基于燕尾榫和条形圆头榫方式连接的几何体拼搭模型制造技术

本发明专利技术公开了一种基于用燕尾榫和条形圆头榫方式连接的几何体拼搭模型，属于一般的物理方法和装置；所述模型包括各种正多面体、正棱柱体、正棱锥体、台体、球面体和圆环体等基本几何体模型；所述模型的面与面之间的连接采用燕尾榫和条形圆头榫的紧密连接的方式连接；所述模型在拼搭时，充分利用材料的柔软性，使相邻边上的有规律分布的榫头和榫眼一一紧密榫合而成为结实的模型；所述拼搭模型具有结构结实，外形标准，可以反复拆装等特点。该模型可以作为进行立体形体、空间形体建构教学的工具和练习的载体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用燕尾榫和条形圆头榫方式连接的几何体拼搭模型，属于一般的物理方法和装置。
技术介绍
目前市场上有各种各样的几何体模型，主要用作教学用具、儿童智力玩具等。有的模型是实体的，不可拆，虽然形体直观、结构牢固，但只能观察其外形，不能动态观察空间立体的建构过程；有的模型是通过连在一起的面板折叠而成，虽然形象直观，但模型稳固性不好，很容易散架；有的模型由一条条的杆子(棱)连接而成，不大直观形象，且结构稳固性不 够；市场上也有用燕尾榫连接的拼版或拼图，如防滑的地垫，但拼接后的面是平的。实际上用硬质的面板材料是不能用本专利技术所用的连接方式制造出可拼搭的几何体模型的。
技术实现思路
本专利技术的任务是利用模型面板材料的柔软性，用燕尾榫和圆头榫的连接方式进行各种基本几何体模型的拼搭。本专利技术涉及的几何体拼搭模型包括平面基本几何体拼搭模型和曲面基本几何体拼搭模型；平面基本几何体拼搭模型包括各种正多面体(正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体)、长方体、正棱柱体(包括正三棱柱、正四棱柱、正五棱柱、正六棱柱)、正棱锥体(包括正三棱锥、正五棱锥、正六棱锥)、正棱台体(包括正三棱台、正四棱台、正五棱台、正六棱台)拼搭模型；曲面基本几何体拼搭模型包括可展曲面基本几何体拼搭模型和不可展曲面基本几何体拼搭模型，可展曲面基本几何体拼搭模型包括各种圆柱体、圆锥体、圆台体拼搭模型，不可展曲面基本几何体拼搭模型包括球体、球台体和圆环体拼搭模型。本专利技术所采取的基本的技术方案是所述平面基本几何体拼搭模型面板之间的连接采用燕尾榫的方式连接；可展曲面基本几何体拼搭模型的底面板与侧曲面板之间的连接采用燕尾榫方式连接，侧曲面板的合拢连接采用条形圆头榫的方式连接；不可展曲面几何体拼搭模型的面板之间的连接采用条形圆头榫方式连接。所述模型在拼搭时充分利用材料的柔软性，适时岔开两相连接面板之间的相对位置，使相邻边上的有规律分布的榫头和榫眼一一配对，相互紧密榫合连接而成为结实的模型。采用这种方法连接的拼搭模型，与
技术介绍
中的相应模型相比具有如下优点。I、所述几何体拼搭模型结构结实，外观标准，可满足一般的演示和拼搭练习用。2、利用材料具有弹性好、柔软性好、抗撕裂性强以及独特的连接方式，各种模型可以反复方便地拆装，实用性强。3、模型在拼搭的过程中，可以显现几何体从平面到空间立体的建构过程。通过对构成相应平面几何体模型的面板在平面内的平面展开图的拼搭，可以直观地显现各种平面几何体模型的平面展开图，通过对构成相应可展曲面几何体模型的侧曲面的平面展开，可直观地了解相应形体的结构特点及相关性质，通过对不可展曲面几何体模型的不同组成部件的侧曲面的可展性的比较，可直观了解不可展曲面几何体模型曲面的不可展性和近似可展性及其有关性质。4、由于模型可以方便地拆卸，节省了储存和运输空间，降低了使用和运输成本。5、本专利技术的模型可作为各级教育部门进行立体几何形体的教学工具，也可作为广大青少年进行空间形体构建练习的载体。本专利技术所采用的具体的技术方案是所述拼搭模型所用的首选材料是EVA橡塑发泡材料，这种材料具有质轻、环保、弹性好、柔软性好、抗撕裂强的特点，平板状，板料的厚度在5mm至12mm之间，也可采用其他相似性质的材料。所述平面几何体拼搭模型的所有面板是具有相应规则的多边形形状(指还没开榫头或榫眼前的相应面板的形状)的平面面板，每块面板的每边上分布着相应的燕尾榫头和 (或)燕尾榫槽，每块面板的边上同时分布着燕尾榫头和燕尾榫槽，每个多边形平面面板的顶点上分布着相应数量的顶角，一个模型中所有面板的顶角总数等于相应几何体模型的顶角总数。这样可以补全模型的所有顶点，使相应模型具有规则的顶点形状。所述可展曲面几何体模型的上和(或)下底面面板是圆形平面面板，圆形平面面板圆周上分布着弧形燕尾榫槽，与其相榫合的侧曲面面板的底边分布着相应的燕尾榫头；其中圆柱体的侧面板是长方形形状的面板，圆锥体的侧面板是沿圆心尖端处渐薄的扇形面板，圆台体的侧面板是扇环状(一个大的扇形截去同一圆心角的扇形后的剩余部分)面板，圆柱体、圆锥体、圆台体的侧曲面面板是侧曲面合拢处的两侧边的外表面带有一定曲度(曲度与相应模型的侧曲面的曲度相同)的近似平面面板，以使面板容易弯曲成相应规则的侧曲面；相应模型的侧曲面面板的两侧边(侧曲面合拢处)分别分布着条形圆头榫头和条形圆头榫眼。所述不可展曲面拼搭模型的面板组成和形状分别是球面体模型面板由三块四分之一不可展球面面板、一块十六分之三不可展球面面板和一块十六分之一球面的近似平面面板(可弯曲成相应的球面)组成；球台模型面板是由两块平面圆形底面板和四块四等分的不可展球面板组成；圆环体模型是一个四分之一圆环体，该模型的面板是一块十六分之三圆环体不可展面板和一块构成十六分之一圆环体的近似平面面板(可弯曲成相应的圆环曲面);各模型的相应连接边上分别分布着条形圆头榫头和条形圆头榫眼。以达到各模型体的完整连接。所述拼搭模型的成型面板的每边的侧面(包括燕尾榫头的端面、燕尾榫槽的底面、条形圆头榫的侧端面)与正面(外表面)和背面(内表面)成一定的角度，以使每个面的连接处达到紧密的无缝连接。所述平面几何体模型的面板的侧面与正面(外表面)所成的角度等于两连接面之间所成的二面角；圆锥体的圆形底面面板的侧面、与它相榫合的侧曲面面板的侧底面与其正面所成的角等于圆锥的母线与底面所成的角度；圆台的上下底面面板的侧面、与其相榫合的侧曲面面板的侧底面与其正面所成的角度等于圆台母线与上下底面所成的角度；球台的上下底面面板的的侧面与正面所成的角等于球面的相应连接处的纵向的切线方向与上下底面的正面所成的角，圆锥、圆柱、圆台的侧曲面的合拢处两边的侧面和不可展几何体模型侧曲面合拢处两边的侧面与其正面所成的角度正好使两榫合侧面紧密合拢。所述平面几何体拼搭模型的相应面板的每边上分布着燕尾榫，包括燕尾榫头和(或)燕尾榫槽；每块面板上同时分布着燕尾榫头和燕尾榫槽，这样可使相互连接的面板之间相互牵制，使连接更为牢固，从而使相应的拼搭模型更加结实牢固；每种模型的面板的种类随着相应面板的每边上的燕尾榫头和燕尾榫槽的分布情况的不同而不同，具体是1、所述平面几何体拼搭模型的相应面板的每边上间隔地分布着燕尾榫头(可以是单个或连续多个的)和燕尾榫槽(与相邻的燕尾榫头的分布相对应，可以是单个或连续多个的)；如果面板的每边上间隔分布的燕尾榫头和燕尾榫槽数相同，则每种模型只需用一种这样的面板；如果每边上间隔分布的燕尾榫头和燕尾榫槽数不同，即燕尾榫头多一个或燕尾榫槽多一个，则面板的种类有下面几种类型(1)如果多边形面板的边数是偶数，则面板的相邻边中一边间隔分布的燕尾榫头和燕尾榫槽中燕尾榫头比燕尾榫槽多一个，另一边间隔分布的燕尾榫头和燕尾榫槽中燕尾榫槽比燕尾榫头多一个，这样每种模型只需用一种这样的面板；(2)如果面板的边数是奇数，则有如下两种相应类型的面板每种面板的每边燕尾榫头和燕尾榫槽分布情况同(1)，但其中一种面板有两条相邻边的每边上燕尾榫头比燕尾榫槽多一个，另一种面板有两条相邻边的每边上燕尾榫槽比燕尾榫头多一个，这样一个模型中要用到两类这样的面板；2、所述平面几何体拼搭模型的相应面板的每一边上的燕尾榫头或燕尾榫槽分布的另一种形式是相应面板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用燕尾榫和条形圆头榫方式连接的几何体拼搭模型，包括平面基本几何体拼搭模型和曲面基本几何体拼搭模型，平面基本几何体拼搭模型包括各种正多面体（正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体）、长方体、正棱柱体（包括正三棱柱、正四棱柱、正五棱柱、正六棱柱）、正棱锥体（包括正四棱锥、正五棱锥、正六棱锥）、正棱台体（包括正三棱台、正四棱台、正五棱台、正六棱台）拼搭模型；曲面基本几何体拼搭模型包括可展曲面基本几何体拼搭模型和不可展曲面基本几何体拼搭模型，可展曲面基本几何体拼搭模型包括各种圆柱体、圆锥体、圆台体拼搭模型，不可展曲面基本几何体拼搭模型包括球体、球台体和圆环体拼搭模型；其特征是：所述拼搭模型所用的材料具有质轻、环保、弹性好、柔软性好、抗撕裂强的特点；所述平面基本几何体拼搭模型面板之间的连接采用燕尾榫的方式连接；可展曲面基本几何体拼搭模型的底面板与侧曲面板之间的连接采用燕尾榫方式连接，侧曲面板的合拢连接采用条形圆头榫的方式连接；不可展曲面几何体拼搭模型的面板之间的连接采用条形圆头榫方式连接；所述模型在拼搭时充分利用材料的柔软性，适时岔开两相连接面板之间的相对位置，使相邻边上的有规律分布的榫头和榫眼一一配对，相互紧密榫合连接而成为结实的模型；所述拼搭模型连接紧密，结构结实，外形标准，可以反复拆装。...

【技术特征摘要】
1.一种用燕尾榫和条形圆头榫方式连接的几何体拼搭模型，包括平面基本几何体拼搭模型和曲面基本几何体拼搭模型，平面基本几何体拼搭模型包括各种正多面体(正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体和正二十面体)、长方体、正棱柱体(包括正三棱柱、正四棱柱、正五棱柱、正六棱柱)、正棱锥体(包括正四棱锥、正五棱锥、正六棱锥)、正棱台体(包括正三棱台、正四棱台、正五棱台、正六棱台)拼搭模型；曲面基本几何体拼搭模型包括可展曲面基本几何体拼搭模型和不可展曲面基本几何体拼搭模型，可展曲面基本几何体拼搭模型包括各种圆柱体、圆锥体、圆台体拼搭模型，不可展曲面基本几何体拼搭模型包括球体、球台体和圆环体拼搭模型；其特征是所述拼搭模型所用的材料具有质轻、环保、弹性好、柔软性好、抗撕裂强的特点；所述平面基本几何体拼搭模型面板之间的连接采用燕尾榫的方式连接；可展曲面基本几何体拼搭模型的底面板与侧曲面板之间的连接采用燕尾榫方式连接，侧曲面板的合拢连接采用条形圆头榫的方式连接；不可展曲面几何体拼搭模型的面板之间的连接采用条形圆头榫方式连接；所述模型在拼搭时充分利用材料的柔软性，适时岔开两相连接面板之间的相对位置，使相邻边上的有规律分布的榫头和榫眼一一配对，相互紧密榫合连接而成为结实的模型；所述拼搭模型连接紧密，结构结实，外形标准，可以反复拆装。2.根据权利要求I所述的几何体拼搭模型的面板具有相应规则的形状，其特征是所述平面几何体拼搭模型的所有面板是具有相应规则的多边形形状(指还没开榫头或榫眼前的相应面板的形状)的平面面板，每块面板的每边上分布着相应的燕尾榫头和(或)燕尾榫槽，每块面板的边上同时分布着燕尾榫头和燕尾榫槽，每个多边形平面面板的顶点上分布着相应数量的顶角，一个模型中所有面板的顶角总数等于相应几何体模型的顶角总数，这样可以补全模型的所有顶点，使相应模型具有规则的顶点形状；所述可展曲面几何体模型的上和(或)下底面面板是圆形平面面板，圆形平面面板圆周上分布着弧形燕尾榫槽，与其相榫合的侧曲面面板的底边分布着相应的燕尾榫头，其中圆柱体的侧面板是长方形形状的面板，圆锥体的侧面板是沿圆心尖端处渐薄的扇形面板，圆台体的侧面板是扇环状(一个大的扇形截去同一圆心角的扇形后的剩余部分)面板，圆柱体、圆锥体、圆台体的侧曲面面板是侧曲面合拢处的两侧边的外表面带有一定曲度(曲度与相应模型的侧曲面的曲度相同)的近似平面面板，以使面板容易弯曲成相应规则的侧曲面，相应模型的侧曲面面板的两侧边(侧曲面合拢处)分别分布着条形圆头榫头和条形圆头榫眼；所述不可展曲面拼搭模型的面板组成和形状分别是球面体模型面板由三块四分之一不可展球面面板、一块十六分之三不可展球面面板和一块十六分之一球面的近似平面面板(可弯曲成相应的球面)组成，球台模型面板是由两块平面圆形底面板和四块四等分的不可展球面板组成，圆环体模型是一个四分之一圆环体，该模型的面板是一块十六分之三圆环体不可展面板和一块构成十六分之一圆环体的近似平面面板(可弯曲成相应的圆环曲面)，各模型的相应连接边上分别分布着条形圆头榫头和条形圆头榫眼，以达到各模型体的完整连接。3.根据权利要求I所述的几何体拼搭模型的面板的每边的侧面(包括燕尾榫头的端面、燕尾榫槽的底面、条形圆头榫的侧端面)与正面(外表面)和背面(内表面)成一定的角度，以使每个面的连接处达到紧密的无缝连接，其特征是所述平面几何体模型的面板的侧面与正面(外表面)所成的角度等于两连接面之间所成的二面角；圆锥体的圆形底面面板的侧面、与它相榫合的侧曲面面板的侧底面与其正面所成的角等于圆锥的母线与底面所成的角度；圆台的上下底面面板的侧面、与其相榫合的侧曲面面板的侧底面与其正面所成的角度等于圆台母线与上下底面所成的角度；球台的上下底面面板的的侧面与正面所成的角等于球面的相应连接处的纵向的切线方向与上下底面的正面所成的角，圆锥、圆柱、圆台的侧曲面的合拢处两边的侧面和不可展几何体模型侧曲面合拢处两边的侧面与其正面所成的角度正好使两榫合侧面紧密合拢。4.根据权利要求I所述的几何体拼搭模型相应面板的每边上分布着燕尾榫，包括燕尾榫头和(或)燕尾榫槽；每块面板上同时分布着燕尾榫头和燕尾榫槽，这样可使相互连接的面板之间相互牵制，使连接更为牢固，从而使相应的拼搭模型更加结实牢固；每种模型的面...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴联进，
申请(专利权)人：吴联进，
类型：发明
国别省市：