智力拼板玩具的制作方法
【專利摘要】智力拼板玩具，包括：底板（1），底板（1）上設置有可移動的橫向擋板（2）、多個豎向擋板（3），可在底板（1）面上拼裝的多個不同大小的正方形塊（4）。其優點是：可培養人的耐性，提高人掌控全局的能力，提高人的想象力和判斷力，提高青少年對數學加減法運算及理解能力，增強他們的動手能力，活躍思維，啟發智慧，且示例豐富多樣，娛樂性強，可作為輔助教具，亦可將底板按逆時針方向旋轉90度使用；對于固定拼擺的情況，可將其上的正方形根據個人喜好進行添加顏色，作為裝飾用，同時使孩子們的思維發散。
【專利說明】智力拼板玩具
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及智力玩具【技術領域】，具體地說是一種智力拼板玩具。
【背景技術】
[0002] 現在的數學上有完美正方形和完美矩形(又稱為完美長方形)概念。即把一個正方 形/矩形(或長方形)剖分成大小不同的正方形問題稱為完美剖分問題。能夠被完美剖分的 正方形/矩形(或長方形)則稱之為完美正方形/完美矩形(或完美長方形)。正方形/矩形 (或長方形）被剖分成的正方形個數稱之為階。
[0003] 完美正方形包括簡單完美正方形、簡單不完美正方形和復合完美正方形。
[0004] 簡單完美正方形是把正方形剖分為若干個邊長都不等的正方形，且其中任何一部 分正方形都不能構成一個正方形或長方形。階數最小的簡單完美正方形只有一個，它是個 21階、尺寸為112X 112的簡單完美正方形(如圖1所示）;尺寸最小的簡單完美正方形尺寸 是110 X 110,有3個，其中2個是22階的，1個是23階的，23階的(如圖2所示)。
[0005] 簡單不完美正方形是把正方形剖分為若干個正方形，正方形存在邊長相等的，且 其中任何一部分正方形都不能構成一個正方形或長方形。階數最小的簡單不完美正方形只 有一個，它是個13階、尺寸為23X23的簡單不完美正方形(如圖3所示）；尺寸最小的簡單 不完美正方形只有一個，它是個17階、尺寸為11X11的簡單不完美正方形(如圖4所示)。
[0006] 復合完美正方形是把正方形剖分為若干個邊長都不等的正方形，且其中任何一部 分正方形都不能構成一個正方形但至少可構成一個長方形。階數最小的復合完美正方形只 有一個，同時也是尺寸最小的，它是個24階、尺寸為175X 175的復合完美正方形(如圖5所 示)。
[0007] 完美矩形包括簡單完美矩形和簡單不完美矩形。
[0008] 簡單完美矩形是把矩形剖分為若干個邊長都不等的正方形，且其中任何一部分正 方形都不能構成一個正方形或長方形。階數最小的簡單完美矩形有兩個，它們是個9階、尺 寸分別為33X32和69X61的簡單完美矩形，其中33X32同時也是尺寸最小的簡單完美矩 形，9階、33X32的簡單完美矩形(如圖6所示)。
[0009] 簡單不完美矩形是把矩形剖分為若干個正方形，正方形存在邊長相等的，且其中 任何一部分正方形都不能構成一個正方形或長方形。階數最小的簡單不完美矩形只有一 個，同時也是尺寸最小的，它是個9階、尺寸為15X 11的簡單不完美矩形(如圖7所示)。
[0010] 而這些圖形僅僅是停留在紙上所畫的圖形。 實用新型內容
[0011] 本實用新型的目的是研究一種把數學上有完美正方形和完美矩形概念的大小面 積不等的正方形塊拼成規整的圈定面積的大正方形或大長方形的智力拼板玩具。
[0012] 本實用新型一種智力拼板玩具有以下兩種情況：
[0013] 一、底板上拼擺區域可變化，并需要擋板，底板有擋板用的相應定位結構的拼擺方 式，其結構如下：
[0014] 本實用新型一種智力拼板玩具包括：底板，底板上設置有可移動的橫向擋板、多個 堅向擋板，可在底板面上拼裝的多個不同大小的正方形塊；
[0015] 所述的正方形塊的數量為所有示例中所需同種尺寸正方形塊數量中最大數量的 和；
[0016] 所述的底板包括：底板基板，底板邊框，在底板基板上設置有2列橫向擋板定位 孔、多行堅向擋板定位孔，底板邊框上標有指示刻度。
[0017] 所述的拼擺區域尺寸自行確定。
[0018] 所述的基板尺寸為最大拼擺區域尺寸加擋板尺寸的和。
[0019] 所述的底板上邊框的高度要低于拼裝的正方形的厚度。
[0020] 所述的橫向擋板定位孔和堅向擋板定位孔的定位孔都是一個圓孔一個長圓孔，且 橫向擋板定位孔與堅向擋板定位孔不在一條直線上，底板上的定位孔排布保證了堅向擋板 上移5個及以上單位仍有一個圓孔和一個長圓孔對堅向擋板進行定位。
[0021] 所述的橫向擋板定位孔與堅向擋板定位孔不在一條直線上。
[0022] 所述的指示刻度由底板的尺寸來確定，在兩條底板邊框上表示刻度，如1到99。
[0023] 所述的橫向擋板包括擋板基體、擋板定位銷、指示刻度；
[0024] 所述的堅向擋板包括擋板基體、擋板定位銷。
[0025] 所述的擋板基體由限制部分和手持部分組成，基體限制部分高度應與底板側墻高 度一致，為了美觀且一定不能高于底板側墻高度；
[0026] 所述的擋板定位銷與上下基體限制部分限制面距離差為1個單位，擋板定位銷布 置位置沿擋板軸向對稱，保證擋板在底板上旋轉180度后仍圍成拼擺區域，這樣減少了底 板上定位孔的數量；
[0027] 所述的橫向擋板有刻度，如1到65,堅向擋板上沒有刻度；
[0028] 二、底板上拼擺尺寸固定，不需要擋板，可用于裝飾。
[0029] 本實用新型一種智力拼板玩具式裝飾，包括：無定位孔底板和多個正方形塊。
[0030] 所述的無定位孔底板圍成的拼擺區域固定。
[0031] 所述的正方形塊的數量為所有示例中所需同種尺寸正方形塊數量中最大數量的 和。
[0032] 所述的正方形塊表面可根據需要制作不同的顏色或圖案，拼擺完后亦可用于裝 飾。
[0033] 本實用新型一種益智拼板玩具的優點是：可培養人的耐性，提高人掌控全局的能 力，提高人的想象力和判斷力，提高青少年對數學加減法運算及理解能力，增強他們的動手 能力，活躍思維，啟發智慧，且示例豐富多樣，娛樂性強，可作為輔助教具，亦可將底板按逆 時針方向旋轉90度使用；對于固定拼擺的情況，可將其上的小正方形根據個人喜好進行添 加顏色，作為裝飾用，同時使孩子們的思維發散。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0034] 圖1是階數最小的簡單完美正方形結構示意圖。
[0035] 圖2是尺寸最小的簡單完美正方形結構示意圖。
[0036] 圖3是階數最小的簡單不完美正方形結構示意圖。
[0037] 圖4是尺寸最小的簡單不完美正方形結構示意圖。
[0038] 圖5是階數最小的復合完美正方形結構示意圖。
[0039] 圖6是階數最小的簡單完美矩形結構示意圖。
[0040] 圖7是階數最小的簡單不完美矩形結構示意圖。
[0041] 圖8、9是智力拼板玩具的結構示意圖。
[0042] 圖10a是尺寸為64X63的底板示意圖。
[0043] 圖10b是尺寸為63X4橫向擋板的主視圖、俯視圖、仰視圖、后視圖。
[0044] 圖10c是尺寸為11X3堅向擋板的主視圖、左視圖、右視圖。
[0045] 圖11、12、13、14是底板上放置擋板后的狀態示意圖。
[0046] 圖15、16是尺寸為32X16、20階的完美矩形的結構示意圖。
[0047] 圖17是尺寸為27X27、23階的完美正方形的結構示意圖。
[0048] 圖18是尺寸為39X39、15階的完美正方形的結構示意圖。
[0049] 圖19是尺寸為47X33、16階的完美距形的結構示意圖。
[0050] 圖20是尺寸為59X47、21階的完美距形的結構示意圖。
[0051] 圖21是尺寸為56X56、28階的完美正方形的結構示意圖。
[0052] 圖22是尺寸為64X55U5階的完美矩形的結構示意圖。
[0053] 圖23是尺寸為65X65、27階的完美正方形的結構示意圖。
[0054] 圖24、25分別是尺寸為46X26、22階的完美矩形結構示意圖和裝飾效果圖。
[0055] 圖26、27分別是尺寸為46X26、20階的完美矩形結構示意圖和裝飾效果圖。
[0056] 圖28、29分別是尺寸為65X47、10階的完美矩形結構示意圖和裝飾效果圖。
[0057] 圖30、31分別是尺寸為65X47、21階的完美矩形結構示意圖和裝飾效果圖。
[0058] 圖32、33分別是尺寸為68X68、17階的完美正方形結構示意圖和裝飾效果圖。
[0059] 圖34、35分別是尺寸為68X68、25階的完美正方形結構示意圖和裝飾效果圖。
[0060] 圖36、37分別是尺寸為112X112、21階的完美正方形結構示意圖和裝飾效果圖。 [0061] 圖38、39分別是尺寸為112X112、29階的完美正方形結構示意圖和裝飾效果圖。
【具體實施方式】
[0062] 一、底板上拼擺區域可變化，并需要擋板，底板有擋板用的相應定位結構的拼擺方 式，其結構如下：
[0063] 本實用新型一種智力拼板玩具，包括：底板1，底板1上設置有可移動的橫向擋板 2、多個堅向擋板3,可在底板1面上拼裝的多個不同大小的正方形塊4 ;
[0064] 所述的正方形塊的數量為所有示例中所需同種尺寸正方形4塊數量中最大數量 的和；
[0065] 所述的底板1包括：底板基板11，底板邊框12,在底板基板11上設置有2列橫向 擋板定位孔13、多行堅向擋板定位孔14,底板邊框12上標有指示刻度15。
[0066] 所述的拼擺區域尺寸自行確定。
[0067] 所述的基板11尺寸為最大拼擺區域尺寸加擋板尺寸的和。
[0068] 所述的底板1上邊框到基板的高度要低于拼裝的正方形塊4的厚度。
[0069] 所述的橫向擋板定位孔13和堅向擋板定位孔14的定位孔都是一個圓孔一個長圓 孔，且橫向擋板定位孔13與堅向擋板定位孔14不在一條直線上，底板上的定位孔排布保證 了堅向擋板上移5個及以上單位仍有一個圓孔和一個長圓孔對堅向擋板進行定位。
[0070] 所述的指示刻度15由底板1的尺寸來確定，在兩條底板邊框上表示刻度，如1到 99 〇
[0071] 所述的橫向擋板2包括擋板基體、擋板定位銷、指示刻度；
[0072] 所述的堅向擋板3包括擋板基體、擋板定位銷。
[0073] 所述的擋板基體由限制部分和手持部分組成，基體限制部分高度應與底板側墻高 度一致，為了美觀且一定不能高于底板側墻高度；
[0074] 所述的擋板定位銷與上下基體限制部分限制面距離差為1個單位，擋板定位銷布 置位置沿擋板軸向對稱，保證擋板在底板上旋轉180度后仍圍成拼擺區域，這樣減少了底 板上定位孔的數量；
[0075] 所述的橫向擋板有刻度，如1到65,堅向擋板上沒有刻度；
[0076] 根據【背景技術】的介紹，在所有的的完美正方形和完美矩形中，尺寸最小的是一個 17階、尺寸為11X11的簡單不完美正方形，在底板上要實現拼擺區域的最小長度和寬度為 11 ;拼擺區域尺寸變化的實現方式如下：
[0077] 實現拼擺區域最小長度11 :
[0078] 底板示例如圖10a，當堅向擋板(示例如圖10c)以定位銷插入底板上最左側的堅 向定位孔，左側邊緣距離定位銷尺寸為2的狀態放到底板上時，如圖11所示，由于底板上擋 板的定位孔距離左側邊界為13,所以擋板與底板左側邊界限定區域的尺寸為13-2=11，這 就實現了拼擺區域最小長度為11。
[0079] 實現拼擺區域長度為11、13、15、17……的奇數系列：
[0080] 底板上堅向定位孔的橫向距離為2,當堅向擋板移到左數第二列堅向定位孔時，可 實現擋板與底板左側邊界限定區域的尺寸為13,依次類推，實施例中就實現了拼擺區域的 長度為11、13、15、17……的奇數系列。
[0081] 實現拼擺區域長度12:
[0082] 由于堅向擋板自身上下對稱，可將堅向擋板以定位銷插入底板上最左側的堅向定 位孔，左側邊緣距離定位銷尺寸為1的狀態放到底板上，如圖12所示，由于底板上擋板的定 位孔距離左側邊界為13,所以擋板與底板左側邊界限定區域的尺寸為13-1=12,這就實現 了拼擺區域長度為12。
[0083] 實現拼擺區域長度為12、14、16、18……的偶數系列：
[0084] 底板上堅向定位孔的橫向距離為2,當堅向擋板移到左數第二列堅向定位孔時，可 實現擋板與底板左側邊界限定區域的尺寸為14,依次類推，實施例中就實現了拼擺區域的 長度為12、14、16、18……的偶數系列。
[0085] 堅向擋板可應對不同寬度：
[0086] 底板上的定位孔可使堅向擋板堅直向上移動5,從而可以應對更大的寬度而不降 低太多的拼擺區域質量。11X3的擋板可應對的寬度范圍是11至20,21X3的擋板可應對 的寬度范圍是21至30, 31X3的擋板可應對的寬度范圍是31至40。其它尺寸擋板依此類 推。
[0087] 實現拼擺區域最小寬度11 :
[0088] 底板如圖10a，當橫向擋板(示例如圖10b)以定位銷插入底板上最下部的橫向 定位孔，下部邊緣距離定位銷尺寸為2. 5的狀態放到底板上時，如圖13所示，由于底板 上擋板的定位孔距離底板下部邊界為13. 5,所以擋板與底板下部邊界限定區域的尺寸為 13. 5-2. 5=11，這就實現了拼擺區域最小寬度為11。
[0089] 實現拼擺區域寬度為11、13、15、17……的奇數系列：
[0090] 底板上橫向定位孔的堅向距離為2,當橫向擋板移到下數第二行橫向定位孔時，可 實現擋板與底板下部邊界限定區域的尺寸為13,依次類推，實施例中就實現了拼擺區域的 寬度為11、13、15、17……的奇數系列。
[0091] 實現拼擺區域寬度12:
[0092] 由于橫向擋板自身左右對稱，可將橫向擋板以定位銷插入底板上最下部的橫向定 位孔，下部邊緣距離定位銷尺寸為1. 5的狀態放到底板上，如圖14所示，由于底板上擋板的 定位孔距離下部邊界為13. 5,所以擋板與底板下部邊界限定區域的尺寸為13. 5-1. 5=12， 這就實現了拼擺區域寬度為12。
[0093] 實現拼擺區域寬度為12、14、16、18……的偶數系列：
[0094] 底板上橫向定位孔的堅向距離為2,當堅向擋板移到下數第二行橫向定位孔時，可 實現擋板與底板下部邊界限定區域的尺寸為14,依次類推，實施例中就實現了拼擺區域的 寬度為12、14、16、18……的偶數系列。
[0095] 實施例一：拼擺區域可變最大尺寸為35X35且階數小于等于22的完美矩形和階 數小于等于29的完美正方形示例共有149種；
[0096] 拼擺區域可變最大尺寸為35X35的拼板玩具包括：底板、橫向擋板、3個堅向擋板 和81個正方形(所需正方形清單如表1);
[0097] 所述底板包括底板基板、底板邊框、2列橫向擋板定位孔、9行堅向擋板定位孔和 底板刻度；
[0098] 所述底板基板的尺寸為38X 39,底板邊框上的刻度分別為1到38和1到39 ;
[0099] 所述底板刻度所在邊框表面距離底板基板0. 5 ;
[0100] 所述橫向擋板的尺寸為38X4,兩條刻度都是1到38 ;
[0101] 所述3個堅向擋板的尺寸分別為11 X3、21X3和31X3,上面沒有刻度；
[0102] 所述81個正方形的厚度都是1。
[0103] 表 1
[0104] 形尺寸 |l |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |10 |11 |12 |13 |14 |15 |16 |17 |18 |19 |20 |21 形數量 |8 |6 |8 |8 |8 |5 |4 |4 |4 |4 |4 |4 |4 |2 (2 |l |l |l |l |l |l
[0105] 示例一：
[0106] ①從表2中選擇一個拼擺尺寸為32X 16、20階的完美矩形的示例；
[0107] ②用橫向擋板實現拼擺區域的寬度16,用11X3的堅向擋板實現拼擺區域的長度 32,將11X3的堅向擋板向上移動5就實現了 32X16的拼擺區域；
[0108] ③在81個正方形中選取相應尺寸的正方形：1、1、2、2、3、3、4、4、4、4、5、5、6、6、6、 6、7、7、8、8,共 20 個；
[0109] ④用③中選擇的20個正方形在②拼出的32X 16的拼擺區域進行拼擺，拼擺對則 可填滿(如圖15所示)。
[0110] 針對第一種示例，如果將底板旋轉90度后進行拼擺，具體示例如下：
[0111] ①從表2中選擇一個拼擺尺寸為32X 16、20階的完美矩形的示例；
[0112] ②選擇橫向擋板和31X3的堅向擋板；用橫向擋板實現拼擺區域的寬度16,用 11X3的堅向擋板實現拼擺區域的長度32,將11X3的堅向擋板向上移動5就實現的拼擺 區域32X16 ;
[0113] ③在81個正方形中選取相應尺寸的正方形：1、1、2、2、3、3、4、4、4、4、5、5、6、6、6、 6、7、7、8、8,共 20 個；
[0114] ④用③中選擇的20個正方形在②拼出的32X 16的拼擺區域進行拼擺，拼擺對則 可填滿(如圖16所示)。
[0115] 示例二：
[0116] ①從表2中選擇一個拼擺尺寸為27X27、23階的完美正方形的示例；
[0117] ②選擇橫向擋板和21X3的堅向擋板，在底板上拼出27X27的拼擺區域；
[0118] ③在81個正方形中選取相應尺寸的正方形：1、1、1、1、2、2、2、2、3、3、3、4、4、4、4、 8、8、8、8、9、9、10、10,共 23 個；
[0119] ④用③中選擇的23個正方形在②拼出的27X27的拼擺區域進行拼擺，拼擺對則 可填滿(如圖17所示)。
[0120] 表 2
[0121]
【權利要求】
1. 智力拼板玩具，包括：底板（1)，底板（1)上設置有可移動的橫向擋板（2)、多個堅 向擋板（3)，其特征在于：所述的底板（1)包括：底板基板（11)，底板邊框（12)，在底板基板 (11)上設置有2列橫向擋板定位孔（13)、多行堅向擋板定位孔（14)。
2. 根據權利要求1所述的智力拼板玩具，其特征在于：所述的底板（1)上邊框到基板的 高度要低于拼裝的正方形塊的厚度。
3. 根據權利要求1所述的智力拼板玩具，其特征在于：所述的橫向擋板定位孔（13)和 堅向擋板定位孔（14)的定位孔都是一個圓孔一個長圓孔，且橫向擋板定位孔（13)與堅向 擋板定位孔（14)不在一條直線上，底板上的定位孔排布保證了堅向擋板上移5個及以上單 位仍有一個圓孔和一個長圓孔對堅向擋板進行定位。
4. 根據權利要求1所述的智力拼板玩具，其特征在于：所述的橫向擋板（2)包括擋板基 體、擋板定位銷、指示刻度。
5. 根據權利要求1所述的智力拼板玩具，其特征在于：所述的堅向擋板（3)包括擋板基 體、擋板定位銷。
【文檔編號】G09B19/02GK203874438SQ201320482575
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年8月7日 優先權日:2013年8月7日
【發明者】萬長林 申請人:萬長林