Конструктор

 

Использование: в игрушечных строительных наборах, головоломках. Конструктор содержит набор звеньев в виде кубов и соединительные элементы. На гранях каждого из кубов выполнено по паре сквозных, параллельных его ребрам и пересекающихся в центре соответствующей грани направляющих пазов, а каждый соединительный элемент, предназначенный для установки в направляющих пазах при соединении звеньев между собой, выполнен в виде двух, связанных между собой центрами ползунов. Конструктор также содержит управляющий элемент, а каждый куб - стопорный механизм. Стопорный механизм имеет на каждой грани куба один фиксатор и четыре стопора, при этом в пазах в месте их пересечения выполнены центральные сквозные прорези для закрепления с возможностью утапливания в полость куба фиксаторов, а между центральными сквозными прорезями и ребрами - боковые сквозные прорези для установки стопоров. Стопоры образуют группы, а каждый фиксатор кинематически связан с одной из групп стопоров для их утапливания. Расстояние от центральной сквозной прорези до стопоров на каждой грани одинаково, а управляющий элемент выполнен с возможностью утапливания фиксатора. 6 з.п. ф-лы, 29 ил.

Изобретение относится к игрушечным строительным наборам, конструкторам с унифицированными деталями для изготовления различных моделей, и может быть использовано как головоломка.

Одним из наиболее близких аналогов заявленного технического решения является конструктор, содержащий набор звеньев в виде кубов, на гранях каждого из которых выполнено по паре сквозных, параллельных ребрам куба и пересекающихся в центре соответствующей грани направляющих пазов, и предназначенные для установки в направляющих пазах при соединении звеньев между собой соединительные элементы, каждый из которых выполнен в виде двух, связанных между собой центрами ползунов (патент GB N 2090751, кл. A 63 F 9/08, A 63 H 33/10, 1983).

Недостатком известного конструктора является его низкая технологичность, а также низкая занимательность при сборке из его элементов объемных конструкций.

Техническим результатом заявленного изобретения является создание конструктора, элементы которого могут перемещаться плоскопараллельно относительно друг друга с возможностью фиксации от перемещения в указанной плоскости и в перпендикулярном направлении и поворачиваться относительно друг друга, что дает возможность собирать разнообразные модели и головоломки, прочные и надежные.

Конструктор, содержащий набор звеньев в виде кубов, на гранях каждого из которых выполнено по паре сквозных, параллельных ребрам куба и пересекающихся в центре соответствующей грани направляющих пазов, и предназначенные для установки в направляющих пазах при соединения звеньев между собой соединительные элементы, каждый из которых выполнен в виде двух, связанных между собой центрами ползунов, содержит управляющий элемент, а каждый куб - стопорный механизм, имеющий на каждой грани куба один фиксатор и четыре стопора, при этом в пазах в месте их пересечения выполнены центральные сквозные прорези для закрепления с возможностью утапливания в полость куба фиксаторов, а между центральными сквозными прорезями и ребрами - боковые сквозные прорези для установки стопоров, причем стопоры образуют группы, а каждый фиксатор кинематически связан с одной из групп стопоров для их утапливания, при этом расстояние от центральной сквозной прорези до стопоров на каждой грани одинаково, а управляющий элемент выполнен с возможностью утапливания фиксатора.

Стопоры группы размещены в одном сечении куба на разных его гранях.

Ползуны соединительных элементов выполнен в виде пластин.

Пластины имеют круглую форму.

Пластины выполнены в форме квадрата.

Фиксаторы выполнены с магнитами, а управляющий элемент выполнен из ферромагнитного материала или наоборот.

Конструктор снабжен дополнительным набором звеньев разной геометрической формы.

На фиг. 1 изображена схема соединения звеньев между собой.

На фиг. 2 изображены звенья в диметрии.

На фиг. 3 изображено звено, вид на одну из граней.

На фиг. 4 и 5 - сечение А-А на фиг.3, частные случаи кинематических связей фиксаторов со стопорами.

На фиг. 6 изображен соединительный элемент.

На фиг. 7 и 8 изображен управляющий элемент, вид сверху и сбоку соответственно.

На фиг. 9 изображен соединительный элемент с выемкой для взаимодействия с фиксаторами.

На фиг. 10 изображено основание соединительного элемента с конусной выемкой.

На фиг. 11 и 12 изображен соединительный элемент с крестообразной выемкой.

На фиг. 13 и 14 изображен другой частный случай выполнения звена.

На фиг. 15 и 16 изображен кинематический игровой элемент.

На фиг. 17 и 18 изображен пирамидальный игровой элемент.

На фиг. 19 и 20 изображен игровой элемент в виде колеса.

На фиг. 21, 22, 23, 24 и 25 изображены частные случаи выполнения головоломки.

На фиг. 26, 27 изображен соединительный элемент.

На фиг. 28 изображен управляющий элемент.

На фиг. 29 изображены варианты выполнения фиксаторов.

Конструктор содержит набор звеньев в виде полых кубов 1 и набор соединительных элементов 2 для соединения звеньев между собой путем установки их в направляющие пазы 3, которые выполнены на гранях кубов и проходят через середину ребер 4 звеньев параллельно смежным ребрам. В местах пересечения пазов в последних выполнены центральные 5 сквозные прорези, а между этими местами и ребрами 4 в пазах выполнены боковые 6 сквозные прорези, в каждой из которых размещен стопор 7 стопорного механизма, смонтированного в полости звена для ограничения перемещения соединительного элемента по пазам в местах пересечения пазов. Стопорный механизм снабжен размещенным в центральной прорези фиксатором 8, утапливаемым в полость куба для утапливания части стопоров. Фиксатор кинематически связан со стопорами и установлен в каждой и нескольких центральных прорезях.

Один из частных случаев кинематической связи представлен на фиг. 4, где фиксатор выполнен с по меньшей мере одним скосом, установленным в пазу, который выполнен в стопоре 7, и связан с кубом пружиной 9 для возврата стопора в исходное положение при отсутствии воздействия на фиксатор.

Может быть и другая кинематическая связь, изображенная на фиг. 5, где фиксатор соединен со стопорами посредством резиновых колец 10 и ниток 11.

Фиксатор может быть связан четырьмя стопорами, размещенными на гранях, смежных грани, на которой он размещен.

Соединительный элемент 2 образован парой пластинок 12, соединенных центральными частями посредством стержня 13. Пластинки могут быть: - круглой формы (фиг. 9, 10) - позволяют вращать звенья относительно оси стержня 14: - квадратной формы (фиг. 9, 10) - стопорят вращение звена в перпендикулярных бортику направлениях.

Верхняя и нижняя пластины соединительного элемента могут иметь различные формы. Бортики 15 на верхней и нижней пластине могут быть взаимно перпендикулярны. Такое расположение бортиков не позволяет сбиваться им при перемещении частей конструкции, соединенных между собой несколькими соединительными элементами.

В пластинах 12 могут быть выполнены углубления 14 различной конфигурации: - коническое небольшого диаметра и глубины (фиг.9) - утапливает фиксатор, фиксирует от непроизвольного перемещения соединительного элемента; - коническое большого диаметра и большой глубины (фиг. 10) - не утапливает фиксатор; - крестообразное на круглой пластине или неглубокое (фиг.12) - создает четыре фиксированных положения соединительного элемента при его вращении.

Для удобства утапливания фиксатора конструктор содержит по крайней мере один управляющий элемент 16, который может иметь выступы 17 для размещения в пазах кубов.

Конструктор дополнительно содержит набор игровых элементов, выполненных плоскими и/или выпуклыми, и/или многогранными, например в виде призмы 18, пирамиды 19, колеса 20, катушек, шестеренок (на чертеже не показано) и т.п., на которых выполнены один или несколько выступов 21 Т-образной формы для соединения их со звеньями посредством установки выступов в пазу.

Наружная поверхность звеньев и/или игровых элементов может быть частично окрашена в разные цвета.

Фиксатор может представлять собой магнитный стержень, кинематически связанный со стопорами (фиг. 29). В этом случае в середине пластинок соединительных элементов, например, встроены (фиг.26) или не вставляются (фиг. 27) ферромагнитные стержни.

Такой же ферромагнитный стержень встроен в управляющий элемент (фиг. 28).

Конструктор работает следующим образом.

Для соединения звеньев между собой нужно, утопив стопор 7 в одном из пазов фиксатором 8, установить соединительный элемент 2 в указанный паз и продвинуть его по пазу до центральной полости, после чего, отпустив фиксатор, зафиксировать четырьмя стопорами соединительный элемент, который в зависимости от конструкции его пластины взаимодействует с фиксатором, утопить стопоры на смежных гранях, исключить поворот звена или не взаимодействовать с фиксатором.

При попадании пластины с ферромагнитным стержнем в центральную полость происходит магнитное взаимодействие между фиксатором и пластиной, в результате которого фиксатор притягивается к внутренней поверхности кубика, втягивая за собой связанные с ним стороны. Когда соединительный элемент убирается из центральной полости, резинки 10 возвращают стопоры и фиксаторы в исходное положение.

Аналогичным образом устанавливается другое звено на указанный соединительный элемент иди другие соединительные элементы на указанное звено для последующего соединения с другими звеньями. Как показано на фиг. 1, часть стопоров может быть утоплена, что обеспечит перемещение соединительного элемента по пазу и установку его в другом месте.

По одному из случаев выполнения кинематической связи между стопором и фиксатором, изображенному на фиг. 4, фиксатор 8, утапливаясь, воздействует скосом на стопор 7, утапливая последний, а пружина 9 возвращает стопор 7 и фиксатор в исходное положение.

Добавление к кубам игровых элементов, например в виде призм, пирамид, колес, катушек, шестеренок и т.п., создает богатый для творчества детский конструктор.

Для удобства соединения элементов можно использовать управляющий элемент 17 для утапливания фиксатора.

Использование различного числа кубов различного сочетания конструкций соединительных элементов, а также кубов с различной окраской граней дает возможность создать конструкции головоломки.

Например, на фиг. 21 представлена головоломка, образованная соединенными по одной оси соединительными элементами, открывающими стопоры с пластинами круглой формы, кубами, каждому из которых, за исключением верхнего, присоединенными соединительными элементами, не открывающими стопоры с пластинками квадратной формы, по четыре боковых кубика.

В прорези трех граней первого кубика вставлены пластины (основания соединительных элементов втулок), задача которых препятствовать введению в прорезь соединительного элемента, тем самым давая возможность перемещать соседние кубики только вдоль граней с незаполненными прорезями. Каждый боковой кубик при наличии рядом свободного места может перемещаться на один шаг вдоль оси. Собранная таким образом головоломка представляет собой головоломку, известную под названием "Кукуруза", но в которой нет каркаса, а шарики заменены кубиками.

На фиг. 22 изображена плоская конструкция из восьми кубов, соединенных между собой в определенном порядке соединительными элементами со взаимно перпендикулярными бортиками.

Особенность такой конструкции состоит в том, что при любых перемещениях кубов остается неизменной форма квадрата - в данном случае из четырех кубов.

Эту плоскую конструкцию можно достроить до пространственной конструкции (фиг. 23), в которой каждая грань будет представлять собой предыдущую головоломку (фиг. 22). В такой конструкции всегда остается неизменным куб, образованный из восьми звеньев.

На фиг. 24 изображена головоломка, представляющая собой "крестовину", вставляемую в каркас, изображенный на фиг. 25. Кубы в крестовине соединены соединительными элементами, открывающими стопоры с квадратными пластинами. Кубы в каркасе соединены соединительными элементами не открывающими стопоры. Нажатие на торец пластины крестовины приводит к ее перемещению и "захвату" узлового куба.

Формула изобретения

1. Конструктор, содержащий набор звеньев в виде кубов, на гранях каждого из которых выполнено по паре сквозных, параллельных ребрам куба и пересекающихся в центре соответствующей грани направляющих пазов, и предназначенные для установки в направляющих пазах при соединении звеньев между собой соединительные элементы, каждый из которых выполнен в виде двух, связанных между собой центрами ползунов, отличающийся тем, что конструктор содержит управляющий элемент, а каждый куб - стопорный механизм, имеющий на каждой грани куба один фиксатор и четыре стопора, при этом в пазах в месте их пересечения выполнены центральные сквозные прорези для закрепления с возможностью утапливания в полость куба фиксаторов, а между центральными сквозными прорезями и ребрами - боковые сквозные прорези для установки стопоров, причем стопоры образуют группы, а каждый фиксатор кинематически связан с одной из групп стопоров для их утапливания, при этом расстояние от центральной сквозной прорези до стопоров на каждой грани одинаково, а управляющий элемент выполнен с возможностью утапливания фиксатора.

2. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что стопоры группы размещены в одном сечении куба на разных его гранях.

3. Конструктор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что ползуны соединительных элементов выполнены в виде пластин.

4. Конструктор по п.3, отличающийся тем, что пластины имеют круглую форму.

5. Конструктор по п.3, отличающийся тем, что пластины выполнены в форме квадрата.

6. Конструктор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что фиксаторы выполнены с магнитами, а управляющий элемент выполнен из ферромагнитного материала или наоборот.

7. Конструктор по пп.1 - 6, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным набором звеньев разной геометрической формы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29