RU2844598C1 - Игровой конструктор - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к строительным игровым наборам, предназначенным для использования в качестве игр, головоломок, развивающих пространственное мышление, логику. Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в упрощении игрового конструктора, расширении видов фигур, которые могут быть созданы из отдельных единиц игрового конструктора за счет обеспечения возможности создания пространственных сложных фигур, в которых вышерасположенные единицы могут не иметь опору в виде нижерасположенных единиц, обеспечении надлежащей устойчивости и надежности собранных фигур. Технический результат заключается также в расширении арсенала игровых конструкторов. Технический результат достигается за счет того, что в игровом конструкторе, состоящем из набора деталей, содержащего множество идентичных ромбических додекаэдров, при этом часть ромбических додекаэдров соединена между собой с образованием как минимум одного базового и нескольких промежуточных блоков, базовый блок предназначен для укладывания на него сверху промежуточных блоков и/или единичных ромбических додекаэдров. Базовый блок и промежуточные блоки образованы из нескольких ромбических додекаэдров, соединенных между собой так, что каждый ромбический додекаэдр в указанных блоках соединен частью своих граней с ответными гранями соседних ромбических додекаэдров с образованием между ними симметричных выступов и углублений, предназначенных для плотного размещения в них деталей и для обеспечения соединения деталей между собой по принципу шип-паз, предотвращающего их горизонтальное смещение относительно друг друга, при этом количество ромбических додекаэдров в промежуточных блоках меньше, чем в базовом блоке. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Изобретение относится к строительным игровым наборам, предназначенным для использования в качестве игр, головоломок, развивающих пространственное мышление, логику.

Из патента РФ № 2690645 на изобретение известен игровой конструктор, содержащий блоки, образованные из верхней поверхности и боковых сторон, нижнее ребро которых образует основание блока, причем верхняя поверхность выполнена плоской и имеющей один или более выступ или закругленной, а выступ выполнен в форме квадрата с полусферами на боковых сторонах и размером, обеспечивающим его соединение с основанием блоков. Основание блока может быть выполнено в форме квадрата или прямоугольника, одна сторона которого кратна другой. Выступ может быть расположен симметрично основанию.

Недостатком игрового конструктора, известного из патента РФ № 2690645 является ограниченное число фигур, которое можно собрать из такого конструктора, а именно: можно собрать только такие фигуры, при образовании которых вышерасположенные блоки всегда должны всей своей нижней поверхностью опираться на нижерасположенные блоки, т.е. невозможно создание пространственных сложных фигур.

Из патентной заявки США № 4238905A на изобретение известны скульптурные объекты, включающие множество идентичных геометрических твердых единиц, каждая из которых имеет множество граней по меньшей мере двух различных многоугольных форм и которые в совокупности способны к произвольной сборке в плотно упакованные пространственные конструкции, в которых нет перекрывающихся краев или промежутков между прилегающими единицами, причем взаимно противоположные, одинаково сконфигурированные грани каждой единицы соответственно имеют первое и второе магнитные средства фиксированной противоположно ориентированной магнитной полярности, магнитные полюса указанных первых магнитных средств одной единицы и магнитные полюса вторых магнитных средств другой единицы, таким образом, взаимодействуют магнитно в выбранных парах для соединения указанных единиц вместе заранее определенным образом и в плотно упакованной конструкции, каждая указанная единица представляет собой усеченный правильный октаэдр, а указанные магнитные средства представляют собой стержневые магниты, по одному расположенному на каждой грани многогранника, указанные стержневые магниты в полярных квадратных многоугольных гранях имеют свои северные и южные полюса, ориентированные вдоль окружной линии, разделяющей пары противоположных сторон указанных полярных квадратных граней, магниты, расположенные в экваториальных квадратных гранях, имеют свои северные и южные полюса, ориентированные вдоль линии, делящей пополам пары противоположных углов указанных экваториальных квадратных граней в окружном направлении, и магниты, расположенные в шестиугольных гранях, имеющие свои северные и южные полюса, ориентированные вдоль линий, делящих пополам пары противоположных углов указанных шестиугольных граней и проходящие через точки, лежащие в окружном направлении, параллельно широтным окружностям. В патентной заявке США № 4238905A скульптурные объекты могут быть созданы из разных фигур, в том числе ромбических додекаэдров, обеспечивающих их плотную укладку друг на друга без наличия промежутков между соседними единицами.

Недостатком решения, известного из патентной заявки США № 4238905A, является его сложность, обусловленная наличием магнитных средств крепления фигур между собой, что обусловливает необходимость при их сборке соблюдать полярность магнитов. Кроме того, известно, что с течением времени магнитные свойства имеют тенденцию к ослабеванию, что приведет к невозможности сборки скульптурного объекта из отдельных единиц, содержащих магнитные средства крепления. Также наличие магнитных средств крепления отдельных единиц ограничивает разнообразие скульптурных объектов, которые могут быть созданы из таких единиц, поскольку, затруднено создание пространственных сложных скульптурных объектов, в которых часть единиц не имеет опоры в виде нижерасположенной единицы.

Техническое решение, известное из патентной заявки США № 4238905A, выбрано в качестве прототипа.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании игрового конструктора, устойчивого, обладающего простой конструкцией, обеспечивающего возможность создания пространственных сложных фигур, в которых вышерасположенные единицы могут не иметь опору в виде нижерасположенных единиц.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в упрощении игрового конструктора, расширении видов фигур, которые могут быть созданы из отдельных единиц игрового конструктора за счет обеспечения возможности создания пространственных сложных фигур, в которых вышерасположенные единицы могут не иметь опору в виде нижерасположенных единиц, обеспечении надлежащей устойчивости и надежности собранных фигур. Технический результат заключается также в расширении арсенала игровых конструкторов.

Технический результат достигается за счет того, что в игровом конструкторе, состоящем из набора деталей, содержащего множество идентичных ромбических додекаэдров, при этом часть ромбических додекаэдров соединена между собой с образованием, как минимум, одного базового и нескольких промежуточных блоков, базовый блок предназначен для укладывания на него сверху промежуточных блоков и/или единичных ромбических додекаэдров, базовый блок и промежуточные блоки образованы из нескольких ромбических додекаэдров, соединенных между собой так, что каждый ромбический додекаэдр в указанных блоках соединен частью своих граней с ответными гранями соседних ромбических додекаэдров с образованием между ними симметричных выступов и углублений, предназначенных для плотного размещения в них деталей и для обеспечения соединения деталей между собой по принципу шип-паз, предотвращающего их горизонтальное смещение относительно друг друга, проекции базового и промежуточных блоков в плане представляют собой фигуры, близкие к прямоугольным, промежуточные блоки предназначены для их укладывания на места стыков расположенных ниже деталей, ромбические додекаэдры в базовом и промежуточных блоках расположены в один ряд относительно горизонтальной плоскости, часть промежуточных блоков образована из ромбических додекаэдров, расположенных последовательно, при этом один конец такого промежуточного блока расположен на расположенных ниже деталях и закреплен установленными выше деталями, другой конец такого промежуточного блока оставлен свободным, количество ромбических додекаэдров в промежуточных блоках составляет от 2 до 6, при этом базовый и промежуточные блоки выполнены цельными.

Игровой конструктор содержит несколько базовых блоков, соединенных между собой по принципу шип-паз и расположенных в один ряд относительно горизонтальной плоскости с образованием базовой платформы.

Игровой конструктор содержит вторую базовую платформу, образованную из базовых блоков, предназначенных для их укладки сверху на первую базовую платформу на места стыков базовых блоков между собой.

Базовые блоки в базовой платформе соединены между собой, например, посредством штифтов, установленных в сквозных отверстиях в гранях соединяемых деталей.

Базовые блоки верхней и нижней базовых платформ соединены между собой.

Базовые блоки верхней и нижней базовых платформ соединены между собой посредством штифтов, установленных в сквозных отверстиях в гранях соединяемых деталей.

Ромбический додекаэдр (ромбододекаэдр) представляет собой двенадцатигранник, имеющий 12 одинаковых граней в виде ромбов, с отношением большой диагонали к малой диагонали, равным , и 14 вершин: 6 из которых являются вершинами четырёхгранных пирамид с углами при вершине, равными 70,5 градусов, и 8 - трёхгранных пирамид с углами при вершине, равными 109,5 градусов.

Заявляемое изобретение поясняется фигурами.

На фиг. 1 изображена геометрическая единица – ромбический додекаэдр: общий вид.

На фиг. 2 изображена геометрическая единица – ромбический додекаэдр: горизонтальный вид.

На фиг. 3 изображена геометрическая единица – ромбический додекаэдр: вид сверху.

На фиг. 4 изображен базовый блок: общий вид.

На фиг. 5 изображен базовый блок: горизонтальный вид.

На фиг. 6 изображен базовый блок: вид сверху.

На фиг. 7 изображен промежуточный блок.

На фиг. 8 изображен промежуточный блок другой формы.

На фиг. 9 изображен вариант соединения геометрических единиц базового и/или промежуточных блоков посредством штифта.

На фиг. 10 показана фигура, собранная в результате осуществления заявляемого изобретения.

Позиции на фигурах:

1 – геометрическая единица – ромбический додекаэдр;

2 – базовый блок;

3 – промежуточный блок;

4 – штифты;

5 – сквозные отверстия в гранях геометрических единиц.

Осуществление изобретения.

Заявляемый игровой конструктор состоит набора деталей, содержащего множество идентичных ромбических додекаэдров 1, при этом часть ромбических додекаэдров соединена между собой с образованием, как минимум, одного базового 2 и нескольких промежуточных 3 блоков, базовый блок 2 предназначен для укладывания на него сверху промежуточных блоков 3 и/или единичных ромбических додекаэдров 1; базовый блок 2 и промежуточные блоки 3 образованы из нескольких ромбических додекаэдров 1, соединенных между собой так, что каждый ромбический додекаэдр 1 в указанных блоках соединен частью своих граней с ответными гранями соседних ромбических додекаэдров с образованием между ними симметричных выступов и углублений, предназначенных для плотного размещения в них деталей и для обеспечения соединения деталей между собой по принципу шип-паз, предотвращающего их горизонтальное смещение относительно друг друга; проекции базового 2 и промежуточных 3 блоков в плане представляют собой фигуры, близкие к прямоугольным, промежуточные блоки 3 предназначены для их укладывания на места стыков расположенных ниже деталей, ромбические додекаэдры в базовом 2 и промежуточных 3 блоках расположены в один ряд относительно горизонтальной плоскости; часть промежуточных блоков 3 образована из ромбических додекаэдров, расположенных последовательно, при этом один конец такого промежуточного блока 3 расположен на расположенных ниже деталях и закреплен установленными выше деталями, другой конец такого промежуточного блока 3 оставлен свободным; количество ромбических додекаэдров в промежуточных блоках составляет от 2 до 6, при этом базовый 2 и промежуточные 3 блоки выполнены цельными.

Количество ромбических додекаэдров в промежуточных блоках составляет от 2 до 6. Это оптимальное количество ромбических додекаэдров, из которых могут состоять промежуточные блоки именно для игрового конструктора, предназначенного, в первую очередь, для детей. Промежуточные блоки с таким количеством ромбических додекаэдров можно сочетать любым образом в любом количестве, создавая разнообразные конструкции.

Проекции базового и промежуточных блоков в плане представляют собой фигуры, близкие к прямоугольным. Такая форма является наиболее устойчивой и надежной, а также наиболее целесообразной с точки зрения возможности их стыковок между собой.

Часть деталей предназначена для их укладывания на места стыков расположенных ниже деталей. Таким образом обеспечивается не только сборка всей конструкции в целом, но и закрепление нижерасположенных рядов деталей конструкции. Собранная таким образом конструкция будет обладать устойчивостью и надежностью, поскольку исключено горизонтальное смещение деталей относительно друг друга, а также исключено их выпадение из конструкции. В вертикальном направлении устойчивость конструкции обеспечивается весом деталей.

Детали могут быть связаны между собой посредством разъемных соединений, например, штифтов, установленных в сквозных отверстиях в гранях соединяемых деталей.

Штифты и форма отверстий могут быть выполнены любым удобным образом. Например, можно использовать штифты с коническими выступами на концах, которые после установки в сквозные отверстия в гранях соединяемых деталей будут взаимодействовать с внутренними поверхностями граней (упираться в них), предотвращая, таким образом, случайный разъем соединяемых деталей. Также штифты и отверстия могут иметь форму, обеспечивающую последующий разъем соединяемых деталей, для этого один конец штифта может иметь гладкую поверхность, а другой конец штифта может быть снабжен коническим выступом – ограничителем, при этом указанный конец штифта снабжают продольным вырезом, обеспечивающим возможность уменьшения расстояния между разрезанными частями при их сдавливании.

Часть промежуточных блоков образована из ромбических додекаэдров, расположенных последовательно. Такая форма части промежуточных блоков целесообразна при создании сложных пространственных фигур, в которых часть ромбических додекаэдров, образующих такой блок не будет опираться на расположенные ниже детали. Устойчивость такой детали будет обеспечена расположением другого ее конца (другой части ромбических додекаэдров) на расположенных ниже деталях и закреплением этого конца установленными выше деталями.

Ромбические додекаэдры в базовом и промежуточных блоках расположены в один ряд относительно горизонтальной плоскости. Создание промежуточных блоков с большим количеством рядов представляется нецелесообразным, т.к. приведет или к ограничению возможных к сборке типов конструкций, или к увеличению количества исходных деталей.

Игровой конструктор может содержать несколько базовых блоков, соединенных между собой по принципу шип-паз и расположенных в один ряд относительно горизонтальной плоскости с образованием базовой платформы. Это обеспечит возможность создания конструкций на большей площади.

Игровой конструктор может содержать вторую базовую платформу, образованную из базовых блоков, предназначенных для их укладки сверху на первую базовую платформу на места стыков базовых блоков между собой. Таким образом, будет обеспечена надлежащая надежность и прочность наиболее нагруженной части конструкции, особенно в случаях большой площади.

Базовые блоки в базовой платформе могут быть соединены между собой, например, посредством штифтов, установленных в сквозных отверстиях в гранях соединяемых деталей.

Ромбические додекаэдры верхней и нижней базовых платформ могут быть соединены между собой, например, посредством штифтов, установленных в сквозных отверстиях в гранях соединяемых деталей.

В изобретении (как и в прототипе) используется свойство правильных ромбододекаэдров, заключающееся в том, что правильными ромбододекаэдрами одинакового объёма можно полностью заполнить определенную область трехмерного пространства без промежутков и наложений. Если соединять ромбододекаэдры одноименными гранями при четырехгранных вершинах стоящих вертикально на плоскости, то образующаяся поверхность будет иметь углубления с геометрией полностью соответствующей форме четырехгранной вершины такого же ромбододекаэдра. Установка в эти углубления ромбододекаэдров соответствующими вершинами будет плотной (без промежутков и наложений), а геометрия образованной ими поверхности будет полностью совпадать с геометрией поверхности предыдущего слоя. Это свойство соответствует трансляционным свойствам кристаллических решеток твёрдых тел.

Базовый блок содержит минимум девять ромбических додекаэдров, соединенных между собой в квадрат или прямоугольник. Все ромбические додекаэдры в базовом блоке расположены в один ряд относительно горизонтальной плоскости. Базовые блоки образуют базовую жесткую платформу любых площадных размеров. Для повышения устойчивости и надежности конструкции используют вторую базовую платформу, образующую второй ряд (слой) относительно горизонтальной плоскости. В первом ряду (слое) базовые блоки выкладываются на плоскость вплотную друг к другу, образуя сборочную платформу необходимого размера, а базовые блоки второго ряда (слоя) кладут на места стыков базовых блоков первого слоя, плотно (без промежутков и наложений) соединяя их между собой путем обжатия и/или под действием силы тяжести.

Такое соединение обеспечивает связь базовых блоков друг с другом без дополнительной склейки, а также обеспечивает устойчивость всей конструкции. Сборка деталей указанным способом крепления возможна как в плоскости (в горизонтальном направлении), так и в пространстве послойно. В зависимости от размера конечной конструкции базовых платформ может больше двух, при этом каждая расположенная выше базовая платформа укладывается на нижестоящую платформу на места стыков базовых блоков.

Аналогичным образом укладываются и соединяются между собой другие детали конструктора – промежуточные блоки, единичные ромбододекаэдры.

Изготовление отдельных базовых и промежуточных блоков возможно различными способами – склейка отдельных элементов, литье цельного блока, 3D-печать и т.п. Возможно соединение единичных ромбододекаэдров между собой посредством штифтов с образованием базовых и промежуточных блоков.

Детали заявляемого конструктора могут быть изготовлены из любых материалов, обычно применяемых в аналогичных играх, например, дерево, пластик, картон, металл и т.п.

При изготовлении конструкции на любой удобной поверхности сначала формируют базовую платформу из нескольких базовых блоков (в случае объемной конструкции) или используют единичный базовый блок для конструкции небольших размеров.

Далее в зависимости от вида выбранной фигуры укладывают все детали последовательно в нужной комбинации. При этом выступы расположенных выше деталей располагают в углублениях расположенного ниже ряда деталей.

Для большей долговечности конструкции, для исключения ее разрушения, например, при падении, детали могут быть соединены между собой штифтами.

Детали также могут быть склеены между собой, например посредством двустороннего скотча или липучки (текстильной застежки), в этом случае конструкцию в последующем можно будет разобрать.

При необходимости собрать неразборную конструкцию, детали могут быть соединены между собой посредством клея или неразъемных штифтовых соединений.

Взаимодействие по принципу шип-паз всех деталей между собой (базовых и промежуточных блоков, единичных ромбических додекаэдров) обеспечивается по одному и тому же принципу: каждый ромбический додекаэдр взаимодействует частью своих граней с ответными гранями соседних ромбических додекаэдров с образованием между ними симметричных выступов и углублений. Причем такое взаимодействие логично можно называть соединением, т.к. при таком взаимодействии исключается горизонтальное смещение деталей относительно друг друга, т.е. детали соединены друг с другом и удерживают друг друга.

За счет объединения части ромбических додекаэдров в базовый и промежуточные блоки, обеспечивается прочность и устойчивость создаваемой конструкции. Комбинация в одном игровом конструкторе разнообразных исходных деталей, содержащих разное количество ромбических додекаэдров, объединенных в промежуточные блоки различной конфигурации, обеспечивает возможность расширения видов фигур, которые могут быть созданы из отдельных единиц игрового конструктора при обеспечении надлежащей прочности и устойчивости всей конструкции. При этом расширение разнообразия фигур по сравнению с прототипом обеспечивается не путем усложнения исходных деталей, а исключительно путем их связей между собой. Т.е. заявляемый игровой конструктор не является более сложным при использовании и изготовлении по сравнению с наиболее близким аналогом.

Следует отметить, что более высокая устойчивость, чем в прототипе, в заявляемом конструкторе будет обеспечена и без крепления деталей (базового блока, промежуточных блоков и единичных ромбических додекаэдров между собой) и без их дополнительного соединения между собой за счет наличия промежуточных и базового блоков и укладывания промежуточных блоков и единичных ромбических додекаэдров на места стыков расположенных ниже деталей. В заявляемом конструкторе безусловное соединение между собой ромбических додекаэдров должно быть обеспечено только в базовых и промежуточных блоках.

Простота конструкции и процесса ее сборки по сравнению с прототипом обеспечена за счет исключения магнитов.

Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в упрощении игрового конструктора, расширении видов фигур, которые могут быть созданы из отдельных единиц игрового конструктора за счет обеспечения возможности создания пространственных сложных фигур, в которых вышерасположенные единицы могут не иметь опору в виде нижерасположенных единиц, обеспечении надлежащей устойчивости и надежности собранных фигур.

Также обеспечивается расширение арсенала игровых конструкторов.

Claims (6)

1. Игровой конструктор, состоящий из набора деталей, содержащего множество идентичных ромбических додекаэдров, при этом часть ромбических додекаэдров соединена между собой с образованием как минимум одного базового и нескольких промежуточных блоков, базовый блок предназначен для укладывания на него сверху промежуточных блоков и/или единичных ромбических додекаэдров, базовый блок и промежуточные блоки образованы из нескольких ромбических додекаэдров, соединенных между собой так, что каждый ромбический додекаэдр в указанных блоках соединен частью своих граней с ответными гранями соседних ромбических додекаэдров с образованием между ними симметричных выступов и углублений, предназначенных для плотного размещения в них деталей и для обеспечения соединения деталей между собой по принципу шип-паз, предотвращающего их горизонтальное смещение относительно друг друга, проекции базового и промежуточных блоков в плане представляют собой фигуры, близкие к прямоугольным, промежуточные блоки предназначены для их укладывания на места стыков расположенных ниже деталей, ромбические додекаэдры в базовом и промежуточных блоках расположены в один ряд относительно горизонтальной плоскости, часть промежуточных блоков образована из ромбических додекаэдров, расположенных последовательно, при этом один конец такого промежуточного блока расположен на расположенных ниже деталях и закреплен установленными выше деталями, другой конец такого промежуточного блока оставлен свободным, количество ромбических додекаэдров в промежуточных блоках составляет от 2 до 6, при этом базовый и промежуточные блоки выполнены цельными.

2. Конструктор по п. 1, отличающийся тем, что игровой конструктор содержит несколько базовых блоков, соединенных между собой по принципу шип-паз и расположенных в один ряд относительно горизонтальной плоскости с образованием базовой платформы.

3. Конструктор по п. 1, отличающийся тем, что содержит вторую базовую платформу, образованную из базовых блоков, предназначенных для их укладки сверху на первую базовую платформу на места стыков базовых блоков между собой.

4. Конструктор по п. 1, отличающийся тем, что базовые блоки в базовой платформе соединены между собой, например, посредством штифтов, установленных в сквозных отверстиях в гранях соединяемых деталей.

5. Конструктор по п. 1, отличающийся тем, что базовые блоки верхней и нижней базовых платформ соединены между собой.

6. Конструктор по п. 1, отличающийся тем, что базовые блоки верхней и нижней базовых платформ соединены между собой посредством штифтов, установленных в сквозных отверстиях в гранях соединяемых деталей.