的发生大多是由于材料与结构导致的：静态的两个积木相拼接是通过突出扣与内凹孔进行过盈配合从而实现固定，而这种配合关系就会导致相邻两种部件的连接部位出现摩擦磨损的情况，进而导致损坏。此外，通过过盈配合实现连接，拆分的难度极大，也容易在拆分过程中出现损坏部件的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接方法，用以解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接方法，包括若干个拼接件，拼接件具有闭合端和开口端，且拼接件中的一部分或者全部设有弹性件，拼接件能够转动并使闭合端张开、开口端合拢；

所述基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接方法包括以下步骤：相邻两个拼接件中，转动拼接件，以使闭合端张开、开口端合拢，插接其中一者的开口端至另一者的闭合端内，使两个拼接件相连。

在一种可能的设计中，包括以下步骤：

拼接件选取，选取至少两个能够相互连接的拼接件；

拼接件按压，施力按压拼接件，以使拼接件能够转动，且对应拼接件的闭合端张开、开口端合拢；

拼接件连接，相邻两个拼接件中，其中一者的开口端插接至另一者的闭合端内，并卸力使得拼接件通过弹性件复位，形成包括至少两个拼接件的积木结构；

拼接件调整，调整积木结构的方向，和/或，调整积木结构中某个拼接件的方向；

且积木结构中仅位于端部的拼接件可以未设有弹性件。

在一种可能的设计中，拼接件包括两个相对设置的基板部，两个基板部转动相连，基板部具有相对的两端，其中一端构造为所述闭合端，另一端构造为所述开口端；

当拼接件上设有弹性件时，弹性件位于拼接件的一端并分别连接两个基板部，相应地，基板部邻近弹性件的一端构造为所述开口端，基板部远离弹性件的一端构造为所述闭合端。

在一种可能的设计中，基板部包括依次相连的第一板体、第一折板和第二板体，两个基板部通过第一折板相连，两个第一板体相对并形成闭合端，两个第二板体相对并形成开口端，连接槽位于第二板体的内表面上，第一板体的内表面上设有第一防滑层，第二板体的外表面上设有第二防滑层。

在一种可能的设计中，第二板体的两个侧面上分别设有限位板，当两个基板部通过第一折板相连，两个相对的限位板之间形成限位槽。

在一种可能的设计中，基板部包括依次相连的第三板体、第二折板和第一弧板，两个基板部通过第二折板相连，两个第三板体相对设置，两个第一弧板相对；

相邻两个拼接件中，其中一者构造为弹性件连接相邻两个第三板体的第一扣合板，另一者构造为弹性件连接相邻两个第一弧板的第一扩开板，相应地，第一扣合板的第三板体一端构造为开口端，第一扣合板的第一弧板一端构造为闭合端；第一扩开板的第三板体一端构造为闭合端，第一扩开板的第一弧板一端构造为开口端，第一扩开板的第二折板上设有供第一扣合板穿过的通槽。

在一种可能的设计中，第一扣合板的两个第三板体中一者上设有两个相对的第一外凸板，两个第一外凸板之间形成插槽，另一者上设有外凸且能够插接至插槽内的第二外凸板；

第一扩开板的第一弧板的外周面上设有若干个第一卡槽，第一卡槽均布在第一弧板的周向上，相应地，第一扣合板的第一弧板的端部能够插接至第一卡槽内。

在一种可能的设计中，基板部包括第四板体、第三折板、第二弧板和半球结构，第四板体通过第三折板连接第二弧板或半球结构，两个基板部通过第三折板相连，两个第四板体相对设置，第二弧板和半球结构相对；

相邻两个拼接件中，依次相连的第四板体、第三折板和第二弧板构造为第二扣合板，第二扣合板的弹性件位于两个第四板体之间；依次相连的第四板体、第三折板和半球结构构造为第二扩开板，第二扩开板的弹性件位于两个半球结构之间；

相应地，第二扣合板的第四板体一端构造为开口端，第二扣合板的第二弧板一端构造为闭合端；第二扩开板的第四板体一端构造为闭合端，第二扩开板的半球结构一端构造为开口端。

在一种可能的设计中，第二扣合板的两个第四板体中一者上设有两个相对的第三外凸板，两个第三外凸板之间形成副插槽，另一者上设有外凸且能够插接至副插槽内的第四外凸板；

第二扣合板的第二弧板的内表面上设有适配于半球结构的第一弧形槽，第二扩开板的外周面上设有若干个第二卡槽，第二扣合板的第二弧板的端部能够插接至第二卡槽内。

在一种可能的设计中，基板部包括第五板体、第四折板、第六板体和半圆柱结构，第五板体通过第四折板连接第六板体或半圆柱结构，两个基板部通过第四折板相连，两个第五板体相对，第六板体和半圆柱结构相对；

相邻两个拼接件中，依次相连的第五板体、第四折板和第六板体构造为第三扣合板，第三扣合板的弹性件位于两个第五板体之间；依次相连的第五板体、第四折板和半圆柱结构构造为第三扩开板，第三扩开板的弹性件位于两个半圆柱结构之间；

相应地，第三扣合板的第五板体一端构造为开口端，第三扣合板的第六板体一端构造为闭合端，且第六板体上设有适配于半圆柱结构的第二弧形槽；第三扩开板的第五板体一端构造为闭合端，第三扩开板的半圆柱结构一端构造为开口端。

有益效果：

所述基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接方法在实施时，使用者施加作用力即可，从而改变拼接件的状态，以便于相邻两个拼接件能够相互连接。卸去作用力后拼接件复位并实现抵压，从而增大相邻两个拼接件之间的作用力，提高固定效果。反之，也可以实现拆卸，以便于拼接件的重复循环使用。

附图说明

图1为一种基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接方法的流程图。

图2为拼接件的结构示意图。

图3为两个夹板相连时，被夹的夹板张开的结构示意图。

图4为两个夹板相连时的结构示意图。

图5为第一扣合板的透视结构示意图。

图6为第一扩开板板的透视结构示意图。

图7为第一扣合板与第一扩开板连接时的结构示意图。

图8为第二扣合板的透视结构示意图。

图9为第二扩开板板的透视结构示意图。

图10为第二扣合板与第二扩开板连接时的结构示意图。

图11为第三扣合板的透视结构示意图。

图12为第三扩开板板的透视结构示意图。

图13为第三扣合板与第三扩开板连接时的结构示意图。

图中：

1、拼接件；2、基板部；3、弹性件；4、第一板体；5、第一折板；6、第二板体；7、限位板；8、第三板体；9、第二折板；10、第一弧板；11、第一扣合板；12、第一扩开板；13、第一外凸板；14、第二外凸板；15、第一卡槽；16、第四板体；17、第三折板；18、第二弧板；19、半球结构；20、第二扣合板；21、第二扩开板；22、第三外凸板；23、第四外凸板；24、第二卡槽；25、第五板体；26、第四折板；27、第六板体；28、半圆柱结构；29、第三扣合板；30、第三扩开板。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

实施例1：

如图1所示，一种基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接方法，包括若干个拼接件1，拼接件1具有闭合端和开口端，且拼接件中的一部分或者全部设有弹性件3，拼接件1能够转动并使闭合端张开、开口端合拢；

所述基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接方法包括以下步骤：相邻两个拼接件1中，转动拼接件1，以使闭合端张开、开口端合拢，插接其中一者的开口端至另一者的闭合端内，使两个拼接件1相连。

所述基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接方法中，以拼接件1为基础单元，且拼接件1能够转动，则拼接件1具有两种工作状态，其一为通过弹性件3形成闭合端和开口端，另一者为施加外力后，拼接件1转动并使得闭合端张开、开口端合拢。进一步，设置弹性件3使得拼接件1的闭合端、开口端能够保持稳定，进而通过施加一定数值的外力使得拼接件1转动，以改变拼接件1的状态。

具体来说，闭合端张开，开口端合拢，直至开口端能够插接至闭合端内；卸去外力后，拼接件1复位并通过闭合端抵压开口端，实现两个相邻拼接件1的连接。进一步，选取多个拼接件1并进行连接，从而拼接形成不同形状、造型的积木玩具。

所述基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接方法在实施时，使用者施加作用力即可，从而改变拼接件1的状态，以便于相邻两个拼接件1能够相互连接。卸去作用力后拼接件1复位并实现抵压，从而增大相邻两个拼接件1之间的作用力，提高固定效果。反之，也可以实现拆卸，以便于拼接件1的重复循环使用。

在本实施例中，(所述基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接方法)包括以下步骤：

S100拼接件1选取，选取至少两个能够相互连接的拼接件1；

S200拼接件1按压，施力按压拼接件1，以使拼接件1能够转动，且对应拼接件1的闭合端张开、开口端合拢；

S300拼接件1连接，相邻两个拼接件1中，其中一者的开口端插接至另一者的闭合端内，并卸力使得拼接件1通过弹性件3复位，形成包括至少两个拼接件1的积木结构；

S400拼接件1调整，调整积木结构的方向，和/或，调整积木结构中某个拼接件1的方向；

且积木结构中仅位于端部的拼接件1可以未设有弹性件3。

基于上述设计方案，步骤S100中，一般情况下将选取多个拼接件1，具体数量根据使用情况进行增减。步骤S200-300中，实现相邻两个拼接件1的连接；容易理解的，重复上述两步即可实现多个拼接件1的连接。步骤S400中，根据预设模型的形状进行方向调节，以达到拼接目标。

进一步，若调整积木结构中某个拼接件1的方向，拼接件1的结构决定了具体的调节方法和形式，具体参见实施例2。对于多个拼接件1相连的情况，位于端部的拼接件1可以连接其他部件，也可以不连接其他部件，当该拼接件1不连接其他部件时，该拼接件1上可以不设置弹性件3，以简化结构并降低成本。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，对实施例1中所用到的拼接件进行说明，其中，如图2-图13所示，一种基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接结构，包括至少一个能够转动的拼接件1，拼接件1具有闭合端和开口端，且拼接件中的一部分或者全部设有弹性件3；

拼接件1通过闭合端和开口端分别连接相邻的拼接件1或部件；当拼接件1设有多个时，相邻两个拼接件1中的一者的开口端插接至另一者的闭合端内，以使两个拼接件1相连且端部相互抵接。

所述基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接结构利用弹性件3产生的弹力作为挤压固定的力源，通过向内挤压实现固定，从而取代现有技术中的过盈配合固定。且弹力提供向内挤压力并代替摩擦力，对相邻的部件进行固定。在长期使用过程中，弹性件3保持性能即可确保固定的稳定性，无需担心摩擦磨损导致固定效果变差。

同时，在实际使用时，为了达成相邻两个拼接件1中的一者的开口端插接至另一者的闭合端内，施加外力以使拼接件1转动，外力克服弹性件3的弹力，也使得闭合端和开口端相互切换状态。

换而言之，在不施加外力时，拼接件1在弹力作用下形成闭合端和开口端。施加外力后，拼接件1转动，弹性件3变形，拼接件1的闭合端张开，开口端相对闭合，直至开口端能够插接至闭合端内；再撤去外力，相邻两个拼接件1将在弹力作用下复位，即闭合端闭合，开口端张开，但由于二者相互连接，其中一者的闭合端受到另一者的开口端的阻挡，相邻两个拼接件1的端部抵接，且二者的弹力方向相反，相邻两个拼接件1之间相互挤压并被固定。

相反地，在拆分时，使用者施力使得其中一个拼接件1的闭合端张开，另一个拼接件1保持形状不变，从而分离两个相连的拼接件1，相比较于现有的过盈配合，拆分更为容易，拆分过程中部件损坏的概率更低。

进一步，拼接件1也连接于其余相邻的部件，根据连接方式的不同，拼接件1通过闭合端和/或开口端实现连接。对于多个拼接件1相连的情况，位于端部的拼接件1可以连接其他部件，也可以不连接其他部件，当该拼接件1不连接其他部件时，该拼接件1上可以不设置弹性件3，以简化结构并降低成本。

在本实施例中，拼接件1包括两个相对设置的基板部2，两个基板部2转动相连，基板部2具有相对的两端，其中一端构造为所述闭合端，另一端构造为所述开口端；

当拼接件1上设有弹性件3时，弹性件3位于拼接件1的一端并分别连接两个基板部2，相应地，基板部2邻近弹性件3的一端构造为所述开口端，基板部2远离弹性件3的一端构造为所述闭合端。

基于上述设计方案，两个基板部2能够相对转动，则两个基板部2的两端能够相对开合。利用弹性件3提供弹力，从而固定两个基板部2的位置，以使闭合端和开口端的位置稳定；进一步，施加外力以使两个基板部2转动，以使闭合端和开口端相互切换状态，进而连接相邻的拼接件1或部件。

在本实施例中，弹性件3选用扭簧或U型弹簧，其中，当弹性件3选用扭簧时，弹性件3设置在两个基板部2的转动连接处；当弹性件3选用U型弹簧时，两个基板部2上设有连接槽，U型弹簧的两端分别插接至两个连接槽内。

基于上述设计方案，选用扭簧的益处在于结构更紧凑，选用U型弹簧的益处在于弹力能够更大，实际使用时，可以按需选择。进一步，扭簧设置在转动连接处，U型弹簧设置在连接槽内，在视觉上达到隐身效果，提高了外观的美观性。

如图2-图4所示，基板部2包括依次相连的第一板体4、第一折板5和第二板体6，两个基板部2通过第一折板5相连，两个第一板体4相对并形成闭合端，两个第二板体6相对并形成开口端，连接槽位于第二板体6的内表面上，第一板体4的内表面上设有第一防滑层，第二板体6的外表面上设有第二防滑层。

基于上述设计方案，使用者按压第一板体4，以使基板部2转动，则开口端相对闭合，闭合端相对张开，相邻的拼接件1或部件(如外部装饰、表面露出零件)插接至闭合端，撤去外力即可实现夹紧固定。

进一步，第一板体4通过第一防滑层增大摩擦力，以提高固定连接的效果；第二板体6通过第二防滑层增大摩擦力，以方便使用者施力。容易理解的，第一防滑层和第二防滑层可以构造为任意合适的结构。

此外，如图3所示，当相邻两个拼接件1相连时，对于开口端被夹紧的拼接件1，用于夹紧的弹力的方向垂直于该拼接件1的弹力方向。对于该种连接形式，如图4所示，实际使用过程中容易出现拼接件1分离的现象，故对于开口端被夹紧而闭合端自由的拼接件1，在其闭合端处设置固定装置，以确保其闭合端保持张开状态。容易理解的，固定装置可以选用任意合适的市售型号。

在一种可能的实现方式中，第二板体6的两个侧面上分别设有限位板7，当两个基板部2通过第一折板5相连，两个相对的限位板7之间形成限位槽。基于上述设计方案，通过限位板7来限制相邻拼接件1的连接位置，也同时提示位置，提高相邻两个拼接件1连接的准确性。

如图5-图7所示，基板部2包括依次相连的第三板体8、第二折板9和第一弧板10，两个基板部2通过第二折板9相连，两个第三板体8相对设置，两个第一弧板10相对；

相邻两个拼接件1中，其中一者构造为弹性件3连接相邻两个第三板体8的第一扣合板11，另一者构造为弹性件3连接相邻两个第一弧板10的第一扩开板12，相应地，第一扣合板11的第三板体8一端构造为开口端，第一扣合板11的第一弧板10一端构造为闭合端；第一扩开板12的第三板体8一端构造为闭合端，第一扩开板12的第一弧板10一端构造为开口端，第一扩开板12的第二折板9上设有供第一扣合板11穿过的通槽。

基于上述设计方案，使用者施力并按压第一扣合板11的开口端和第一扩开板12的开口端，第一扣合板11的闭合端张开，而第一扩开板12的开口端闭合，再将第一扩开板12的开口端插接至第一扣合板11的闭合端，最后撤去外力即可实现连接。

如图7所示，由于第一弧板10的存在，当第一扣合板11连接第一扩开板12时，其中一者能够相对另一者转动，从而实现摆动，以便用于机器人模型关节骨架、摆动关节等，提高了拼接后积木的自由度。

在一种可能的实现方式中，第一扣合板11的两个第三板体8中一者上设有两个相对的第一外凸板13，两个第一外凸板13之间形成插槽，另一者上设有外凸且能够插接至插槽内的第二外凸板14；

第一扩开板12的第一弧板10的外周面上设有若干个第一卡槽15，第一卡槽15均布在第一弧板10的周向上，相应地，第一扣合板11的第一弧板10的端部能够插接至第一卡槽15内。

基于上述设计方案，对于第一扣合板11，利用第一外凸板13和第二外凸板14限制第一扣合板11的转动范围，以保护弹性件3，避免弹性件3出现塑性变形。对于第一扩开板12，利用第一卡槽15和第一扣合板11的第一弧板10实现抵接，以提高连接效果，减少连接后的意外扰动。

如图8-图10所示，基板部2包括第四板体16、第三折板17、第二弧板18和半球结构19，第四板体16通过第三折板17连接第二弧板18或半球结构19，两个基板部2通过第三折板17相连，两个第四板体16相对设置，第二弧板18和半球结构19相对；

相邻两个拼接件1中，依次相连的第四板体16、第三折板17和第二弧板18构造为第二扣合板20，第二扣合板20的弹性件3位于两个第四板体16之间；依次相连的第四板体16、第三折板17和半球结构19构造为第二扩开板21，第二扩开板21的弹性件3位于两个半球结构19之间；

相应地，第二扣合板20的第四板体16一端构造为开口端，第二扣合板20的第二弧板18一端构造为闭合端；第二扩开板21的第四板体16一端构造为闭合端，第二扩开板21的半球结构19一端构造为开口端。

基于上述设计方案，使用者施力并按压第二扣合板20的开口端和第二扩开板21的开口端，第二扣合板20的闭合端张开，而第二扩开板21的开口端闭合，再将第二扩开板21的开口端插接至第二扣合板20的闭合端，最后撤去外力即可实现连接。

同第一扣合板11与第一扩开板12的组合相比，第二扣合板20和第二扩开板21的组合包括了半球结构19，通过第二弧板18与半球结构19的连接形成球形关节，当第二扣合板20连接第二扩开板21时，其中一者能够相对另一者进行多角度转动，且转动范围大于第一扣合板11与第一扩开板12，自由度更大，也更为灵活。

在一种可能的实现方式中，第二扣合板20的两个第四板体16中一者上设有两个相对的第三外凸板22，两个第三外凸板22之间形成副插槽，另一者上设有外凸且能够插接至副插槽内的第四外凸板23；

第二扣合板20的第二弧板18的内表面上设有适配于半球结构19的第一弧形槽，第二扩开板21的外周面上设有若干个第二卡槽24，第二扣合板20的第二弧板18的端部能够插接至第二卡槽24内。

容易理解的，第三外凸板22和第四外凸板23的作用与第一外凸板13和第二外凸板14一致，第二卡槽24的作用与第一卡槽15一致，在此不再赘述。

如图11-图13所示，基板部2包括第五板体25、第四折板26、第六板体27和半圆柱结构28，第五板体25通过第四折板26连接第六板体27或半圆柱结构28，两个基板部2通过第四折板26相连，两个第五板体25相对，第六板体27和半圆柱结构28相对；

相邻两个拼接件1中，依次相连的第五板体25、第四折板26和第六板体27构造为第三扣合板29，第三扣合板29的弹性件3位于两个第五板体25之间；依次相连的第五板体25、第四折板26和半圆柱结构28构造为第三扩开板30，第三扩开板30的弹性件3位于两个半圆柱结构28之间；

相应地，第三扣合板29的第五板体25一端构造为开口端，第三扣合板29的第六板体27一端构造为闭合端，且第六板体27上设有适配于半圆柱结构28的第二弧形槽；第三扩开板30的第五板体25一端构造为闭合端，第三扩开板30的半圆柱结构28一端构造为开口端。

基于上述设计方案，使用者施力按压第三扣合板29的开口端和第三扩开板30的开口端，第三扣合板29的闭合端张开，而第三扩开板30的开口端闭合，再将第三扩开板30的开口端插接至第三扣合板29的闭合端，最后撤去外力即可实现连接。

第三扣合板29和第三扩开板30的组合包括了半圆柱结构28，当第三扣合板29连接第三扩开板30时，其中一者能够相对另一者转动。进一步，同第一扣合板11与第一扩开板12组合的摆动相比，第三扣合板29和第三扩开板30组合的转动是以轴线为中心的自转，二者的转动方向并不相同。

进一步，令第一板体4、第一折板5和第二板体6组成的拼接件1为夹板，则按照自由度的不同，所述基于弹性力挤压作为固定方式的积木拼接结构公开了四种结构，即单一固定拼接的夹板、摆动拼接的第一扣合板11和第一扩开板12组合、球形关节的第二扣合板20和第二扩开板21组合以及轴向转动的第三扣合板29和第三扩开板30组合。那么，使用者可以根据实际情况选择，对所选择结构的种类、每种结构的数量等参数，使用者可以根据实际情况作增减。

更进一步，上述四种结构中的至少两者也能够相互连接，从而提供更多的连接方案，以适应不同的使用场景，实用性更好。容易理解的，夹板、第一扣合板11、第一扩开板12、第二扣合板20、第二扩开板21、第三扣合板29和第三扩开板30也可以单独使用，从而连接相邻的任意合适的拼接件1或其他部件，使用更为灵活，连接形式更多，有助于激发使用者的创造性。

此外，现有的积木拼接结构由于通过过盈配合连接，在拼装完成后的积木的灵活性很差，无法实现摆动、转动等动作。相反，通过上述四种结构进行拼装的话，第一扣合板11和第一扩开板12组合能够摆动，第二扣合板20和第二扩开板21组合和第三扣合板29和第三扩开板30组合均能够实现转动，拼装完成后的积木更为灵活，能够摆出不同的造型，市场竞争力更强。

如图7、10和13所示的装配图，相邻两个拼接件1中的一者夹住另一者，令这两个拼接件1分别为夹件和被夹件，被夹件的弹性件3会因弹力而向外抵顶夹件。针对于这种情况，若被夹件还连接于其他拼接件1或部件，从而消除弹力对夹件的影响；若被夹件未连接其他拼接件1或部件，通过控制弹性件3的弹性模量，以确保夹件能够稳定夹住被夹件。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。