КОСОЗВЕННИК Российский патент 2003 года по МПК G09B25/00 A63H33/04 

Изобретение предназначено для формирования пространственных каркасов, кривых линий и поверхностей, в частности при выборе вариантов архитектурных и выставочных сооружений, раскладки трубопроводов и в качестве конструкторского набора для детских игр.

Известны протяженные неразъемные пространственные лекала с перестраиваемой кривизной (авторское свидетельство СССР 1279870, В 43 L 13/20, а также, патент США 4051621, М. кл. А 63 Н 33/10, 1977 г.).

Игрушка по патенту США имеет звенья со стыковочными элементами пирамидальной формы (при высоте их выпуклых форм меньшей глубины вогнутых). На звене не более трех стыковочных элементов, ориентированных под углом. В комплекте игры необходимо иметь три (четыре) вида 20-гранных звеньев (соответственно виду и ориентации стыковочных элементов): правильное выпуклое, двояковогнутое (два варианта) и выпукло-вогнутое. Непосредственно между собой можно состыковать выпукло-вогнутые и один из вариантов двояковогнутых. Исключение из комплекта двух видов звеньев существенно ограничивает разновидности воспроизводимых линейных конфигураций.

За прототип принят косозвенник в виде набора одинаковых выпуклых многогранных звеньев, имеющих скошенные противоположные торцы и элементы их сочленения. Один из плоских торцов каждого звена выполнен в виде углубления (с дном, окаймленным многогранным изнутри буртиком), а другой выполнен в виде разъемных расширяющих к торцу выступов, подобных кромкам основания усеченной пирамиды и раздвигаемых посредством профилированного диска (патент РФ 2051046, В 43 L 13/20, 1995 г.).

Основным недостатком пространственных лекал является малая устойчивость заданной кривизны. Техническим результатом изобретения является повышение разнообразия и устойчивости заданных форм.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном косозвеннике, содержащем несколько одинаковых звеньев, имеющих форму правильных выпуклых многоугольников, состыкованных между собой равными гранями посредством встречных разъемных взаимодополняющих друг друга элементов зацепления, согласно изобретению каждое звено выполнено пустотелым, по поверхности которого равномерно под равными углами размещено не менее четырех стыковочных граней, каждая из которых снабжена двумя видами элементов зацепления, размещенными с чередованием по единой окружности, концентрически совмещенной с контурами стыковочной грани, представляющими собой сквозные гнезда, подпружиненные в свои проемах указанной грани фасонные пальцы и внутренние смещаемые задвижки. Оболочка звена может быть снабжена четырьмя шестиугольными стыковочными гранями и чередующимися с ними промежуточными треугольными гранями, например прозрачными, и все ребра, охватывающие грани, объединены в несущий каркас и выбраны равными между собой.

Фасонные пальцы на внешних концах снабжены выемками и объединены внутренними частями посредством лепестков плоской пружины, при этом смещаемые задвижки выполнены переменного сечения, в частности клиновидными, объединены посредством кольца, причем кольцо и упомянутая пружина зацентрованы совместно относительно грани, и задвижки размещены с возможностью введения их в выемки пальцев соседнего стыкуемого звена, а ручка управления кольцом выведена наружу через прорезь в промежуточной грани звена.

На фиг. 1 изображено одно из звеньев косозвенника в виде пространственного габаритного контура многогранника. На фиг.2 приведена кинематическая схема элементов зацепления одной из четырех шестиугольных стыковочных граней звеньев.

Косозвенник содержит набор одинаковых звеньев в виде объемных пустотелых многогранников, ограниченных четырьмя шестиугольными стыковочными гранями и чередующимися с ними четырьмя промежуточными треугольными гранями.

Ребра многогранников выполнены равными и грани представлены правильными равносторонними многоугольниками.

В варианте выставочных витрин поверхности граней выполнены прозрачными, в том числе в виде оболочек. Ребра, охватывающие такие грани, скреплены в несущую конструкцию.

Косозвенник сочленяется посредством введения в зацепление нескольких отдельных многогранников (звеньев).

Во внутреннем объеме многогранника (звена) размещено четыре аналогичных и независимых механизма управления элементами зацепления.

Элементы зацепления представлены сквозными гнездами 1 на плоскостях стыковочных граней оболочки и, соответственно, фасонными пальцами 2, вводимыми через свои проемы в сквозные гнезда соседнего многогранника (звена) при зацеплении.

Фасонные пальцы пропущены через отдельные проемы 3, выполненные на плоскостях шестиугольных стыковочных граней. На внешнем конце они снабжены выемками, например односторонними, или проушинами.

Сквозные гнезда размещены равномерно по окружности, совмещенной концентрически с шестиугольником стыковочной грани. Между ними на той же окружности размещены проемы под фасонные пальцы. Допустимо на каждой стыковочной грани выполнить шесть сквозных гнезд и три проема. Окружность размещения элементов зацепления для повышения устойчивости выбирается по условию максимального удаления их от центра стыковочной грани, то есть она может быть несколько большей, чем вписанная.

Противоположные части фасонных пальцев, размещенные во внутреннем объеме звена (многогранника), закреплены к пружинам. Миниатюрный вариант косозвенника предусматривает исполнение пружины 4 пластинчатой в виде объединенных между собой ее лепестков.

Управляемые задвижки 5 могут быть обособлены или объединены посредством кольца 6 и размещены на нем равномерно. При шести сквозных гнездах кольцо снабжено шестью управляемыми задвижками. Управляемые задвижки для повышения плотности зацепления желательно выполнить переменного сечения, в частности клиновидными.

Кольцо снабжено внешней ручкой 7, выведенной наружу через продольную прорезь 8. Прорезь выполнена на каждой промежуточной треугольной грани и ориентирована в плоскости соответствующего кольца.

Ширина выемок на фасонных пальцах согласована с максимальным сечением задвижек, например, высотой клиньев.

Кольцо и лепестковая пружина зацентрованы относительно своей стыковочной грани с возможностью поворота.

Управляемые задвижки при повороте кольца в обе стороны перекрывают или освобождают просветы упомянутых гнезд.

Наличие четырех стыковочных граней на каждом звене допускают независимое наращивание косозвенника во всех четырех направлениях или в любом одном из них. В каждом направлении многогранники могут быть повернуты в любые стороны с шагом примерно в 60^o.

Утапливаемые на лепестковой пружине фасонные пальцы не мешают плотной установке звеньев со всех сторон.

Процесс сочленения выполняется следующим образом.

Проверяется наличие свободных просветов в сквозных гнездах стыкуемых граней объединяемых звеньев, и при необходимости смещением управляемых задвижек они освобождаются для возможности введения фасонных пальцев другого звена.

Каждая пара звеньев ориентируются по совпадению сквозных гнезд и ответных фасонных пальцев и сближается до соприкосновения стыковочными гранями.

Внешние концы фасонных пальцев одного звена вводятся во внутреннее пространство другого.

При смещении управляемых задвижек, например поворотом кольца одного из звеньев за руку, они вводятся в выемки фасонных пальцев соседнего звена. Кольцо другого звена следует то же повернуть и тем самым зафиксировать группу фасонных пальцев первого звена. Крепление стыка граней, таким образом, оказывается продублированным.

Треугольные промежуточные грани любого из звеньев даже при плотной упаковке всех соседних всегда доступны. Поэтому обеспечивается полная управляемость косозвенником при любых, в том числе, пространственных конфигурациях.

Взаимный разворот наклонных стыковочных граней при сочленении позволяет получить множество направлений для пространственных ответвлений.

При любых разворотах сочленение звеньев удерживается в удвоенном количестве мест относительно числа фасонных пальцев на одном из них.

Косозвенник допускает формировать ажурные сооружения со множеством разветвлений типа арок, колец, винтовых колонн, сотовых перегородок и пространственных лабиринтов.

Разнообразие реализуемых конфигураций способно украсить выставочные и сценические павильоны, торговые витрины, информационные и рекламные стенды.

Характерной особенностью косозвенника с набором в двадцать и более звеньев является возможность скомпоновать фигуры, похожие на черепаху, обезьяну или иной образ фантастического животного.

Таким образом, косозвенник предлагаемой конструкции обладает удачным свойством оригинального широкодиапазонного моделирования и пригоден в разных вариантах исполнения как в качестве детских конструкторов, так и во множестве других упомянутых назначений.

Косозвенник предназначен для формирования пространственных каркасов, кривых и поверхностей и позволяет повысить разнообразие и устойчивость заданных форм. Звенья косозвенника имеют форму правильных выпуклых многоугольников. Каждое звено выполнено пустотелым. По поверхности звена равномерно под равными углами размещено не менее четырех стыковочных граней. Каждая из граней снабжена двумя видами элементов зацепления, размещенными с чередованием по единой окружности. Окружность концентрически совмещена с контурами стыковочной грани. Элементы зацепления представляют собой сквозные гнезда и подпружиненные в своих проемах указанной грани фасонные пальцы, и внутренние смещаемые задвижки. Оболочка звена может быть снабжена четырьмя шестиугольными стыковочными гранями и чередующимися с ними промежуточными треугольными гранями, например прозрачными. Все ребра, охватывающие грани, объединены в несущий каркас и выбраны равными между собой. Фасонные пальцы на внешних концах снабжены выемками и объединены внутренними частями посредством лепестков плоской пружины. Смещаемые задвижки выполнены переменного сечения, в частности клиновидными, объединены посредством кольца. Кольцо и пружина зацентрованы совместно относительно грани. Задвижки размещены с возможностью введения их в выемки пальцев соседнего стыкуемого звена. Ручка управления кольцом выведена наружу через прорезь в промежуточной грани звена. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Косозвенник, содержащий несколько одинаковых звеньев, имеющих форму правильных выпуклых многоугольников, состыкованных между собой равными гранями посредством встречных разъемных взаимодополняющих друг друга элементов зацепления, отличающийся тем, что каждое звено выполнено пустотелым, по его поверхности равномерно под равными углами размещено не менее четырех стыковочных граней, каждая из которых снабжена двумя видами элементов зацепления, размещенными с чередованием по единой окружности, концентрически совмещенной с контурами стыковочной грани, представляющими собой сквозные гнезда, подпружиненные в своих проемах указанной грани фасонные пальцы и внутренние смещаемые задвижки.2. Косозвенник по п.1, отличающийся тем, что оболочка звена снабжена четырьмя шестиугольными стыковочными гранями и чередующимися с ними промежуточными треугольными гранями, например, прозрачными, и все ребра, охватывающие грани, объединены в несущий каркас и выбраны равными между собой.3. Косозвенник по п.1, отличающийся тем, что фасонные пальцы на внешних концах снабжены выемками и объединены внутренними частями посредством лепестков плоской пружины, при этом смещаемые задвижки выполнены переменного сечения, в частности клиновидными, объединены посредством кольца, причем кольцо и упомянутая пружина зацентрованы совместно относительно грани и задвижки размещены с возможностью введения их в выемки пальцев соседнего стыкуемого звена, а ручка управления кольцом выведена наружу через прорезь в промежуточной грани звена.