САМОХОДНАЯ СБОРНАЯ МОДЕЛЬ С ПРУЖИННЫМ МЕХАНИЗМОМ Российский патент 2024 года по МПК A63H17/26 A63H29/06 

Область техники

Изобретение относится к области игрушек, а именно к функциональным наборам для разновозрастных групп, собираемым с применением соединительных не приклеиваемых элементов, предназначена для сборки самоходной сборной модели, может использоваться как игра-конструктор.

Конструктор ориентирован на повышение интеллектуального развития играющего, развития мелкой моторики рук, изучения основ механики и понимания принципов работы узлов и механизмов транспортного средства.

Уровень техники

Известен детский конструктор самоходного транспортного средства, который состоит из набора сборочных узлов, представляющих собой совокупность формообразовательных элементов транспортного средства, при этом сборочные узлы собраны из деталей, выполненных из листового материала (дерева, фанеры, пластика, ПВХ, оргстекла, металла) с использованием валов, подшипников, шестерен, причем предложенный конструктор выполнен самоходным с использованием электрического двигателя (патент РФ на полезную модель №195841, МПК А63Н 33/10, опубликовано 06.02.2020).

Еще одним известным техническим решением, является сборная механическая железнодорожная модель, детали которой выполнены из березовой фанеры и обеспечивают возможность взаимного крепления посредством выступов на одних и гнезд, отвечающих выступам формы на других без использования клея, при этом модель может приводиться в движение при помощи резиномотора (Локомотив R17 с вагоном и рельсами. URL: https://woodtrick.toys/catalog/locomotive-rl7-with-wagon-and-rails-wood-trick).

Кроме того, существует техническое решение, представляющее из себя механическую модель, приводимую в движение при помощи пружинного механизма, зубчатой рейки, зубчатых колес и шестерней (патент РФ на полезную модель №201982, МПК А63Н 31/08, опубликовано 26.01.2021).

Приведенные выше технические решения описывают возможность создания самоходных игрушек-конструкторов, выполненных из дерева, собираемых без использования дополнительных инструментов и клеящих веществ, а также возможность создания игрушек, приводимых в движение при помощи пружинных механизмов, зубчатых реек, зубчатых колес и шестерней.

Однако техническими недостатками известных технических решения является необходимость в стороннем источнике энергии для приведения в движение электродвигателя, либо длительное время взвода резиномотора, низкая надежность указанных движителей в условиях длительного простоя, поскольку необходимые для работы электродвигателя аккумуляторы теряют заряд и емкость, а резина имеет свойство быстро растягиваться и подвержена быстрому старению в условиях ультрафиолета и теплового воздействия при хранении игрушки-конструктора, к примеру, на полке, а, кроме того, отсутствие спускового рычага у моделей без электродвигателей, не позволяющих удобно и безопасно приводить в движение механическую модель.

Раскрытие изобретения

Предлагаемое по настоящей заявке техническое решение направлено на преодоление технических недостатков предшествующего уровня техники и создание сборной механической модели, обеспечивающей возможность сборки из формообразовательных элементов без использования инструментов, клея, независящую от источников электропитания, не содержащую материалы, приходящие в негодность при длительном тепловом воздействии и воздействии ультрафиолета,, приводимую в движение при помощи движителя, на взвод которого требуется минимальное количество времени и способную преодолевать расстояние не менее, чем у резиномоторных аналогов, содержащую спусковой рычаг, при этом указанная сборная модель может быть изготовлена из экологичных материалов, в том числе из листовых материалов, например дерева или фанеры, и иметь малые габариты в разобранном виде, а также позволяет многократно перезапускать изделие в одном направлении или челночно вперед-назад при переключении направления движения в конце каждого цикла без поднятия изделия с поверхности движения (рельсы, пол, стол и т.п.) для взвода механизма.

Таким образом, техническим результатом является повышение надежности и долговечности конструкции сборной механической модели, обеспечивающей возможность сборки из формообразовательных элементов без использования инструментов, клея, независимость от источников электропитания, повышение удобства и безопасности приведения в действие, уменьшение времени взвода движителя, увеличение преодолеваемого сборной механической моделью расстояния, а также возможность изготовления элементов устройства, за исключением приводных пружин, из листовых материалов, включая дерево или фанеру, для повышения экологичности устройства и уменьшения габаритов сборной механической модели в разобранном виде, а также позволяет многократно перезапускать изделие в одном направлении или челночно вперед-назад при переключении направления движения в конце каждого цикла без поднятия изделия с поверхности движения (рельсы, пол, стол и т.п.) для взвода механизма.

Для решения поставленной задачи с достижением технического результата создана сборная механическая модель, состоящая из формообразовательных элементов транспортного средства, при этом сборочные узлы собраны из деталей, выполненных из листового материала (дерева, фанеры, пластика, ПВХ, оргстекла, металла) и обеспечивающих возможность взаимного крепления посредством выступов на одних и гнезд, отвечающих выступам формы на других, без использования инструментов и клея, выполненная самоходной и содержащая пружинный механизм, зубчатую рейку, зубчатые колеса и шестерни, отличающаяся тем, что содержит спусковой рычаг, а зубчатая рейка, зубчатые колеса и шестерни выполнены из того же листового материала, что и сборочные узлы, при этом в собранной механической модели они располагаются внутри ее корпуса и при задействовании спускового рычага приводят во вращение ведущие колеса, обеспечивающие передвижение сборной механической модели.

Указанная сборная механическая модель может отличаться тем, что сборочные узлы, спусковой рычаг, плоская пружина, зубчатая рейка, зубчатые колеса и шестерни выполнены из дерева или фанеры.

Кроме того, указанная сборная механическая модель может отличаться тем, что содержит второй пружинный механизм, вторую зубчатую рейку и шестерни, приводимый в движение при возвращении первого пружинного механизма в исходное положение, что увеличивает преодолеваемое расстояние.

Также, указанная сборная механическая модель может отличаться тем, что зубчатые рейки выполнены таким образом, что в крайнем положении выходят из зацепа с шестернями, снимая таким образом усилие удержания зацепления зубчатых колес, что в свою очередь приводит к расцеплению зубчатых колес и обеспечивает дополнительное движение изделия по инерции, увеличивая общее преодолеваемое расстояние и производить взвод механизма без передачи вращения на колеса, и соответственно без необходимости поднятия изделия с поверхности движения (рельсы, пол, стол и т.п.) для взвода механизма, что позволяет многократно перезапускать изделие в одном направлении или челночно вперед-назад при переключении направления движения в конце каждого цикла.

Кроме того, указанная сборная механическая модель может отличаться тем, что содержит раму переключения, перемещающуюся внутри корпуса и изменяющую положение шестерней, зубчатых колес для изменения направления вращения ведущих колес.

Описание чертежей

Изобретение поясняется чертежами (Фиг. 1 - Фиг. 7), на которых отображены следующие элементы:

1) первая приводная пружина

2) первая направляющая

3) корпус

4) первая зубчатая рейка

5) выступ

6) стопор

7) ось

8) плоская пружина

9) кулачок

10) спусковой рычаг

11) выступ оси спускового рычага

12) шестерни спускового рычага

13) первое зубчатое колесо

14) второе зубчатое колесо

15) рама переключения

16) шестерня ведущих колес

17) ведущие колеса

18) второй рычаг

19) Ось второго рычага

20) второй стопор

21) вторая направляющая

22) вторая зубчатая рейка

23) зубчатое колесо для переключения направления

24) зубчатая рейка переключения направления

25) рычаг переключения направления

26) третье зубчатое колесо

27) рама зубчатых колес

28) ось рамы зубчатых колес и боковины корпуса

29) ось рамы зубчатых колес и рамы переключения

30) вторая приводная пружина.

Осуществление изобретения

Реализация технического решения по настоящей заявке показана на примере сборной механической модели поезда.

В одном варианте исполнения изобретения по настоящей заявке, устройство представляет из себя корпус 3, собранный из элементов, выполненных из фанеры, в котором расположен пружинный механизм, представляющий из себя приводную пружину 1, находящуюся внутри направляющей 2, которая может двигаться в боковине корпуса 3, сжимая при этом первую приводную пружину 1, при этом к первой направляющей 2 жестко прикреплена зубчатая рейка 4.

Во взведенном состоянии первая направляющая 2 с приводной пружиной 1 удерживается стопором 6, который находится на оси 7, перпендикулярной первой направляющей 2. В нужном положении стопор 6 удерживается усилием плоской пружины 8. На другом конце оси находится кулачок 9.

При нажатии спускового рычага 10, обеспечивающего удобство и безопасность приведения в действие, выступ оси спускового рычага 11 нажимает на кулачок 9, вызывая поворот стопора 6. Стопор 6 освобождает первую направляющую, которая движется под действием приводной пружины и своей зубчатой рейкой входит в зацепление с шестерней 12 спускового рычага.

При этом возникают два используемых в устройстве усилия:

1) Усилие вращения, передаваемое шестерней 12 находящемуся с ней на одной оси зубчатому колесу 13, которое через возникшее в момент нажатия спускового рычага зацепление с зубчатым колесом 14 привода движения изделия, вызывает вращение шестерни 16 ведущих колес 17 изделия.

2) Усилие удержания зацепления зубчатых колес 13 и 14, изначально возникшего при нажатии спускового рычага, в дальнейшем обеспечивается прижимающим усилием приводной пружины 1, возникающему благодаря тому, что зацепление шестерен 12 спускового рычага 10 с зубчатой рейкой 4 приводной пружины 1, расположенной между осью вращения спускового рычага 10 и зацепления зубчатых колес 13 и 14, создавая таким образом требуемое усилие, которое больше противодействующего усилия плоской пружины 8, стремящейся разомкнуть зацепление зубчатых колес 13 и 14.

В другом варианте исполнения изобретения по настоящей заявке, устройство представляет из себя корпус 3, собранный из элементов, выполненных из дерева, в котором расположен пружинный механизм, представляющий из себя две приводные пружины 1, 30, находящиеся внутри направляющих 2,21, которые могут двигаться в боковинах корпуса 3, сжимая при этом приводные пружины 1, 30, при этом к направляющим 2, 21 жестко прикреплены зубчатые рейки 4, 22.

В исходном положении механизма (до взвода приводных пружин 1, 30, плоская деревянная пружина 8 позиционирует спусковой рычаг 10 таким образом, что отсутствует зацепление зубчатых реек приводных пружин 4, 22 и шестерен 12 спускового рычага 10, что позволяет производить последовательный взвод приводных пружин 1, 30 и последующий их поочередный спуск при работе механизма.

Механизм приводится в действие приводными пружинами 1, 30, находящимися внутри направляющих 2, 21. Всего направляющих две (первая 2 и вторая 21, что отражает порядок взведения их пружин 1, 30, по одной с каждой стороны корпуса 3. К каждой из них жестко прикреплена зубчатая рейка 4, 22.

Приводная пружина 1 находится внутри первой направляющей 2. Направляющая может двигаться в боковине корпуса 3, сжимая при этом приводную пружину 1. Первая направляющая имеет зубчатую рейку 4 с выступом 5.

Во взведенном состоянии первая направляющая с приводной пружиной удерживается стопором 6, который находится на оси 7, перпендикулярной направляющей 4. В нужном положении стопор 6 удерживается усилием плоской деревянной пружины 8. На другом конце оси находится кулачок 9.

При нажатии спускового рычага 10 выступ оси спускового рычага 11 нажимает на кулачок 9, вызывая поворот стопора 6. Стопор 6 освобождает первую направляющую 4, которая движется под действием приводной пружины 1 и своей зубчатой рейкой 4 входит в зацепление с шестерней 12 спускового рычага.

При этом возникают два используемых в устройстве усилия:

1) Усилие вращения, передаваемое шестерней 12 находящемуся с ней на одной оси зубчатому колесу 13, которое через возникшее в момент нажатия спускового рычага 10 зацепление с зубчатым колесом 14 привода движения изделия, вызывает вращение шестерни 16 ведущих колес 17 изделия в ту или иную сторону. Направление вращения колес зависит от положения рамы переключения 15.

2) Усилие удержания зацепления зубчатых колес 13 и 14, изначально возникшего при нажатии спускового рычага 10, в дальнейшем обеспечивается прижимающим усилием приводных пружины 1,30, возникающему благодаря тому, что зацепление шестерен спускового рычага 12 с зубчатыми рейками 4, 22 приводных пружин 1, 30, расположено между осью вращения спускового рычага 10 и зацепления зубчатых колес 13, 14, создавая таким образом требуемое усилие, которое больше противодействующего усилия плоской деревянной пружины 8, стремящейся разомкнуть зацепление зубчатых колес 13, 14.

В конце движения первой направляющей 1 выступ 5 на ее зубчатой рейке 4 нажимает на рычаг 18, закрепленный на другой оси 19, также жестко связанной с плоской пружиной 8. Это вызывает поворот второго стопора 20 и освобождение второй направляющей 21, которая начинает двигаться под действием своей приводной пружины 30. Она также имеет зубчатую рейку 22, и при движении входит в зацепление с шестерней спускового рычага 12 на другой стороне корпуса 3, передавая на нее усилие и увеличивая тем самым время работы привода.

В конце движения, как только вторая направляющая 21 достигнет крайнего положения, зубчатая рейка 22 выходит из зацепа с шестерней, снимая таким образом усилие удержания зацепления зубчатых колес 13 и 14, что позволяет плоской деревянной пружине 8 вернуть спусковой рычаг 10 в исходное положение, что в свою очередь приводит к расцеплению зубчатых колес 13, 14 и обеспечивает дополнительное движение изделия по инерции, увеличивая общую длину пути, пройденного изделием.

Как упоминалось выше, направление вращения ведущих колес 17 может изменяться. Для этого используется рама 15 переключения, которая перемещается вперед и назад посредством зубчатого колеса 23 и зубчатой рейки 24, находящейся на этой раме. Для поворота зубчатого колеса используется рычаг 25. На Фиг. 4 показан механизм при вращении колес вперед, на Фиг. 7 назад. В том и другом случае зубчатое колесо 13 находится в зацеплении с зубчатым колесом 14 привода движения изделия, а последнее постоянно находится в зацеплении с колесом 26. Однако при движении вперед вращение на шестерни 16 ведущих колес передает зубчатое колесо 26, а при движении назад - непосредственно зубчатое колесо 14. Перестановка зубчатых колес 14 и 26 достигается тем, что рама 27, на которой они закреплены, одной своей осью 28 жестко связана с боковиной корпуса 3, а другой осью 29 - с рамой переключения. Таким образом, при перемещении рамы переключения 27 происходит изменение положения рамы 27 с зубчатыми колесами 14 и 26.

Таким образом, заявленное изобретение обеспечивает достижение технического результата, а именно - повышение надежности и долговечности конструкции сборной механической модели, обеспечивающей возможность сборки из формообразовательных элементов без использования инструментов, клея, независимость от источников электропитания, повышение удобства и безопасности приведения в действие, уменьшение времени взвода движителя, увеличение преодолеваемого сборной механической моделью расстояния,, а также возможность изготовления элементов устройства, за исключением приводных пружин, из листовых материалов, включая дерево или фанеру, для повышения экологичности устройства и уменьшения габаритов сборной механической модели в разобранном виде, а также позволяет многократно перезапускать изделие в одном направлении или челночно вперед-назад при переключении направления движения в конце каждого цикла без поднятия изделия с поверхности движения (рельсы, пол, стол и т.п.) для взвода механизма.

Изобретение относится к области игрушек, а именно к функциональным наборам для разновозрастных групп, собираемым с применением соединительных не приклеиваемых элементов, предназначено для сборки самоходного транспортного средства, использоваться как игра-конструктор. Предлагаемое по настоящей заявке техническое решение направлено на преодоление технических недостатков предшествующего уровня техники и создание сборной механической модели, обеспечивающей возможность сборки из формообразовательных элементов без использования инструментов, клея, независящую от источников электропитания, не содержащую материалы, приходящие в негодность при длительном тепловом воздействии и воздействии ультрафиолета, приводимую в движение при помощи движителя, на взвод которого требуется минимальное количество времени и способную преодолевать расстояние не менее, чем у резиномоторных аналогов, содержащую спусковой рычаг, при этом указанная сборная модель может быть изготовлена из экологичных материалов, в том числе из листовых материалов, например дерева или фанеры, и иметь малые габариты в разобранном виде, а также позволяет многократно перезапускать изделие в одном направлении или челночно вперед-назад при переключении направления движения в конце каждого цикла без поднятия изделия с поверхности движения (рельсы, пол, стол и т.п.) для взвода механизма. Таким образом, техническим результатом является повышение надежности и долговечности конструкции сборной механической модели, обеспечивающей возможность сборки из формообразовательных элементов без использования инструментов, клея, независимость от источников электропитания, повышение удобства и безопасности приведения в действие, уменьшение времени взвода движителя, увеличение преодолеваемого сборной механической моделью расстояния, а также возможность изготовления элементов устройства, за исключением приводных пружин, из листовых материалов, включая дерево или фанеру, для повышения экологичности устройства и уменьшения габаритов сборной механической модели в разобранном виде, а также позволяет многократно перезапускать изделие в одном направлении или челночно вперед-назад при переключении направления движения в конце каждого цикла без поднятия изделия с поверхности движения (рельсы, пол, стол и т.п.) для взвода механизма. Для решения поставленной задачи с достижением технического результата создана сборная механическая модель, состоящая из формообразовательных элементов транспортного средства, при этом сборочные узлы собраны из деталей, выполненных из листового материала (дерева, фанеры, пластика, ПВХ, оргстекла, металла) и обеспечивающих возможность взаимного крепления посредством выступов на одних и гнезд, отвечающих выступам формы, на других, без использования инструментов и клея, выполненная самоходной и содержащая пружинный механизм, зубчатую рейку, зубчатые колеса и шестерни, отличающаяся тем, что содержит спусковой рычаг, а зубчатая рейка, зубчатые колеса и шестерни выполнены из того же листового материала, что и сборочные узлы, при этом в собранной механической модели они располагаются внутри ее корпуса и при задействовании спускового рычага приводят во вращение ведущие колеса, обеспечивающие передвижение сборной механической модели. Указанная сборная механическая модель может отличаться тем, что сборочные узлы, спусковой рычаг, плоская пружина, зубчатая рейка, зубчатые колеса и шестерни выполнены из дерева или фанеры. Кроме того, указанная сборная механическая модель может отличаться тем, что содержит второй пружинный механизм, вторую зубчатую рейку и шестерни, приводимый в движение при возвращении первого пружинного механизма в исходное положение, что увеличивает преодолеваемое расстояние. Также указанная сборная механическая модель может отличаться тем, что зубчатые рейки выполнены таким образом, что в крайнем положении выходят из зацепа с шестернями, снимая таким образом усилие удержания зацепления зубчатых колес, что, в свою очередь, приводит к расцеплению зубчатых колес и обеспечивает дополнительное движение изделия по инерции, увеличивая общее преодолеваемое расстояние и позволяет производить взвод механизма без передачи вращения на колеса, и соответственно без необходимости поднятия изделия с поверхности движения (рельсы, пол, стол и т.п.) для взвода механизма, что позволяет многократно перезапускать изделие в одном направлении или челночно вперед-назад при переключении направления движения в конце каждого цикла. Кроме того, указанная сборная механическая модель может отличаться тем, что содержит раму переключения, перемещающуюся внутри корпуса и изменяющую положение шестерней, зубчатых колес для изменения направления вращения ведущих колес. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Сборная механическая модель, состоящая из формообразовательных элементов транспортного средства, при этом сборочные узлы собраны из деталей, выполненных из листового материала и обеспечивающих возможность взаимного крепления посредством выступов на одних и гнезд, отвечающих выступам формы на других, без использования инструментов и клея, выполненная самоходной и содержащая два пружинных механизма, две зубчатые рейки, зубчатые колеса и шестерни, отличающаяся тем, что содержит спусковой рычаг, а зубчатые рейки, зубчатые колеса и шестерни выполнены из того же листового материала, что и сборочные узлы, при этом в собранной механической модели они располагаются внутри ее корпуса и при задействовании спускового рычага приводят во вращение ведущие колеса, обеспечивающие передвижение сборной механической модели, а второй пружинный механизм приводится в движение при возвращении первого пружинного механизма в исходное положение.

2. Сборная механическая модель по п. 1, отличающаяся тем, что сборочные узлы, спусковой рычаг, плоская пружина, зубчатые рейки, зубчатые колеса и шестерни выполнены из дерева или фанеры.

3. Сборная механическая модель по п. 1, отличающаяся тем, что зубчатые рейки выполнены таким образом, что в крайнем положении выходят из зацепа с шестернями, снимая таким образом усилие удержания зацепления зубчатых колес, что, в свою очередь, приводит к расцеплению зубчатых колес и обеспечивает дополнительное движение изделия по инерции, увеличивая общее преодолеваемое расстояние и позволяет производить взвод механизма без передачи вращения на колеса, и соответственно без необходимости поднятия изделия с поверхности движения (рельсы, пол, стол и т.п.) для взвода механизма, что позволяет многократно перезапускать изделие в одном направлении или челночно вперед-назад при переключении направления движения в конце каждого цикла.

4. Сборная механическая модель по п. 1, отличающаяся тем, что содержит раму переключения, перемещающуюся внутри корпуса и изменяющую положение шестерней, зубчатых колес для изменения направления вращения ведущих колес.