专利名称：一种多功能拼图玩具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多功能拼图玩具，尤其涉及一种能够实现色彩、图案和形状拼图的多功能拼图玩具。
背景技术：
传统的拼图包括若干块具有一定形状且含有局部图案的拼块，参照原始图案将毫无规律混合的拼块拼接在一起。全部拼块相互拼接无误，即可完整还原出图像的原始画面，则拼图过程结束。这类拼图只局限于实现图像还原。
七巧板，亦称“七巧图”、“智慧板”，由唐代“燕几图”演变而来。国外称其为唐图(Tangram)，是中国民间的传统拼图玩具，也是世界公认的拼图玩具的代表作。其传统的制作方式是将薄板等平面材料截为七块，游戏方法是将七块板拆开，拼成各种图形。这类拼图只局限于实现形状变化。
着色是图形论中最著名的领域之一。四色猜想是至多用4种颜色给平面或球面上的地图着色，使相邻国家或地区所形成的区域用不同颜色显示的著名数学猜想。四色问题作为世界上著名的数学难题已经存在150多年，长期无解。1878年6月13日，四色猜想由当时的著名数学家凯莱(Cayley)在伦敦举行的数学会上正式提出，1879年肯普(A.b.Kempe)在美国数学杂志发表的论文没有解决四色问题。1890年英国著名数学家希伍德(Heawood)给出了一个错误的结论。1997年北京理工大学出版社出版的文献《图论》指出“四色猜想是一个至今仍没有得到理论证明的著名数学难题。”1998年北京大学出版社出版的文献《集合论与图论》指出“到目前为止，四色猜想没有得到彻底的解决。”《科技通报》2002年7月第18卷第4期发表的由董德周提交的一篇《关于最大平面图着色的探讨》的论文，披露了关于四色猜想的部分研究成果。对此长沙大学数学系代数理论家陈进之2004年5月10日指出“该论文是最大平面图着色问题的一个突破”。
图1是董德周四色猜想证明理论的一个效果示意图。通过该图可以看到，由黑、深灰、浅灰、白四种颜色表示的二十三块任意形状构成的区域随机排列，所着颜色为四种，相邻区域的颜色不同。
发明内容为了解决传统拼图只局限于实现图像还原而七巧板拼图只局限于实现形状变化的技术问题，本发明提供一种能够实现色彩、图案和形状拼图多功能拼图玩具。
本发明解决传统拼图只局限于实现图像还原而七巧板拼图只局限于实现形状变化的技术问题所采用的技术方案是提供一种多功能拼图玩具，该多功能拼图玩具包括多套具有多个拼接单元的拼图模板，各拼图模板的一面为彼此不同的颜色，各拼图模板中的至少有七块拼接单元与七巧板的形状相同。
根据本发明的一优选结构，本发明多功能拼图玩具的各拼图模板中的对应拼接单元的形状和大小相同。
根据本发明的一优选结构，本发明多功能拼图玩具的各拼图模板中至少二块拼接单元与尺和量角器形状相同并设置有测量刻度。
根据本发明的一优选结构，本发明多功能拼图玩具的各拼图模板中至少有一块拼接单元上设置有刻度单位并在其中央设置有刻槽，以作为天平杠杆。
根据本发明的一优选结构，本发明多功能拼图玩具还包括至少一块横截面为三角形的三棱柱形拼接单元，以作为天平支点。
根据本发明的一优选结构，本发明多功能拼图玩具的至少有二块拼接单元上设置有重量标志。
根据本发明的一优选结构，本发明拼图玩具的各拼图模板的另一面上设置有图案和/或文字。
根据本发明的一优选结构，本发明拼图玩具的图案和/或文字是借助滤色眼镜观看立体效果的滤色立体图像或者是通过光栅材料观看的光栅立体图像或光栅变换图像。
根据本发明的一优选结构，本发明拼图玩具的各拼图模板还包括多边形、椭圆形或圆形的拼接单元。
根据本发明的一优选结构，本发明拼图玩具包括至少二套拼图模板。
根据本发明的一优选结构，本发明拼图玩具包括四套拼图模板。
本发明的有益效果是本发明多功能拼图玩具将图案、形状和色彩有机结合在一起，可以实现图案的四色或多色拼接，并可利用七巧板和其它形状的拼接单元拼接出各种形状，其中部分拼接单元还可以作为简易的度量衡工具，其多种几何形状的拼接单元还是绘制几何图形的简易工具，还可以借助有关辅助手段观看到一些图案的立体效果，这种多功能拼图模板，有益于帮助儿童识别各种色彩和各种基本图形，以及教育儿童使用例如三角板、量角器以及天平等简单的度量衡工具，并可使用本发明拼图玩具拼接成各种不同颜色组合和各种不同形状的图案。本发明的多功能拼图玩具可以提高人的想象力和判断力，活跃形象思维，启发人们尤其是青少年的智慧。
图1是董德周四色猜想证明的一个效果示意图；图2是本发明多功能拼图玩具一实施例的结构示意图；图3是本发明多功能拼图玩具的拼图模板的功能分类示意图；图4是本发明多功能拼图玩具中作为量角器的拼接单元的示意图；图5是本发明多功能拼图玩具中作为尺的拼接单元的示意图；图6是本发明多功能拼图玩具中作为天平的拼接单元的示意图；图7是利用本发明多功能拼图玩具按照四色猜想理论拼接的图案示意图；图8是利用本发明多功能拼图玩具与七巧板形状相同的拼接单元进行形状拼图的示意图；图9是本发明多功能拼图玩具的实现简易天平功能的结构示意图。
具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图2，图2是本发明多功能拼图玩具一实施例的结构示意图。在本实施例中，本发明多功能拼图玩具包括四套不同颜色的拼图模板21、23、25、27。其中，拼图模板21、23、25、27正面分别为四种不同的单色颜色并每个拼图模板分别包括若干块拼接单元，各拼图模板中的对应拼接单元的形状相同。
参照图3，图3是本发明拼图模板的拼接单元功能分类示意图。拼图模板3的拼接单元按照功能可以四类。浅灰色所表示的七块拼接单元31、32、33、34、35、36和37与分别与七巧板的拼接单元形状相同。对这七块拼接单元进行组合，可以实现七巧板的形状拼接的功能。深灰色所表示的七块拼接单元38、39、310、311、312、313和314与尺、量角器、几何形状测量和/或绘图工具的形状相同，其中，如图4所示，拼接单元39的形状与量角器相同且一面有角度测量刻度，可以直接测量角度。如图5所示，拼接单元311的形状与尺相同且一面有长度测量刻度，可以直接测量长度。如图6所示，图6中黑色所表示的拼接单元315上设置刻度标志，中心位置有刻槽和/或中心标志，可作为天平的杠杆。本发明的多功能拼图玩具还包括至少一块横截面为三角形的三棱柱形拼接单元316，可作为天平支点。拼图模板6的若干拼接单元的正面或反面有重量单位标志，作为天平称量的砝码或重物。其它几何形状的拼接单元可以直接作为几何图形的绘制工具。
参照图7，图7是利用本发明多功能拼图玩具按照四色猜想证明拼接的图案示意图。从四色拼图模板中选取适当的拼接单元进行拼接，使任意相邻2块拼接单元的颜色不同，可以拼接成四色图案71、73、75和77。按照四色猜想证明成果利用四种颜色对任意形状的区域组成的图案进行着色，任意相邻二块区域的颜色不同。因而利用四色猜想证明拼接的四色图案可以是多种多样，而且拼接难度最大。当然，也可以利用两种或三种颜色的拼接单元进行拼接，但只能实现特定图案的拼接。而采用四种以下颜色进行拼接，拼接难度下降。
参照图8，图8是利用本发明多功能拼图玩具与七巧板形状相同的拼接单元进行形状拼图的示意图；从本发明的多功能拼图玩具中选取与七巧板形状相同的拼接单元，按照七巧板的拼图方法拼接出类似兔子形状造型的拼接图案，也可以和与七巧板形状相同的不同颜色拼接单元一起拼接出多种多样的几何造型和图案。还可以利用拼图模板中的其它拼接单元也可以单独拼接出相应的造型和图案。
参照图9，图9是本发明的模板上的拼接单元和天平支点实现简易天平功能的示意图。天平支点91的横截面为三角形，侧面为长方形和/或正方形，天平秤杆93放置在天平支点91上，有刻槽的位置对准天平支点91的上端，这时可以将标记有重量单位的拼接单元95和97作为重物或砝码放在天平秤杆93的两端的不同刻度的位置处，从而实现了天平的简易功能。
此外，在本发明多功能拼图玩具的拼图模板的另一面可设置成图案。这时，可以根据拼图模板背面的图案进行拼图。该图案可以是普通图案；也可以是由二张视差图像按照滤色立体图像成像方法制作的滤色立体图像，这时需借助滤色立体眼镜才能看到其立体画面效果；还可以是由多张视差图像按照光栅立体和/或变换图像成像方法制作的光栅立体和/或变换图像，这时需在其画面上覆盖与之匹配的光栅材料才能看到其立体和/或变换的画面效果。
综上所述，本发明多功能拼图玩具将图案、形状和色彩有机结合在一起，可以实现图案的四色或多色拼接，并可利用七巧板和其它形状的拼接单元拼接出各种形状，其中部分拼接单元还可以作为简易的度量衡工具，其多种几何形状的拼接单元还是绘制几何图形的简易工具，还可以借助有关辅助手段观看到一些图案的立体效果，这种多功能拼图模板，有益于帮助儿童识别各种色彩和各种基本图形，以及可以教育儿童使用例如三角板、量角器以及天平等简单的度量工具，并可使用本发明拼图玩具拼接成各种不同颜色组合的图案和各种不同形状的图案。本发明的多功能拼图玩具可以提高人的想象力和判断力，活跃形象思维，启发人们尤其是青少年的智慧。
上述的详细描述仅是示范性描述，本领域技术人员在不脱离本发明所保护的范围和精神的情况下，可根据不同的实际需要设计出各种实施方式。
权利要求
1.一种多功能拼图玩具，其特征在于所述拼图玩具包括多套具有多个拼接单元的拼图模板，各所述拼图模板的一面为彼此不同的颜色，各所述拼图模板中至少有七块拼接单元与七巧板的形状相同。
2.根据权利要求1所述的多功能拼图玩具，其特征在于各所述拼图模板中的对应拼接单元的形状和大小相同，各所述拼图模板的至少二块拼接单元与尺和量角器形状相同并设置有测量刻度。
3.根据权利要求1所述的多功能拼图玩具，其特征在于各所述拼图模板中至少有一块拼接单元上设置有刻度单位并在其中央设置有刻槽，以作为天平杠杆。
4.根据权利要求3所述的多功能拼图玩具，其特征在于所述多功能拼图玩具中还包括至少一块横截面为三角形的三棱柱形拼接单元，以作为天平支点。
5.根据权利要求4所述的多功能拼图玩具，其特征在于所述拼图玩具的至少有二块拼接单元上设置有重量标志。
6.根据权利要求1所述的多功能拼图玩具，其特征在于各所述拼图模板的另一面上设置有图案和/或文字。
7.根据权利要求6所述的多功能拼图玩具，其特征在于所述图案和/或文字是借助滤色眼镜观看立体效果的滤色立体图像或者是通过光栅材料观看的光栅立体图像或光栅变换图像。
8.根据权利要求1所述的多功能拼图玩具，其特征在于各所述拼图模板还包括多边形、椭圆形或圆形的拼接单元。
9.根据上述权利要求任意一项所述的多功能拼图玩具，其特征在于所述拼图玩具包括至少2套拼图模板。
10.根据权利要求9所述的多功能拼图玩具，其特征在于所述拼图玩具包括四套拼图模板。
全文摘要
本发明涉及一种多功能拼图玩具，该多功能拼图玩具包括多套具有多个拼接单元的拼图模板，各拼图模板的一面为彼此不同的颜色，各拼图模板中至少有7块拼接单元与七巧板的形状相同。本发明多功能拼图玩具还包括度量衡和绘图工具。本发明多功能拼图玩具可以帮助儿童识别各种色彩和各种基本图形，以及教育儿童使用例如三角板、量角器以及天平等简单的度量衡工具，并可使用本发明拼图玩具拼接成各种不同颜色组合和不同形状的图案。本发明多功能拼图玩具可以提高人的想象力和判断力，活跃形象思维，启发人们尤其是青少年的智慧。
文档编号A63F9/10GK1903399SQ20051003612
公开日2007年1月31日 申请日期2005年7月28日 优先权日2005年7月28日
发明者刘畅, 董德周, 刘江海 申请人:刘畅