РАЗВИВАЮЩИЙ КОНСТРУКТОР Российский патент 2025 года по МПК A63H33/08 

Изобретение относится к области развивающих игрушек-конструкторов, состоящих из системы конструктивных элементов, и направлено на развитие у детей логики, мелкой моторики, математических способностей, речи, пространственного воображения, социально-коммуникативных навыков и усидчивости.

Известна система конструктивных элементов игрушки-конструктора, включающая в себя детали первого типа и второго типа, причем для разъемного соединения первой детали со второй деталью в первой детали предусмотрено первое средство соединения, а во второй детали – второе средство соединения, которые фиксируются относительно друг друга (патент РФ №2459650, МПК А63Н33/08, опубл. 27.08.2012, бюл. №4).

Недостатками известного способа являются ненадежность крепления конструктивных элементов при помощи первого и второго средств соединения по причине вероятного быстрого износа и недолговечности стопорных выступов, т.к. на них постоянно действует нагрузка (как при сборке/разборке, так и удержании деталей между собой), а также наличие промежуточных соединительных элементов, что не позволяет собирать детали в одно касание и увеличивает время разборки модели.

Известна деталь конструктора, у которой на каждой из граней куба в своей основе есть выступы и углубления, размещённые таким образом, что куб может состыковаться с любым таким же кубом посредством любой из граней, и имеет средство соединения деталей между собой, содержащее поворотный элемент (патент РФ №2774226, МПК А63Н 33/08, опубл. 16.06.2022, бюл. №17).

Недостатком известного способа является необходимость постоянного использования дополнительных элементов-инструментов, обеспечивающих зацепление и расцепление поворотного диска при сборке/разборке модели.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является развивающий конструктор, включающий в себя основные элементы кубической формы, имеющие выступы квадратного сечения с фасками на одних гранях и соответствующие им пазы на других гранях, выполненные с возможностью фиксации основных элементов между собой путем размещения выступов одного основного элемента в пазах другого основного элемента (патент РФ №2776604С1, МПК А63Н 33/08, опубл. 22.07.2022, бюл. №21).

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым изобретением – основные элементы кубической формы, имеющие выступы квадратного сечения с фасками на одних гранях и соответствующие им пазы на других гранях, выполненные с возможностью фиксации основных элементов между собой путем размещения выступов одного основного элемента в пазах другого основного элемента.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является недостаточная надежность фиксации основных элементов конструктора.

Задачей изобретения является расширение арсенала развивающих конструкторов, обеспечивающих надежное соединение основных элементов и способствующих развитию у детей когнитивных способностей.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе, включающем основные элементы кубической формы, имеющие выступы квадратного сечения с фасками на одних гранях и соответствующие им пазы на других гранях, выполненные с возможностью фиксации основных элементов между собой путем размещения выступов одного основного элемента в пазах другого основного элемента, согласно изобретению основной элемент кубической формы состоит из верхнего и нижнего сегментов внешнего куба, шести подпружиненных замков, шести подпружиненных фиксаторов, и одного внутреннего куба, при этом фиксация двух элементов между собой осуществляется размещением выступов одного основного элемента в пазах другого элемента, при котором один из выступов одного основного элемента приводит в движение фиксатор второго основного элемента, что обеспечивает смещение фиксатора, освобождение и движение подпружиненного замка до момента его фиксации пружиной. При этом все грани основного элемента с выступами и пазами представляют собой рабочую поверхность для сопряжения и фиксации основных элементов между собой. Основной элемент имеет на каждой из шести своих гранях по два выступа с фасками и по два паза, сформированные из стенок каждого выступа и буртиком, проходящим по всему периметру рабочей поверхности, причем выступы и пазы размещены на каждой грани основного элемента в шахматном порядке. В одном из двух пазов каждой рабочей поверхности основного элемента размещен фиксатор. В одном из двух выступов каждой рабочей поверхности основного элемента размещен замок, а во втором выступе каждой рабочей поверхности основного элемента имеется глухое конусное отверстие. Такая конструкция основного элемента позволяет расширить арсенал развивающих конструкторов.

Верхний и нижний сегменты внешнего куба на выступах рабочей поверхности имеют выпуклости в форме плоского цилиндра по одной на каждом выступе, при этом выпуклость на одном из двух выступов рабочей поверхности предназначена для нажатия на фиксатор сопрягаемого основного элемента, а выпуклость на втором выступе рабочей поверхности является декоративным элементом. Верхний и нижний сегменты внешнего куба с внешней стороны имеют по шесть выступов, причем по два выступа на верхней грани верхнего сегмента и нижней грани нижнего сегмента, и по одному на каждой из боковых граней сегментов. Верхний и нижний сегменты внешнего куба с внутренней стороны трех из шести выступов имеют углубления со сквозными отверстиями, а с внешней стороны трех других выступов выполнены глухие конусные отверстия, оси которых смещены в сторону центра основного элемента, при этом отверстия выполнены с боковых сторон выступов. В пазах верхнего и нижнего сегментов внешнего куба выполнены сквозные отверстия, обеспечивающие проход внешней выступающей цилиндрической части фиксатора. Верхний и нижний сегменты внешнего куба с внутренней стороны имеют места для размещения пружин и упоры, при этом упоры замков на глухих гранях верхнего и нижнего сегментов совпадают с местом установки пружин замков боковых граней сегментов. Верхний и нижний сегменты внешнего куба имеют отверстия для обеспечения прохода цилиндрических выступов замков. Верхний и нижний сегменты внешнего куба с внутренней стороны имеют углубления для обеспечения прохода круговых выступов замков. Верхний и нижний сегменты внешнего куба на одном из четырех боковых ребер имеют продольный паз для размещения в нем выступа внутреннего куба. Такая конструкция верхнего и нижнего сегментов внешнего куба позволяет обеспечить надежное сопряжение основных элементов.

Замок имеет цилиндрический выступ, запорный орган в виде конуса, размещенный на плоской части замка через трапециевидную призму с фаской, и паз для пружины. Замок на верхней и нижней своих гранях имеет по одному круговому выступу со скруглением, а на боковых гранях имеет равные фаски. Со стороны цилиндрического выступа замок имеет участок уменьшенной ширины.

Фиксатор с одной стороны имеет внешнюю выступающую цилиндрическую часть с фаской, а с другой стороны паз для установки пружины. Такая конструкция замка и фиксатора позволяет обеспечить надежную фиксацию основных элементов.

Внутренний куб на всех шести гранях имеет места для размещения замков, в которых имеется паз для фиксатора с двумя углублениями, причем одно углубление выполнено в виде отверстия для установки пружины, а второе углубление выполнено продольно. На одном из ребер внутреннего куба имеется выступ. На верхней и нижней гранях внутреннего куба имеются по три выступа, а на боковых его гранях имеются два выступа в виде пояса, причем все выступы предназначены для правильного позиционирования внутреннего куба в верхнем и нижнем сегментах основного элемента. Такая конструкция внутреннего куба позволяет обеспечить необходимое функционирование замков и фиксаторов, что обеспечивает надежную фиксацию основных элементов.

Предлагаемый развивающий конструктор, сцепление основных элементов которого происходит в одно касание, что исключает использование промежуточных деталей, подходит для детей от 4 лет. Развивающий конструктор направлен на развитие у детей логики, мелкой моторики, речи, математических способностей, пространственного воображения, социально-коммуникативных навыков и усидчивости.

Устройство развивающего конструктора таково, что перед моделированием изделий из конструктора ребенку нужно продумать правильность сборки элементов между собой. Это связано с тем, что рабочие поверхности элементов конструктора сцепляются только в одном определенном положении, что способствует развитию у ребенка логики.

Манипулируя деталями в ходе сборки и их механизмами при разборке конструктора, дети активно работают пальцами. Это способствует развитию мелкой моторики, координации движений и повышает ловкость рук.

В головном мозге центры ответственные за речь и мышление тесно взаимосвязаны, следовательно, при манипуляциях с конструктором происходит сопутствующее развитие у детей речевых функций.

При конструировании у детей развиваются навыки счета, которые заключаются в определении нужного количества деталей для построения модели, что способствует развитию у детей математических способностей.

Построение объемных моделей по образцу позволяет ребенку определить, как собранная им модель располагается в пространстве согласно образцу или схеме, и, следовательно, развить навык пространственного воображения при многократном повторении на занятиях в детских учреждениях, либо дома.

При групповых занятиях конструктор позволяет взаимодействовать ребенку с другими детьми и находить общий язык с друзьями во время игры, способствуя тем самым развитию социально-коммуникативных навыков.

Сборка интересных моделей из конструктора требует у детей высокой концентрации внимания, тем самым развивает усидчивость. Данное качество очень необходимо детям, особенно в школе.

Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют расширить арсенал развивающих конструкторов, обеспечивающих надежное соединение основных элементов и способствующих развитию у детей вышеперечисленных когнитивных способностей.

Предлагаемый развивающий конструктор поясняется чертежами, представленными на фиг.1-20.

На фиг. 1 представлен внешний вид основного элемента.

На фиг. 2 представлена схема процесса сопряжения двух основных элементов кубической формы.

На фиг. 3 представлены виды верхнего сегмента внешнего куба.

На фиг. 4 представлено сечение верхнего сегмента внешнего куба.

На фиг. 5 представлены виды нижнего сегмента внешнего куба.

На фиг. 6 представлено сечение нижнего сегмента внешнего куба.

На фиг. 7 представлены внутренние виды верхнего и нижнего сегментов внешнего куба.

На фиг. 8 представлены виды замков для верхней и нижней граней.

На фиг. 9 представлены виды замков для боковых граней.

На фиг. 10 представлено расположение фиксаторов относительно внутреннего куба.

На фиг. 11 представлены виды фиксатора для расположения на верхней грани внутреннего куба.

На фиг. 12 представлены виды фиксатора для расположения на верхней грани внутреннего куба.

На фиг. 13 представлены виды фиксатора для расположения на нижней грани внутреннего куба.

На фиг. 14 представлены виды фиксатора для расположения на трех боковых гранях внутреннего куба.

На фиг. 15 представлены виды фиксатора для расположения на четвертой боковой гране внутреннего куба.

На фиг. 16 представлены виды внутреннего куба.

На фиг. 17 представлена изометрическая проекция модели «Боксер».

На фиг. 18 представлена изометрическая проекция модели «Дракон».

На фиг. 19 представлена изометрическая проекция модели «Елка».

На фиг. 20 представлена изометрическая проекция модели «Двухпоплавковый гидросамолет».

На всех фигурах использована единая нумерация конструктивных элементов:

1 – выступ рабочей поверхности основного элемента;

2 – паз рабочей поверхности основного элемента;

3 – буртик;

4 – выступающая цилиндрическая часть фиксатора;

5 – замок;

6 – цилиндрический выступ замка;

7 – ребро основного элемента;

8 – глухое конусное отверстие;

9 – выпуклость в форме плоского цилиндра для нажатия на фиксатор;

10 – выпуклость в форме плоского цилиндра для эстетического вида;

11 – углубление для замка;

12 – сквозное отверстие для прохода запорного органа замка;

13 – сквозное отверстие для прохода внешней выступающей цилиндрической части фиксатора;

14 – место для размещения пружины;

15 – упор;

16 – углубление для прохода кругового выступа замка;

17 – продольный паз;

18 – сквозное отверстие для прохода цилиндрического выступа замка;

19 – продольный выступ;

20 – запорный орган замка;

21 – выступающая часть замка в форме трапециевидной призмы;

22 – фаска трапециевидной призмы замка;

23 – паз замка для установки пружины;

24 – фаска цилиндрического выступа замка;

25 – круговые выступы замка;

26 – фаски боковых граней замка;

27 – участок замка с уменьшенной шириной;

28 – паз фиксатора для установки пружины;

29 – фаска фиксатора;

30 – фаска у основания выступающей цилиндрической части фиксатора;

31 – фаска выступающей цилиндрической части фиксатора;

32 – место для размещения замка;

33 – паз для фиксатора;

34 – углубление для установки пружины;

35 – продольное углубление для свободного движения кругового выступа замка;

36 – выступ;

37 – плоский выступ;

38 – выступ для правильного позиционирования внутреннего куба;

39 – выступ в виде пояса;

40 – фаска для облегчения процесса сопряжения внутреннего куба с верхним и нижним сегментами внешнего куба.

Развивающий конструктор состоит из основных элементов кубической формы, имеющих на всех своих гранях выступы 1 и пазы 2 квадратного сечения. Таким образом, грани основного элемента с выступами и пазами представляют собой рабочую поверхность для сопряжения и фиксации основных элементов между собой. Сопряжением и фиксацией между собой основных элементов осуществляется сборка различных моделей. Внешний вид основного элемента представлен на фиг. 1.

На гранях основного элемента кубической формы пазы 2 сформированы одной из стенок каждого выступа 1 и буртиком 3, который проходит по всему периметру рабочей поверхности. Всего основной элемент имеет шесть рабочих поверхностей. На каждой рабочей поверхности имеется по два выступа и два паза. По периметру каждого выступа выполнены фаски, обеспечивающие удобное сопряжение основных элементов.

Один из двух пазов каждой рабочей поверхности основного элемента используется в качестве направляющей при сборке модели и для размещения одного из двух выступов другого основного элемента с целью увеличения площади контакта рабочих поверхностей сопрягаемых основных элементов и повышения качества фиксации элементов друг с другом.

Во втором из двух пазов каждой рабочей поверхности основного элемента размещен фиксатор с выступающей цилиндрической частью 4, который приводится в движение при нажатии на него выступом другого основного элемента в момент сопряжения. Фиксатор предназначен для механического освобождения замка 5 при сборке модели и его фиксации в исходном положении при разборке модели. При разборке модели возврат фиксатора в первоначальное состояние осуществляется при помощи пружины.

Замок 5 размещен в одном из двух выступов каждой рабочей поверхности основного элемента и приводится в движение при помощи пружины после смещения фиксатора, которое происходит при сопряжении основных элементов. Замок предназначен для фиксации основных элементов друг с другом. При разборке модели возврат замков 5 в исходное положение выполняется путем нажатия на цилиндрические выступы 6 замков 5, проходящие через ребра 7 основных элементов. На ребрах имеется фаска.

Второй из двух выступов каждой рабочей поверхности основного элемента также используется в качестве направляющей и содержит глухое конусное отверстие 8, предназначенное для размещения в нем запорного органа замка 5 сопрягаемого основного элемента. При этом конусные отверстия выполнены с углом 18-19 градусов.

Таким образом, оба выступа каждой рабочей поверхности основного элемента используются в качестве направляющих для сопряжения основных элементов друг с другом при сборке модели.

Схема процесса сопряжения двух основных элементов кубической формы представлена на фиг. 2.

При сборке модели необходимо осуществить сопряжение и фиксацию основных элементов. Для этого основные элементы необходимо достаточно плотно прижать друг к другу путем размещения выступов 1 одного основного элемента в пазах 2 другого основного элемента.

При этом один из выступов каждого сопрягаемого основного элемента приводит в движение фиксатор противоположного основного элемента, нажимая на него. Таким образом происходит смещение фиксаторов, освобождение и движение подпружиненных замков 5. Подпружиненные замки освобождаются и размещаются в глухом конусном отверстии противоположного основного элемента. В таком положении замки фиксируются также за счет пружин. Таким образом осуществляется фиксация основных элементов.

Расцепление зафиксированных основных элементов осуществляется путем одновременного нажатия на цилиндрические выступы 6 замков 5, проходящих через отверстия в ребрах 7 основных элементов.

Основной элемент кубической формы состоит из верхнего и нижнего сегментов внешнего куба, шести подпружиненных замков, шести подпружиненных фиксаторов и одного внутреннего куба.

Виды верхнего сегмента внешнего куба представлены на фиг. 3, сечение верхнего сегмента внешнего куба представлено на фиг. 4.

На выступах сегмента имеются выпуклости 9 и 10, выполненные в форме плоского цилиндра. Выпуклости 9 предназначены для нажатия на фиксатор сопрягаемого основного элемента и приведения в действие замка. Выпуклости 10 не имеют функционального назначения, являются декоративными и предназначены только для придания сегменту эстетичного вида.

Размеры выпуклостей выполнены так, чтобы обеспечить плотное прилегание выступов одного основного элемента к пазам другого основного элемента при их сопряжении и фиксации. В фиксированном положении допустимо отклонение основных элементов друг от друга до 1 мм, так как это необходимо для разборки сложных моделей. Основные элементы при этом должны крепко зафиксироваться друг с другом, исключая самопроизвольное расцепление.

Верхний сегмент с внешней стороны содержит шесть выступов – два на верхней грани, расположенные в шахматном порядке, и по одному на каждой из боковых граней. В трех из шести выступов с внутренней стороны сегмента имеются углубления 11, выполненные по форме выступающей части замка, содержащей запорные органы.

В углублениях 11 выполнены сквозные отверстия 12, выходящие на наружную поверхность сегмента. Через данные отверстия после фиксации основных элементов с внутренней стороны верхнего сегмента наружу выходят запорные органы замков. В трех других выступах верхнего сегмента расположены глухие конусные отверстия 8. Оси конусных отверстий немного смещены в сторону центра основного элемента с целью обеспечения жесткости фиксации основных элементов в сборке.

По периметрам рабочих поверхностей имеются буртики 3, на внешнем углу которых имеются скругления.

В пазах сегмента выполнены сквозные отверстия 13, обеспечивающие проход внешней выступающей цилиндрической части фиксаторов.

На внутренних поверхностях ребер глухой грани сегмента имеются места 14 размещения пружин и упоры 15, которые предназначены для ограничения хода замков. Для замка, расположенного на глухой грани сегмента, упор совпадает с местом установки пружины замка боковой грани сегмента.

На внутренних поверхностях сегмента имеются небольшие углубления 16 для прохода круговых выступов замков.

На одном из четырех боковых ребер имеется продольный паз 17, в котором размещается выступ внутреннего куба, что необходимо для придания жесткости основному элементу в собранном виде.

На трех из четырех ребрах глухой грани сегмента имеются сквозные отверстия 18, через которые проходят цилиндрические выступы замков.

На четырех внутренних стенках сегмента вблизи его края имеются небольшие продольные выступы 19, которые необходимы для жесткой фиксации внутреннего куба в сегментах внешнего куба.

На фиг. 5 представлены виды нижнего сегмента внешнего куба, сечение нижнего сегмента внешнего куба представлено на фиг. 6.

Конструкция нижнего сегмента внешнего куба аналогична конструкции верхнего сегмента внешнего куба с незначительными различиями габаритных расположений некоторых конструктивных элементов. К ним относятся места расположения глухого конусного отверстия 8, углубления 11 для замка, сквозного отверстия 12 для прохода запорного органа замка, размещения пружины 14, упора 15, сквозного отверстия 18 для прохода цилиндрического выступа замка.

Внутренние виды верхнего и нижнего сегментов внешнего куба, позволяющие отразить их визуальные отличия, представлены на фиг. 7.

В фиксации основных элементов участвуют два вида конструктивно аналогичных замков – два замка для расположения их в верхней и нижней глухих гранях и четыре замка для расположения их в боковых гранях.

Виды замков для верхней и нижней граней представлены на фиг. 8.

Замки имеют запорный орган 20, выполненный в виде конуса с углом 18-19 град. Запорный орган размещен на плоской части замка через трапециевидную призму 21. Для обеспечения четкого движения замка по пазу сегментов в исходное состояние на выступающей части трапециевидной призмы 21 сделана фаска 22. С одной из торцевых сторон замок имеет паз 23 для установки пружины. С другой торцевой стороны замка сделан цилиндрический выступ 6, который проходит за внешние границы сегментов через их сквозные отверстия и используется в качестве кнопки при расцеплении основных элементов. На свободном торце цилиндрического выступа замка имеется фаска 24 для придания ему эстетичного вида.

На верхней и нижней гранях замка имеются круговые выступы 25 со скруглением, предназначенные для исключения действия нагрузки на замок от фиксатора в рабочем состоянии, т.е. обеспечивающие крайнее положение замка в закрытом состоянии. Это позволяет исключить излишнюю подвижность зафиксированных основных элементов при сборке модели.

На боковых гранях замков имеются равные фаски 26, необходимые для уменьшения поверхности замка, контактирующей с внутренними поверхностями сегментов и поверхностями внутреннего куба.

Со стороны цилиндрического выступа замок имеет участок 27 с уменьшенной шириной. Такая конструктивная особенность замка связана с габаритным размером фиксаторов и, находясь в исходном состоянии, т.е. до сборки модели, должна обеспечивать полное скрытие запорного органа замка в выступе сегмента.

Виды замков для боковых граней представлены на фиг. 9 и конструктивно аналогичны замкам для верхней и нижней граней, но отличаются увеличенной длиной цилиндрического выступа 6 и участка с уменьшенной шириной замка 27, увеличенной высотой плоской части замка.

Расположение фиксаторов относительно внутреннего куба представлено на фиг. 10.

Фиксаторы устанавливаются на внутренний куб с учетом габаритных ограничений по их размещению. В связи с этим фиксаторы изготовляются трех видов: фиксатор для расположения на верхней грани внутреннего куба, фиксатор для расположения на нижней грани внутреннего куба, фиксаторы для расположения на боковых гранях внутреннего куба. При этом один из фиксаторов, располагаемых на боковых гранях внутреннего куба, отличен от остальных трех. В целом конструкция всех фиксаторов однотипна и имеет незначительные габаритные отличия ширины плоской части, расположения оси отверстия под пружину, длины выступающей цилиндрической части и ширины плоской части.

Виды фиксатора для расположения на верхней грани внутреннего куба представлены на фиг. 11.

Фиксатор имеет внешнюю выступающую цилиндрическую часть 4, предназначенную для смещения фиксатора внутрь сегмента и освобождения замка при сопряжении и фиксации основных элементов. При расцепление зафиксированных основных элементов замок смещается в исходное положение и подпружиненный фиксатор возвращается в исходное положение. С противоположной торцевой части фиксатора имеется паз 28 для установки пружины, которая предназначена для возврата его в исходное положение при разборке модели. На боковых гранях плоской части фиксатора имеются фаски 29, которые необходимы для уменьшения поверхности контакта с пазами внутреннего куба. У основания выступающей цилиндрической части 4 фиксатора имеется фаска 30, которая необходима для центрирования ее в отверстиях сегментов внешнего куба. На свободном торце выступающей цилиндрической части 4 фиксатора имеется фаска 31 для придания эстетичного вида.

Визуальные отличительные признаки отражены в видах фиксаторов, представленных на фиг. 11-15. Так виды фиксатора для размещения на верхней грани внутреннего куба представлены на фиг. 12, виды фиксатора для размещения на нижней грани внутреннего куба представлены на фиг. 13, виды фиксаторов для размещения на трех боковых гранях внутреннего куба – на фиг. 14, на четвертой боковой гране внутреннего куба – на фиг. 15.

Разница в размерах фиксаторов необходима для корректной работы замков. Смещение осей отверстий под пружины требуется для обеспечения возможности размещения всех фиксаторов вместе с пружинами во внутреннем кубе и обеспечения минимального их соприкосновения при работе.

Виды внутреннего куба представлены на фиг. 16.

Внутренний куб на всех шести гранях имеет места 32 для размещения замков. В местах размещения замков имеется паз 33 для фиксатора, в котором дополнительно сделано углубление 34 в виде отверстия для установки пружины. Также в каждом месте под размещение замка имеется продольное углубление 35, предназначенное для свободного движения круговых выступов замка до крайних точек. Пазы 33 на верхней и нижней гранях внутреннего куба незначительно смещены от оси симметрии в сторону замков.

На одном из ребер внутреннего куба имеется выступ 36, который нужен для придания жесткости сегментам, а также обеспечения прочности основного элемента в целом.

С одной из сторон паза 33 под фиксатор имеется плоский выступ 37, направленный в наружную сторону, который необходим для уменьшения люфтов при движении фиксатора по пазу внутреннего куба и исключения отрицательного влияния самих замков в рабочем состоянии.

На верхней и нижней гранях внутреннего куба имеются по три выступа 38, которые необходимы для правильного позиционирования внутреннего куба в верхнем и нижнем сегментах основного элемента. На боковых гранях внутреннего куба имеются два выступа 39 небольшой высоты в виде пояса, которые необходимы для плотной посадки внутреннего куба в сегментах основного элемента.

По периметру верхней и нижней граней сделаны фаски 40, которые необходимы для облегчения процесса сопряжения внутреннего куба с верхним и нижним сегментами внешнего куба.

Возможность осуществления развивающего конструктора подтверждается следующими примерами.

Для проверки осуществимости предлагаемого изобретения и решения поставленной задачи выполнена опытная серия образцов основного элемента кубической формы. При этом все образцы основного элемента из опытной серии идентичны. Основной габаритный размер каждого основного элемента кубической формы без учета буртиков и выступов составил 33х33х33 мм. В основном элементе для подпружинивания замков использованы пружины диаметром до 4 мм, для подпружинивания фиксаторов – пружины диаметром до 3 мм.

Все образцы основного элемента из опытной серии изготовлены по технологии 3D-печати. Однако возможны и допускаются другие варианты изготовления основных элементов развивающего конструктора, при которых допускаются незначительные отклонения геометрических размеров деталей основного элемента, вызванные технологией изготовления.

Фиксацией основных элементов кубической формы предложенной конструкции из опытной серии получена модель «Боксер», изометрическая проекция которой представлена на фиг. 17.

Фиксацией основных элементов кубической формы предложенной конструкции из опытной серии получена модель «Дракон», изометрическая проекция которой представлена на фиг. 18.

Фиксацией основных элементов кубической формы предложенной конструкции из опытной серии получена модель «Елка», изометрическая проекция которой представлена на фиг. 19.

Фиксацией основных элементов кубической формы предложенной конструкции из опытной серии получена модель «Двухпоплавковый гидросамолет», изометрическая проекция которой представлена на фиг. 20.

Дополнительный поиск в различной научно-технической литературе показал, что приведенная в формуле изобретения совокупность и взаимосвязь признаков аналогичных заявленным в предлагаемом изобретении, позволяющая получить заданный технический результат, на сегодняшний день не известна. Следовательно, заявленное техническое решение обладает новизной.

Заявленная совокупность существенных признаков явным образом не следует из известного уровня техники, следовательно, заявленное техническое решение обладает изобретательским уровнем. Апробация заявленного технического решения показала, что оно промышленно применимо. Следовательно, техническое решение отвечает критериям охраноспособности.

Изобретение относится к области развивающих игрушек-конструкторов, состоящих из системы конструктивных элементов, и направлено на развитие у детей логики, мелкой моторики, математических способностей, речи, пространственного воображения, социально-коммуникативных навыков и усидчивости. Развивающий конструктор содержит основные элементы кубической формы, имеющие выступы квадратного сечения с фасками на одних гранях и соответствующие им пазы на других гранях, выполненные с возможностью фиксации основных элементов между собой путем размещения выступов одного основного элемента в пазах другого основного элемента. Согласно изобретению основной элемент кубической формы состоит из верхнего и нижнего сегментов внешнего куба, шести подпружиненных замков, шести подпружиненных фиксаторов, и одного внутреннего куба, при этом фиксация двух элементов между собой осуществляется размещением выступов одного основного элемента в пазах другого элемента, при котором один из выступов одного основного элемента приводит в движение фиксатор второго основного элемента, что обеспечивает смещение фиксатора, освобождение и движение подпружиненного замка до момента его фиксации пружиной. При этом все грани основного элемента с выступами и пазами представляют собой рабочую поверхность для сопряжения и фиксации основных элементов между собой. Основной элемент имеет на каждой из шести своих гранях по два выступа с фасками и по два паза, сформированные из стенок каждого выступа и буртиком, проходящим по всему периметру рабочей поверхности, причем выступы и пазы размещены на каждой грани основного элемента в шахматном порядке. В одном из двух пазов каждой рабочей поверхности основного элемента размещен фиксатор. В одном из двух выступов каждой рабочей поверхности основного элемента размещен замок, а во втором выступе каждой рабочей поверхности основного элемента имеется глухое конусное отверстие. Верхний и нижний сегменты внешнего куба на выступах рабочей поверхности имеют выпуклости в форме плоского цилиндра по одной на каждом выступе, при этом выпуклость на одном из двух выступов рабочей поверхности предназначена для нажатия на фиксатор сопрягаемого основного элемента, а выпуклость на втором выступе рабочей поверхности является декоративным элементом. Верхний и нижний сегменты внешнего куба с внешней стороны имеют по шесть выступов, причем по два выступа на верхней грани верхнего сегмента и нижней грани нижнего сегмента, и по одному на каждой из боковых граней сегментов. Верхний и нижний сегменты внешнего куба с внутренней стороны трех из шести выступов имеют углубления со сквозными отверстиями, а с внешней стороны трех других выступов выполнены глухие конусные отверстия, оси которых смещены в сторону центра основного элемента, при этом отверстия выполнены с боковых сторон выступов. В пазах верхнего и нижнего сегментов внешнего куба выполнены сквозные отверстия, обеспечивающие проход внешней выступающей цилиндрической части фиксатора. Верхний и нижний сегменты внешнего куба с внутренней стороны имеют места для размещения пружин и упоры, при этом упоры замков на глухих гранях верхнего и нижнего сегментов совпадают с местом установки пружин замков боковых граней сегментов. Верхний и нижний сегменты внешнего куба имеют отверстия для обеспечения прохода цилиндрических выступов замков. Верхний и нижний сегменты внешнего куба с внутренней стороны имеют углубления для обеспечения прохода круговых выступов замков. Верхний и нижний сегменты внешнего куба на одном из четырех боковых ребер имеют продольный паз для размещения в нем выступа внутреннего куба. Замок имеет цилиндрический выступ, запорный орган в виде конуса, размещенный на плоской части замка через трапециевидную призму с фаской, и паз для пружины. Замок на верхней и нижней своих гранях имеет по одному круговому выступу со скруглением, а на боковых гранях имеет равные фаски. Со стороны цилиндрического выступа замок имеет участок уменьшенной ширины. Фиксатор с одной стороны имеет внешнюю выступающую цилиндрическую часть с фаской, а с другой стороны паз для установки пружины. Внутренний куб на всех шести гранях имеет места для размещения замков, в которых имеется паз для фиксатора с двумя углублениями, причем одно углубление выполнено в виде отверстия для установки пружины, а второе углубление выполнено продольно. На одном из ребер внутреннего куба имеется выступ. На верхней и нижней гранях внутреннего куба имеются по три выступа, а на боковых его гранях имеются два продольных выступа в виде пояса, причем все выступы предназначены для правильного позиционирования внутреннего куба в верхнем и нижнем сегментах основного элемента. Изобретение расширяет арсенал развивающих конструкторов, обеспечивает надежное соединение основных элементов и способствует развитию у детей когнитивных способностей. 18 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Развивающий конструктор, включающий в себя основные элементы кубической формы, имеющие выступы квадратного сечения с фасками и соответствующие им пазы, выполненные с возможностью фиксации основных элементов между собой путем размещения выступов одного основного элемента в пазах другого основного элемента, отличающийся тем, что основной элемент кубической формы состоит из верхнего и нижнего сегментов внешнего куба, шести подпружиненных замков, имеющих цилиндрический выступ, шести подпружиненных фиксаторов и одного внутреннего куба, а также имеет на каждой из шести своих граней по два выступа с фасками и по два паза, сформированные из стенок каждого выступа и буртиком, проходящим по всему периметру рабочей поверхности, в одном из двух выступов каждой рабочей поверхности основного элемента размещен замок, а во втором выступе каждой рабочей поверхности основного элемента имеется глухое конусное отверстие, при этом фиксация двух элементов между собой осуществляется размещением выступов одного основного элемента в пазах другого элемента, при котором один из выступов одного основного элемента приводит в движение фиксатор второго основного элемента, что обеспечивает смещение фиксатора, освобождение и движение подпружиненного замка до момента его фиксации пружиной в глухом конусном отверстии.

2. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что все грани основного элемента с выступами и пазами представляют собой рабочую поверхность для сопряжения и фиксации основных элементов между собой.

3. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что выступы и пазы размещены на каждой грани основного элемента в шахматном порядке.

4. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что в одном из двух пазов каждой рабочей поверхности основного элемента размещен фиксатор.

5. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что верхний и нижний сегменты внешнего куба на выступах рабочей поверхности имеют выпуклости в форме плоского цилиндра по одной на каждом выступе, при этом выпуклость на одном из двух выступов рабочей поверхности предназначена для нажатия на фиксатор сопрягаемого основного элемента, а выпуклость на втором выступе рабочей поверхности является декоративным элементом.

6. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что верхний и нижний сегменты внешнего куба с внешней стороны имеют по шесть выступов, причем по два выступа на верхней грани верхнего сегмента и нижней грани нижнего сегмента, и по одному на каждой из боковых граней сегментов.

7. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что верхний и нижний сегменты внешнего куба с внутренней стороны трех из шести выступов имеют углубления со сквозными отверстиями, а с внешней стороны трех других выступов выполнены глухие конусные отверстия, оси которых смещены в сторону центра основного элемента, при этом отверстия выполнены с боковых сторон выступов.

8. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что в пазах верхнего и нижнего сегментов внешнего куба выполнены сквозные отверстия, обеспечивающие проход внешней выступающей цилиндрической части фиксатора.

9. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что верхний и нижний сегменты внешнего куба с внутренней стороны имеют места для размещения пружин и упоры, при этом упоры замков на глухих гранях верхнего и нижнего сегментов совпадают с местом установки пружин замков боковых граней сегментов.

10. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что верхний и нижний сегменты внешнего куба имеют отверстия для обеспечения прохода цилиндрических выступов замков.

11. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что замок на верхней и нижней своих гранях имеет по одному круговому выступу со скруглением, а на боковых гранях имеет равные фаски.

12. Развивающий конструктор по п.11, отличающийся тем, что верхний и нижний сегменты внешнего куба с внутренней стороны имеют углубления для обеспечения прохода круговых выступов замков.

13. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что замок имеет запорный орган в виде конуса, размещенный на плоской части замка через трапециевидную призму с фаской, и паз для пружины.

14. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что со стороны цилиндрического выступа замок имеет участок уменьшенной ширины.

15. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что фиксатор с одной стороны имеет внешнюю выступающую цилиндрическую часть с фаской, а с другой стороны паз для установки пружины.

16. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что внутренний куб на всех шести гранях имеет места для размещения замков, в которых имеется паз для фиксатора с двумя углублениями, причем одно углубление выполнено в виде отверстия для установки пружины, а второе углубление выполнено продольно.

17. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что на одном из ребер внутреннего куба имеется выступ.

18. Развивающий конструктор по п.17, отличающийся тем, что верхний и нижний сегменты внешнего куба на одном из четырех боковых ребер имеют продольный паз для размещения в нем выступа внутреннего куба.

19. Развивающий конструктор по п.1, отличающийся тем, что на верхней и нижней гранях внутреннего куба имеются по три выступа, а на боковых его гранях имеются два выступа в виде пояса, причем все выступы предназначены для правильного позиционирования внутреннего куба в верхнем и нижнем сегментах основного элемента.