相互连接的模块化通路装置的制作方法

专利名称：相互连接的模块化通路装置的制作方法
相互连接的模块化通路装置本申请是国际申请日为2006年4月18日、国际申请号为PCT//US2006/014608、进入中国国家阶段的申请号为200680021777. X、名称为“相互连接的模块化通路装置”的发明专利申 请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2005年4月18日提交的美国临时申请第60/672，286号、2005年5月18日提交的美国临时申请第60/682，146号、2005年7月5日提交的美国临时申请第60/696,611号以及2005年12月8日提交的美国临时申请第60/748，684号的权益，这些申请中的每ー个都全文引用于此。

发明内容
本发明提供多个可相互连接的模块件，它们可形成一通路系统，该通路系统具有进入各模块件上部的多个入口和从各模块件的下部出去的至少ー个出口，从而可提供各种聚集和分岔的可能性。本发明的系统适于接纳和运送诸如弹子之类的球形物体，在附图中进ー步示出了根据本发明的各种原理和实施例。在一个实施例中，模块件具有大体立方形的形式，但模块件也可以是各种其它的模块件形状。各立方形模块件一般限定至少ー个出口。例如，可以通过在立方形模块件的垂直面上的开ロ来在模块件中限定ー个水平出口。立方形模块件可以具有一至四个中任意个的水平出口，但如附图中所示，也可以有具有不同出口数量的其它模块件形式和形状。立方形模块件的另一形式是垂直出ロ模块件，这样的模块件在模块件的下侧限定垂直出ロ。不管模块件具有ー个或多个水平出口或单个垂直出口，任何模块件都可以经由凸形/凹形连接件与其它相似模块件相互连接。在立方形模块件的情况下，因为每个模块件包括五个入ロ，每ー模块件都允许聚集多达五个的其它模块件的出ロ。此外，相应于模块件所提供的出口数量，各模块件还可有不同程度的分岔。各种接合结构的可能性都可适用于本发明。例如，水平出ロ立方形模块件可以为每个水平出口限定凸形水平连接件或接头，通常包括两个垂向齐平件，还可选择地设有从下方连接该垂向齐平件而形成U形的弯曲部分，两个垂向齐平件突伸到模块件的垂直面外侦牝并位于模块件的下部且设置在水平出ロ的两侧上。每种模块件，包括水平出ロ模块件和垂直出口模块件两者，通常还限定四个凹形水平连接件或接头，它们位于模块件的上部，用于接纳另ー模块件的凸形连接件并与之相互连接。从而可水平联接相互连接的模块件。两个水平联接的立方形模块件是垂向错开的，形成相邻模块件之间的半级垂向移位。在另ー些实施例中，该垂向偏置可以多于或少于半个块件的偏置。这样的偏置使升高模块件的出口与相邻模块件的入口对准。可以组装块件的实体，它自动地形成棋盘效果，其中相邻的块件垂直列错开半级。“移位的笛卡尔空间”的三维网格(3D棋盘)可描述出任意块件在一结构中的可能位置。可以有实心、点阵、直线、平面、交叉平面以及其它的结构；用来构建特定结构的基本构型是瀑布型、弯道型、之字型、单螺旋型和双螺旋型。在前面的描述中，为了说明和描述，已给出了本发明的实施例，包括较佳实施例。它们并不想要是排他的或将本发明就限制于所掲示的形式。例如，立方形模块件仅是本发明的一个实施例；具有各种其它形状和形式的模块件也可符合所述的原理。鉴于上面所教授的内容，可以作出各种显而易见的修改或变型。选择和描述这些实施例是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用，并使本领域的技术人员能在各种实施例中利用本发明而作出对于所构想的特定用途合适的各种修改。所有这样的修改和变型均落入本发明的保护范围之内。


图1A-1L是根据本发明ー个实施例的立方形两出口的可互连模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图及侧视图。图2A-2L是根据本发明ー个实施例的立方形单出口的可互连模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图及侧视图。图3A-3L是根据本发明ー个实施例的立方形四出口的可互连模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图及侧视图。图4A-4L是根据本发明ー个实施例的立方形垂直出口的可互连模块件的立体图、iu视图、后视图、俯视图、仰视图及侧视图。图5A-5J是根据本发明ー个实施例的立方形单出口的可互连模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图及侧视图，该可互连模块件设有圆柱形腔室和实心底部。图6A-6I是根据本发明ー个实施例的三角形单出口的可互连模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图及侧视图，该可互连模块件设有圆柱形腔室和实心底部。图7A-7J是根据本发明ー个实施例的立方形单出口的可互连模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图及侧视图，该可互连模块件设有圆柱形腔室和分型线。图8A-8I是根据本发明ー个实施例的十字形单出口的可互连模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图及侧视图，该可互连模块件设有拼合式的垂向匹配的接合结构。图9A-9I是根据本发明ー个实施例的“立方形-球形”单出口的可互连模块件的立体图、如视图、后视图、俯视图、仰视图及侧视图。图10A-10I是根据本发明ー个实施例的“三角形-球形”单出口的可互连模块件的立体图、如视图、后视图、俯视图、仰视图及侧视图。图11A-11J是根据本发明ー个实施例的立方形单出口的可互连模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图及侧视图，该可互连模块件设有拼合接头和非邻接的出口。图12A-12J是根据本发明ー个实施例的立方形单出口的可互连模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图及侧视图，该可互连模块件设有平坦底部。图13A-13J是根据本发明ー个实施例的立方形单出口的可互连模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图及侧视图，该可互连模块件设有圆柱形腔室和薄壳底部。图14A-14C是任何立方体形模块件的入口 /出ロ构型的立体图，而图14D-14F是对应于图14A-14C的入口 /出口构型的示例立方形可互连模块件的立体图。图14G-14I是任何立方体形模块件的入口 /出口构型的立体图，而图14J-14L是对应于图14G-141的入口 /出口构型的示例立方形可互连模块件的立体图。
图15A、15D、15G以及15J是任何三角形模块件的入口 /出口构型的立体图，而图15B、15C、15E、15F、15H、15I、15K、15L、16A、16B、16C 以及 16D 是对应于图 15AU5DU5G 以及15J的入口/出ロ构型的示例三角形可互连模块件的立体图。图17A是任何立方形垂直出ロ模块件的入口 /出口构型的立体图，而图17B-17E是对应于图17A的入口/出ロ构型的示例垂直出ロ立方形可互连模块件的立体图。图18A是用于瀑布模式的入口/出口构型的立体图，而图18B是布置成图18A的瀑布模式的立方形可互连模块件的立体图。 图19A是用于弯道模式的入口/出口构型的立体图，而图19B是布置成图19A的弯道模式的立方形可互连模块件的立体图。图20A是用于2X2螺旋模式的入口 /出口构型的立体图，而图20B是布置成图20A的2X2螺旋模式的立方形可互连模块件的立体图。图2IA是用于2X2双螺旋模式的入口 /出ロ构型的立体图，而图2IB是布置成图21A的2X2双螺旋模式的立方形可互连模块件的立体图。图22A是用于之字形模式的入口 /出口构型的立体图，而图22B是布置成图22A的之字形模式的立方形可互连模块件的立体图。图23A是用于弯道模式的入口 /出口构型的立体图，而图23B是布置成图23A的弯道模式的十字形可互连模块件的立体图。图24是用于任何十个立方形模块件的入口 /出口构型的立体图。图25A是布置成图24的入口 /出ロ构型的立方形模块件的立体图。图25B是布置成图24的入口/出ロ构型的立方形模块件的俯视图。图25C是布置成图24的入口 /出ロ构型的立方形模块件的前视图。图26A是布置成图24的入口 /出ロ构型的球形模块件的立体图。图26B是布置成图24的入口 /出ロ构型的球形模块件的俯视图。图26C是布置成图24的入口 /出ロ构型的球形模块件的前视图。图27A-27D具有凹槽在顶部的构型的模块件的前视图。图27E-27H是示出入口的开ロ横截面面积和弹子横截面面积的模块件的视图。图28是由布置成螺旋构造的立方形模块件支承的布置成螺旋构造的矩形模块件的立体图。图29是如图28所示的由布置成螺旋构造的立方形模块件支承的布置成螺旋构造的矩形模块件的立体图，但在立方形模块件中増加了附加的垂直支承件。图30A-30B是根据本发明ー个实施例的立方形单出ロ可互连模块件的等轴立体图，该可互连模块件设有圆柱形腔室和实心底部。图30C-30D是图30A-30B的模块件的仰视等轴立体图和出ロ正视图。图31A-31B是根据本发明ー个实施例的立方形单出ロ可互连模块件的等轴立体图，该可互连模块件设有拼合接头和非邻接出ロ。图31C-图31D是图31A-31B的模块件的仰视等轴立体图和出口正视图。图32A-32B是根据本发明ー个实施例的立方形单出ロ可互连模块件的等轴立体图，该可互连模块件设有U接头和上凹底板。图32C-32D是图32A-32B的模块件的仰视等轴立体图和出口正视图。
图32E-32F是图32A-32B的模块件的俯视图和仰视图。图33A-33B是拼合接头类型I的垂直组装接头的俯视图。图34A-34D是拼合接头类型I的垂直或水平组装接头的俯视图。图35A-35C是拼合接头类型2的垂直组装接头的俯视图。图36A-36D是拼合接头类型2的垂直或水平组装接头的俯视图。图37A-37C是双接头的垂直组装接头的俯视图。图38A-38C是双接头的垂直或水平组装接头的俯视图。图39是磁性垂直或水平组装接头的俯视图。图40A用于列形模式的入口 /出口构型的立体图，而图40B是布置成图40A的列形模式的立方形可互连模块件的立体图。图41A-41D分别是固定至第二模块件的设有分型线的第一模块件的侧视图和剖视图。图42A是图41B的详图。图42B是图41D的详图。图43、43A以及43B是三个设有U形接合结构的立方形可互连模块件的立体图和局部剖视图。图44、44A以及44B是三个设有U形接合结构的立方形可互连模块件的立体图和局部剖视图。图45、45A以及45B是两个设有U形接合结构的立方形可互连模块件的立体图和局部剖视图。图46A-46G是说明立方形模块件组装进展的立体图。图47A-47B是图46G的实心结构组件的等轴立体图和剖视图，该实心结构组件添
加了又ー层。图48A-48B是图47A-47B组件的壳体版本的等轴立体图和剖视图，其中在中心位置没有模块件。图49A-49D是根据本发明ー个实施例的四个立方形块件出ロ构型的平面图。图50是图49B的单出ロ立方形模块件的组成元件的俯视图。图51是图50的组成元件的仰视图。图52是图49A的设有平坦底部的垂直出口厚/薄立方形模块件的立体图、前视 图、后视图、俯视图、仰视图以及侧视图。图53是图49B的设有平坦底部的单出口厚/薄立方形模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图以及侧视图。图54是图49C的设有平坦底部的两出口厚/薄立方形模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图以及侧视图。图55是图49D的设有平坦底部的四出口厚/薄立方形模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图以及侧视图。图56A-56C分别是图52A_1、52B_1以及52C-1的放大图。图57A-57C分别是图53A_1、53B_1以及53C-1的放大图。图58A-58C分别是图54A_1、54B_1以及54C-1的放大图。
图59A-59C分别是图55A_1、55B_1以及55C-1的放大图。图60A-63C是根据本发明另一实施例的立方形模块件的放大图。图64A-64D是根据本发明的立方体形、三角形以及六角形模块件布局构型的示意平面图，其中图64A是立方体/正交变型，图64B是三角形变型，图64C是六角形变型#I，图64D是六角形变型#2。图64E-64G是根据本发明的具有八角形和圆形模块件的立方体形布局构型和具有圆形模块件的三角形布局构型的示意平面图，其中图64E是八角形变型，图64F是圆形变型#1 (正交网格的几何形状)，图64G是圆形变型#2 (三角形/六角形网格的几何形状)。图65A-65C是立方的笛卡尔布置的视图，其中图65A是等轴立体图，图65B是平面 图，图65C是剖视图。图6OT-65F是呈垂向1/2级棋盘构型的移位的笛卡尔布置的视图，其中图6 是等轴立体图，图65E是平面图，图65F是剖视图。图65G-65I是在垂直相邻的模块件之间为1/3级的垂向移位的模块件的视图，其中图65G是等轴立体图，图65H是平面图，图651是剖视图。图65J-65L是呈1/2级棋盘构型的垂向移位的细长模块件的视图，其中图65J是等轴立体图，图65K是平面图，图65L是剖视图。图65M-65N是以垂向细长和垂向截短模块件实现的相同构型的视图，其中图65M是垂向尺寸加长的版本，图65N是垂向尺寸截短的版本。图66A是设有通路方向指示的模块件的俯视网格平面构型。图66B是设有通路方向指示的模块件的构型的前视图网格截面。图67是立方体形实心块件结构的立体图。图68是三角形实心块件结构的立体图。图69A-69D是在各种螺旋构型下的立方形模块件的立体图。图69E是说明用球形模块件实现的图69C的螺旋构型的立体图。图70A-70D是平面和交叉的平面结构和相应的入口 /出ロ构型的立体图。图71A-71D是一般的平面结构构型的立体图。图72A是完整ー圈的单个逆时针5X5螺旋的立体图。图72B是两个独立的同轴逆时针5X 5螺旋的立体图。图72C是两个互锁的同轴5X5螺旋的立体图，其中ー个螺旋顺时针而另ー个螺旋逆时针。图72D用图72C的两个结构且将第二结构转动180度所实现的四个5X5螺旋的
立体图。图73A是一般角锥体的立体图。图73B-73E是呈实心角锥体ー层接ー层的块件模式的平面图。图74A-74D是各种三角形结构的立体图。图75A-75B是混合的多边形铺设的俯视图和立体图。图75C-7 是混合的多边形铺设的俯视图和立体图。图76A-76B是根据本发明ー个实施例的矩形模块件的立体图、前视图、后视图、俯视图、仰视图以及侧视图。
图77A-77C是根据本发明ー个实施例的笛卡尔模式的冰块以及相应的入口/出ロ构型的侧视图和立体图。图78是根据本发明ー个实施例的游戏盘的俯视图。
具体实施例方式I.模块件本发明的模块件可以呈与贯穿本说明书所述的原理相一致的各种形状和形式。相 似的模块件可以相互连接并可以形成从ー个模块件穿过一系列出口和入口而通至另ー个连接的模块件的的通路。这些通路适于接纳和运送诸如弹子之类的球形物体或者其它合适的物体或液体。当将若干相似的模块件连接而产生若干通路吋，出口和入口的模式所导致的聚集和分岔可对决定放入该组件的球体将行进的通路提供一定的随机性。A.入口和出口(i)模块件的一般属性參见图IA-1L、2A-2L、3A-3L、4A-4L、5A-5 J、6A-61、7A-7 J、8A-81、9A-91、IOA-101、11A-11JU2A-12J以及13A-13J，其中的每个模块件限定ー个或多个出口和多个入口，这由该模块件的特定形状来确定。例如，在如图1A-1L、2A-2L、3A-3L、4A-4L、5A-5J、7A-7J、11A-11J、12A-12J 以及13A-13J中所示的模块件基本上呈立方形的实施例中，每个模块件具有至少ー个出口和若干入ロ，如下文将更详细地描述的，这些入口将被考虑为四个水平入口和ー个垂直入ロ。在立方形的实施例中，模块件可以具有一个至四个之间的形成在该模块件的垂直面中的水平出ロ，或者可替代地，具有形成在该模块件下侧中的单个垂直出ロ。设有两个水平出ロ的立方形模块件可以在该模块件的相邻侧或相对侧上形成出口。在立方形的实施例中，各模块件还在其四个垂直面中的每ー个中限定水平入ロ，并且，各模块件还限定垂直入ロ。在图14A-14L中更详细地示出了立方形模块件的入口和出口，在这些图中，用虚线标示入口而用带有箭头的实线标示出口。參见图14A，示出了五个入口(四个“水平”入ロ 310和ー个“垂直”入口 320)和ー个水平出口 330的入口 /出口通路示意图，而没有示出实际的模块件。图14D示出了相同的入口/出口示意图，但带有限定那些入口 310/320的立方形模块件10。类似地，在图14B和图14C中示出了五个入口 310/320和两个水平出ロ 330的入口/出口示意图，且没有示出实际的模块件，其中图14B所示为相对侧出口的情况，图14C所示为相邻侧出口的情況。在图14E和14F中分别示出了带有限定那些入口和出口的立方形模块件10的相应入口/出口示意图。在图14G和14J中示出了三个水平出ロ 330的入口 /出口示意图，而图14H和14K中示出了四个水平出口 330的入口 /出口示意图。在图141和14L中示出了单个垂直出口 340的入口 /出口示意图。在可替代的实施例中，模块件如图6A-6I所示呈三角形，其中每个模块件20具有至少ー个出ロ、三个水平入口和ー个垂直入ロ。三角形模块件20可具有形成在该模块件20的垂直面中的一个至三个之间的水平出ロ 330，或者可替代地，具有形成在该模块件20下侧中的单个垂直出口 340。在三角形的实施例中，各模块件20还在其三个垂直面中的每ー个中限定水平入口 310，并且各模块件还限定垂直入口 320。參见图15A、15D、15G和15J，示出了三角形模块件的入口/出口示意图，且没有示出实际的模块件，其中每个示意图示出四个入口 310/320和ー个、两个及三个水平出口330 (分别示于图15A、15D和15G中)、以及单个垂直出口 340 (适于图15J中)。在图15B、15E、15!^P15K中示出带有限定那些入口和出口的三角形模块件20的相应入口/出ロ示意图。如所述，在立方形实施例中，模块件10具有总共五个入口(四个水平入口 310和ー个垂直入ロ 320)和一至四个出ロ，而在三角形的实施例中，模块件20具有总共四个入ロ(三个水平入口 310和ー个垂直入口 320)和一至三个出口。在可选的实施例中，仅设有一个出口的模块件可包括水平出ロ 330或垂直出ロ 240。因此，对于立方形、三角形以及模块件具有η侧的其它实施例来说，每个模块件具有n+1个入口和I至η个出ロ。该原理也适用于如图8Α-8Ι所示的诸如十字形或“T形平面图”实施例之类的其它实施例。符合本发明原理的其它实施例可包括与这些入口/出口程式不一致的多个入口和出口。例如，球形或截头的八面体形的模块件就会是不相符的。在“立方形-球形”模块 件中，模块件30限定五个入口和ー个至四个出口 ；图9ム-91以不同的立体图示出设有ー个水平出ロ 330的“立方形-球形”模块件30。就该“立方形-球形”模块件30和立方形模块件10都可具有ー个至四个相似构造的水平出ロ 330而言，该“立方形-球形”模块件30的入口/出ロ示意图类似于立方形模块件10。在“三角形-球形”模块件中，模块件40限定四个入口和ー个至三个出口 ；图10Α-10Ι示出以不同的立体图示出设有ー个水平出口的“三角形-球形”模块件40。就该“三角形-球形”模块件40和三角形模块件20都可具有ー个至三个相似构造的水平出口 330而言，该“三角形-球形”模块件40的入口/出口示意图类似于三角形模块件20。本发明的ー个方面是与相同入口 /出ロ原理相符的各种模块件的形状和形式。例如，模块件的许多不同的实施例可包括相似或相同的入口和出口构型而不会偏离本发明。三角形模块件20和三角形-球形模块件40具有独特的物理特性，但如图15Β、15Ε、15Η及15Κ(三角形模块件20)和图15C、15F、15I及15L( “三角形-球形”模块件40)(在图16A、16B、16C及16D中示出带有内部通路)所示，它们可共有相同的入口/出口构型。图15B中的三角形模块件20和图15C中的“球形-三角形”模块件40两者共有图15A的入口 /出ロ构型。类似地，图15E的三角形模块件20和图15F中的“三角形-球形”模块件40两者共有图15D的入口/出口构型，以及图15H的三角形模块件20和图151中的“三角形-球形”模块件40共有图15G的入口/出ロ构型。图15K的三角形模块件20和图15L中的“三角形-球形”模块件40共有图15J的垂直出口构型。在另一例子中，图17A中所见的垂直出口构型可通过各种不同的模块件来实施，如图17B、17D及17E中所见的立方形模块件10，或者图17C中所见的“立方形-球形”模块件30。在本发明该方面内容的又一个实施例中，图2A-2L、5A-5J、7A-7J、8A-8I、9A-9I、11A-11I及12A-12J各示出了不同形状模块件的各种立体图，每个模块件具有五个入口和ー个水平出ロ。尽管这些模块件中的每ー个代表不同的实施例，但它们都共有本发明的同一入ロ /出ロ构型。类似地，图6A-6I和10A-10I示出不同形状模块件的各种立体图，每个模块件具有四个入口和ー个水平出口。这代表与本发明同一入口/出口构型相符的不同形状的另一例子。
(ii)水平模块件所产生的通路如上所述，尽管它们的形状或形式各异，但大多数模块件可被分为两大类水平出ロ模块件和垂直出口模块件。在图15B和15C中示出了前者的例子，而在图17B-17E中示出了后者的例子。水平出口模块件共有的共同 特征是在连接至另ー相邻模块件时形成大体水平的通路。该水平通路可以是或者可以不是精确地水平的；该通路可包括向下的坡度，大体从模块件的中心附近向模块件的外侧下倾。图184、194、2(^、2认及22ム示出多个入ロ /出口构型，但未示出实际的模块件；以及图18B、19B、20B、21B、及22B示出以基本构型相互连接以实现各自的入口/出ロ构型的多个立方形水平出ロ模块件10，并分别用虚线和实线标出入口和出口。每个模块件相对其相邻的模块件垂向错开1/2级。该垂向偏置便于在弹子或其它球形物体的模块件之间形成通路。尽管这些图示出模块件间的1/2级垂向偏置，但也可以不背离本发明原理而实施其它的偏置方式。再次參见图18B、18B、20B、21B及22B，下面将对这些图作更详细的描述，图18B示出立方形模块件10的瀑布构型，图19B示出立方形模块件20的弯道构型，图20B示出立方形模块件10的螺旋构型，图2IB示出立方形模块件10的双螺旋构型，以及图22B示出立方形模块件10的之字形构型。參见图23B，水平出ロ十字形模块件50所示为处于弯道构型，类似于图19B的情况；8卩，图23B和19B中所示的模块件都具有相同的图23A和19A所示的入口 /出口构型。该构型说明不仅能以相同的入口 /出口构型来形成形状不同的模块件，而且也能将形状不同的模块件连接成相同的通路构型。如这些图(图18B、19B、20B、21B、22B及23B)中的每一幅所示，在各模块件构造成有垂向偏置的情况下，一个模块件的水平出口与其下方相邻的相邻模块件的入口相遇。不过，不是所有的下方相邻的模块件都需要与它们上方相邻的相邻模块件的出口配合；ー个模块件仅形成至下方的相邻模块件的水平通路，该水平通路通向一下方的相邻模块件，且朝向该相邻模块件指向一水平出ロ。如同各个模块件的入口 /出口构型那样，各种形状和形式的模块件也可以布置成与相同的入口/出口系统相符。例如，图24示出了为十个模块件设计的入口/出口系统构型，但没有示出实际的模块件。图25A示出布置成图24所示的入口/出口系统构型的十个立方形模块件，这示出了实现该特定的系统构型的ー种方式。图25B和25C分别以俯视图和前视图示出该系统构型的立方形模块件实施方式。图26A-26C示出用十个球形模块件来实现的图24所示的同一入口 /出口系统构型。因此，可以理解，入口 /出口构型可以用各种形状不同的模块件来实施，并且这些构型是独立于用来实施它们的模块件的。參见图1F，弹子或其它球形物体可通过水平入口 310进入立方形模块件10，在该模块件的内腔360 (示于图1A)中的凹形接头的垂向齐平的部件231 (參见图61B)之间通过。在图IF所示的模块件10的实施例中，入口 310在其与形成该入口的模块件的外垂直面相交处呈U形且近似于方形的如图27E和27F所示。參见图27E，在一个实施例中，入口开ロ在该相交处的横截面面积A是O. 2387in.2，而开ロ的高度H是l/2in。在图F的入口中示出直径为l/2in的圆。该圆的面积Ai是O. 1963in.2，它相对接近入口开ロ自身的面积，并且如图27F所示，它很大程度地填充了入口开ロ。在这种情况中，入口与圆的面积比是I. 22。在本发明的ー个入口开ロ在与模块件的外垂直面相交处近似为方形(如图27G和27H所示)的实施例中，入口开ロ的横截面面积A在相交处为O. 2728in.2。相比较，圆的面积Y是O. 1963in.2，它也相对接近入口开ロ自身的面积，并且如图27H所示，在这种情况下，入口与圆的面积比是I. 39。可以设计出本发明的适当地増大或减小的版本。其它的产品提供大得多的入口与圆的面积比，如图27A和27B所示的设计，面积比为2. 00，其中开ロ是半圆形的。在图27C和27D中示出了具有较大入ロ与圆的面积比另ー种可能的入口设计，其中面积比是2. 55，入口可以近似为矩形。图27A-27D的这些布置表明直径等于入口高度的圆的横截面面积明显小于入ロ开ロ自身的面积。參见图1F，在模块件10的垂直面上形成有水平入口 310。因为两个水平出ロ都没有形成在与该水平入口 310相同的模块件垂直面上，所以模块件的垂直侧面在该水平入口310下方是实心的。不过，參见图1G，其中示出了模块件的不同垂直面，在那里出现有联合开ロ 350。该联合开ロ在模块件的该垂直侧面上限定水平入口 310和水平出口 330两者。尽管图IG所示的垂直入口 310看上去不具有与图310中所示的垂直入口 310相同的形状，但两个垂直入口用于相同的目的，即提供进入模块件的内腔360的入口点，其中该入口点基本形成在模块件的上半部分。因此，这些模块件限定穿过它们垂直侧面的水平入口 310， 但当水平出口 330形成在该垂直侧面上水平入口 310的下方时，如图IG所示，垂直入口就具有与没有水平出口形成在相同的垂直侧面时(如图IF所示)不同的外观。尽管如此，不管在该侧面中存在或不存在水平出ロ，每个垂直侧面都限定ー个水平入ロ。当模块件与另一模块件联接时，可以更好地理解图IG所见的联合开ロ 350所限定的水平入口。例如，图13G所示的立方形模块件具有联合开ロ 350，该联合开ロ 350形成水平入口 310和水平出口330两者。在图22B中示出了呈之字形构型的相同模块件；例如，在模块件B中的联合开ロ限定水平入口 310B (来自模块件A)和水平出口 330B，水平出口 330B引向模块件C。关于垂直出口模块件，在这些模块件中的上凹底板趋向于使接触底板的下落球体产生某种水平运动。如图4B所示，带有上凹底板的垂直出口模块件在上凹底板中限定孔370，用于形成球体从模块件的内腔360垂直出ロ。因此，穿过一列多个垂直出ロ模块件掉出的球体不是自由下落，而是由于底板的出现而部分地减慢；有时候，下落的球体因为被保持在与圆形底部出口开ロ相关联的上凹底板上而会形成快速的螺旋形运动。(iii)垂直模块件所产生的通路 与水平出口模块件对比，垂直出口模块件所共有的公共特征是在垂直叠置在另ー模块件上时形成垂直通路。參见图17A-17E，同样显然的是，形状不同的模块件可以共有相同的入口 /出口构型，在本情况下为单个垂直出口和五个入口。在这些垂直出口模块件中的任意一些叠置在另ー模块件上吋，穿过垂直出ロ模块件的下侧形成垂直通路。(iv)通路随机性当带有多于ー个的水平出口的水平出ロ模块件与其它相似的模块件连接时，藉此形成的通路包括一定程度的随机性。当将诸如弹子之类的物体引入这种通路构型的通路吋，弹子将大体向下穿过通路行进，如下文将更详细地描述的。当到达两、三或四出口的模块件后，弹子可能穿过任ー出口滚出。例如，參见图28，当弹子在四个螺旋500中任ー个的顶部处进入两出口的立方形模块件10时，弹子有50-50的几率会进入螺旋500或行进到细长模块件550 (将在下文更详细地描述)。类似地，參见图29，当弹子在带有附加支承件的四个螺旋510中的任ー个的顶部处进入两出ロ的立方形模块件10吋，弹子有50-50的几率会进入螺旋510或行进入细长模块件550。当通路构型变得更加复杂时，诸如图5. 2,5. 3,6. 1、6. 2、11. 2、12. 4及13. 3所示的那些，通路随机性的水平就自然地増加。在两出口块件中碰撞的两个弹子将趋向于使各个弹子从分开的出口滚出。B.模块件形式如上文已述，模块件可以呈各种形状和形式，同时仍符合本发明的原理。本发明的可能的实施例的非限制性例子包括立方形、三角形、矩形、圆柱形、球形、六角形、八角形、截头八面体形、双穹顶形、十字形或“T平面形”。不管模块件的特定形状或形式如何，都可以实现上述的入口 /出ロ原理和垂向偏置原理。此外，如上所述和如下文将更详细地描述的，不管模块件的特定形状或形式如何，也都可以实现组装相同的模块件的许多通路构型。、
C.接合部(i)接合结构的一般属性相似的模块件一般通过接合结构系统来彼此组装和联接。如本文所述，各种接合结构系统和实施例适于实现所想要的组装和联接效果，它们各具有独特的特征。例如，L接头或U接头(将在下文更详细地描述)一般提供滑动组装，其中通过将一个模块件垂直滑动入其相邻的模块件来组装模块件。藉此，这些模块件就至少部分地通过接头的L形部分来联接在一起。或者，摩擦接头(也将在下文更详细地描述)通过将ー个模块件垂直或水平地滑动入其相邻模块件来形成组装的模块件。摩擦结构模块件藉此至少部分地通过接头的摩擦力而联接在一起。下面将进一歩描述这些和其它的接头类型。接合结构的另一方面是它们的构型，这些构型使得在两个模块件藉此相互连接的情况下，接头保证1/2级的垂向偏置，从而提供相邻模块件之间的正确通路对准。在第一拼合接头类型的具体例子中(将在下文更详细地描述)，图30A-30D示出在立方形模块件10上的该接头。如可从这些图中所见，凸形接头200包括两个突伸到垂直面210外侧的垂向齐平件201，并位于模块件下部水平出ロ的两侧上。立方形模块件一般每个水平出口都具有ー个凸形接头；因此，在图30A-30D中，模块件具有ー个水平出口和ー个凸形接头。垂直出口的立方形模块件一般不具有设在它们侧面上的凸形接头。这些立方形模块件中的每ー个还包括四个凹形接头，这些凹形接头由垂直支承模块件40的内侧来限定。这些凹形接头构造成可接纳并联接至凸形接头。在本发明的一个实施例中，模块件不包括任何接合结构。在本实施例中，各模块件通过将模块件放置在基本平坦的表面上所想要的位置来进行组装。还可通过许多装置甚至无需接合结构系统来实现1/2级的垂向偏置。例如，可以提供一组偏置模块件(未示出)。偏置模块件的尺寸除了高度之外可以基本上相似于其它模块件的尺寸，其高度大致为其它模块件高度的一半。通过将规则形状的模块件叠置在偏置模块件的顶上，可将该规则形状的模块件相对没有放置在偏置模块件上的相邻模块件放置在合适地垂向偏置处。通过将偏置模块件构造成诸如棋盘之类的所想要的布置，其余的模块件就可以定位和构造成形成上述的通路。(ii)接合结构的例子、如上所述，根据本发明可使用各种接头。这种合适的接头的非限制性例子示于图33A-33B、34A-34D、35A-35C、36A-36D、37A-37C、38A-38C 及 39，各附图示出两各模块件的接合结构部分。在这些附图中的每一幅中，凸形接头所示为处于上部位置，而凹形接头所示为处于下部位置。图33A-33B、35A-35C及37A-37C中所示的接合结构类型是垂直组装的接头，而图34A-34D、36A-36D、38A-38C及39所示的接合结构类型是水平/垂直组装接头。如下文将更详细地描述的，垂直组装和水平/垂直组装一般是描述凸形和凹形接头组装而联接模块件的方式。垂直组装是指通过将ー个模块件的凸形接头向下垂直滑动进入另ー模块件的凹形接头来联接模块件。水平/垂直组装是指或者可以通过如同垂直组装接头那样垂直地联接模块件，或者可以通过将ー个模块件的凸形接头水平地滑入另ー模块件的凹形接头来联接模块件。本文将更详细地描述组装过程。下述的垂直组装接头的ー个优点是藉此可提供更高的強度和更强的支承。带有垂直组装接头的模块件容易且可牢靠地彼此联接，且可保证正确的通路对准和垂向偏置。 下述的水平组装接头的ー个优点是能向一个阵列的已组装的模块件添加和从其拆卸模块件；因为水平/垂直组装接头可以水平地联接和脱开，就无需进行拆装以拆卸否则是被相邻模块件扣住的模块件。拼合接头类型I :第一拼合接头类型的例子示于图33A-33B和34A-34D。这种接合结构类型的特点是凸形接头形成该模块件的水平出口通路的一部分，穿过该凸形接头的弹子将直接在形成该凸形接头的相対的垂向齐平件之间(或穿过它们)行迸。图33A示出燕尾接头，图33B示出L接头，这两种接头都是垂直组装结构。凸形燕尾接头和L接头的L钩的加宽构型将模块件保持在一起。图34A示出摩擦接头，其中模块件通过摩擦力保持在一起。图34B和34C示出卡配类型I的接头，其中位于在凸形接头的端部处尖头在水平组装的过程中后弯，并卡入凹形接头中的接纳凹部。图34D示出卡配类型2的接头，其中尖头位于沿着凸形接头的中间部分，并卡入凹形接头的接纳凹部。摩擦接头和卡配接头两者都可进行水平/垂直组装。拼合接头类型2 :第二拼合接头类型的例子示于图35A-35C和36A-36D。这种接头结构类型的特点是凸形接头形成在模块件的外侧，且凹形接头形成该模块件的水平出ロ通路的一部分。图35A和35B示出燕尾接头，其中凸形燕尾接头的加宽构型将模块件保持在一起。图35A所示的实施例包括相邻的凹形接头，从而使上部相邻的块件能从任ー侧附连。图35B所示的实施例不形成相邻的凹形接头，因此不允许块件从任ー侧附连。图35C示出L接头，其中凹形L接头的L钩将模块件保持在一起。燕尾接头和L接头都是垂直组 装接头。图36A示出摩擦接头，其中模具通过摩擦力保持在一起。图36B和36C示出卡配类型I的接头，而图36D示出卡配类型2的接头。摩擦接头和卡配接头都可进行水平/垂直组装。双接头在图37A-37C和38A-38C中示出双接头的例子。该接合结构类型的特点是有两个不同的接头，形成凸形接头的两个垂向齐平件的每ー个都位于其相应侧的中间，如图37A-37C和38A-38C所示。这种构型与将凸形接头设置在内侧(拼合接头类型I)或在外侧(拼合接头类型2)有区別。图37A示出双接头的圆柱形实施例，图37B示出双接头的燕尾形实施例，以及图37C示出双接头的L接头实施例。图38A示出摩擦接头的实施例，而图38B和38C示出卡配的实施例，所有这些都是水平/垂直组装结构。
磁性接头图39示出磁性接头，其中极性相反的磁体或铰接转动的磁体构造成凸形接头和凹形接头，如X处所示。磁力将模块件联接在一起。从凸形接头伸出的突伸突起在组装过程中由凹形接头中的相应凹部接纳，藉此指示已实现了正确的对准。突起和凹部也可以在将两个模块件保持在一起方面对磁力进行补充。U接头U形接头或“U接头”的一个实施例示于图32A-32F中的立方形模块件10上。U接头包括凸形U接头200和凹形U接头230。如这些附图中所示，凸形U接头200包括由弯曲部分202 (參见图32A)连接的两个垂向齐平件201，突伸到模块件的垂直面210外面(參见图32F)，并且位于模块件的下部包围水平出口的侧面和底部(參见图32D)。如图32A和61A所示，本实施例中的凸形U接头还限定两个延伸的三角形部203，它们形成凸形U接头的具有类似方形的外观的下部。如图32A和61A所示，凹形U接头230包括两个垂向齐平件231，这两个模块件由垂直支承模块件40的的内侧来限定，并由弯曲部分232连接。凹形U接头230构造成接纳并联接至凸形U接头200。图1A、1C和IF示出围绕水平入口310开ロ形成的凹形接头，该凹形接头与凸形U接头联接。“钩环”接头“钩环”接头(未示出)在要联接的模块件的相对侧上设置诸如维可牢之类的钩环扣件材料。该材料可以类似于上述磁性接头中的磁通那样地设置，或者可设置在适于联接模块件的任何其它位置。胶合接头可以通过将一定量的粘结剂涂覆在合适位置以联接相邻模块件来实现胶合接头(未示出)。各种粘结剂可适合该目的，包括永久性粘结剂、半粘结剂以及诸如可溶胶之类的临时粘结剂。此外，在模块件由冰块制成(如下文将更详细地描述的)的情况下，接头可以是能够控制和冻结的泥浆类物质，藉此将两个模块件粘着在一起。(iii)垂直接头上面对接合结构系统的描述涉及水平地联接相似模块件的“水平接头”。此外，模块件还可以包括用于垂直地联接相似模块件的垂直接头，其中在图40B中可见ー个模块件叠置在另ー模块件顶上的情況。任何模块件的基底可具有下面的凹入部，从而基底可用作连接结构的凹形部分。或者，任何模块件的基底可以具有突部，从而基底可以用作连接结构的凸形部分。也可以采用雌雄同体的接头，其中模块件的顶部和底部个具有凸形和凹形部件的混合体。现将更详细地描述这些构型。在图30A-30D所示的实施例中，立方形模块件10的垂直支承模块件40各限定垂直凹形接头400，该凹形接头是L形凹部。在本实施例中，模块件还包括从模块件的下侧60突伸的四个垂直凸形接头410。垂直凹形接头400构造和定尺度成接纳另ー模块件的垂直凸形接头410，藉此使模块件能牢固地叠置。垂直凹形接头400和垂直凸形接头410包括斜面，如图30A-30D所示，该斜面使两个模块件能容易地垂直组装。在图31A-2027D所示的另ー实施例中，垂直凸形接头形成在垂直支承模块件40的上端处，而凹形垂直接头形成在下侧60上。在本实施例中，各模块间限定垂直凸形接头50，该垂直凸形接头是突伸在各垂直支承模块件40之上的连接件。各模块件还在下侧60上限定四个凹形垂直连接件100，它们构造和定尺度成可接纳另ー模块件的垂直凸形接头50，藉此使模块件能牢固地叠置。垂直凸形接头50和垂直凹形接头100包括斜面，如图 31A-2027D所示，该斜面使两个模块件能容易地垂直组装。在图31A-2027D中所示的包括类型2的拼合接头的实施例中，垂直凸形接头50是风筝形的突部，而垂直凹形接头是具有可相比拟的形状的凹部。在图32A-32F所示的再一实施例中，立方形模块件10的垂直支承模块件40各限定垂直凹形接头400，该垂直凹形接头是形成于其中的凹部。在本实施例中，模块件还包括从模块件的下侧60突伸的四个垂直凸形接头410。垂直凹形接头400构造和定尺度成可接纳另ー模块件的垂直凸形接头410，藉此使模块件能牢固地叠置。垂直凹形接头400和垂直凸形接头410互补地成锥形，从而使两个模块件能容易地垂直组装且确保两个模块件的摩擦配合。在另外的各实施例中，如在图13A-13J、18B、19B、20B、21B、及22B中所示的包括类
型I的拼合接头的实施例中，垂直凸形接头可以是构造在各垂直支承模块件40之上的成锥形的L形突部。在本实施例中，垂直凹形接头以方形的周界形成在下侧60上，如图13A-13J所示。该周界的角部的内部形成垂直凹形接头，这些垂直凹形接头构造和定尺度成可接纳另ー模块件的L形垂直凸形接头。凸形接头的L形突部在L的两端都成锥形，如图13A-13J所示，这可将垂直凸形接头引入另ー模块件的垂直凹形接头。这种构型便于垂直叠置两模块件。(iv)组装參见图41A-41D，这些附图示出了组装两个模块件A和B的进展过程，垂直支承模块件40形成凹形接头230，并以ー斜角成锥形从而便于在制造过程中可在分型线上方从模具脱出。凸形接头200由垂向齐平件201和弯曲部分202形成，且也以一斜角成锥形，从而便于在分型线下方从模具脱出。这种锥形使凸形接头可被凹形接头的垂向齐平件231接纳。在分型线上方和下方的凸形和凹形零件中的互补斜角使这些凸形和凹形零件能在它们的共平面表面上叠套。凹形接头的锥形特征有利于容易地组装两个或多个模块件，或者甚至是将ー个模块件叠套入四个另外的相似模块件中，如下文将更详细的描述的。图42A和42B分别示出图41B和41D的详细版本。參见图30A-30D和32A-32F中所示的实施例，分型线P示出用于制造模块件的模具半件之间的分型线；在本实施例中，模块件通过注模法来形成，但下面将更详细地描述各种其它的制造技术。所述锥形部分地由于提供斜角的技术制造方面的益处而使得零件易于从模具中脱出。所述锥形也利于组装。參见图32A-32F所示的U接头实施例，分型线典型地将沿着立方形形式的底部边缘设置，而在图41A-41B和42A-42B所示的实施例中，分型线P大致设置在凸形接头的平坦顶表面T处。在本实施例中，这种构型将分型线P设置在立方体的中心线下方大约1/32"至1/8"。可在组装模块件时从图41A-41D中看出这种组装的益处，图中还示出一旦模块件完全联接就实现的滑动配合。该关键性的分型线布置的制造技木部分地形成接合结构系统的功能性。如图42A和42B所见，示出了垂直支承模块件40中的半件凹形接头230的横截面。在该模块件的分型线上方，垂直支承件的侧面向内朝向其间的入口成锥形，随着离开分型线的距离增大而变薄。以互补的形式，示出了相邻模块件的凸形接头，该凸形接头的内侧S以相同的角度向外成锥形。两个错开的块件的互补角度在组装的过程中彼此相配，藉此保持多块件的结构的总体垂直和/或正交的集合形状。分型线从块件中心线的少量偏置还用于产生在系统中形成少量容差的功能，如图46A-G所示的组装进展过程中的情況。该千分之几英寸的容差有利于组装和拆装。
在垂向接合结构系统，特别是L接头中，设置锥形是特定的分型线设置的另ー优点。在各块件的上半部分中的垂直凹形构件的外表面向内成锥形(1/4至172度)，而内表面向外成锥形(也是1/4至IV2度)。分型线在与凸形接头相遇吋，围绕凸形接头顶部的边缘连续，直至它到达L的末端，如图42A所示。然后，分型线沿着L的该末端继续行进，跟随着凸形接头的底部，继续穿过出口通路的边缘，直至它遇到在相对侧的相应凸形接头。然后，分型线跟随着该第二凸形接头的底部到L的末端，它继续沿着L向上直至凸形接头的顶部 平坦边缘，并然后跟随着凸形接头的边缘直至再接合块件的主体。其结果是，凸形接头此时的锥形与凹形接头的锥形完全互补。当两个块件垂直连接吋，凸形接头中的相对较宽的开ロ接受凹形接头的相对较窄的末端。当两个块件滑动在一起时，凸形和凹形接头的向内和向外的锥形面逐渐靠近压紧，直至两个块件牢固地彼此附连。因为凸形接头的两个部分，即垂向齐平件200，一起用作插入凹形开ロ的凸形插入件，但是当仅考虑凸形接头的ー个部分时，它还起到类似于ー个从下方接纳锥形的凸形部分的凹形接头的作用，所以术语凸形和凹形就开始混用起来。在立方形模块件的另一方面中，底部的四个角部成锥形且形成圆角；因此，垂直地组装到四个另外的立方形模块件的这种立方形模块件的整体(如图47A和47B所示的结构中的中心最顶上的模块件)起到被凹形接头(即四个接纳模块件)接纳的凸形接头的作用。在图1A-1L、2A-2L、3A-3L、4A-4L及32A-32F中所示的U接头实施例中，整个接合结构还一起工作以将模块件固定在一起并抵抗否则可能将固定在一起的模块件脱开或松散开的来自许多方向的力。參见图43和44，图中示出可通过模块件的垂向接合结构(凸形垂直接头410和凹形垂直接头400，分别示于图44B)将模块件A从下方固定至第二模块件B，并利用模块件的水平接合结构同时固定第三模块件C。图43-45示出模块件A的凸形U接头200的凸缘390，其中凸缘390包括垂向齐平部分391和弯曲部分392，垂向齐平部分391沿着凸形接头的垂向齐平件201形成，而弯曲部分392沿着凸形接头的弯曲部分203形成。特别參见图43A，该图中示出模块件A的凸形U接头200的凸缘390的弯曲部分392固定在模块件C的凹形U接头230的互补的弯曲部分232上。图45示出围绕模块件C的凹形U接头230的互补形状的垂直部分231固定的模块件A的凸形U接头200的凸缘390的垂向齐平部分391 (參见图45A和45B)。凸缘390是L接头和U接头之间的共有特征，这使两个模块件能抵抗扭力。凸形U接头的凸缘390包括垂向齐平部分391和连接的弯曲部分392，而拼合的U接头仅包括两个垂向齐平部分391。图44示出模块件A的凸形接头200上的凸缘390在模块件C的水平入口处贴合地固定在模块件C的凹形U接头230之上，并接触垂直凸肋720 (參见图43，其中模块件C具有两个相対的水平出口)。在该构型中，在模块件A和C的组装过程中，模块件C的凸形U接头200遇到模块件C的尺寸上互补的凹形U接头230，从而模块件C的凹形U接头230，特别是弯曲部分232，就在组装中用作模块件A的“止挡件”。如图61所示，当模块件在同一个的垂直面中限定入口和出口两者时，尽管凹形接头可以包括弯曲部分的剰余部分，但整个凹形U接头的弯曲部分232就可能不存在了。在这种情况下，凸形U接头204的顶部(參见图61A)用作从上方固定于其的另ー模块件的止挡件，并与模块件的下侧801(參见图61C)相遇，这样就终止块件的向下移动并设定正确的块件对准。因为U接头相对拼合接头是ー种有效的联合接头，所以采用U接头可以实现许多优点。例如，在出口和入口处的弯曲形状通过将应力更好地(非集中地)分布在垂直侧面元件与平坦底板的大致90度的接合部(參见图30A-30D)中而形成更坚固的块件。该弯曲形状还减少了零件一旦从模具中脱出之后在冷却过程中发生翘曲的危险。U形出口的接头通过具有围绕出口通路底部的连续性而在块件的该最狭窄的部分处提供额外的抵抗弯曲的结构刚度。块件的所有侧面具有至少两个张カ接受壁(外壁和平行的内壁)。水平出口在方形/U形出ロ接头的底部中心部分处的凸形U接头的凸缘上具有附加的第三张カ构件。此外，因为U接头具有类似方形的下部，所以水平接头出口的方形外形可抵抗组装好的块件的转动。方形的侧面通过邻接块件的扶壁件保持在位。在方形角部的弯曲形状有助于组装过程中将块件引导到位，并且U形与入口处块件的弯曲形状匹配。此外，因为水平出ロ U接头的“凸缘”，水和其它液体可以流过带有U接头的块件而没有泄漏。在块件底部上的圆柱形凸形接头也与块件角部的弯曲形状相匹配。角部与接头的匹配弯曲形状増加了摩擦表面的面积。块件角部的弯曲形状有助于塑料流过模具从而可减少制造过程中的周期。角部上的弯曲形状是符合人体工程学原理的。此外，通过比更为方 形的开ロ情况下更宽广地传散撕裂应カ，在块件外侧壁中的U形入口和出口开ロ的增强的弯曲形状可以产生更高的強度。在另一方面中，凸形接头下侧的部分具有增强的弯曲形状，这就允许不精确的初始左右对准，并可以在两个模块件互连时将下方的块件引导到位。D.模块件的例子在本发明的一个实施例中，如图49A-59C中所示，提供一种“厚売/薄内部”的构型。在图49中示出了四个块件的平面图。这些块件包括垂直出口块件(图49A，在图52和图56A-56C中更详细地示出)、单出ロ块件(图49B，在图53和图56A-56C中更详细地示出)、对向的双出口块件(參见图49C，在图54和图58A-58C中更详细地示出)以及四路出ロ块件(參见图49D，在图55和图59A-59C中更详细地示出)。供球体在这些四视图中的块件上和穿过这些块件行进的通路可以分别被描述为圆形、椭圆形、沙漏形、十字形。图50和51是从上方和下方看到单个侧出口块件的部件的相同元件的等轴立体图。例如，图50A-2和图51A-2从不同的角度示出球形体的相同部分。图50A _1、50B_1、50C-1、50D-1、51A-1、51B-1、51C-1及51D-1示出块件的四个元件，每个元件的各部分用于构成完整的块件。图50A-1和51A-1示出1/16英寸厚的半球形体600。图A_2示出从该半球形体切割出的矩形片。该半球形在最終的立方体上是位于中心的。图49所示的所有四个块件都部分地由该半球形体构成。该半球形体600的这些部分接纳滚动球体(例如弹子)，这些滚动球体落在球形的这些部分上并由重力引向该球体的下部点并因而被引向各块件的中间。图50B-1、51B-1及53B-1示出单侧出口的球体/弹子出口通路900。图54B-1示出对向的双出ロ通路910，以及图55B-1示出四路的出ロ通路920。图50B-2和51B-2示出已被球形体600切割后的图50B-1和5IB-I的通路900。图50E-1和5IE-I分别示出图50A-2与图50B-2以及图51A-2与图51B-2的合并，其中球形体600和通路900组合起来。其结果是带有形成于其中的至少ー个出ロ通路的上凹底板。对于两出口、三出ロ以及四出ロ的模块件，上凹底板分别具有形成于其中的两个、三个及四个通路。图50C-1示出用于块件的内部支撑壁700。这些支撑壁是四个垂直交叉壁。这些壁具有取决于它们与模具的两个部分的关系的向内或向外的斜角。图50C-2示出在已被球形体600切割后的支撑壁。图50E-2示出图50E-1与51C-2的合并，或者说是球形体、通路及支撑壁的合井。对于垂直出ロ块件、双出ロ块件以及四路出ロ块件，通路形状上的不同会改变这三个部分合并的結果。支撑壁连接块件的相对面，从而将弯曲力从块件的ー个部分传递到另一部分，并使各种部分“一起工作”，以增加整体的总强度。支撑壁的球形切割使它们能尽可能高度地与外壁接合，以获得最大的杠杆作用，并同时不会影响球体/弹子滚过 块件。球形体与接头顶部的这种对准还有助于熔化的塑料流过接头。在图2B所示的可替代的实施例中，在球形体上方的附加的扶壁件720为外垂直支承壁提供強度。扶壁件720还可抵抗凸形U接头的垂直部件的凸缘的转动。图50D-1和51D-1示出具有1/8英寸厚的面800且0. I"半径的圆角顶点的立方体。图50D-2和51D-2示出相同立方体，该立方体带有在顶部中的方形孔、切入侧面的四个侧入口、切入侧面的单个出口以及在底部中切出的孔，该底部中的孔用于底半模以通达弹子通道的下側。切入侧壁800中的侧入口留有四个垂直“L形”的角部。这些角部被标识为部件840。部件840包括使各块件能互锁的“凹形”接头的侧面。图50E-3和51E-3示出合并起来的图50E-2的薄的内部部分与图50D-2的厚的外部壳体。換言之，图E-3中的块件是与半球形体、通路、支撑件的“薄”的1/16英寸的部分与“厚，，的1/8英寸的立方体(分别示于图50A-1、50B-1、图50C-1及图50D-1)的组合。图53B-1和图53C-1示出带有附加的凸形接头200的单出ロ块件。在所有块件中的凸形接头与单、双及四路出ロ块件的通路形式900、910及920无缝地合并。如前述实施例那样，分型线P围绕立方体形块件的大致中心水平地行迸，然后沿着凸形接头的末端并横穿每个出口的下半处。图53B-2示出单出口块件底部的视图。块件的该相同的视图更详细地可參见图1063中的放大图。块件的1/8英寸厚的底部由标号810来标识。在出口下方，块件的底部被切去(如图50D-2所示)。表面810在这样的地方切去，以露出表面900和两个十分小的表面片600。立方体壁在出口下方的1/8英寸厚的其余部分标识为820。支撑件700也在切去出口下方的表面810后露出。图54C-3是穿过双出ロ相对的块件的剖视图，图中可以看到通路表面910与凸形接头200无缝地合并。表面910与内部面800的相交处大致与凸形接头200的顶部水平对准。接头200中的应カ和弯曲通过这样的对准深深地传递到块件的其余部分中。贯穿整个设计的弯曲形状使使用中应カ减到最小。这些弯曲形状还使伴随着注模过程的应カ也减到最小。带有90度尖角的部分在冷却过程中易于翘曲，通过使用这些弯曲形状可以减少这样的趋向。图1067中的截面剖切线中所见的通道910的弯曲形状与出口壁820和支撑件700一起起作用，以在该部分中形成抵抗弯曲的梁。相似的几何形状在四路出口的块件中也是很明显的。垂直凸形接头410使块件能垂直地相互连接。在示于图1A-1L、2A-2L、3A-3L、4A-4L、60A-60C、61A-61C、62A-62C 及 63A-63C 的本发明的另ー实施例中，提供了另一“厚壳体/薄内部”的构型。如这些附图中所示，本实施例与前一“厚壳体/薄内部”的实施例共有许多相似之处。不过，图60A-60C、61A-61C、62A-62C及63A-63C中所示的实施例除了其它特征之外还包括在每个水平出ロ处的U接头。本实施例的垂直出ロ块件的视图示于图60A-60C中，并对应于图56A-56C中所示实施例的垂直出ロ块件视图；本实施例的单出ロ块件的视图示于图61A-61C中，并对应于图57A-57C中所示实施例的单出ロ块件视图；本实施例的相对双出ロ块件的视图示于图62A-62C中，并对应于图58A-57C中所示实施例的相对双出ロ块件视图；以及本实施例的四路出ロ块件的视图示于图63A-63C中，并对应于图59A-59C中所示实施例的四路出ロ块件视图。扶壁件720加强并支承块件的角部，如从图1B、2B、3B及4B中可见。在各扶壁件720的顶部处的弯曲形状可減少在制造过程中被来自模具中的过热气体烧毁的可能性，使使用者在处理模块件更舒适，并将互锁模块件的凸形垂直接头引导到位。垂直管道410延伸穿过四个角部中每ー个，这就允许线路、导线、杆子、绳索或类似物能穿过多个块件，以帮助包装或使用产品(例如使运动物体从天花板垂悬)。
脱模销与内壁1000的相交处对准，从而可将脱模力均匀地分布在该模块件的几何形状上。出口通路也悬伸出总的立方体形式的边缘。II.弹子滚动一旦多个相似的模块件利用或者不利用接合结构系统而组装起来并合适地对准后，就在一个模块件的出口与另ー模块件的入口对准的地方限定出通路。这样的对准产生计划的或未计划的通路构型，这取决于使用者是以关键性的方式还是以任意的方式进行构建。因为每ー块件都有出口，所以不会有封闭端；任意或按直觉进行的构建过程可产生像那些更加仔细地进行计划的结构那样工作的通路。在图18B、19B、20B、21B及22B中示出基本通路构型。因为每个模块件的外形和尺寸以及每个模块件的内腔(包括底板和壁的形状)可能有很大的变化，所以组装起来的模块件所产生的穿过通路系统的球体或其它物体的行为可能会有显著的不同。根据所想要的效果，可以选择模块件内腔的合适形状和尺寸。在示于图13A-13J的一个实施例中，模块件的内腔包括基本上圆柱形的壁(如图13D所见)和向下倾斜并指向模块件的水平出口的底板(图13J)。參见图18B，该图示出图13A-13J所示的立方形模块件的基本瀑布构型，放置在或落入最顶上的模块件A中球状物体(如弹子)将由于底板区域的坡度而开始沿着模块件底板区域滚向模块件唯一的水平出ロ。在本例中，通过拼合接头来连接各模块件，并且弹子在滚出模块件A时穿过模块件A的凸形接头的两侧。然后弹子进入模块件B的水平入口，并从该入口下落到模块件B的底板区域中。该下落继而发生是因为各模块件的水平入口是抬高在其底板区域上方的。此时，弹子速度的水平分量和模块件B的底板区域的坡度的组合会使弹子继续沿着模块件B的底板区域朝向水平出ロ滚动。该过程继续直至弹子到达最下部的模块件，即模块件D，并滚出。在采用图13A-13J所示的立方形模块件的图19A的瀑布构型中，弹子在从ー个模块件行进到另ー模块件时将加速。如上所述，穿过该构型行进的弹子在沿着ー个模块件滚动、落入相邻模块件以及开始再次朝向下一模块件滚动时，将遵从滚动-下落-滚动的路径。该滚动-下落-滚动路径具有可控制弹子从最高模块件行进到最低模块件的速度的优点。具体来说，通过每次垂直落入另ー模块件来降低弹子的速度。因此，较大的垂直下落将提供较大的減速效果，该减速效果可达到这样的程度，即该下落在滚动球体滚出之前产生更大的从底板的弹跳以及更大的内腔中的弹跳。因此，与本发明的模块件具有截短的垂向尺寸(如可从图65N中所见)的实施例相比，本发明的模块件具有细长的垂向尺寸(如可从图65M中所见)的实施例可对弹子的速度进行更多的控制。本发明的控制弹子速度的另一 方面是通路的构型。例如，在采用图13A-13J所示的立方形模块件的弯道构型(例如图19B)或之字形构型(图22B)中，进入相邻模块件的水平入口的弹子将下落到相邻模块件的底板区域中，并撞击与弹子所进入的入口相対的内壁(“撞击壁”)。然后，弹子沿着底板朝向模块件的水平出口滚动，该水平出口或者与撞击壁(弯道)相邻或与撞击壁相对(之字形)。当弹子碰到撞击壁时作用在弹子上的冲击作用降低并改变弹子的速度，藉此可控制弹子的速度。熟悉本技术领域的人们会理解，不同的通路构型将实现不同的速度控制。例如，图18B所示的瀑布构型使速度控制最少而使弹子速度最大(不包括垂直出口模块件)，这是因为弹子不会碰到撞击壁；在瀑布构型中唯一的速度控制是由上述的滚动-下落-滚动和弹跳方面来提供的。与之对比，诸如弯道、螺旋形以及之字形构型之类的其它构型则由于在与块件内侧壁的碰撞过程中反复损失水平速度，而可提供相对于瀑布构型为更多的速度控制。在上述“厚壳体/薄内部”的实施例中，模块件的底板基本上是上凹的且在底板中形成有至少ー个出ロ通路。上凹的底板在行进穿过这些块件的球体上产生摇动效果，这可用作降低弹子穿过通路的滚动的另ー装置。例如，进入内腔的弹子将掉到底板上，此时上凹的底板将弹子引向底板的中心。在相对的两出口模块件(如从图1A-1L中可见)中，弹子通常被引向底板的中心，上凹底板的形状在该处在弹子中产生摇动，直至弹子最終下落到形成在上凹底板内的出口通路中，并朝向两个出口之一行迸。在单出ロ模块件(參见图2A-2K)中的出ロ通路始于上凹球形体的中心附近，这有利于在球体上产生摇动效果，特别是在弹子进入垂直于出ロ通路的单出ロ模块件吋。出ロ通路的起点可以如所希望地定位；例如，图532-A中所示模块件的所示出ロ通路相对图2D所示模块件的出ロ通路要进ー步后退。在两出ロ块件中的沙漏形状(參见图1D)可以更好地理解为环面与上凹球形体的靠近相交。球体相对于环面的稍微上升就使环面形状在设计中被“称作”沙漏。无限多种的其它形状可以产生将弹子随机地引导出两个出ロ之一的相同功能。沙漏可提供特殊的效果例如，一旦弹子在其摇动中足够地减速，则它就不再位于球形体的底部，而是位于环面的顶部，在那里它处于高度不稳定的平衡。弹子在球形体上来回滚动并穿过沙漏，在它撞击沙漏形式的脊部时发出轻微的撞击声。环面和球形体向相反的方向弯曲，这种双弯曲形状増加了块件的強度。A.阵列原理如上所述，多个相似的模块件(例如立方形、三角形、矩形、球形、十字形等)可以组装成诸如图18B、19B、20B、21B及22B所示的那些之类的各种构型。除了这些基础的或“基本”构型之外，也可以组装更加精细和几何形状复杂的阵列。上述有关模块件的属性和入口/出ロ构型的基础原理同样适用于这些阵列。例如，在任何两个相邻的模块件之间将存在1/2高度的垂向偏置或错开。这实现高-低-高的效果，这代表“移位的笛卡尔空间”的三维网格。如图64A所示，该图是构造成实心结构的ー组立方形模块件的俯视图，每个“高”的模块件(即升高的)被“低”的模块件紧接地包围，其中“高”的模块件与“低”的模块件之间的差是模块件垂直高度的一半。从图64A中可以看到，所得的图形类似ー个棋盘。可以通过将图65A-65C所示的布置在笛卡尔空间中的立方体与图65D-65F中所示的布置在“移位的笛卡尔空间”中的立方体相比较来理解“移位的笛卡尔空间”。在后者中的立方体垂向移位1/2的立方体高度。图65G-65I所示的立方体布置成具有2/3立方体高度的垂向移位。图65J-65L所示的模块件不是立方体，而是细长的，它们垂向移位1/2的立方体高度。如从65M和65N可以看到，垂直或水平地构造这样的细长模块件并不阻碍垂向偏置。对于三角形模块件(图68和64B)、六角形模块件(图64C和64D)、八角形模块件(图64E)以及圆形模块件(图64F-64G)可以看到类似的效果。立方形实施例(图64A)、三角形实施例(64B)以及六角形实施例之一(图64C)提供没有空隙的“实心”结构。与之对比，另ー六角形实施例(图64D)、八角形实施例(图64E)、以及圆形实施例(图64F和64G)在结构中露出空隙，如相应的附图所示。此外，如从图64D中可见，六角形实施例中的ー个可以包含基础的(underlying)三角形几何形状，它是从包括六个三角形的六角形得出的。此外，八角形实施例(64E)和圆形实施例之一(图64F)可包含基础的网格几何形状，而另一圆形实施例(图64G)可包含基础的三角形几何形状。当特定实施例的模块件包含基础的网格几何形状时(如同图64A所见的立方形实施例、图64E中所见的八角形实施例以及图64F中所见的圆形实施例的情况那样)，模块件的几何中心也基本上位于网格上。例如,ー组立方形模块件可以如同66A所示那样的构造，该图是一阵列的俯视图，且其中每个模块件的几何中心由一个点来代表。模块件的几何中
心排列成列(0，1，2，......)和行(I，II，III，......)，如图66A所示。此外，ー组立方形模
块件可如图66B所示地构造，该图是一阵列的剖视图。这里，模块件的几何中心在交替的列中是垂向齐平的(例如列1、5、9中的模块件垂向齐平，以及列3、7及11中的模块件垂向齐平)，并且模块件的几何中心与相邻列中的模块件的几何中心在中间位置垂向齐平(例如，列I中的模块件与列3中的模块件在中间位置垂向齐平，以及列3中的模块件与列5中的模块件在中间位置垂向齐平)。图66中的相同列中的模块件的几何中心都是水平对齐的。如显而易见的，图66A和图66B中所示的几何中心排列是參照立方形模块件描述的。不过，所述的几何中心网格排列也可应用于诸如八角形、圆形及十字形实施例之类的其它形状。类似地，上述的基础的三角形几何形状可获得三角形的排列，该排列也可应用于诸如六角形和圆形实施例之类的其它实施例。因此，不同形状和形式的模块件不管特定的塑造形式如何都可以相同的方式来排列。还是參见图65A，设置成实心的传统笛卡尔空间构型的内部立方体各具有六个完全面的相邻模块件(在这样的实心构型中的外部立方体将仅具有三个、四个或五个完全面的相邻模块件)。与之对比，參见图65D，布置成实心移位的笛卡尔空间构型的内部立方体具有两个完全面的相邻模块件(上方和下方)和围绕各侧面的八个半面的相邻模块件。B.基本构型
如前所述，相似模块件的基本构型中包括塔型(图40B)、瀑布型(图18B)、弯道型(图19B)、螺旋型(图20B)、双螺旋型(图21B)及之字型(图22B)。如也已描述的，尽管各參考附图用立方形模块件来代表这些分别的通路构型，但这些构型也可以用各种其它形状的模块件来实现。例如，图23B示出由十字形模块件形成的弯道构型。C.非限制性的结构范例可以从多个相似模块件组装出各种阵列类型。这些不同的阵列大体可以分为四种类型实心结构、壳体结构、点阵结构以及平面/相交的平面结构。举例来说，实心结 构可包括成块状、角锥体或倒置角锥体形状的组件。这种构造类型的特点在于在结构内部没有空隙地组装模块件；每个模块件(除了在结构外部的模块件之外)在每个可能的位置都具有相邻模块件。图67所示的构型是块状构型的ー个例子，而图47A和47B所示的构型是八面体形、叠置在倒置的角锥体顶上的一角锥体的例子。当从外部看时，图48A和48B中的构型基本上类似于图47A和47B中所示的构型；两者的差别在于在图48A和48B中没有内部块件，因此形成“壳体”结构。图68中所示的构型是基本上三角形的，也是实心结构的ー个例子。同样是举例来说，点阵结构可包括螺旋形或双螺旋形的组件。这种结构类型的特点在于敞开的框架或图案。如前所述，图20B中所示的构型是螺旋形的ー个例子，而图21中所示的构型是双螺旋形的ー个例子。图69A中所示的构型是较大的螺旋形的ー个例子，它由一系列的交替的瀑布-弯道-瀑布子结构组合而成。在图69A所示的构型中，各“瀑布”和各“弯道”子结构包括五个模块件。不过，熟悉本技术领域的人们会理解，这些子结构中的每ー个都也可以包括其它数量的模块件；每个子结构中的模块件数量越多，螺旋的直径就越大。图69B是双螺旋，且每个螺旋与图69A中所示的螺旋相同。同样，这些螺旋中的每一个都是通过组合一系列交替的瀑布-弯道-瀑布子结构来形成的。图69C中所示的构型包括两个顺时针和两个逆时针螺旋，它们在相交节点上的双出ロ模块件处相交。图69E示出与图69C所示的构型相同的构型，但使用的是球形模块件而不是立方形模块件。图69D中所示的构型包括四个图69C的结构，这些结构在相交节点上的四路出ロ模块件处部分地重叠和相交。平面和相交的平面结构可包括平面或相交的平面形状的组件。如图70A所示，实心平面可以由相似模块件形成，且具有图70B所示的相应入口 /出口构型。參见图70D，第ニ实心平面可以与第一平面垂直相交，且具有图70C所示的相应入口 /出ロ构型。为了从两个平面结构形成相交的平面结构，在相交点处，四出口模块件可以替代两出ロ模块件，或者两出ロ模块件可以转动90度以将球形体从ー个平面重新定向至另ー个平面。參见图7IA和7IB，分别示出平面结构和相交的平面结构。在这些图7IA和7ID中，没有示出实际的模块件，而是用一立方体来表示每个模块件，这是人们可以理解的，因为可由本发明的模块件形成的阵列和构型不取决于具体的模块件形状也不取决于所采用的接合结构。图71B中所示的平面在平面的端部处相交，而不是像图71C那样在平面的中间处相交。通过在平面的端部处相交，可以形成如图71所示的方形。在图71A-183D中的每ー个中，相邻模块件模块件垂向偏置1/2的模块件高度。图72A-72D示出分别呈螺旋、双螺旋及四路螺旋的由立方体代表的模块件。同样，从这些图中人们也可以理解，不管通过组装模块件而实现的构型如何，都保持有垂向偏置。參见图73A，图中示出带有五个水平面的角锥体构型，其中模块件用立方体来表示。同样，可以看到，保持有1/2级的垂向偏置。參见图73B-73E，对于四个不同的平面示出图73的角锥体的截面俯视图。具体来说，图73B示出最顶上的水平平面，该平面包括中心顶部模块件Al，该模块件Al被四个附加的模块件(bl-b4)包围，这四个附加的模块件位于第二水平平面中，比Al和最顶上的垂直平面低1/2级。图73C示出往下的下一水平平面，图73D示出从那里往下的下一平面，等等。图74A-74D示出呈各种构型和布置的用三角形模块件来代表的模块件。这些布置可用任意数量的形状来实现，如图15A-15L，并可以在其间具有互连通路，如图15A、15D、15G及15J中的入口 /出ロ构型所描述的。如可以从图74A-74D中所见，这些布置保持有垂
向偏置。因为不同形状的模块件可以具有相匹配的接合结构，所以仍然可以将这些不同形状的模块件连接起来，藉此能进行混合的多边形铺设。參见图75A-7 ，以两种不同形状的模块件(立方体和三角形)作为代表，并将之示为以不同的构型彼此连接。图75A示出用交替的立方体-三角形模块件形成圆的构型的俯视图，而图75B示出同一构型的立体图。图75A和75B中的各列可以通过垂直叠置相似形状的模块件(如图40B所示)来实现。图75C还示出用交替的立方体-三角形模块件形成圆的构型的俯视图，且图7 示出同一构型的立体图。从图75D中可以看出，形成圆的列的特点是垂向不连续的，从而ー些模块件仅由水平接合结构而非它们的垂向接合结构来支承。这种构型使一些模块件从另ー模块件列悬伸。因此，“尺寸相似的”模块件指的是基本上共有外部尺寸(不考虑接合结构，这些接合结构在“尺寸相似的”模块件与“尺寸相似的”模块件之间可以是不同的，并且不考虑内部形状，诸如底板、壁以及其它内腔的结构特征)；例如，具有基本上相同高度、宽度和深度的两个立方体，或者具有相似高度和侧面尺寸的两个三角形。与之对比，“尺寸不相似的形状”指的是不具有基本上共有的外部尺寸的两个模块件；例如，图75C和75D中的立方体模块件和三角形模块件代表尺寸不相似的形状，以及图5A-5J中所示的立方体形状的模块件与图6A-6I中所示的三角形是尺寸不相似的。上述结构和结构类型仅仅是用于说明可以组装出的种类。也可以有形成和构建阵列的其它手段。例如，可以利用各种算法来产生阵列，包括由计算机执行的算法形成的结构，从而由计算机算法来形成在“移位的笛卡尔空间”中的用笛卡尔形状(例如立方体)组成的结构。或者，使用者可以随机地形成为实心、点阵、平面/相交的平面或者它们的ー些组合的结构。或者，使用者可以构造代表性的结构，这些结构可以设计成代表其它物体或动物(如椅子、机器人、马等等)的相似物任何点阵结构可以通过填充在点阵的空隙中而嵌入实心结构中。以这种方式，实心质量的块件可以包含一组互锁的螺旋形或其它类型的通路。IV.专用块件根据本发明，可以提供各种“专用块件”。这些块件一般可与上述构建一起构造和使用，并可符合前述一些但非全部的原理。一种这样的专用块件包括四出口模块件，它类似于上述的四出口模块件。不过，该块件的不同之处在于提供可拆卸的止挡件件或“堵塞单元”，这些止挡件件或“堵塞单元”可以插入模块件从而堵塞任何出ロ。从零到三个中任意个的止挡件件可以插入所希望的位置以堵塞所希望的出ロ。这允许用单种基本块件设计来产生出多块件出ロ的构型。另ー专用块件是坡道矩形块件550，如图76A和76B所示。这种块件共有上述模块件的一些特征，例如，图76A和76B所示的坡道矩形块件具有与前述的ー些立方形模块件相同的高度、宽度和接合结构。不过，如从图76B的图示中可以清楚地看出的，坡道矩形块件的长度比立方形模块件长。图76A和76B中所示的坡道矩形块件550的实施例有一个单位高和五个单位长，并包括八个水平入口(沿着每侧设置三个，以及每个端部ー个)。本施例还包括在其下侧上的三组垂直凸形接头。如图76A和76B中清楚地所示，模块件具有细长的底板，弹子可沿着该底板滚动。该模块件可与其它的非坡道模块件一起使用，如图28和29所示。图28示出四个用四个坡度矩形块件连接的四个单螺旋，而图29示出四个螺旋中的每ー个都包括附加支承件的类似构型。在这些构型中，进入螺旋的弹子有50%的几率会留在螺旋中，并有50%的几率会离开螺旋进入坡度矩形块件。利用由带有合适的接合结构的刚性或柔性管道彼此连接的相容凹形入口和相容凸形出ロ来构成管道联接，球体可穿过该管道联接行迸。刚性管道可以是伸縮管道，以允许在更宽范围的构型中使用。V.材料、制造和比例
本发明的模块件可以用各种合适的材料来构造。在一个实施例中，模块件用完全透明的聚碳酸酷、树脂或其它塑料制成。模块件可以用玻璃或金属材料制成。或者，模块件可以用泡沫材料制成，以形成较大的形状，如4-5"的立方体，以可用于较大的球体。本实施例可提供可供太幼小以致不能让他拿到弹子否则会有窒息危险的儿童使用的模块件。在另ー实施例中，模块件可以包括可充气的塑料(即充有空气)，从而所产生的通道足够大以可运送甚至更大的球体，如海滨气球或排球。其它实施例可用木材、竹子或其它可雕刻的材料来构造模块件。或者，可以用冰块来形成模块件。在该实施例中，接头可以是能控制和冻结的泥浆类物质，从而将两个模块件粘着在一起。因此，图12A-12J所示的冰块模块件的例子不包括任何图 33A-33B、34A-34D、35A-35C、36A-36、37A-37C、38A-38C 或 39 所示的接合结构，也没有U形接合结构，而是在构造时将泥浆类接合物加到模块件上。此外，除了球形物体之外，在图12A-12J中所示的模块件也适于运送液体；唯一的水出ロ比前述的立方形模块件延伸得更远，以确保由此运送的液体可跨越到相邻模块件的入口并进入相邻模块件的底板。当用其它类似的模块件进行构造时，如图77A-77C所示，该模块件可沿着所希望的通路构型运送液体。本发明的模块件也可以采用各种制造方法。对于用塑料、玻璃或金属材料制成的模块件，可以采用注模、鋳造或其它的已知方法。对于用木材、竹子及类似材料制成的模块件，可以采用雕刻、造模铣切或其它已知方法。本发明的模块件可以形成各种尺寸。例如，本发明的立方形模块件可以具有IV2" -2"的长度，它可以运送1/2" -I"的诸如弹子或钢滚珠轴承之类的球体。减小的尺寸可使立方形模块件具有3/4"的长度，它可以运送1/8" -1/2"的诸如弹子或轴承滚珠之类的球体并适于进行行程设定。大的尺寸可以使立方形模块具有大于2"的长度，它可以适合运送诸如网球、游戏场地球或海滨气球之类的较大的球体。所述材料、制造方法以及比例仅仅是说明性的。熟悉本领域的技术人员会理解，也可以采用其它合适的材料、制造方法和尺寸而不背离本发明的精神或范围。VI.游戏盘游戏盘可以与本发明的模块件一起使用以形成单人或一组人玩的游戏。游戏盘可以包括与用于游戏的特定模块件的几何形状对准的ー组接头。例如，游戏盘可以提供构造在一平面表面上的五乘五的凹形接头网格，它形成遵循着几何中心的网格布置的结构的基/ 。參见图78，所示的游戏盘实施例可以与立方形模块件一起使用。类似的游戏盘可以使用具有基础的网格几何形状的其它形状的模块件，熟悉本领域的技术人员会理解，也可以用其它基础的几何形状的模块件来实现可相比拟的游戏盘。图78中所示的游戏盘提供可以放置第一层模块件的十三个位置。这些位置可以供接纳和固定模块件的相应接合结构用。在玩游戏的过程中，游戏者将模块件放置到这些位置上，并且一旦有足够多数量的模块件放置到位，游戏者就可以再搭建起其它的模块件。游戏者们可以进行接连的多轮以将新的模块件引入游戏，其目的是将弹子引向游戏盘的选定侧。游戏盘可以包括接纳从形成在游戏盘顶上的模块件结构落出的球体的存储装置。这些存储装置形成根据收集在各存储装置中的弹子的数量和种类而保持计分的装置。 游戏的规则可以是“源头敞开的”。游戏盘和块件、球体或其它模块件类型用作为起点，而游戏者可确定他们自己的规则。游戏可以设计成协作性的、竞争性的或两者的结合。游戏盘、模块件以及弹子用作用来创造多种未来的游戏的“装备”。游戏玩法的一部分可包括发展规则系统。可以在本发明的范围和精神之内采用游戏盘和游戏玩法的其它变型和规则。游戏盘的水平度对于特别关注弹子穿过所构造的通路的移动的随机性的游戏者来说是很重要的。可以在游戏盘中内设气泡水准器(未示出)以及可调节的脚，从而可以在开始游戏本身之前将游戏盘调平。或者，可以在游戏盘上放置单独的水准器，以进行调定并然后在游戏开始前移去。尽管上文已以一定的详细程度描述了本发明的各种代表性的实施例，但熟悉本领域的技术人员可以作出许多所掲示的实施例的替代形式，而不背离在说明书和权利要求书中所提出的本发明实质的精神或范围。
权利要求
1.多个尺寸相似的可互连模块件，所述多个尺寸相似的可互连模块件包括第一模块件和第二模块件，所述第一可互连模块件和所述第二可互连模块件均限定用于将所述第一可互连模块件固定至所述第二可互连模块件的联接结构，该联接结构包括凸形部件和凹形部件，其特征在于，所述第一可互连模块件的凹形部件构造成将所述第二可互连模块件的凸形部件接纳入联接位置，从而所述两个模块件垂向移位1/2至2/3的模块件高度，其特征还在于，至少ー个模块件在其侧表面限定多个开ロ，所述多个开ロ中的姆ー个在所述模块件的基本上上半部分中限定水平入ロ，所述水平入ロ构造成允许球体通过所述模块件的所述侧表面而进入，并且所述多个开口中的至少ー个还在所述模块件的下半部分中限定水平出ロ，所述水平出口构造成允许球体通过所述模块件的所述侧表面而出去。
2.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述模块件之间的组合坡度是I : 2。
3.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述第一和第二模块件是有限数量的标准化且尺寸相似的模块件中的两个，所述有限数量的标准化且尺寸相似的模块件可以连接成多种布置。
4.如权利要求3所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述有限数量的标准化且尺寸相似的模块件布置成形成第一垂直对齐的列。
5.如权利要求4所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，所述有限数量的标准化且尺寸相似的模块件还布置成形成第二垂直对齐的列，其中所述第一列与所述第二列相邻地连接。
6.如权利要求5所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，至少所述第一列或所述第二列的特点是垂向不连续性。
7.如权利要求6所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述垂向不连续性是通过将所述有限数量的模块件中的至少ー个第一模块件凸伸在所述有限数量的模块件中的至少ー个第二模块件之上来形成的。
8.如权利要求5所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述有限数量的标准化且尺寸相似的模块件限定互连模块件之间的下降通路的系统。
9.如权利要求5所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述第一列和所述第二列垂向偏置大致1/2的模块件高度。
10.如权利要求5所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述有限数量的模块件布置成从其俯视图看形成直线网格。
11.如权利要求5所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述有限数量的模块件布置成从其俯视图看形成三角形网格。
12.如权利要求5所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述有限数量的模块件布置成从其俯视图看形成六角形网格。
13.如权利要求5所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述有限数量的模块件布置成从其俯视图看形成混合的多边形铺设。
14.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，联合开ロ限定所述水平出口和所述水平入ロ中的ー个，且使所述水平入ロ中的所述ー个布置在所述水平出ロ的上方。
15.如权利要求14所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述联合开ロ邻接地限定所述水平出口和所述水平入口中的所述ー个。
16.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述模块件限定两个水平出口，所述两个水平出ロ构造在模块件的相对侧上。
17.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述模块件限定两个水平出口，所述两个水平出ロ构造在模块件的相邻侧上。
18.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述模块件限定三个水平出口。
19.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述模块件限定四个水平出口。
20.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述模块件限定内部底板表面。
21.如权利要求20所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，对于每个水平入ロ，所述模块件限定通向所述底板表面的开ロ。
22.如权利要求20所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，所述模块件限定沿着所述底板表面通向所述水平出口的通路。
23.如权利要求21所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述模块件限定内腔，藉此，进入所述水平入口之一的滚动物体下落到所述底板表面，滚动到所述水平出ロ，并掉落出所述水平出ロ，从而滚出所述内腔。
24.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述模块件限定垂直入口。
25.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述模块件基本上呈立方形。
26.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述模块件限定至少四个水平入口。
27.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，每个水平入口限定所述联接结构的凹形部件，所述水平出口限定所述联接结构的凸形部件。
28.如权利要求27所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，所述凹形部件限定在所述模块件的基本上上半部分中，而所述凸形部件限定在所述模块件的下半部分中。
29.如权利要求27所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，所述凸形部件的特点是其上设有凸缘的U形，所述凸缘限定两个垂直侧部并包围所述凸形部件的底部。
30.如权利要求29所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述第二模块件的所述U形的凸形部件是止挡件，当所述第一模块件与所述第二模块件联接吋，所述止挡件与所述第一模块件的尺寸互补的U形的凹形部件相遇。
31.如权利要求29所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，所述第二模块件的底侧是止挡件，当所述第一模块件与所述第二模块件联接吋，所述止挡件与所述第一模块件的凸形部件相遇。
32.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述联接结构将第一模块件和第二模块件布置在固定的位置，并限定从所述第二模块件进入所述第一模块件的基本上水平的通路，其中，所述水平通路穿过所述第一模块件和所述第二模块件的联接结构，并且，所述水平通路形成向下向外的倾斜表面。
33.如权利要求32所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，每个模块件的顶部是基本上敞开的。
34.如权利要求32所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，所述水平通路适于供球体通过。
35.如权利要求34所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，所述水平通路适于供弹子通过。
36.如权利要求32所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，所述水平通路适于供液体通过。
37.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述第二模块件的凸形部件限定从其出去的通路出ロ。
38.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述第一模块件的凹形部件限定进入所述第一模块件的开ロ。
39.如权利要求32所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，实现所述固定的位置，从而所述第二模块件的凸形部件的基本上垂直的外部部分楔入在所述第一模块件的凹形部件的基本上垂直的内部部分与所述第一模块件的基本上垂直的凸肋结构之间。
40.如权利要求39所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，所述第二模块件的凸形部件的基本上垂直的外部部分和所述第一模块件的凹形部件的基本上垂直的部分具有互补的斜角。
41.如权利要求32所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，实现所述固定的位置，从而所述第二模块件的凸形部件的U形部分与所述第一模块件的凹形部件的尺寸互补的U形部分相遇。
42.如权利要求32所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在干，实现所述固定的位置，从而所述第二模块件的底侧与所述第一模块件的凸形部件相遇。
43.如权利要求I所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，垂向接合结构系统包括垂向凸形接头部件和垂向凹形接头部件。
44.如权利要求43所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述垂向凸形接头部件设置在一个或多个模块件的底部，而所述垂向凹形接头部件设置在ー个或多个模块件的顶部。
45.如权利要求43所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述垂向凸形接头部件的特点是同心的弯曲形状。
46.如权利要求43所述的多个尺寸相似的可互连模块件，其特征在于，所述垂向凸形接头部件限定穿过其的孔。
47.一种可互连模块件，该模块件包括联接结构，该联接结构用于将所述可互连模块件固定至尺寸相似的第二可互连模块件，该联接结构包括 所述模块件的侧表面中的多个开ロ，所述多个开ロ中的每ー个在所述模块件的基本上上半部分中限定水平入ロ，所述水平入ロ构造成允许球体通过所述模块件的所述侧表面而进入，并且所述多个开ロ中的至少ー个还在所述模块件的下半部分中限定水平出ロ，所述水平出ロ构造成允许球体通过所述模块件的所述侧表面而出去；以及 内腔，该内腔具有设置于其中的底板，所述底板位于所述内腔的下部，其中，所述多个开口中的相应水平入口通向所述内腔，所述底板通向所述水平出口。
48.如权利要求47所述的可互连模块件，其特征在于，所述底板限定基本是上凹的形状。
49.如权利要求48所述的可互连模块件，其特征在于，所述水平出ロ包括在所述底板中的出口通路，所述出口通路通到所述内腔之外，并在所述底板内形成向下向外的倾斜表面。
50.如权利要求49所述的可互连模块件，其特征在于，所述出ロ通路具有形成在所述模块件的所述底板中的基本上倾斜的形状。
51.如权利要求49所述的可互连模块件，其特征在于，所述出ロ通路对于经由所述模块件的所述水平入口之ー进入所述内腔的球形物体产生不稳定的平衡。
52.如权利要求51所述的可互连模块件，其特征在于，所述内腔的所述底板在经由所述模块件的所述水平入口之ー进入所述内腔的球形物体上产生来回摇动。
53.如权利要求52所述的可互连模块件，其特征在于，所述来回摇动垂直于所述出ロ通路。
54.如权利要求49所述的可互连模块件，其特征在干，所述凹状底板形成围绕所述出ロ通路朝向所述模块件中心的偏向。
55.如权利要求47所述的可互连模块件，其特征在于，所述底板的表面使在其上运动的物体向所述模块件的中心偏转。
56.如权利要求47所述的可互连模块件，其特征在于，所述模块件限定两个水平出口，所述两个水平出口中的每ー个都包括在所述底板中的通向所述内腔外侧的出口通路，其中，每个出口通路在所述底板中形成向下向外的倾斜表面。
57.如权利要求56所述的可互连模块件，其特征在于，所述两个出ロ通路在所述底板中限定沙漏形状。
58.如权利要求57所述的可互连模块件，其特征在于，所述两个出ロ通路的沙漏形状限定为环面与上凹球形体的靠近相交，其中所述球形体相对于所述所述环面位于稍升高的位置，以限定所述两个出ロ通路的沙漏形状。
59.如权利要求47所述的可互连模块件，其特征在于，所述模块件限定三个水平出口，所述三个水平出口中的每ー个都包括在所述底板中的通向所述内腔外侧的出口通路，其中，每个所述出ロ通路在所述底板中形成向下向外的倾斜表面。
60.如权利要求47所述的可互连模块件，其特征在于，所述模块件限定四个水平出口，所述四个水平出口中的每ー个都包括在所述底板中的通向所述内腔外侧的出口通路，其中，每个所述出ロ通路在所述底板中形成向下向外的倾斜表面。
61.如权利要求60所述的可互连模块件，其特征在干，每对相対的出ロ通路在所述底板中限定沙漏形状。
62.如权利要求61所述的可互连模块件，其特征在于，每对相対的出口通路的所述沙漏形状限定为环面与上凹球形体的靠近相交，其中所述球形体相对于所述所述环面位于稍升高的位置，以限定所述两个出ロ通路的沙漏形状。
63.如权利要求47所述的可互连模块件，其特征在干，所述模块件包括形成在其相对侧上的两个水平出口。
64.如权利要求47所述的可互连模块件，其特征在于，所述联接结构包括围绕每个所述水平出口形成的U形部件。
65.如权利要求63所述的可互连模块件，其特征在于，所述底板是呈对向倾斜形状，该形状形成通向每个所述水平出口的通路。
全文摘要
本发明涉及相互连接的模块化通路装置。本发明提供多个尺寸相似的可互连模块件，这些模块件可以形成一通路系统，该通路系统具有进入各模块件上部的多个入口和从各模块件的下部出去的至少一个出口，从而可提供各种聚集和分岔的可能性。本发明还提供可互连模块件。本发明的系统适于接纳弹子和其它的球形物体并将它们从一个模块件运送到另一个模块件。模块件可经由凸形/凹形连接件互连，以形成各种构型。
文档编号A63H33/08GK102657943SQ20121009789
公开日2012年9月12日 申请日期2006年4月18日 优先权日2005年4月18日
发明者A·康福特 申请人:丘-芭-梅兹股份有限公司