ИГРУШКА-ГОЛОВОЛОМКА "ТРОЙНАЯ БАШНЯ" И КОНТРОЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1999 года по МПК A63F9/08 

Изобретение относится к разряду логических игрушек, игрушек-головоломок и запорных устройств.

Известна игрушка-головоломка, содержащая три открытые с одной стороны направляющие (штыри) и несколько подвижных элементов (дисков), зафиксированных на какой-либо одной из направляющих в исходной последовательности с возможностью поочередного высвобождения через открытый конец, насадки на любую из двух первоначально свободных направляющих и дальнейших аналогичных перемещений с любой произвольной направляющей на любую другую (Минскин Е.М., От игры к знаниям, Москва, Просвещение, 1982, с. 43).

Исходное положение игрушки - все диски надеты в указанном порядке на один из штырей. Цель игры - переложить все диски с исходного штыря на любой из оставшихся за минимальное количество ходов с соблюдением следующих правил: за один ход может быть снят только один диск с одного из трех штырей и в течение того же хода диск должен быть обязательно надет на любой из штырей, причем без нарушения указанного порядка расположения дисков (с убыванием размера дисков снизу вверх).

Недостатками известной игрушки-головоломки является то, что со штырей может быть снято одновременно сколь угодно много дисков и последние могут быть надеты на штырь в любом, в том числе и неправильном порядке, таким образом не исключается возможность нарушения правил игры.

Задачей данного изобретения является создание устройства, обеспечивающего не только техническую возможность игры по правилам, но и исключающего чисто техническими средствами возможность их нарушения, а именно: не допускающего одновременного высвобождения с фиксированных позиций (в прототипе - штырей) двух или более подвижных элементов (в прототипе-дисков); не допускающего высвобождения с фиксированных позиций очередного подвижного элемента до тех пор, пока все остальные не будут расположены в правильном порядке.

Основным техническим результатом данного изобретения является устранение необходимости присутствия при игре независимых и компетентных наблюдателей, контролирующих соблюдение играющими правил и, соответственно, подтверждающих интеллектуальную ценность достигнутого им результата. С применением изобретения гарантом ненарушения правил игры становится целостность и исправность самой игрушки, вследствие чего психологически значимым результатом игры оказываются не свидетельства очевидцев, а состояние игрушки (взаимное расположение ее подвижных элементов), то есть материальный продукт игры, что значительно повышает ее наглядность, занимаемость, социальное и психологическое поле применения и спортивную (состязательную) значимость.

Указанный технический результат достигается тем, что игрушка-головоломка, содержащая три открытые с одной стороны направляющие и несколько подвижных элементов, зафиксированных на какой-либо одной из них в исходной последовательности с возможностью поочередного высвобождения через открытый конец, насадки на любую из двух первоначально свободных направляющих и дальнейших аналогичных перемещений с любой произвольной направляющей на любую другую, согласно изобретению, содержит контролирующее устройство для проверки порядка взаимного расположения любых двух подвижных элементов внутри общей на данный момент направляющей относительно ее открытого конца и соответствия этого порядка порядку взаимного расположения тех же элементов в исходной последовательности, а также управляемую контролирующим устройством стопорную систему, исключающую возможность перемещения каких бы то ни было подвижных элементов с направляющей на направляющую в случае нарушения исходного порядка взаимного расположения любых двух подвижных элементов внутри любой из направляющих и препятствующую одновременному перемещению с направляющей на направляющую сразу двух или более подвижных элементов.

Отдельные детали устройства могут быть многофункциональными, так, например, один подвижный элемент может параллельно становиться стопором для соседнего подвижного элемента, или же стопор может одновременно являться и контроллером.

В конкретных формах исполнения игрушка-головоломка может быть оснащена счетчиком перемещений подвижных элементов с одной фиксированной позиции на другую; замковым элементом, высвобождающимся лишь после перемещения всех подвижных элементов с исходной фиксированной позиции на одну из двух первоначально свободных, который, в свою очередь, может быть связан с обжимным цанговым устройством, удерживающим игрушку на горлышке бутылки, банки или любой другой емкости вплоть до его (замкового элемента) высвобождения. Замковым элементом может служить аналогичная игрушка-головоломка, и в этом случае замковый элемент исполнен в виде идентичной по конструкции, по меньшей мере по размеру игрушки-головоломки, извлекаемой из первой по принципу матрешки.

Соответственно, игрушка-головоломка может использоваться и как контрольно-тестовое оборудование, и как брелок или замковое устройство на дверях, крышках и т.п., вплоть до пробки-замка на бутылке и прочих емкостях в случае их подарочного, сувенирного или затейного исполнения.

Вторым объектом изобретения является контролирующее устройство.

Из уровня техники известно контролирующее устройство (GB 2195903 A1, 20.04.88).

Известное контролирующее устройство является недостаточно надежным в работе.

Задачей данного изобретения является создание устройства, способного выполнять функцию механического контроллера правильности взаиморасположения подвижных элементов в пространстве, а получаемы при этом технический результат заключается в повышении надежности контролирующего устройства в работе.

Указанный технический результат достигается тем, что контролирующее устройство, согласно изобретению, состоит из двух или более коммутаторных поверхностей, каждая из которых проколота всеми или некоторыми контролируемыми подвижными элементами, соединена с другими поверхностями с возможностью взаимно параллельного перемещения в одном или нескольких фиксированных направлениях и оснащена меридианами-направляющими для скольжения подвижных элементов внутри поверхности, принципиально не параллельными ни одному из возможных направлений ее движения относительно всех остальных коммутаторных поверхностей, и параллелями-направляющими для скольжения подвижных элементов внутри поверхности, параллельными какому-либо из указанных направлений, таким образом, что выход из них подвижных элементов, то есть пребывание хоты бы одного подвижного элемента внутри поверхности, но вне каких бы то ни было ее направляющих, технически исключен.

Меридианы и параллели контролирующего устройства выполнены так, что перемещение некоторых подвижных элементов по некоторым направляющим или их отдельным участкам технически исключено.

Некоторые коммутаторные поверхности проколоты некоторыми контролируемыми элементами с возможностью высвобождения последних, то есть полного извлечения их из поверхности.

В игрушке-головоломке контролирующее устройство может быть выполнено по п. 6 формулы.

Действие контролирующего устройства характеризуется следующими закономерностями: смещение любой из поверхностей относительно всех остальных возможно только в том случае, если все прокалывающие ее подвижные элементы находятся либо в ее собственных параллелях (причем проходимых для них и параллельных одному и тому же направлению смещения), либо в проходимых и параллельных друг другу и направлению предстоящего смещения направляющих всех остальных проколотых ими поверхностей, что возможно не при каждом, а лишь при определенных порядках взаиморасположения подвижных элементов. Такие смещения отдельных коммутаторных поверхностей относительно всех остальных могут рассматриваться как сигнал правильности взаиморасположения подвижных элементов и использоваться в качестве управляющего воздействия на какой-нибудь дополнительный механизм.

В частных случаях контролирующее устройство может быть выполнено так, что на какой-нибудь из поверхностей любому одному и только одному элементу соответствует одна и только одна "своя" (проходимая для него) параллель, коммутаторные поверхности могут соединяться с возможность вращения или скольжения, подвижные элементы могут прокаливать некоторые поверхности с возможностью извлечения из них, то есть выхода из сцепления с данными поверхностями.

Возможно использование устройства в игрушках, в замковых устройствах.

Оба описываемых изобретения могут быть реализованы в конкретном изделии, устройство которого раскрывается на чертеже, где:
на фиг. 1, 2, 3 изображены подвижные элементы;
на фиг. 4 представлен корпус;
на фиг. 5 - сердечник;
на фиг. 6 - замковый элемент;
на фиг. 7 - обжимное кольцо;
на фиг. 8 - представлена иллюстрация технической осуществимости изобретения по п. 7.

В исходном положении подвижные элементы (фиг. 1, 2 и 3) расположены в соответствующем порядке в средней прорези корпуса (фиг. 4), внутри которого находятся сердечник (фиг. 5) и вложенный в него замковый элемент (фиг. 6), на основание которого насажено кольцо (фиг. 7). Подвижные элементы (фиг. 5, 6 и 7) в исходном состоянии неподвижны друг относительно друга, но все вместе могут проворачиваться внутри корпуса (фиг. 4). Угол поворота ограничивается флажками подвижных элементов (фиг. 1, 2 и 3), которые входят в зацепление с продольным выступом на конической поверхности сердечника (фиг. 5) и не допускают, в частности, такого положения сердечника, при котором язычок головки вложенного в него замкового элемента оказался бы совмещенным с удлиненным отверстием в крышке корпуса (фиг. 4), что привело бы к возможности продольного смещения замкового элемента и его высвобождения, а также высвобождения обжимного кольца, сердечника и подвижных элементов. Между тем, свободы вращения сердечника (фиг. 5) достаточно для того, чтобы совместить его направляющий паз с прорезью корпуса (фиг. 4), например, со средней. Таким образом обеспечивается возможность высвобождения нижнего подвижного элемента (фиг. 3) из средней прорези корпуса путем перемещения его во встречную прорезь обжимного кольца (фиг. 7). При этом подвижный элемент (фиг. 3) входит в зацепление с пазом сердечника и обжимным кольцом, но получает возможность проворачиваться вместе с ними относительно корпуса (фиг. 4). Если сразу же за первым подвижным элементом (фиг. 3) будет смещен со своего места и второй элемент (фиг. 2), он тоже войдет в зацепление с пазом сердечника, но уже не сможет выйти из зацепления с корпусом, что исключит возможность поворота сердечника до возвращения второго элемента (фиг. 2) на свое исходное место. Эта и аналогичная ситуация с третьим элементом (фиг. 1) обеспечивает техническую невозможность нарушения первого правила игры.

Если подвижные элементы (фиг. 2 и 1) остаются на исходных местах, сердечник (фиг. 5), обжимное кольцо (фиг. 7) и зафиксированный в нем подвижный элемент (фиг. 3) могут быть повернуты таким образом, чтобы направляющий паз сердечника (фиг. 5) совместился с одной из боковых прорезей корпуса (фиг. 4). В этом положении зафиксированный в пазу сердечника подвижный элемент (фиг. 3) может быть высвобожден из прорези кольца (фиг. 7) и паза сердечника (фиг. 5) и введен во встречную прорезь корпуса (фиг. 4). После этого аналогичным образом может быть высвобожден из центральной прорези корпуса (фиг. 4) новый подвижный элемент (фиг. 2) и т.д.

Таким образом геометрическая форма прорезей корпуса (фиг. 4) и нижнего подвижного элемента (фиг. 3) не позволяет последнему входить в направляющие более, чем на одну свою высоту независимо от того, есть ли в них еще подвижные элементы или нет, и вхождение в прорезь корпуса, занятую нижним подвижным элементом (фиг. 3), новых подвижных элементов, технически исключено. Вхождение верхнего подвижного элемента (фиг. 1) в прорезь, занятую средними подвижными элементами (фиг. 2), возможно, но в силу того, что средний подвижный элемент (фиг. 2) может быть введен в прорезь лишь на две собственные высоты, флажок верхнего элемента (фиг. 1), при этом так и не выйдет из-за зацепления с пазом сердечника (фиг. 5), что исключает возможность дальнейших манипуляций с изделием до обратного высвобождения верхнего элемента (фиг. 1) из указанной прорези. Таким образом технически обеспечивается невозможность нарушения второго правила игры "Ханойская башня".

В описанном устройстве прорези корпуса (фиг. 4) являются фиксированными игровыми позициями по п. 1 формулы изобретения, подвижные элементы (фиг. 1, 2 и 3), сердечник (фиг. 5) и обжимное кольцо (фиг. 7) образуют стопорную систему, а корпус (фиг. 4) и сердечник (фиг. 5) с обжимным кольцом (фиг. 7) служат коммутаторными поверхностями по п. 6 формулы с меридианами (тремя прорезями и пазом с прорезью кольца, соответственно) и параллелями (соответственно, нижней кромкой корпуса (фиг. 4) и конусоидальной поверхностью сердечника (фиг. 5), которая фактически распадается на три яруса с различной проходимостью для подвижных элементов. Прорези-меридианы корпуса (фиг. 4) частично непроходимы для некоторых подвижных элементов.

Совмещение язычка головки замкового элемента (фиг. 6) с удлиненным отверстием в крышке корпуса (фиг. 4) остается невозможным до тех пор, пока все подвижные элементы не окажутся размещенными в одной из боковых прорезей корпуса, что изначально является целью и интеллектуально значимым результатом игры.

Основание замкового элемента (фиг. 6) снабжено цанговым устройством, зажимающимся при насадке на основание замкового элемента обжимного кольца (фиг. 7).

Размыкатель электронного счетчика выполненных перемещений по п. 2 формулы может быть установлен в прорези обжимного кольца (фиг. 7), так как любое перемещение подвижного элемента из одной прорези корпуса (фиг. 4) в другую, в том числе и ошибочное, сопряжено с прерыванием подвижного элемента в данной точке системы направляющих изделия.

Игрушка-головоломка относится к разряду логических игрушек. Головоломка состоит из трех фиксированных игровых позиций и закрепленных на одной из них с возможностью поочередного высвобождения и перемещения с позиции на позицию подвижных элементов. Имеется устройство, контролирующее правильность порядка взаиморасположения подвижных элементов внутри позиции, и стопорная система, не допускающая одновременного перемещения двух или более элементов в случае нарушения правильности порядка их взаиморасположения внутри позиции. Контролирующее устройство состоит из двух или более проколотых подвижными элементами коммутаторных поверхностей, соединенных друг с другом с возможностью взаимно параллельного смещения в одном или нескольких направлениях. Контролирующее устройство содержит параллели и меридианы - направляющие для скольжения подвижных элементов внутри поверхностей, соответственно параллельные и непараллельные направлению возможного смещения содержащей их поверхности относительно всех остальных. Игрушка-головоломка повышает занимательность и значимость игрового результата. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Игрушка-головоломка, содержащая три открытые с одной стороны направляющие и несколько подвижных элементов, зафиксированных на какой-либо одной из них в исходной последовательности с возможностью поочередного высвобождения через открытый конец, насадки на любую из двух первоначально свободных направляющих и дальнейших аналогичных перемещений с любой производительной направляющей на любую другую, отличающаяся тем, что содержит контролирующее устройство для проверки порядка взаимного расположения любых двух подвижных элементов внутри общей на данный момент направляющей относительно ее открытого конца и соответствия этого порядка порядку взаимного расположения тех же элементов в исходной последовательности, а также управляемую контролирующим устройством стопорную систему, исключающую возможность перемещения каких бы то ни было подвижных элементов с направляющей на направляющую в случае нарушения исходного порядка взаимного расположения любых двух подвижных элементов внутри любой из направляющих и препятствующую одновременному перемещению с направляющей на направляющую сразу двух или более подвижных элементов. 2. Игрушка-головоломка по п.1, отличающаяся тем, что она оснащена счетчиком перемещений подвижных элементов с одной фиксированной позиции на другую. 3. Игрушка-головоломка по п.1, отличающаяся тем, что она оснащена замковым элементом, высвобождающимся лишь после перемещения всех подвижных элементов с исходной фиксированной позиции на одну из двух первоначально свободных. 4. Игрушка-головоломка по п.3, отличающаяся тем, что замковый элемент связан с обжимным цанговым устройством, удерживающим игрушку на горлышке бутылки, банки или любой другой емкости вплоть до его (замкового элемента) высвобождения. 5. Игрушка-головоломка по п.3, отличающаяся тем, что замковым элементом в ней служит аналогичная игрушка-головоломка. 6. Контролирующее устройство, отличающееся тем, что состоит из двух или более коммутаторных поверхностей, каждая из которых проколота всеми или некоторыми контролируемыми подвижными элементами, соединена с другими поверхностями с возможностью взаимно параллельного перемещения в одном или нескольких фиксированных направлениях и оснащена меридианами-направляющими для скольжения подвижных элементов внутри поверхности, принципиально не параллельными ни одному из возможных направлений ее движения относительно всех остальных коммутаторных поверхностей, и параллелями-направляющими для скольжения подвижных элементов внутри поверхности, параллельными какому-либо из указанных направлений, таким образом, что выход из них подвижных элементов, то есть пребывание хотя бы одного подвижного элемента внутри поверхности, но вне каких бы то ни было ее направляющих, технически исключен. 7. Контролирующее устройство по п.6, отличающееся тем, что перемещение некоторых подвижных элементов по некоторым направляющим или их отдельным участкам технически исключено. 8. Контролирующее устройство по п.6, отличающееся тем, что некоторые коммутаторные поверхности проколоты некоторыми контролируемыми элементами с возможностью высвобождения последних, то есть полного извлечения их из поверхности. 9. Игрушка-головоломка по п.1, отличающаяся тем, что контролирующее устройство выполнено по п.6.