КОНСТРУКТОР Российский патент 1999 года по МПК A63H33/10 A63F9/08 

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.

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.

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.