Об’ємна логічна іграшка-головоломка “нова сфера марусенка”

Реферат: Даний винахід належить до ігор-головоломок і може використовуватися для розвитку у гравців логічного мислення і просторової уяви, колірного сприйняття, кмітливості. Заявлена об'ємна логічна іграшка-головоломка включає ігровий елемент, виконаний у вигляді сфери. Іграшкаголоволомка додатково містить n ігрових елементів, де n - 1, 2, 3, 4,…, виконаних у вигляді сфер і встановлених співвісно один в одному з можливістю обертання. Кожен ігровий елемент складається з двох пустотілих півсфер, кожна з яких має розташовані симетрично чотири наскрізних вирізи однакової форми. На зовнішніх поверхнях кожної внутрішньої пустотілої півсфери по окружності на однаковій відстані один від одного розміщені чотири стрижні, які мають у перерізі форму півкола. На вершинах кожної внутрішньої пустотілої півсфери розміщені стрижні, які мають у перерізі форму кола. Стрижні споряджені ковпачками з напівкруглою торцевою поверхнею. На внутрішніх поверхнях кожної зовнішньої пустотілої півсфери між наскрізними вирізами виконані повздовжні канавки, спрямовані від вершини півсфери до нижньої окружності, у яких встановлені пружні фіксатори, а зовнішні пустотілі півсфери споряджені елементами рознімного з'єднання. Винахід полягає у підвищенні надійності та технологічності при одночасному підвищенні цікавості. UA 115603 C2 (12) UA 115603 C2 UA 115603 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до ігор-головоломок і може використовуватися для розвитку у гравців логічного мислення і просторової уяви, колірного сприйняття, кмітливості. 7 Відома об'ємна логічна іграшка-головоломка [див. патент РФ на винахід №2253496, М. Кл. A63F 9/08, від 15.03.2004 р., опубл. 10.06.2005 p.], яка включає ігровий елемент у вигляді сфери. У відомій об'ємній логічній іграшці-головоломці сфера розміщена з можливістю вільного обертання у рознімному кубі, який має порожнину сферичної форми. Сфера розсічена на сегменти трьома взаємно перпендикулярними площинами, які проходять через її центр, де кожен із сегментів установлений з можливістю обертання у будь-якій з трьох взаємно перпендикулярних площин. Кожна грань куба має наскрізний отвір для маніпулювання сегментами сфери, діаметр якого не дозволяє окремому сегменту пройти через нього. Сегменти не мають елементів кріплення. Половинки рознімного куба з'єднуються за допомогою внутрішньої різьби. Відома об'ємна логічна іграшка-головоломка має недостатню надійність, низьку технологічність у виготовленні та недостатню цікавість. Це пояснюється тим, що відома іграшка-головоломка містить сегменти сфери, які нічим не з'єднуються між собою. При переміщуванні сегментів один відносно одного можливе їх зміщення і заклинювання, особливо при зношуванні сегментів, обумовленим підвищеним тертям не скріплених між собою сегментів. Це приводить до непрацездатності головоломки. Внутрішня різьба, за допомогою якої з'єднуються половинки рознімного куба, з урахуванням того, що зазвичай такі головоломки виготовляються з пластмаси, швидко зношується і стає непридатною. При роз'єднанні половинок куба сегменти сфери розпадаються і відновити головоломку достатньо складно. Усе це обумовлює недостатню надійність іграшки-головоломки в експлуатації. Виготовлення відомої іграшки-головоломки вимагає дуже високої точності, тому що сегменти сфери повинні бути оброблені таким чином, щоб взаємодіяти між собою без прикладання до них великих зусиль і при цьому між ними не було такого зазору, який міг би викликати їх зміщення і заклинювання. Крім того, головоломка має недостатню цікавість, тому що має вісім сегментів, які частково перекриваються кубом, що не забезпечує повний огляд сфери. А самі сегменти можуть переміщатися лише пошарово відносно вертикальної осі сфери або повертатися півсферами по меридіональних площинах. В основу винаходу поставлена задача удосконалення об'ємної логічної іграшки-головоломки шляхом нового виконання конструктивних елементів і введення нових зв'язків між конструктивними елементами, що забезпечить підвищення надійності та технологічності при одночасному підвищенні її цікавості. Поставлена задача вирішується тим, що в об'ємній логічній іграшці-головоломці, яка включає ігровий елемент, виконаний у вигляді сфери, відповідно до винаходу, новим є те, що вона додатково містить n ігрових елементів, де n-1, 2, 3, 4…, виконаних у вигляді сфер і встановлених співвісно один в одному з можливістю обертання, кожен ігровий елемент складається з двох пустотілих півсфер, кожна з яких має розташовані симетрично чотири наскрізних вирізи однакової форми, на зовнішніх поверхнях кожної внутрішньої пустотілої півсфери по окружності на однаковій відстані один від одного розміщені чотири стрижні, які мають у перерізі форму півкола, на вершинах кожної внутрішньої пустотілої півсфери розміщені стрижні, які мають у перерізі форму кола, стрижні споряджені ковпачками з напівкруглою торцевою поверхнею, на внутрішніх поверхнях кожної зовнішньої пустотілої півсфери між наскрізними вирізами виконані повздовжні канавки, спрямовані від вершини півсфери до нижньої окружності, у яких встановлені пружні фіксатори, а зовнішні пустотілі півсфери споряджені елементами рознімного з'єднання. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак винаходу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, полягає у такому. Нове конструктивне виконання конструктивних елементів і введення нових зв'язків між конструктивними елементами, а саме: - додаткове введення η ігрових елементів, де n-1, 2, 3, 4…, виконаних у вигляді сфер; - встановлення ігрових елементів співвісно один в одному з можливістю обертання; - виконання кожного ігрового елемента у вигляді двох з'єднаних пустотілих півсфер; - виконання на кожній півсфері чотирьох наскрізних вирізів однакової форми; - розміщення на зовнішніх поверхнях кожної внутрішньої пустотілої півсфери по окружності на однаковій відстані один від одного чотирьох стрижнів, які мають у перерізі форму півкола; - розміщення на вершинах кожної внутрішньої пустотілої півсфери стрижнів, які мають у перерізі форму кола: - спорядження стрижнів ковпачками з напівкруглою торцевою поверхнею; 1 UA 115603 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - виконання на внутрішніх поверхнях кожної зовнішньої пустотілої півсфери між наскрізними вирізами повздовжніх канавок, які спрямовані від вершини півсфери до нижньої окружності; - встановлення у повздовжніх канавках пружних фіксаторів; - спорядження зовнішніх пустотілих півсфер елементами рознімного з'єднання, у сукупності з відомими ознаками винаходу забезпечує підвищення надійності та технологічності при одночасному підвищенні цікавості іграшки-головоломки. Це пояснюється тим, що всі ігрові елементи виконані у вигляді сфер, які складаються з двох пустотілих півсфер. На зовнішніх поверхнях кожної внутрішньої пустотілої півсфери по окружності на однаковій відстані один від одного розміщені чотири стрижні, які мають у перерізі форму півкола. При з'єднанні півсфер ці стрижні утворюють стрижень, який має у перерізі форму кола. На такі стрижні встановлюють ковпачки з напівкруглою торцевою поверхнею, які утримують півсфери між собою з утворенням сфери. Ковпачки встановлюють також на стрижнях, розміщених на вершинах кожної внутрішньої пустотілої півсфери стрижнів, які мають у перерізі форму кола. Ковпачки на всіх стрижнях встановлюють з можливістю їх вільного обертання навколо осей стрижнів. При збиранні головоломки стрижні з ковпачками кожної меншої по діаметру сфери розміщують у канавках більшої по діаметру сфери, виконаних на внутрішніх поверхнях кожної зовнішньої пустотілої півсфери між наскрізними вирізами повздовжніх канавок, які спрямовані від вершини півсфери до нижньої окружності. Півсфери найбільшої по діаметру сфери з'єднуються між собою за допомогою елементів рознімного з'єднання. Така конструкція у зібраному вигляді має високу надійність за рахунок того, що всі ігрові елементи стабільно з'єднані один з одним. Встановлення ігрових елементів співвісно один в одному забезпечує можливість обертання кожного елемента у будь-якому напрямку. Всі ігрові елементи є ідентичними і відрізняються один від одного розміром, а їх зовнішні та внутрішні діаметри збалансовані між собою, та дозволяють ігровим елементам вільно розміщуватися один в одному, та в такому положенні здійснювати діаметральні рухи один відносно одного. Ігрові елементи є конструктивно простими у виконанні і не потребують дуже високої точності при їх виготовленні, що сприяє зменшенню собівартості виробу. Кожна півсфера має чотири наскрізні вирізи однакової форми. Це забезпечує можливість обертати сфери одну відносно одної та бачити, у якому положенні знаходиться кожен з елементів конструкції об'ємної головоломки, що сприяє підвищенню цікавості головоломки. Пружні фіксатори, встановлені у повздовжніх канавках, забезпечують фіксування ігрових елементів у необхідному для гравця положенні. При цьому гравець може обертати у будь-якому напрямку інші ігрові елементи та фіксувати їх у необхідному положенні. Таким чином, у конструкції об'ємної логічної іграшки-головоломки, що заявляється, забезпечується підвищення надійності та технологічності при одночасному підвищенні її цікавості. Це значно знижує трудомісткість її виготовлення. За рахунок підвищення технологічності зменшуються матеріальні та енергетичні витрати на виготовлення іграшкиголоволомки. Суть винаходу пояснюється кресленнями, на яких зображена об'ємна логічна головоломка, що містить чотири ігрових елементи, де на Фіг. 1 наведена об'ємна логічна іграшкаголоволомка, загальний вигляд; на Фіг. 2 - об'ємна логічна іграшка-головоломка, виріз однієї чверті; на Фіг. 3 - те ж, вертикальний розріз; на Фіг. 4 - півсфери внутрішнього найменшого ігрового елемента та його вертикальний розріз; на Фіг. 5 - півсфери проміжних ігрових елементів (у даному разі - другого та третього ігрових елементів) та їх вертикальний розріз; на Фіг. 6 півсфери четвертого зовнішнього ігрового елемента та його вертикальний розріз; на Фіг. 7 ковпачок; на Фіг. 8 - схема переміщення ігрових елементів відносно один одного; на Фіг. 9 - одна сторона сфери з чотирма вирізами. Об'ємна логічна іграшка-головоломка має n ігрових елементів, де n-1, 2, 3, 4… (на кресленнях наведена головоломка, яка має чотири ігрових елементи), виконані у вигляді сфер, кожна з яких складається з двох пустотілих півсфер D та S. Ігрові елементи встановлені співвісно один в одному з можливістю обертання. Об'ємна логічна іграшка-головоломка містить внутрішній найменший ігровий елемент 1, проміжні другий ігровий елемент 2 і третій ігровий елемент 3, та четвертий зовнішній ігровий елемент 4. Зовнішні та внутрішні діаметри ігрових елементів 1, 2, 3, 4 збалансовані між собою таким чином, що дозволяють ігровим елементам вільно розміщатися один в одному. Пустотілі півсфери ігрових елементів 1, 2, 3 на зовнішніх поверхнях мають розміщені по окружності на однаковій відстані один від одного чотири стрижні 5, які мають у перерізі форму півкола, а на вершинах кожної з цих півсфер розміщені стрижні 6, які мають у перерізі форму кола. Стрижні 5 фактично є половинами стрижнів, розрізаних вздовж навпіл. На складених разом половинах стрижнів 5 та на стрижнях 6 розміщені ковпачки 7 з напівкруглою торцевою поверхнею, що мають змогу вільно обертатися навколо осей стрижнів 5 2 UA 115603 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 і 6. На кожній пустотілій півсфері виконані чотири наскрізні вирізи 8 однакової форми, за рахунок чого утворюється ажурна конструкція. На внутрішніх поверхнях кожної пустотілої півсфери ігрових елементів 2, 3, 4 між наскрізними вирізами 8 виконані повздовжні канавки 9, які спрямовані від вершини півсфери до нижньої окружності, та споряджені пружними фіксаторами 10. Ковпачки 7, розміщені на стрижнях 5 і 6, розташовані у канавках 9. Пустотілі півсфери ігрового елемента 4 споряджені елементами рознімного з'єднання (на кресленнях не показані). На поверхні ігрових елементів 1, 2, 3, 4 об'ємної логічної іграшки-головоломки можуть бути нанесені логічні кольорові комбінації. Ігрові елементи 1, 2, 3, 4 іграшки-головоломки утворюють вісім площин 11, які можуть бути поділені на сектори, забарвлені окремими кольорами. Об'ємна логічна іграшка-головоломка працює таким чином. Ігрові елементи 1, 2, 3, 4 послідовно встановлюють один в одному, для чого складають разом половини стрижнів 5 та скріплюють їх ковпачками 7. Ковпачки 7 встановлюють також на стрижнях 6. Ковпачки 7 виконані з одною напівкруглою торцевою поверхнею і мають змогу вільно обертатися навколо осей стрижнів 5 і 6. Далі ковпачки 7 розміщують у канавках 9, виконаних між наскрізними вирізами 8. Пустотілі півсфери ігрового елемента 4 скріплюють за допомогою елементів рознімного з'єднання. В утвореній ажурній конструкції гравець через вирізи 8 прикладає до ігрових елементів 1, 2, 3, 4 діаметральну силу. Кожен ігровий елемент 1, 2, 3 меншого діаметра має змогу переміщатися в елементі 2, 3, 4 навколо спільного центру в одній із шести площин та одночасно навколо одної із шести уявних осей. В процесі такого переміщення гравець може фіксувати ігрові елементи 1, 2, 3, 4 у необхідному для нього положенні за допомогою пружних фіксаторів 10. Коли гравець через вирізи 8 знову надає ігровим елементам 1, 2, 3, 4 обертального руху, ковпачки 7 звільняються з пружних фіксаторів 10, які утримували до цього конструкцію у відносно стабільному положенні, переміщуються у канавках 9 у необхідному для гравця напрямку. Обертальні рухи в одному або різних напрямках може виконувати як окремий ігровий елемент, до якого гравець прикладає силу, так і декілька ігрових елементів іншого діаметра відносно ігрового елемента або елементів, що його або їх оточують. Такі переміщення можуть виконуватися одночасно або роздільно, здійснюватись в різних площинах, та в різних протилежних, або суміжних напрямках. Сенс просторового переміщення ігрових елементів полягає у відтворенні кольорових комбінацій восьми площин 10 (Фіг. 9), утворених торцевими поверхнями однакового кольору. Ці площини можуть мати різне забарвлення, наприклад, в два, чотири, вісім, чи більше кольорів. Об'ємна логічна іграшкаголоволомка може мати інші кольорові комбінації. Логічні кольорові комбінації, розміщені на поверхні окремої такої площини головоломки, можуть бути поділені на сектори, забарвлені окремими кольорами. Додаткові кольорові комбінації окремих секторів сприяють більшій зацікавленості гравця в процесі розв'язання задачі іграшки-головоломки та дають можливість ускладнювати, або спрощувати рішення іграшки-головоломки, застосовуючи одну й ту саму базову конструкцію при її виробництві. У об'ємній логічній іграшці-головоломці, що заявляється, забезпечується підвищення надійності та технологічності при одночасному підвищенні її цікавості. Це значно знижує трудомісткість її виготовлення. За рахунок підвищення технологічності зменшуються матеріальні та енергетичні витрати на виготовлення іграшки-головоломки. Об'ємна логічна іграшка-головоломка, що заявляється, виконана з відомих матеріалів з використанням відомого устаткування і відомих технологій, що підтверджує її промислову придатність. 45 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 Об'ємна логічна іграшка-головоломка, що включає ігровий елемент, виконаний у вигляді сфери, яка відрізняється тим, що додатково містить n ігрових елементів, де n - 1, 2, 3, 4,…, виконаних у вигляді сфер і встановлених співвісно один в одному з можливістю обертання, кожен ігровий елемент складається з двох пустотілих півсфер, кожна з яких має розташовані симетрично чотири наскрізних вирізи однакової форми, на зовнішніх поверхнях кожної внутрішньої пустотілої півсфери по окружності на однаковій відстані один від одного розміщені чотири стрижні, які мають у перерізі форму півкола, на вершинах кожної внутрішньої пустотілої півсфери розміщені стрижні, які мають у перерізі форму кола, стрижні споряджені ковпачками з напівкруглою торцевою поверхнею, на внутрішніх поверхнях кожної зовнішньої пустотілої півсфери між наскрізними вирізами виконані повздовжні канавки, спрямовані від вершини півсфери до нижньої окружності, у яких встановлені пружні фіксатори, а зовнішні пустотілі півсфери споряджені елементами рознімного з'єднання. 3 UA 115603 C2 4 UA 115603 C2 5 UA 115603 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6