HUT71823A - Spatial elements for forming butterfly shapes and spatial mechanisms comprising interlocked chains of butterfly shapes which are open or closed by themselves - Google Patents

Spatial elements for forming butterfly shapes and spatial mechanisms comprising interlocked chains of butterfly shapes which are open or closed by themselves Download PDF

Info

Publication number
HUT71823A
HUT71823A HU9401828A HU9401828A HUT71823A HU T71823 A HUT71823 A HU T71823A HU 9401828 A HU9401828 A HU 9401828A HU 9401828 A HU9401828 A HU 9401828A HU T71823 A HUT71823 A HU T71823A
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
elements
spatial
shapes
butterfly
butterfly shapes
Prior art date
Application number
HU9401828A
Other languages
Hungarian (hu)
Other versions
HU9401828D0 (en
Inventor
Peter Danko
Tamas Toth
Zsuzsanna Tar
Original Assignee
Danko
Toth
Tar
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Danko, Toth, Tar filed Critical Danko
Priority to HU9401828A priority Critical patent/HUT71823A/en
Publication of HU9401828D0 publication Critical patent/HU9401828D0/en
Priority to AU27500/95A priority patent/AU2750095A/en
Priority to PCT/HU1995/000025 priority patent/WO1995035142A1/en
Publication of HUT71823A publication Critical patent/HUT71823A/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H33/00Other toys
    • A63H33/04Building blocks, strips, or similar building parts

Landscapes

  • Toys (AREA)

Abstract

A set of elements is disclosed for building open, repetitive three-dimensional structures made of butterfly-shaped pieces and of interlinked fitting butterfly-shaped pieces. The elements are provided along their demarcation lines with connecting means. The individual elements (1 to K) are designed as polygons with n sides, n being an integer >/= 5. The polygons further have at least one axis of symmetry and at least three, but maximum n-1 equal adjacent angles ( alpha ) that satisfy the mathematical equation (1) alpha = arc cos {-cos[n1-2).90/n1].cos[(n2-2).90/n2]}, in which the integers n1 and n2 >/= 3 and are freely selectable. The individual elements (1 to K) further have pairs of congruent sides.

Description

Találmányunk tárgya egy olyan elemkészlet, amelynek páros számú és egymással egybevágó elemeiből olyan közös csúcsban illeszkedő és a síkból kiforduló térelemek - úgynevezett pillangóformák alakíthatók ki, amelyeknek a közös csúcsba összefutó élei a térelem egyazon oldaláról szemlélve konvex *The present invention relates to a set of elements whose odd numbered and congruent elements form a common vertex and a rotating plane - so-called butterfly shapes whose convex edges are convex when viewed from the same side of the element.

és konkáv /tehát 18O°-nál kisebb ill. nagyobb/ szögeket is bezárnak egymással.and concave / thus less than 18 ° or respectively. larger / angles are locked together.

E különös - a síkból kiforduló - térelem ismételt /szekvenciális/ egy- vagy többirányú láncszerű összekapcsolásával rendkívül változatos felépítésű, kívánt esetben önmagukban záródó térszerkezetek /pl. gömbök/ építhetők fel.This particular rotating spatial element is interconnected by repeated / sequential / unidirectional or multidirectional structures of extremely varied, self-locking spatial structures, e.g. spheres / can be built.

A találmányunk szerinti elemkészlet egyik jelentős alkalmazási területe a logikai, és kombinációs készséget, valamint térlátást fejlesztő játékként történő fe1 haszná 1 ásuk; de kiemelkedő jelentőségű a makro- és mikrovilág modellezésére való alkalmasságuk is; és kiválóak jó hang- és hőszigetelő tulajdonságú, egyúttal nagy teherbírású falak, térelválasztók és egyéb építészeti alkotások megvalósítására is.An important area of application of the set of elements of the present invention is their use as a toy for developing logical, combination and spatial vision; but their ability to model macro and micro worlds is also of paramount importance; and they are also excellent for walls, partitions and other architectural works with good sound and heat insulation properties, while also having a high load capacity.

Napjainkban s zámos olyan konstrukciós játék ismeretes és található kereskedelmi forgalomban, amely egymáshoz vagy egymásba illeszthető, egymáshoz kapcsolódó építőelemekből áll. Ezek túlnyomó többségénél a játék készítője határozza meg azokat a konkrét szerkezeteket /pl. jármümode11ek, gép, épület, ember v. állatalak/, amelyet az elemekből össze lehet építeni. így ezeknél a játékoknál megadott sablonok, ábrák segítségével alakítják ki a kívánt formát.Nowadays, a number of construction toys are known and commercially available which consist of interlocking or interlocking building blocks. In the vast majority of these, the game creator defines the specific structures / eg. vehicle, building, man, man. animals / that can be made up of elements. Thus, with the help of the templates and illustrations provided in these games, they will create the desired shape.

Bár e játékok is fejlesztik a kézügyességet, az elemkészlet egyes tagjai - mely a célfeladat szerinti kialakításúak rendkívül behatárolják a kialakítható formák számát, típusát. E játékok körébe tartozik a közismert LEGO is, ···· ««·« 4« *Although these games also develop dexterity, some members of the set of items - which are designed according to the purpose of the task - extremely limit the number and types of shapes that can be created. These games include the well-known LEGO, ···· «« · «4« *

* · « · Ο • · · · · ·« • · · · · · > * ·· ·· · melyet kiváló minősége is az egyes elemek alaktartóssága emel ki a hasonló játékok köréből.* The high quality of each element highlights the similarity of the toys.

Ismeretesek továbbá olyan megoldások is, amelyeket elsődlegesen modell készítésére, szemléltetésre fejlesztettek ki. Ezek közül említenénk meg azt a perforált gömbökből és pálcikákból álló oktatási segédeszközt, ame1yn e k seg i t ségéve1 különböző kristályf ormák, ill. molekulaszerkezetek alakíthatóak ki, ill. mutathatók be. E megoldással az építés esztétikai élményt nem nyújt, és nem motivál alkotásra .Also known are solutions that are primarily developed for modeling and demonstration purposes. Of these, we would mention the educational aid consisting of perforated spheres and chopsticks, which, with the help of it, have different crystal forms and / or crystals. molecular structures can be formed, respectively. can be presented. With this solution, construction does not provide an aesthetic experience and does not motivate you to create.

Oktatási segédeszközként síkidomokból /po1igonokbó1/ álló elemkészlet is ismeretes, e megoldásnál fülekkel ellátott papír elemeket alkalmaznak, melyeket gumiszalaggal erősítenek egymáshoz. Az elemkészlet egyes tagjai /háromszögek, négyszögek, stb./ egymáshoz kapcsolásával különféle idomok, pl. gúlák, oktaéderek és egyéb kristályformák építhetők fel, azonban mindenkor csak olyan siklapokkal határolt, zárt térszerkezetek nyerhetők, melyeknél az egy csúcsba összefutó élek a test egyik oldaláról szemlélve konvex, a másik oldaláról szemlélve pedig konkáv szöget zárnak be egymással.Also known as a teaching aid is a set of planar elements (polygons), which use paper elements with tabs fastened to each other with rubber bands. By connecting elements of a set of elements / triangles, quadrilaterals, etc., various shapes, e.g. goulashes, octahedra, and other crystal shapes can be constructed, but only closed space structures bounded by daggers can be obtained at all times, with edges converging to one vertex and convex when viewed from one side of the body.

Elemekből összeállítható játékot fejlesztett ki a Novotion Design Ltd is, melynek egyes elemeinek kialakítását a 4.874.341; 4.886.477; 4.731.041 ill. 4.902.259 lajstromszámú USA szabadalmak ismertetik. Ezen ismert megoldás egyes építőelemei vékony műanyag lapokból álló síkbeli poligonok /háromszögek, négyszögek, ötszögek, stb./, amelyek határoló oldalaik mentén kapcsolóelemekkel /szemes fülekkel/ vannak ellátva; továbbá tartalmaz a készlet néhány speciális elemet - melynek felhasználásával jármüvek kerekei, meghajtásai, stb. alakíthatóak ki. Ezen ismert megoldás különlegessége, hogy alkalmazásával hajlított felületekkel határolt tárgyak is kialakitahatóak, amelyet az biztosit, hogy néhány építőeleme a szimmetriatengelye /vagy tengelyei/ mentén hajtással /nem teljes keresztmetszetű bevágással/ van ellátva.Novotion Design Ltd has also developed a game of elements, some of which have been developed by 4,874,341; 4,886,477; 4,731,041 ill. U.S. Patent Nos. 4,902,259. Some of the building blocks of this known solution are planar polygons / triangles, rectangles, pentagons, etc. of thin plastic sheets, which are provided with coupling elements / eyelets along their bounding sides; the kit also contains some special items - which are used for vehicle wheels, drives, etc. can be developed. A special feature of this known solution is that it is possible to form objects delimited by curved surfaces, which is ensured by the fact that some of its building elements are provided with a drive / not-cross-cut notch along its axis (or axes).

A 195.020 lajstromszámú magyar szabadalmi leírásból olyan térbeli modell ismerhető meg molekulastruktúrák bemutatására, amely egy-egy atomot imitáló /hozzávetőlegesen tetraéder és félgömb alakú/ modulokból áll. Ezek a modulok soklapú térbeli idomként vannak kiképezve és egymással legalább egy lapjuk mentén egy közös csúccsal érintkeznek.Hungarian Patent Application No. 195,020 discloses a three-dimensional model for the presentation of molecular structures consisting of atoms imitating / approximately tetrahedral and hemispherical / modules. These modules are formed as multi-dimensional spatial blocks and contact one another along at least one face with a common vertex.

A kialakított szerkezet olyan térszerkezetet alkot, melynél az érintkező lapok által bezárt szögek összege 360-nál nagyobb, igy aplanáris, ciklikus vegyületek modellezésére, tudományos kutatási és oktatási célokra alkalmazható, speciális felépítésű modelljei miatt azonban felhasználási területe erősen korlátozott.The structure is a spatial structure where the sum of the angles enclosed by the contact sheets is greater than 360, which can be used for modeling aplanaric, cyclic compounds for scientific research and education purposes, but due to its special design, its application is severely limited.

Áttekintve az ismert megoldások körét összefoglalóan elmondhatjuk, hogy bár számos síkidomokból ill. egyéb speciális épitóe1emekbό 1 álló készlet ismeretes, amelyek összeillesztésével ill. összekapcsolásával különféle formák, így egyrészt geometriai idomok, másrészt modellek állíthatók össze, változatlanul fennáll az újabb és újabb konstrukciós készletek, játékok iránti i g é n y , melyek a fór tn n tere ni t ó s /kutatás, oktatás, szemléltetés/ eszköztárává válhatnak.Summarizing the range of known solutions, it can be said that although many other special building blocks 1 are known for assembling or assembling. by connecting various shapes, such as geometric shapes and models on the one hand, there is still a need for new construction kits, toys, for example, which can become a tool for research, education, demonstration / tools.

Találmányunk megalkotásakor egy új elemkészlet kialakítását tűztük ki célul, amely a síkidomokból /síkbeli po1igonokbó1/ • · · · Λ • * * *···« • · «··*«« ···· ·· ·· 4 álló elemkészleteket továbbfejlesztve olyan új térszerkezetek kialakítását teszi lehetővé, mely az ismert megoldásokkal megvalósithatat lan.In the context of the present invention, we aim to develop a new set of elements, which further develops 4 sets of planar elements / planar polygons1 / · · · · * * * ·············································································· it allows the development of new spatial structures that are not feasible with known solutions.

Találmányunk alapja az a felismerés, hogy amennyiben az elemkészlet egymáshoz illesztett páros számú elemének a közös csúcsokba /csúcsnégyesekbe ill. páros számú csúcs többesekbe/ összefutó szögeinek összege rendre nagyobb 36O°-nál, akkor az igy létrejövő térformák egy különleges, a síkból kiforduló alakzatot, úgynevezett pillangóformát hoznak létre, amely pi11angóformák egy vagy többirányú láncszerű összekapcsolásával különleges csipkéződések után bezáruló gömbiormák, vagy korlátlan számú elemmel továbbépíthető láncok alakíthatóak ki.The present invention is based on the discovery that if the elements of a set of elements are matched to one another in common vertices / quadrants, respectively. the sum of the angles of the even vertex to the plural / convergent angles is greater than 36O °, then the resulting spatial shapes create a special shape called a butterfly shape, which is connected by a single or multidimensional further chains can be formed.

A fentiek értelmében találmányunk tárgya egy síkidomokból, pontosabban po1igonkontúrokbó1 álló elemkészlet - ahol a ρο1igonkontúr kifejezés alatt olyan egyenes vonalakkal határolt idomokat értünk, amelynek egyes csúcsai egyetlen közös síkban fekszenek. így a síkbeli poligonokon túlmenően a gyakorlati megvalósítás során az elemkészlet tagjai lehetnek mindazon építőelemek, amelyek nem tömör siklapokból, hanem pusztán azok határvonalának /kontúrjának/ megfelelő rudakból, csövekből, stb. állnak; illetve equivalens megoldást nyújtanak azok az elemek is, ahol e kontúrok nem sik felületekkel borítottak, vagy amelyeknél a kontúrvonalak mentén kicsonko1 ások, betoldások vannak.Accordingly, the present invention relates to a set of planar shapes, more particularly polygonal contours, where the term ρο1igon contour refers to shapes bounded by straight lines whose individual vertices lie in a single common plane. Thus, in addition to planar polygons, in the practical implementation the members of the set of elements can be all building blocks which are not made of solid glides, but merely of their boundary / contour / rods, pipes, etc. available; or equivalent elements are provided where these contours are not covered with smooth surfaces or have truncations or inserts along the contour lines.

Felismertük továbbá, hogy a pillangóformákból azok szekvenciális ismétlésével akkor és csakis akkor építhetők önmagukban záródó, egyQttal a tér több irányába is továbbépíthető térszerkezetek /úgynevezett két tőstö lesérek/ amenj5 • ·We have also discovered that the butterfly shapes can, by sequential repetition, form self-locking spatial structures that can be extended in multiple directions / so-called two-legged spines / amenj5 · ·

-t *·*· ···< <· . . ♦ · * ♦ i .· _ ’ .·· ··· nyiben az egyes építőelemek nem szabályos egyen 1öo1da1ú poliéderek, hanem elrontott szimmetriájúak.-t * · * · ··· <<·. . ♦ · * ♦ i. · _ '. ·· ··· Each building block is not a regular polyhedron but has a misaligned symmetry.

E felismerés alapján találmányunk tehát arra vonatkozik, hogy meghatározza a pillangóformákat, illetve pillangóformák láncolatát alkotó elemkészlet egyes elemeinek jellemzőit, tehát azon szükséges és elégséges jellemzők összességét, amelyet az elemkészlet egyes tagjainak ki kell elégíteniük, hogy a záródó pillangóformák kialakithatóak legyenek.Based on this discovery, the present invention is directed to defining the characteristics of each element in a set of butterfly shapes or a set of butterfly shapes, that is, the set of necessary and sufficient features that each member of the item set must satisfy to form closed butterfly shapes.

A találmányunk szerinti elemkészlet egyes elemei a határoló vonalaik mentén kapcsο 1órészekke1 ellátott n oldalú ρο1igonkontúrok tehát, ahol n— 5 /és egész szám/ és e poligonkontúrok legalább egy szimmetriatengellyel rendelkeznek és legalább három, de legfeljebb /n-1/ egymással szomszédos szögük egyenlő és kielégíti a következő matematikai feltételeket:Thus, some elements of the set of elements of the invention are contiguous n-side contours with n-5 sides and adjacent to their bounding lines, where n-5 / and integer / and these polygon contours have at least one axis of symmetry and at least three but not more than / n -1 satisfies the following mathematical conditions:

c/ - arc cos /-cos/nl-2/.90/nl/.cos //n2-2.9O/n2//, ahol ni és n2 — 3 egész számok és tetszőlegesen megválasztható értékek; továbbá az egyes elemek oldalai páronként egybevágók.c / - face cos /-cos/nl-2/.90/nl/.cos //n2-2.9O/n2//, where ni and n2 - 3 are integers and arbitrary values; and the sides of each element are matched in pairs.

Célszerűen az elemkészlet 5 *~ n —8 oldalú ρο 1 igonkontúrokbó 1 /törzselemekbö1/ áll.Preferably, the element set consists of 5 * ~ n —8-sided ρο 1 igon contours 1 / body elements1 /.

A találmányunk szerinti megoldás előnyös kialakítási módjánál a ρο1igonkontúrok műanyag síkidomok, melyek a határolóvonalaik /kontúrjaik/ mentén szabadon elforduló kapcsolórészekkel vannak ellátva.In a preferred embodiment of the present invention, the ρο1igon contours are plastic planar moldings provided with freely pivotable coupling portions along their boundary lines / contours.

· « • · · • *♦· «• · · • * ♦

Egy további előnyös kialakítási módnál a ρο1igonkontúr mentén alakzárással záródó kapcsolórészek vannak.In a further preferred embodiment, there are coupling portions that are locked in shape by the ρο1igon contour.

Célszerű az a kialakítási mód is, melynél a poligonkontúr egymáshoz rögzített rudakból áll és az egyes elemek oldhatatlan kötéssel vannak összekapcsolva.It is also desirable that the polygon contour consists of rods fixed to each other and that each element is connected by an insoluble bond.

Egy további kiviteli alaknál a ρο1igonkontúrok határvonala mentén mágneses kapcsolórészek vannak kialakítva.In another embodiment, magnetic coupling portions are formed along the boundary of the ρο1igon contours.

Adott esetben az elemkészlet egymással egybevágó n oldalú ρο1igonkontúrokbó1 áll és n célszerűen öt.Optionally, the set of elements consists of concurrent n-sided contours of ng and n is preferably five.

Előnyös továbbá, ha az elemkészletnek további, úgynevezett perifériális tagjai is vannak, melyek olyan n oldalú poligonok, ahol n — 3 és legalább egyetlen cK szögük kielégíti a megadott egyenletet; ill. az <~X szöget körbezáró kontúrjai egybevágóak az elemkészlet tagjainak /úgynevezett törzstagjainak/ egy-egy kontúrjával.It is also preferred that the set of elements have additional so-called peripheral members, which are n-sided polygons, where n - 3 and at least one angle cK satisfy the given equation; respectively. the contours enclosing the angle <~ X coincide with the contours of the members / so-called body members of the element set.

A továbbiakban példák és ábrák kapcsán mutatjuk be a találmányunk szerinti elemkészlet alkalmazását, ill. igazoljuk a megadott konstrukciós képlet helytállóságát és az elemkészletből felépíthető un. pi11angóforma kialakítását, valamint a pi11angóformák szekvenciális ismétlésével kialakítható ke11őstö1 csér alakzatot, melyek a továbbiakban az önmagukban záródó, ill. adott esetben láncszerűen nyitott térszerkezetek ismétlődő alapelemei.In the following, examples and figures illustrate the use of the battery set according to the present invention. we prove the correctness of the given construction formula and the so-called. formation of the pi11orphoid form, and the formation of a ternary tuft formed by sequential repetition of the pi11orphic forms, which are hereinafter referred to as self-closing or self-closing. repetitive basic elements of optionally open-space structures.

f *··< 999» 99 4» ♦* - · < · · ·f * ·· <999 »99 4» ♦ * - · <· · ·

Példáinkban az elemkészlet n=5 oldalú, egymással egybevágó elemeinek segítségével érzékeltetjük a jellemzően kialakítható térszerkezetet, ahol azIn our examples, we use the n = 5-sided overlapping elements of the element set to illustrate the typical spatial structure where

1. ábrán az un. két csuklós tengelyű pillangóformát-, aIn FIG. two pivot shafts, a

2. ábrán ennek egy továbbépített fázisát-, aFigure 2 shows a further phase of this, a

3. ábrán pi 1 1 angóformákbó1 létrehozott un. ke11östö1 csért-, aIn Fig. 3, the so-called pi1 1 formed from ango forms. ke11östö1 csér-, a

4. ábrán pedig két, egymásra merőleges irányban továbbépített tö1 csérszerkezetet mutatunk be.Fig. 4 shows two mutually perpendicular gutter structures.

Az ábrák csak az elvi megoldásokat tartalmazzák, a gyakorlati megvalósítás /tehát kapcsoló részek/ feltüntetése nélkül. /Ez utóbbira ugyanis számos ismert megoldás - pl. a kapocsszerüen kialakított fülek - ismeretes./The diagrams contain only conceptual solutions and do not indicate the practical implementation (ie the connecting parts). / For the latter there are many known solutions - eg. staples - known./

Példáinkban tehát egymással egybevágó ötszögekből építünk térszerkezeteket , amely térszerkezetek úgynevezett pillangóformák láncolatából állnak.Thus, in our examples, we construct spatial structures made of pentagons that are congruent with each other, consisting of a chain of so-called butterfly shapes.

Amint az 1. ábrán látható, a pi11angóforma négy darab, az 01 csúcsban csúcsaikkal és az azt határoló oldalakkal összeillesztett ötszög alakú 1...4 elemekből áll. Ezen ötszög alakú 1...4 elemek találmányunk értelmében úgynevezett elrontott szimmetriájú ötszögek, vagyis szögeik nem egyenlő nagyságúak .As shown in Fig. 1, the piercing shape consists of four pentagonal elements 1 to 4 joined at their apex 01 and their adjacent sides. These pentagonal elements 1 to 4 are, according to the invention, so-called pentagons of spurious symmetry, i.e. their angles are not of equal size.

• ·*♦♦ <«·· ·· «· ·· · « « · « • · · ·4 ·*· • · ♦ ♦···· <·· 4 »· ·· *• · * ♦♦ <«·· ··« · · · · 4 · * · · · ♦ ♦ ···· <·· 4 »· ·· *

Definíciónk szerint a térszerkezet építőeleme csak olyanBy definition, a spatial building block is just that

1...4 elem /jelen esetbe ötszög/ lehet, melynek legalább három egymást folytonosan követő szöge azonos nagyságú.1 ... 4 elements (in the present case, may be pentagonal) with at least three consecutive angles of equal size.

/Minthogy egybevágó ötszögeket választottunk, az oldalakra felállított kritérium automatikusan teljesül.// Because we have chosen pentagons, the criteria set for the pages are automatically met. /

Amint az az ábrán jól érzékelhető, az igy nyert alakzat kifordul a síkból, mert az 01 pontban összeillesztett négyei szög értéke nagyobb mint 360°. Ábránkon cT illetve / szöggel jelöltük azt a két csúcsszöget, melyet a négy határoló 1...4 elem páronként egymással bezár, s amelyek közül - mint az látható, azonos oldaláról /pl. felülről/ szemlélve a szerkezetet az egyik a P szög 180°-nál kisebb, mig a másik, a d szög nagyobb 180 -nál. Az ábrán nyilakkal érzékeltettük, hogy az igy kialakított szerkezet nem merev, hanem pl. az A-C csúcsok közelítésével vagy távolításával a B-D csúcsok ellentétes értelemben távolodnak, ill. közelednek egymáshoz. /Innét nyerte elnevezését ez a nyeregformájú térszerkezet, mert az igy létrehozható elmozdulás a pillangó szárnycsapásaira emlékeztet./As can be seen in the figure, the resulting shape rotates out of plane because the quadrilateral angle at point 01 is greater than 360 °. In our figure we denote by cT or / the two angles which the four bounding elements 1 ... 4 close in pairs, of which, as can be seen, on the same side / eg. from above / when viewing the structure, one angle P is less than 180 °, while the other angle d is greater than 180. In the figure, we have seen with arrows that the structure thus formed is not rigid; by approaching or removing the A-C vertices, the B-D vertices move in the opposite sense, respectively. approach each other. / This is the name of this saddle-shaped spatial structure, because the movement thus created is reminiscent of butterfly wing strikes. /

A 2. ábrán a C csúcs irányában az 5 és 6 elemekkel továbbépítettük a térszerkezetet, igy t@hát a C csúcsból egy tovább^ közös csúcs, az 02 csúcs lett, amelynél ismét Γ ill- Ó szögekkel jelöltük a csúcsnégyesnél kialakuló lapszögeket. A nyilakkal egyrészt azt kívántuk jelezni, hogy az A és E csúcsokat közösítve egy olyan záródó térszerkezetet hozhatunk létre, amely az A-E, 01 ill. 02 csúcsokkal határolt virtuális háromszöget zárja körül, kettős tölcsért alkotva.In Fig. 2, the spatial structure was further extended with elements 5 and 6 in the direction of vertex C, so that vertex C became a more common vertex, vertex 02, again denoted by the angles Γ and γ respectively. On the one hand, the arrows were used to indicate that the vertices A and E can be combined to form a closed space structure that is A-E, 01, and 1, respectively. It encloses a virtual triangle with 02 vertices, forming a double funnel.

w··· ···· ·· ·* • · · · · • ♦ ·· «·· * »···*· • 9 ·· ·· Vw ··· ···········································································································································

A virtuális kifejezéssel azt jelezzük - és ezt a kifejezést továbbiakban is konzekvensen alkalmazni fogjuk hogy a találmányunk szerinti térszerkezeti elemek a tér egyes részeit /jelen eetben egy háromszög alakú térrészt/ körbezárják. /Az igy létrejött alakzatokat nevezzük a továbbiakban virtuális po1igonoknak./By the virtual term, it is meant and will continue to be used consistently that the spatial structural elements of the present invention enclose portions of space (in this case, a triangular space). / The resulting shapes are called virtual po1igons.

A 2. ábrán a 7 elem a továbbépítés egy további lehetséges irányát jelzi, és az is belátható, hogy az A-E csúcsok egyesítésével lezárnánk a továbbépítés lehetőségét.In Figure 2, the element 7 indicates a further possible direction of further construction, and it will also be appreciated that combining the vertices A-E would eliminate the possibility of further construction.

A 3 . ábrán tovább i pillangói ormák egyesi t és éve 1 egy olyan kettőstö1csért valósítottunk meg, amely egy szabályos ötszöget alkotó VI virtuális poligont fog közre, a 4. ábrán pedig a térszerkezet építését egy másik irányban is továbbfolytatva egy szabályos hatszöget alkotó V2 virtuális poligont határolnak ugyancsak kettős tölcsér formában az egyes 1...18 elemek.THE 3 . Figure 4 further illustrates the unique t and year 1 of the butterfly orms 1 which form a double polygon VI which represents a virtual polygon VI forming a regular pentagon, and in Figure 4 also delimit a virtual polygon V2 forming a regular hexagon in another direction. 1 to 18 elements in the form of a funnel.

Az 1.-4. ábrákon a számjegyek tükörirásáva 1 kívántuk érzékeltetni, hogy adott esetben a külső vagy belső felét láthatjuk az egyes 1...18 elemeknek. A 3. és különösen a 4. ábra térszerkezeténé 1 jól látható, hogy az egymással záródó pillangóformák egyidőben több térszerkezete lem részei. így pl. a 4. ábra 3,/4/, 9 és 10 elemei egyidőben alkotórészei a szabályos ötszögü VI virtuális poligont alkotó kettőstölcsérnek és a szabályos hatászögü V2 virtuális poligont alkotó kettőstölcsérnek.1-4. In Figures 1 to 4, it is intended to illustrate by numerically mirroring the digits 1 that the outer or inner half of each of the elements 1 to 18 may be seen. The spatial structure of Figure 3, and in particular of Figure 4, clearly shows that the interlocking butterfly shapes are part of several spatial structures at the same time. so e.g. the elements 3, 4, 9 and 10 of FIG. 4 are simultaneously constituting the double funnel forming the regular pentagonal virtual polygon VI and the double funnel forming the virtual polygon V2 having the regular effect.

t« ·· *··* ·«» • · · · ·· ·t «·· * ·· * ·« »• · · · ·· ·

99

A példaként bemutatott térszerkezetek csupán alapjait érzékeltetik annak a konstrukciós lehetőségnek /illetve szabályszerűségnek/, amely a találmányunk szerinti elemkészlet alkalmazásával megvalósítható.The exemplary spatial structures illustrate only the basics of the constructability (or regularity) that can be realized using the set of elements of the present invention.

···· ···· • ····· ···· · ·

9 99 9

9999

A 3. és 4. ábrák segítenek annak megvilágításában, hogy egyértelművé váljék: záródó /tehát virtuális poligonokat alkotó/ térszerkezetek szabályos ρο1i gonokka1 nem valósíthatóak meg, csak a találmányunk szerinti /matematikai/ feltételeket kielégítő elemekkel.Figures 3 and 4 help to clarify that it is clear that closed / thus virtual polygons / spatial structures cannot be regularized by gonok1 only by satisfying / mathematical / conditions elements of the present invention.

Példaként vezessük végig az ábrákon is látható egybevágó ötszögü 1...K elemek esetén a térszerkezet megvalósítását:As an example, let us guide you through the realization of the three-dimensional pentagonal 1 ... K elements shown in the figures:

Amennyiben az 1...K elemek szabályos ötszögek lennének, valamennyi 3 szög értéke 108°. Ha célunk egy nl=5 oldalú VI virtuális poligont alkotó ke11östö1 csér létrehozása, akkor aIf the elements 1 ... K were regular pentagons, all 3 angles would be 108 °. If our goal is to create a nI = 5-sided VI virtual polygon tern, then the

3. ábra jelöléseit nézve:Looking at the markings in Figure 3:

I = 108°-ot szükséges megvalósítanunk. /Vagyis a pillangóforma egyik lapszögét megkötöttük./ Ilymódon az A és E csúcsoknál további közös csúcsokat létrehozva egy olyan kéttőstö1 csért tudunk megvalósítani, amely az A-01-02-E... csúcsokkal meghatározott síkban szabályos ötszögü VI virtuális poligont alkot.I = 108 ° is required. / That is, one side of the butterfly shape is bounded / In this way, by creating additional common vertices at A and E, we can create a binary polygon that forms a regular pentagonal VI polygon VI in the plane defined by A-01-02-E ....

Ez esetben azonban / I =108° esetén/ a í'J szög értéke 116° 33’ 54.1-re adódik, olyan szabályos sokszög pedig nem létezik, melynek szögei rendre ezt az értéket vennék fel.However, in this case (for I = 108 °), the value of angle J is 116 ° 33 '54.1, and there is no regular polygon whose angles assume this value, respectively.

Szabályos ötszögü 1...K elemek esetén tehát nem tudjuk egy másik irányban /vagyis a 3. ábrán látható 7 elemet folytatva/ továbbépíteni a térszerkezetet.Thus, in the case of regular pentagonal elements 1 ... K, it is not possible to extend the spatial structure in another direction, i.e. by continuing the element 7 shown in Figure 3.

Amennyiben azonban a találmányunk szerinti jellemzőkkel rendelkeznek az 1...B elemek, ni = n2 = 5-öt választva /vagyis öt oldalú VI és V2 virtuális poligonokat alkotó kéttöstö1 csérek esetén/ r- A < = 108°-nak szükséges lennie, melyet az egyenletükbe helyettesítve = 110° 12’ 42.4 adódik.However, if elements 1 to B have the features of the present invention, choosing n = n2 = 5 / that is, for double-edged terns that form five-sided virtual polygons VI and V2, / r-A <= 108 ° substituted in their equation = 110 ° 12 '42.4.

Az n oldalú sokszögek belső szögeinek ismert formulából pedig számítható a értéke is:From the known formula for the internal angles of n-sided polygons, one can also calculate:

p = /n-2/.18O° összegét meghatározó fennmaradó p szögekremaining angles of p = /n-2/.18O°

Belátható, hogy minden olyan csúcsban, ahol tovább kívánjuk bővíteni az alakzatot pillangó-formává, ott az CP szög értékét a számítottnak kell vennünk, igy a példa szerinti választásnál az ötszög négy szöge /vagyis /n-1/ szöge/ egyenlő / P =110° 12’ 42.4/, mig az ötödik szög p = 99° 9’ 10.05It will be appreciated that for each vertex where we wish to further expand the shape into a butterfly shape, the value of the CP angle should be calculated, so in the example selection, the four angles of the pentagon / or / n-1 / angle / equals / P = 110 ° 12 '42.4 /, while the fifth angle is p = 99 ° 9' 10.05

Leírásunk mellékleteként egy táblázatban példaként bemutattuk, hogy milyen elrontott szimmetriájú ötszögekből építhetők fel különféle V1-V2 virtuális poligonokat alkotó tészerkezeti alakzatok.As an appendix to our description, we have shown in a table, by way of example, what kind of pentagonal shapes that make up various V1-V2 virtual polygons can be used to construct pentagons with corrupted symmetry.

A VI illetve V2 virtuális poligonok síkjai közel merőlegesek egymásra; illetve függvényei annak, hogy végsősoron milyen komplex térszerkezetet valósítunk meg.The planes of VI and V2 virtual polygons are approximately perpendicular to each other; and is a function of what complex spatial structure we ultimately implement.

Amennyiben ni és n2 értéke egyaránt páratlan szám /VI és V2 viruális poligonok páratlan oldalú sokszögek/ akkor a kialakított térszerkezetek maradéktalanul nem képesek önmagukba, záródni. Amennyiben ni és n2 értéke egyaránt páros szám, pGld4ul X síkok között haladó, hullámzó, csipkeszerü formákat tudunk megvalósítani.If the values of ni and n2 are odd numbers / virtual polygons VI and V2 are odd polygons, then the created spatial structures cannot completely close by themselves. If both n1 and n2 are even numbers, we can implement wavy, lace-like shapes between the pGld4ul X planes.

Abban az esetben /és csakis abban az esetben/, ha ni páratlan, ill. n2 páros értékű, a kialakítható térszerkezet gömbszerüen önmagában záródó lehet /ahol nl-n2/.In the case / and only if n is odd or respectively. n2 is an even value, the resulting spatial structure may be spherically self-closing (where n1-n2 /).

/Ez utóbbi esetben a VI és V2 virtuális poligonok csak kellően nagy sugarú gömb létrehozása esetén esnek közel merőleges síkba.// In the latter case, the virtual polygons VI and V2 only come into close perpendicular plane if a sphere of sufficient radius is created. /

Példánkban a találmányunk szerinti térelemkészlet egyik legegyszerűbb alkalmazását, az egymással egybevágó 1...K elemek /ötszögek/ alkalmazását mutattuk be.In our example, one of the simplest applications of the set of spatial elements of the present invention is shown, the use of overlapping elements 1 ... K / pentagons.

Elméletileg nincs akadálya, hogy az 1...K elemek tetszőleges n oldalszámúak legyenek, belátható azonban, hogy az oldalak számának növelésével a térbeli konstrukció továbbépítési lehetősége csökken /helyhiánnyal küzdünk; ugyanis az nem megengedett, hogy az egyes elemek metsszék egymást/, igy n=8 • · · · *··· • » • · · • · gyakorlatban alkalmazható felső korlát.Theoretically, there is no obstacle for the elements 1 ... K to have any number of pages, but it can be seen that by increasing the number of pages, the possibility of further building the spatial construct is reduced / there is a lack of space; since it is not permissible for each element to intersect /, so n = 8 is a practical ceiling.

hozhatunk létre, elmozdi tható/ hogy itt is 1 . . . K elemekwe can create, move that or that here too 1. . . K elements

Példánk továbbá csak a négy 1...4 elemből álló pillangóforma kialakítására korlátozódott. Pillangóformát azonban tetszőleges, de páros számú elemből hozhatunk létre, igy három-, négy ill. többtengelyü csuklós /térben térszerkezetekhez jutunk. Ismét belátható, értelmetlen a közös csúcsban összeillesztett számát növelni, hiszen ez ismét korátozza a létrehozott forma mozgási szabadságát.Further, our example was limited to the design of four butterfly shapes of four to four elements. However, a butterfly shape can be created from any number of elements, such as three, four, or even. multi-axis articulated / spatially obtained spatial structures. Again, it is pointless and meaningless to increase the number at the common vertex, which again limits the freedom of movement of the created form.

A leggazdagabb variációs lehetőséget a négy 1...4 elemből álló pillangóformák hordozzák, ezek ugyanis két egymásra /közel/ merőleges tengely mentén hajlanak ki a síkból, s ezzel ki is merítik a háromdimenziós tér valahány lehetséges i rányát.The richest variety of variations is provided by four butterfly shapes of 1 to 4 elements, which bend out of the plane along two perpendicular / near / perpendicular axes, thus exhausting every possible portion of the three-dimensional space.

A találmányunk szerinti kialakíthatók olyan nem tömör siklapok, sitö rudak, csövek roknak/. csúcsaiknál hatók is. hatóságának ki . / . . .K hanem /ezért . .According to the present invention, non-compact glides, tie rods, tubes may be formed. they also work at their peaks. authority. /. . .K but / because of that. .

térszerkezetek equivalens módon elemek alkalmazásával is, amelyek csak azok kontúrvonalát megtesteneveztük elemeinket ρο 1 igonkontú.K elemek elláthatók továbbá elemekkel, vagy adott esetben csonkolgyakorlatispatial structures are also equivalently applied by using elements that are only contoured by their contour lines ρο 1 igoncontact.K elements can also be provided with elements or, if necessary, truncated

Az egyes díszítő /A kapcsolórészek gyakorlati megvalósít: sokféleségére azok ismertsége miatt nem tértünkPractical implementation of the individual decorative / A switch parts: we did not go into diversity due to their recognition

A találmányunk szerinti megoldás alkalmazása a konstrukciós játékokon túlmenően jelen pillanatban még beláthatatlan távlatokat nyit. Az elemkészlet egyes elemeivel megvalósítható térszerkezetek olymértékben hűen modellezik a valóságot - molekulaszerkezetek, kristályalakzatok, stb... -, hogy az egyes szakfcutáfások segédeszközeivé válhatnak. A kialakított térszerkezetek - mindazon esetekben, amikor önmagukban záródnak az elemek - rendkívüli teherbirásúak és sokirányban terhelhetők; ugyanakkor a térszerkezetben létrehozott belső terek /üregek/ sajátos hatással vannak a különféle hullámterjedésekre /igy a hang és elektromágneses hűllámokra/ is.In addition to construction toys, the application of the present invention opens up unpredictable perspectives. The spatial structures that can be implemented with some elements of the element set faithfully model reality - molecular structures, crystal shapes, etc ... - so that they can become auxiliary tools for each specialized attack. The formed spatial structures - in all cases where the elements are self-locking - are extremely load-bearing and can be loaded in many directions; at the same time, the interiors / cavities created in the spatial structure have a specific effect on the various wave propagations (such as sound and electromagnetic waves).

összefoglalóan elmondhatjuk, hogy a találmányunk szerinti elemkészlettel olyan új térszerkezetek /pillangóformák kettöstölcsérekben záródó pillangóformák - és egymásba ágyazott kéttöstö 1 csérek, mely utóbbiak önmagukban záródó gömbszerü alakzatokat is képesek alkotni/ alakíthatóak ki igen egyszerű, adott esetben egyetlen 1...K elem ismételt összeillesztésével, amelynek variációs lehetőségei /és ezáltal alkalmazási területei is/ rendkívül széleskörűek.In summary, the set of elements according to the invention can be used to form new spatial structures / butterfly shapes in double-funnel closed butterfly shapes - and nested double terns 1 that can / can be self-locking spherical shapes ... , which has a wide range of variations / applications and thus a wide range of applications.

A térelemkészlet egyes azonos típusú, egybevágó 1...K elemeinek száma tetszőlegesen nagy lehet, minimális darabszámúkat pedig a megvalósítandó legegyszerűbb térszerkezet /pi11angóforma, ill. kettöstö1 csér/ határozza meg.The number of individual elements of the same type of congruent 1 ... K elements of the set of space elements can be arbitrarily large, while the minimum number of elements is the simplest spatial structure / piform or double1 tern / determined.

Ugyancsak tetszőleges a találmányunk szerinti 1...K elemek típusainak száma is egy készleten belül. Célszerű /gazdasági okokból is/ az egymással kombinálható 1...K elemeket /hasonlóan a különböző LEGO szériákhoz/ kisebb készletekben forgalmazni; s az alapkészletet fokozatosan bővíteni.There is also an arbitrary number of types of 1 ... K elements according to the invention within a kit. It is advisable / for economic reasons / to sell 1 ... K elements that can be combined with each other / similarly to different LEGO series / in smaller sets; and gradually expand the basic stock.

Hangsúlyozni kívánjuk azonban, hogy az egybevágó ötszögekből álló térelemkészlet is /kellően nagy darabszám esetében/ számtalan izgalmas kombinációs lehetőséget nyújt.However, we would like to emphasize that the set of congruent pentagons also provides (in case of a sufficiently large number) a number of exciting combinations.

Claims (6)

Szabadalmi igénypontokClaims 1. / Térelemkészlet pillangóformák és pillangóformák egymásba záródó láncolatából álló nyitott és önmagukban záródó térszerkezetek létrehozására, amelyeknek az egyes elemei határolóvonalai mentén kapcsoló részei vannak, azzal jellemezve, hogy az egyes elemek /1...K/ n oldalú po 1 igonkontúrok, ahol nh.5, az elemek /1...K/ legalább egy szimmetriatengellyel rendelkeznek és legalább három, de legfeljebb n-1 egymással szomszédos szögük / / azonos nagyságú és kielégíti a következő feltételt:1. / Space set for the creation of open and self-closing spatial structures consisting of an interlocking chain of butterfly shapes and butterfly shapes, each of which has switching portions along the boundaries of each of its elements, characterized in that each element is a 1/1 ... .5, the elements /1...K/ having at least one axis of symmetry and having at least three but not more than n-1 adjacent angles // of equal size and satisfying the following condition: <d~circ CG^-Ccs/joC-Z) yifC-cpsIfy ahol ni és n2 É 3 és tetszőlegesen megválasztható egész számok, továbbá az egyes elemek /1...K/ kapcsolódó oldalai páronként egybevágóak.<d ~ circ CG ^ -Ccs / joC-Z) yifC-cpsIfy where ni and n2 É 3 and any integer optionally, and the associated sides of each element are paired. 2. / Az 1.igénypont szerinti térelemkészlet azzal jellemez- ve, hogy célszerűen 5 - n 8 oldalú elemekből /1 . . .K/ ál 1 .2. / A set of space elements according to claim 1, characterized in that it is preferably 5 to n 8 side elements / 1. . .K / pseudonym 1. 3. / Az 1. vagy 2. igénypontok szerinti térelemkészlet azzal jellemezve, hogy egybevágó ötszögü elemekből /1...K/ ál 1 .3. A set of spatial elements according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed from 1 to 1 units of pentagonal elements. 4. / Az 1.-3. igénypontok bármelyike szerinti térelemkészlet azzal jellemezve, hogy egyes elemei /1 . . . . K/ műanyag síkidomok, melyek a határoló oldalaik mentén elforduló kapcsoló részekkel vannak ellátva.4 / 1-3. A set of spatial elements according to any one of claims 1 to 4, characterized in that each of its elements / 1. . . . K / plastic flat fittings with coupling parts pivoting along their boundaries. ···· ·· • · · · • · · « · · • · · · · ·♦ ·· β (,···· ···································• 5. / Az 1.-4. igénypontok bármelyike szerinti térelemkészlet azzal jellemezve, hogy egyes elemei /1...K/ egymáshoz rögzített rudakból állnak, és kapcsoló részei oldhatatlan kötést alkotnak.5. / 1-4. A set of spatial elements according to any one of claims 1 to 3, characterized in that each of its elements consists of rods fixed to one another and the coupling parts thereof form an insoluble bond. 6. / Az 1.-5. igénypontok bármelyike szerinti térelemkészlet azzal jellemezve, hogy kiegészítő, un. perifériális elemei is vannak, amelyek legalább egy szögükre / o( / kielégítik a törzs elemekre /1...K/ megadott feltételt, és n — 3 ο 1da1úak.6 / 1-5. A set of spatial elements according to any one of claims 1 to 5, characterized in it also has peripheral elements that satisfy at least one of the angles / o (/) satisfying the condition given by /1...K/ for the trunk elements, and n - 3 ο 1da1u.
HU9401828A 1994-06-17 1994-06-17 Spatial elements for forming butterfly shapes and spatial mechanisms comprising interlocked chains of butterfly shapes which are open or closed by themselves HUT71823A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU9401828A HUT71823A (en) 1994-06-17 1994-06-17 Spatial elements for forming butterfly shapes and spatial mechanisms comprising interlocked chains of butterfly shapes which are open or closed by themselves
AU27500/95A AU2750095A (en) 1994-06-17 1995-06-16 Set of elements for building open, repetitive three-dimensional structures made of butterfly-shaped pieces and of interlinked fitting butterfly-shaped pieces
PCT/HU1995/000025 WO1995035142A1 (en) 1994-06-17 1995-06-16 Set of elements for building open, repetitive three-dimensional structures made of butterfly-shaped pieces and of interlinked fitting butterfly-shaped pieces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU9401828A HUT71823A (en) 1994-06-17 1994-06-17 Spatial elements for forming butterfly shapes and spatial mechanisms comprising interlocked chains of butterfly shapes which are open or closed by themselves

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HU9401828D0 HU9401828D0 (en) 1994-09-28
HUT71823A true HUT71823A (en) 1996-02-28

Family

ID=10985337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9401828A HUT71823A (en) 1994-06-17 1994-06-17 Spatial elements for forming butterfly shapes and spatial mechanisms comprising interlocked chains of butterfly shapes which are open or closed by themselves

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2750095A (en)
HU (1) HUT71823A (en)
WO (1) WO1995035142A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9427676B2 (en) 2013-09-17 2016-08-30 T. Dashon Howard Systems and methods for enhanced building block applications
US9259660B2 (en) 2013-09-17 2016-02-16 T. Dashon Howard Systems and methods for enhanced building block applications
US9168465B2 (en) 2013-09-17 2015-10-27 T. Dashon Howard Systems and methods for all-shape modified building block applications
US9192875B2 (en) 2013-09-17 2015-11-24 T. Dashon Howard All-shape: modified platonic solid building block
US9339736B2 (en) * 2014-04-04 2016-05-17 T. Dashon Howard Systems and methods for collapsible structure applications
USD896321S1 (en) 2018-03-15 2020-09-15 T. Dashon Howard Standing wave block

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1603624A1 (en) * 1967-12-23 1971-11-25 Fritz Steiner Construction toys with plate-shaped components
GB2108395B (en) * 1981-10-19 1985-05-01 Karran Products Ltd Polytetrahedral chain device
CA1222869A (en) * 1983-03-30 1987-06-16 284215 Alberta Limited Connectable polygonal construction modules
DE3673216D1 (en) * 1985-04-15 1990-09-13 Arlington Hews Canada Ltd DESIGN GAME.

Also Published As

Publication number Publication date
WO1995035142A1 (en) 1995-12-28
HU9401828D0 (en) 1994-09-28
AU2750095A (en) 1996-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6116981A (en) Constructional pieces with deformable joints
US3600825A (en) Synthesized natural geometric structures
Phillips Freedom in machinery: Volume 2, Screw theory exemplified
US4232473A (en) Reconfigurable loop of tubular elements
EP0520984B1 (en) A system of structural form bodies
CA2061551A1 (en) Method of constructing flat building block modules from the union of two frustums by their congruent bases and slot connectors complement for a variety of constructive or amusing applications
US11161052B2 (en) Modeling device, method, and system
US4012872A (en) Geodesic dome-like panels
US3931697A (en) Modular curved surface space structures
US3546049A (en) Symmetrical non-cartesian multipleaxis joining of beams
HUT71823A (en) Spatial elements for forming butterfly shapes and spatial mechanisms comprising interlocked chains of butterfly shapes which are open or closed by themselves
US5707268A (en) Geometric construction toy set
Grünbaum et al. The geometry of planar graphs
Akleman et al. Strip sculptures
Gorini The facts on file geometry handbook
US20170157523A1 (en) Mating Blocks For Constructing Natural Shapes
Fujiwara et al. Topology changes in (2+ 1)-dimensional quantum gravity
JPS61179183A (en) Amusement tool
Ibrahim et al. Generating fractals based on spatial organizations
Arnold Topological problems in wave propagation theory and topological economy principle in algebraic geometry
Kiper et al. Regular polygonal and regular spherical polyhedral linkages comprising Bennett loops
CA3053065A1 (en) Octet truss toy construction system
JPS6118935Y2 (en)
Polyakov Constructing of Penrose tiling by means of the fractal of five-pointed stars
Nelson Extending Bricard Octahedra

Legal Events

Date Code Title Description
DFD9 Temporary prot. cancelled due to non-payment of fee