Oppfinnelsen vedrører leketøysbyggesystemer innebefattende byggeelementer med koblingsmidler for løsbar sammenkobling av byggeelementer.

Slike leketøysbyggesystemer har hvert kjent i flere titalls år. De enkle byggeklosser har blitt supplementert med dedikerte byggeelementer med enten et spesielt utseende eller en mekanisk eller elektrisk funksjon for å øke lekeverdien. Slike funksjoner inkluderer for eksempel mototer, brytere og lamper, men også programmerbare prosessorer som aksepterer inngang fra sensorer og kan aktivere funksjonselementer i respons til mottatt sensorinngang.

Selvstendige funksjonsbyggeelementer finnes som har en funksjonsinnretning avpasset for å utføre en prekonfigurert funksjon, en energikilde for tilveiebringelse av energi til funksjonsinnretningen for utførelse av funksjonen, og en utløser som responderer på en ytre utløserhendelse for å utløse funksjonsinnretningen for å utføre funksjonen. Typisk er slike tidligere kjente funksjonsbyggeelementer konstruert for manuell aktivering av utløseren, og tilveiebringer bare en begrenset lekeverdi.

Det er således formålet med oppfinnelsen å tilveiebringe et leketøysbyggesystem med nye byggelementer som er egnet for bruk i systemet, og som vil øke lekeverdien for systemet. Dette formålet oppnås med leketøysbyggesystemet i henhold til oppfinnelsen hvor systemet innbefatter enten ett eller flere sensorbyggeelementer, eller et eller flere logikkbyggeelementer eller et eller flere funksjonsbyggeelementer som alle har koblingsmidler for å gjøre dem kompatible med leketøysbyggesystemet. Oppfinnelsen kan generelt benyttes for leketøysbyggesystemer med byggeelementer med koblingsmidler for løsbar sammenkobling av byggeelementer.

Spesielt, når hvert funksjonsbyggelement har en funksjonsinnretning avpasset for å utføre en prekonfigurert funksjon og en energikilde for å tilveiebringe energi til funksjonsinnretningen for utførelse av funksjonen, og en utløser som responderer på en ytre mekanisk utløserhendelse for å utløse funksjonsinnretningen for å utføre funksjonen, hvor utløseren i hvert funksjonsbyggeelement er anordnet på en uniform måte i forhold til koblingsmidlene, kan funksjonselementer enkelt bli utskiftet i en gitt lekekonstruk-sjon uten å måtte skifte utløsermekanismen.

Mekaniske utløserinnganger (inputs) tilveiebringer videre en enkelt og robust utløser-mekanisme som ikke avhenger av elektriske koblinger eller andre kompliserte og feil-utsatte mekanismer. Videre er slike mekaniske utløsermekanismer intuitive og enkle og arbeide med, selv for mindre barn.

Følgelig gjør funksjonsbyggeelementer med mekaniske utløsere på et standardisert sted funksjonsbyggeelementene egnet for bruk i leketøysbyggesystemer, og øker lekeverdien.

I noen utførelsesformer inkluderer leketøysbyggesettet en eller flere sensorbyggeelementer og valgfritt et eller flere logikkbyggeelementer, som hvert har mekaniske utløserutganger (outputs) anordnet på en uniform måte avpasset for å aktivere utløserne til funksjonsbyggeelementene. Følgelig er et leketøysbyggesett tilveiebrakt som tillater brukeren å konstruere eller bygge et stort mangfold av funksjoner og funksjonelle forhold på en uniform måte og med et begrenset sett med ulike konstruksjonselementer.

Fig. 5 og 5 A viser leketøysbyggeklossen i fig. 4 benyttet i et leketøysbyggesystem som aktiverer leketøysbyggeklossen,

Fig. 8 viser skjematiske en funksjonsbyggekloss med en elektrisk funksjon og et batteri for drift av den elektriske funksjonen, Fig. 9 viser skjematisk en funksjonsbyggekloss med en mekanisk funksjon og en fjær for drift av den mekaniske funksjonen, Fig. 10 viser et leketøysbyggesystem i henhold til oppfinnelsen innbefattende sensorklosser, logikklosser og funksjonsklosser,

Oppfinnelsen vil bli beskrevet ved bruk av leketøysbyggeelementer i form av klosser. Imidlertid kan oppfinnelsen benyttes for andre former av byggeelementer benyttet ved bygging av byggesett.

I fig. 1 er det vist en leketøysbyggekloss med koblingsknotter på sin øvre overflate og et hulrom som strekker seg inn i klossen fra bunnen. Hulrommet har et sentralt rør, og koblingsklosser eller en annen kloss kan bli opptatt i hulrommet i et fiiksjonsinngrep som beskrevet i US 3 005 282. Fig. 2 og 3 viser andre slike tidligere kjente byggeklosser. Byggeklossene vist i de resterende figurer har denne tidligere kjente type koblingsmidler i form av samvirkende knotter og hulrom. Imidlertid kan andre typer koblingsmidler også benyttes.

Fig. 4 viser en leketøysbyggekloss 10 med en trykknapp 11 på en av sideoverflatene og koblingsknotter 12 på sin øvre overflate. I den viste utførelsesformen illustrerer leke-tøysbyggeelementet 10 et funksjonsbyggeelement hvor trykknappen 11 tilveiebringer en mekanisk inngang eller utløser for aktivering av en funksjonsinnretning i byggeele-mentet 10 som vist i fig. 4A, hvor en mekanisk kraft blir påført utløseren og skyver utløseren inn i klossen, hvorved en funksjonsinnretning i klossen blir aktivert.

Generelt kan kraften bli påført ved hjelp av et ytre utløserelement, for eksempel et ut-løserelement som kontakter utløseren ved hjelp av fysisk kontakt. Det ytre utløserele-mentet kan for eksempel være en persons finger eller være tilveiebrakt av en mekanisme i leketøysbyggesettet. Spesielt, når leketøysbyggeklossen 10 blir benyttet som en del av et system som inkluderer en sensor- og/eller logikkloss som beskrevet ovenfor, kan kraften bli påført ved hjelp av et mekanisk utgangselement hos nevnte sensor- eller logikkloss, for eksempel ved hjelp av en direkte fysisk kontakt eller via et mellom-element slik som en stang, en tapp, et hjul eller lignende. Eksempler på slike utgangs-elementer inkluderer en aksel, en tapp, et kamhjul, et hengslet element eller dreieele-ment, eller lignende.

Fig. 5 viser et roterende hjul 51 med en kam 52 på sin omkrets. Når hjulet 51 roterer vil kammen 52 aktivere knappen 11 en gang pr omdreining av hjulet 51, som vist i fig. 5A.

I fig. 6 aktiverer kammen trykknappen 11 indirekte via en mellomliggende skyvstang 61 som er anordnet i gjennomgående hull i de to understøttende byggeklosser 62. Skyvstangen 61 er fortrinnsvis av typen som har kryssformet tverrsnitt, og trykknappen 11 har fortrinnsvis et hull med et korresponderende tverrsnitt for opptak av en ende av skyvstangen.

I fig. 7 er det vist at funksjonsinnretningen i klossen 10 kan være en bryter 71. Bryteren 71 kan være normalt åpen eller en normalt lukket bryter, og dens terminaler kan være koblet til koblingsknottene på den øvre overflaten eller til overflatene i hulrommet som er beregnet for å gripe koblingsknottene på andre byggeklosser.

I fig. 8 er det vist en funksjonskloss som har et batteri 82 som lagrer elektrisk energi, og en bryter 81 kan bli aktivert av trykknappen, idet en elektrisk funksjonsinnretning 83 mottar elektrisk kraft fra batteriet 82, og den elektriske funksjonsinnretningen 83 utfører en prekonfigurert elektrisk funksjon.

I fig. 9 er det vist en funksjonskloss som har en fjær 92 som lagrer mekanisk energi som ved aktivering av trykknappen kan bli utløst og tilført en mekanisk funksjonsinnretning 93 for utførelse av en prekonfigurert mekanisk funksjon.

Eksempler på den prekonfigurerte mekaniske funksjonen som funksjonsklossene i henhold til oppfinnelsen kan utføre inkluderer drift av en roterende utgangsaksel, oppspol-ing av en streng eller en kjetting som gjør det mulig å trekke en gjenstand nærmere funksjonsklossen, hurtig- eller saktebevegelse av en hengslet del av funksjonsklossen som for eksempel muliggjør åpning eller lukking av en dør, utstøting av en gjenstand, etc. Slike mekaniske bevegelser kan bli drevet av en elektrisk motor drevet av et batteri 82 eller en oppladbar elektrisk kondensator, eller ved hjelp av en fjær 92 eller annet elastisk element eller trykkluft.

Eksempler på den prekonfigurerte elektriske konfigurasjon som funksjonsklossene i henhold til oppfinnelsen kan utføre inkluderer opperasjon av en bryter med tilgjengelig terminaler, utsendelse av konstant eller blinkende lys, aktivering av flere lamper i en forhåndsbestemt sekvens, avgivelse av hørbar lyd slik som et lydsignal, alarm, bjelle, sirene, lydmelding, musikk, syntetisk lyd, naturlig eller imitert lys som simulerer og stimulerer lekeaktiviteter, opptak og avspilling av en lyd, avgivelse av ikke-hørbar lyd slik som ultralyd, utsendelse av et radiofrekvenssignal eller et infrarødt signal som skal mottas av en annen komponent etc.

Funksjonsinnretningen kan således inkludere en hvilken som helst egnet mekanisk og/eller elektrisk innretning, arrangement eller kretssystem avpasset for å utføre en eller flere av de ovennevnte eller alternative funksjoner. Eksempler på funksjonsinnretninger inkluderer en lyskilde slik som en lampe LED, en lydgenerator, en motor, en hengslet del, en roterbar aksel, en signalgenerator, eller lignende.

I en mer generell utførelsesform av funksjonsklossen 10 er inngangen 11 en mekanisk utløserinnretning/element. Den mekaniske utløseren responderer på ytre mekaniske handlinger/hendelser slik som mekaniske krefter, skyving, trekking, rotasjon, trykk, en impuls, berøring, et moment, et vinkelmoment, eller lignende. Den mekaniske utløseren kan være et utløserelement kjent per se, og fagmannen vil vite hvordan det velges en utløser som egner til et spesielt formål. Etter aktivering av en følt ytre mekanisk hendelse vil en funksjonsinnretning i klossen bli aktivert for å utføre en funksjon som beskrevet ovenfor. Det er et vanlig trekk ved funksjonsklosser at utløseren eller inngangen til hver kloss er anordnet på en første uniform måte i forhold til koblingsmidlene, det vil si til koblingsknottene på den øvre overflaten og/eller til koblingshulrommet i bunnen. Dette gjør funksjonsklossene ombyttbare, og i en leketøys-konstruksjon bygget med klosser som i fig. 1-3 kan flere funksjonsklosser ble benyttet utskiftbart, og en bestemt funksjonskloss kan bli benyttet i flere konstruksjoner. Et leketøysbyggesystem kan innbefatte flere slike funksjonsklosser i respons til ulike ytre mekaniske hendelser. Ikke desto mindre, hvis alle funksjonsklossene inkluderer korresponderende utløserelementer som responderer på de samme mekaniske handlinger på en uniform måte, kan slike funksjonsklosser enkelt bli utvekslet i en leketøyskonstruk-sjon bygget av byggeklossene beskrevet her. For eksempel kan en funksjonskloss som inkluderer en lampe enkelt bli byttet ut med en funksjonskloss som inkluderer en lyd-kilde eller høyttaler, uten å måtte endre noen annen del av konstruksjonen, siden begge funksjonsklossene blir aktivert på samme måte.

Fig. 10 illustrerer tre grupper leketøysbyggeklosser: sensorklosser (Sl, S2..., SN), logikklosser (LI, L2,..., LM) og funksjonsklosser (Fl, F2,..., FK) for bruk i et leketøysbyggesett innbefattende byggeelementer med koblingsmidler for utløsbar utskifting av byggeelementer, for eksempel de tidligere kjente klossene vist i fig. 1-3. Funksjonsklossene er beskrevet ovenfor.

Sensorklosser 20 har alle en sensor 21 som responderer på en ytre fysisk hendelse symbolisert med pil. Eksempler på slike ytre fysiske hendelser innbefatter mekaniske krefter, skyving, trekking, rotasjon, manipulering av mennesker, berøring, nærhet til en gjenstand, elektriske signaler, radiofrekvenssignaler, optiske signaler, synlige lys-signaler, infrarøde signaler, magnetiske signaler, temperatur, fuktighet, stråling etc. Fortrinnsvis responderer hver sensor bare på en bestemt type slike fysiske hendelser, som dermed tilveiebringer et antall ulike sensorklosser Sl, S2,..., SN.

Hver sensorkloss 20 har en utgang 22, og når en ytre fysisk hendelse har nådd sensoren vil sensorklossen respondere ved å avgi en mekanisk utgangshandling på sin utgang 22. Alle sensorklosser avgir fortrinnsvis en utgangshandling av uniform natur for å tildele en kraft, et moment, et vinkelmoment, eller lignende på en korresponderende utløserinn-gang. For eksempel kan utgangen 22 inkludere et utgangselement som utfører en trans-latør i sk bevegelse (for eksempel en skyving eller trekking) eller en rotasjon av et utgangselement slik som en aksel eller tapp, som dermed overbringer en mekanisk kraft og/eller et moment og/eller vinkelmoment. Fortrinnsvis er alle sensorklossutganger anordnet på en andre uniform måte i forhold til koblingsmidlene, det vil si til koblingsknottene på den øvre overflaten og/eller til koblingshulrommet i bunnen. Videre tilveiebringer, i noen utførelsesformer, alle sensorklossene en mekanisk utgang av uniform natur slik at sensorklossutgangene samvirker med utløserinngangene til funksjonsklossene og/eller logikklossene for å tildele en mekanisk handling av en uniform natur, slik som en forhåndsbestemt kraft eller moment. Dette gjør sensorklossene utskiftbare, og i en leketøyskonstruksjon bygget med klosser som i fig. 1-3 kan flere sensorklosser bli benyttet omvekslende, og en bestemt sensorkloss kan bli benyttet i flere konstruksjoner.

Sensorklosser kan bli benyttet alene med leketøysbyggesettet eller i kombinasjon med en eller flere funksjonsklosser beskrevet ovenfor.

Logikklosser 30 har alle en mekanisk inngang 31 og en mekanisk utgang 32. Inngangen 31 til en logikkloss 30 aksepterer en utgangshandling fra utgangen 22 til en hvilken som helst sensorkloss 20. Logikklossene 30 er avpasset til å utføre en logikkfunksjon på logikklossinngangshandlingen og å avgi en utgangshandling som er et resultat av logikkfunksjonen utført på logikklossinngangshandlingen. Fortrinnsvis er utgangshandlingen fra logikklossene 30 av samme mekaniske natur som utgangshandlingene fra sensorklossene 20, som innebærer at både sensorklosser og logikklosser avgir for eksempel et elektrisk eller en mekanisk handling. Videre er, i foretrukne utførelses-former, logikklossinngangen avpasset til å respondere på de samme mekaniske inn-ganger som funksjonsklossinngangene.

Eksempler på logikkfunksjoner utført av logikklosser innbefatter forsinket utgang i forhold til inngang, gjentatt inngang et forhåndsbestemt antall ganger på utgangen, utgang bare hvis inngang tilfredsstiller visse kriterier, for eksempel at en viss sekvens eller et mønster mottas som inngang, utgang av en forhåndsbestemt sekvens eller mønster av utgangshandlinger. I et leketøysbyggesett kan det således være et antall ulike logikk-klosser LI, L2,..., LM som tillater implementering av ulike logildcfunksjoner ved helt enkelt å skifte ut logikklossene i en gitt konstruksjon.

I fig. 11 er det vist en beregnet bruk av sensor-, logikk- og funksjonsklossen i fig. 10. En sensorkloss 20, en logikkloss 30 og en funksjonskloss 10 er anordnet i rekkefølge som vist, og de kan være sammenkoblet med andre byggeklosser hos leketøysbygge-systemet. Sensorklossen 20 responderer på en ytre fysisk hendelse (pilen) som blir følt av sensoren 21 ved å gi en utgangshandling på dens utgang 22. Logikklossen 30 mottar utgangshandlingen fra sensorklossen 20 på sin inngang 31. Logikklossen 30 utfører en logildcfunksjon på handlingen mottatt fra sensorklossen og genererer en korresponderende utgangshandling på dens utgang 32. Funksjonsklossen 10 mottar utgangshandlingen fra logikklossen 30 på sin inngang 11 og utfører sin funksjon. Hver av sensorklossene, logikklossene og funksjonsklossene er utskiftbare med andre klosser fra samme gruppe. Når et leketøyskonstruksjonssett inkluderer flere funksjonsklosser og/eller flere sensorklosser og/eller flere logikklosser med uniforme mekaniske inn-ganger og utganger kan således et stort mangfold ulike funksjoner utløst av ulike sensorinnganger bli konstruert helt enkelt ved å skifte ut de ulike klossene. Siden alle de mekaniske grensesnitt er anordnet på en uniform måte i forhold til koblingsmidlene og opererer på en uniform måte, kan de ulike klossene enkelt bli skiftet ut i en konstruksjon.

I fig. 12 er det vist en annen beregnet bruk av sensor- og funksjonsklossene i fig. 10. Forskjellen fra fig. 11 er at en logikkloss mangler. En sensorkloss 20 og en funksjonskloss 10 er anordnet i serie som vist, og de kan bli skiftet ut med andre byggklosser hos leketøysbyggesystemet. Sensorklossen 20 responderer på en ytre fysisk hendelse (pilen) som blir følt av sensoren 21 ved å gi en utgangshandling på sin utgang 22. Funksjonsklossen 10 mottar utgangshandlingen fra sensorklossen 20 på sin inngang 11 og utfører sin funksjon. Hver av sensorklossene og funksjonsklossen er utskiftbare med andre klosser fra samme gruppe.

Alle logikklosser og alle funksjonsklosser aksepterer utgangshandlinger fra en hvilken som helst sensorkloss og fra en hvilken som helst logikkloss som sin inngangshandling. Som vist i fig. 13 kan derfor to eller flere identiske eller forskjellige logiske klosser 30 bli sammenkoblet i serie slik at en logikkloss mottar utgangshandlingen fra en forut-gående logikkloss som sin inngangshandling, idet den kombinerte logikkfunksjonen til de to logikklossene blir kombinert før funksjonsklossen 10 blir utløst for å utføre sin funksjon.

Fortrinnsvis har funksjonsklossene en prekonfigurert funksjon, men funksjoner kan også bli programmert eller på annen måte bestemt eller påvirket av brukeren. Likeledes har logikklossene fortrinnsvis en prekonfigurert logisk funksjon, men logikkfunksjoner kan også bli programmert eller på annen måte bestemt eller påvirket av brukeren.

Fig. 14a viser et perspektivriss av funksjonsklossen, mens fig. 14b viser et skjematisk tverrsnittsriss av klossen. Funksjonsklossen 10 er en byggekloss av den generelle type beskrevet i forbindelse med fig. 1 og 2, og inkluderer koblingsknotter på sin øvre overflate anordnet i et regelmessig mønster og i et forhåndsbestemt forhold til sideveggene. Videre inkluderer klossen et eller flere korresponderende hulrom på bunnoverflaten (ikke eksplisitt vist) for friksjonsinngrep med fremspringet til andre slike klosser. Funksjonsklossen innbefatter en utløser i form av en trykknapp 11 på en av sine side-overflater. Utløseren er posisjonert i en forhåndsbestemt posisjon på sideoverflaten og således i forhold til hulrommet (og/eller fremspringene), for eksempel i en forhåndsbestemt høyde fra bunnoverflaten.

Trykknappen 11 får, når den trykkes ned, to elektriske kontakter 131 og 132 til å sluttes. Kontaktene er koblet til batteriene 133 og 134, respektivt. Klossen 10 inkluderer videre en LED 135 elektrisk forbundet til batteriene. Følgelig blir LED'en slått på så lenge trykknappen 11 blir presset inn.

Fig. 15 viser et perspektivriss av et annet eksempel på en funksjonskloss. Funksjonsklossen 10 ligner funksjonsklossen i fig. 14, og innbefatter en trykknapp 11 posisjonert på det samme relative sted i forhold til hulrommene på bunnoverflaten til klossen som trykknappen til funksjonsklossen i fig. 14. Videre har trykknappene til begge klossene den samme generelle formen og den samme aktiveringsmåte. I en konstruksjon, når funksjonsklossene i fig. 14 og 15 blir skiftet ut med hverandre, blir trykknappen således posisjonert på samme sted, og kan bli aktivert på samme måte. Ikke desto mindre inkluderer funksjonsklossen 10 i fig. 15, i stedet for LED'en, en batteridrevet lydgenerator 155 for å tilveiebringe en lydutgang.

Generelt, når utløseren gir inngangssignalet til funksjonsbyggelementene, er utgangene til sensorbyggelementene, og inngangene og utgangene til logikkelementene posisjonert på en sidevegg av byggeelementene som har koblingsmidler på sine øvre overflater og bunnoverflater, kommer ikke inngangene og utgangene i veien for koblingsmidlene. Videre tillater denne plasseringen av utløsergrensesnittene konstruksjon av hele sekvenser eller til og med et nettverk av funksjons-, sensor- og logikkelementer i et horisontallag/plan uten behov for et ytterligere middel for overføring av utløserhend-elsene, spesielt uten behov for noen spesifikk basisplate for overføring av utløser-handlingene/hendelsene fra et byggeelement og til det neste.