NL8006127A - Driedimensionaal logisch translatiespeelgoed. - Google Patents

Description

v * *** N.O. 29.595 1 ^

Driedimensionaal logisch translatiespeelgoed.

De uitvinding heeft betrekking op een driedimensionaal logisch translatiespeelgoed.

Logische speelgoederen in dobbelsteenvorm zijn in verschillende typen reeds bekend.

5 In de Amerikaanse Octrooischriften 786.665, 1.518.889 en 3.845*959 zijn dobbelsteenvormige logische speelgoederen beschreven die soortgelijk zijn aan het speelgoed dat het onderwerp van deze aanvrage vormt.

Deze speelgoederen kunnen gezamenlijk worden gekenmerkt door 10 een behuizing van grote afmetingen welke gevuld is met kleine kubussen met een lege ruimte daartussen korresponderend met één kleine kubus. De behuizing is een niet geheel gesloten doos, aan het opper vlak waarvan openingen zijn aangebracht die dienst doen voor het verplaatsen van de kubussen. De kleine kubussen moeten worden ge-15 duwd met een vinger door de genoemde openingen en geen van de speelgoederen bevat een vast en stijf lichaam dat het speelgoed echt ruimtelijk zou maken. Toor identificatie zijn er meer dan twee kleuren of markeringen gebruikt.

De nadelen van deze speelgoederen zijn de volgende; 20 Bij het spelen met het speelgoed zijn beide handen nodig en de kleine kubussen kunnen slechts langzaam met de viner worden bewogen; de openingen maken het mogelijk dat er vuil binnendringt hetgeen resulteeri^n een behindering van de verplaatsing van de kleine kubussen. In de meeste gevallen kan het driedimensionale speelgoed 25 worden gereduceerd tot een plat speelgoed. Door diverse kleuren te gebruiken wordt het speelgoed gedegradeerd tot een eenvoudige logische opdracht en kan niet meer tevens worden beschouwd als een uitgesproken "geheugenspeelgoed". Het doel van de uitvinding is nu het verder ontwikkelen van de bekende oplossingen door het versnellen 30 van het spel, door het mogelijk te maken met één hand te spelen, terwijl tevens het speelgoed beschermd moet worden tegen veruiling. Yerder heeft de uitvinding ten doel het speelgoed een esthetisch uiterlijk te geven en een echt ruimtelijk speelgoed te produceren dat niet kan.worden gereduceerd tot het niveau van een plat speel-35 goed en dat zeer geschikt is voor de promotie en ontwikkeling van memo t e chni eken.

De uitvinding heeft nu betrekking op een logisch translatiespeelgoed dat bestaat uit een enkele geheel gesloten hoekige doos 8006127 \ 2 welke kleine hoekige lichamen bevat waarbij een of meer oppervlakken van elk van deze kleine hoekige lichamen voorzien is van markeringen die een onderscheiding mogelijk maken. In de doos, die bijvoorbeeld een kubische doos kan zijn is de plaats van ten minste éérihoekig 5 klein lichaam, bijvoorbeeld een kleine kubus, onbezet gelaten en elk van de genoemde kleine lichamen die grenzen aan de genoemde lege ruimte kan in de richting van deze lege ruimte worden verplaatst waarbij de positie van de kleine hoekige lichamen in de doos kan worden veranderd. De doos is gedeeltelijk of geheel vervaardigd uit 10 transparant materiaal. De’ doos kan de vorm hebben van een kubus, een prisma of andere hoekige vormen en de kleine lichamen kunnen eveneens klein kubussen of prisma's zijn.

In de doos, die bijvoorbeeld een kubische doos is, kunnen in een bepaald geval ten minste twee van de kleine hoekige lichamen, 15 bijvoorbeeld uitgevoerd als kleine kubussen, volgens een ruimtelijke as aan elkaar zijn bevestigd.

Het driedimensionale logische translatie speelgoed zal aan de hand van een in de figuren weergegeven voorkeursuitvoeringsvorm daarvan in het volgende worden beschreven.

20 Fig. 1 toont het speelgoed samengesteld uit een kubische doos en 26 kleine kubussen.

Hg. 2 illustreert een enkele kleine kubus.

Fig. 3 toont een uit zeven kleine kubussen samengesteld star assenkruis.

25 Hg. 4 toont een speelgoed bestaande uit een kubische doos en zeven kleine-kubussen.

In het volgende wordt een enkele variant behandeld, op^erdere mogelijkheden zal nog later worden ingegaan.

Het speelgoed bestaat uit 26 kleine kubussen 2 die aangebracht 30 zijn in een geheel gesloten grote kubische doos 1 vervaardigd uit transparant materiaal, bijvoorbeeld plexiglas, op zodanige wijze dat zeven kleine kubussen 2 een ruimtelijk assenkruis vormen, zie fig. 3· De negentien verplaatsbare kleine kubussen 2 zijn aangebracht rond dit ruimtelijke assenkruis. De transparante doos die 35 niet geopend kan worden is op zodanige wijze gedimensioneerd dat het mogelijk is om de zevenentwintig kleine kubussen 2 nauwkeurig te ontvangen waarbij derhalve de plaats voor één kleine kubus altijd vrij blijft, welke plaats in het volgende wordt aangeduid als de ruimte 3· In de uitgangspositie van het speelgoed hebben 40 alle zijden van de kleine kubussen 2 die aanliggen tegen het bin- 8006127 ΐ· » \ 3 nenoppervlak van de kubische doos 1 dezelfde kleur, ze zijn bijvoorbeeld rood. De binnenzijde van de kleine kubussen 2, dat wil zeggen die zijden die in de uitgangspositie niet zichtbaar zijn, hebben eveneens allemaal dezelfde kleur, bijvoorbeeld zwart.

5 Drie wanden van de ruimte 3 zijn dus zwart. Door kantelen van de kubische doos 1 kunnen twee van de kleine kubussen 2 die grenzen aan de ruimte 3 en die vervaardigd zijn uit een goed geleidende kunststof, over één eenheid worden verschoven en derhalve wordt de ruimte over twee eenheden verplaatst (onder een eenheid wordt ver-10 staan de lengte van een ribbe van de kleine kubussen 2). Van de kleine kubussen 2 die grenzen aan de op nieuwe positie van de ruimte 3 kunnen twee verdere kubussen 2 worden verplaatst (in een translat i eb e weging) in een optioneel gekozen richting langs de drie ribben van de lege ruimte. Door het herhaald uitvoeren van een dub-15 bel-e verplaatsing worden de negentien beweegbare kleine kubussen 2 gemengd met als gevolg dat aan het oppervlak van de kubische doos 1 tegelijkertijd zwarte oppervlakken in verschillende combinaties verschijnen naast de rode oppervlakken.

Het wezen van het speelgoed volgens de uitvinding ligt in 20 het herstellen van de uitgangspositie van het speelgoed door middel van de informatie die wordt verkregen uit de zwarte en rode oppervlakken die deel uitmaken van het oppervlak van het speelgoed gebruikmakend van onze logische capaciteiten en ons herinneringsvermogen, dat wil zeggen te .komen tot de positie waarin alle zicht-25 bare oppervlakken van de kleine kubussen 2 weer rood zijn Om-dat zeven kleine kubussen 2 (zie fig. 3) met elkaar zijn verbonden op een starre en onverbrekelijke wijze zijn de zes middenoppervlakken op de zijden van de kubus 1 altijd rood gekleurd en worden niet verstoord. In het geval! alle kleine kubussen 2 beweegbaar zijn 30 dan kunnen zij in een vlak worden verzameld en gemakkelijk in dit vlak worden geordend en op deze wijze wordt het ruimtelijke speelgoed gereduceerd tot een vlak speelgoed dat, in het bijzonder voor kinderen, een aanzienlijk eenvoudiger opgave vormt.

Ben speelgoed voor kinderen gebaseerd op de twee dimensionale 35 translatie, waarbij vijftien vierkantjes voorzien van nummers in de juiste volgorde moeten worden gebracht door het verschuiven van de afzonderlijke vierkantjes, is bekend. In het onderhavige geval, dat wil zeggen in het geval van het translatiespeelgoed volgens de uitvinding is de nummering overbodig; door gebruik te maken van de 40 kleuren zwart en rood en door overgang naar de derde dimensie kun- 8 0 0 fi197 4 nen alle zesentwintig kubussen 2 eenduidig worden gemarkeerd en geïdentificeerd omdat de oppervlakken van de kleine kubussen 2 tijdens de translatie steeds hun onderling parallelle positie handhaven. In vergelijking met het twee dimensionale speelgoed zijn de 5 configuratie mogelijkheden met enkele miljoenen vergroot waardoor het speelgoed een opwindend spel biedt en een hersentraining voor volwassenen; het spreekt echter vanzelf dat deelopdrachten ook door kinderen kunnen worden uitgevoerd. Elke kleine kubus 2 kan op alle twintig mogelijke vrije plaatsen voorkomen en kan dus van een hoek-10 positie naar een ribbepositie overgaan en omgekeerd. Twee kleuren zijn voldoende voor de identificatie en al de zes zijden van de kubus kunnen aan de oppervlakte worden gebracht. Yoor het identificeren van de juiste plaats van één enkele kubus 2 in de uitgangspositie is een logische gedachtengang en een vasthoudend geheugen 15 noodzakelijk. (Om . . te vermijden dat tijdens het spel de kleur op de binnenoppervlakken zichtbaar wordt moeten de markeringen op een enigszins bedekte wijze worden gevormd).

Het praktische voordeel van het speelgoed volgens de uitvinding bestaat daarin dat het kan worden geproduceerd op een verrassend 20 eenvoudige wijze zonder hoge geldelijke uitgaven. Het spel zelf vereist nauwelijks enige fysische inspanning, het speelgoed kan eenvoudig met één hand worden bediend. Het aantal mogelijke variaties is 18 in de orde van grootte van 10 .

Een verder interessant kenmerk van het speelgoed ligt in het 25 feit dat, alhoewel we te maken hebben met een geheel en onverbrekelijk gesloten doos 1 vervaardigd uit plexiglas, het in wezen mogelijk is om door gebruik te maken van ons denkvermogen als "derde hand", deze hygiënisch afgesloten chaos goed kan worden geordend zonder zelfs te kleine kubussen 2 aan te raken.

30 Uit wiskundig oogpunt symboliseert de doos 1 een uit drie ele menten op te bouwen groep. De drie elementen zijn de dubbele verplaatsingen langs de drie assen (het zal duidelijk zijn dat het verplaatsen van één enkele kubus niet mogelijk is omdat de middenvelden van de oppervlakken gefixeerd zijn. Bij een gegeven positie 35 van de lege ruimte 3 wordt, nadat de as gekozen is, de translatie-richting automatisch gegeven. Door de groep elementen worden de negentien kleine kubussen 2 op twintig plaatsen gepermuteerd.

Het kan worden aangetoond dat bij een vooraf bepaalde plaats van de lege ruimte 3 de dubbele permutatie van de negentien elementen 40 (kleine kubussen) en van de overblijvende negentien lege ruimten 8006127 5 kan worden uitgevoerd (dubbele permutatie; de simultane wisseling Tan twee elementen), en dat tegelijkertijd een enkelvoudige wijziging, dat wil zeggen een oneven permutatie niet kan worden uitgevoerd. De mogelijkheden om de kleine kubussen 2 in de grote kubus 5 1 te vermengen bedragen dus —g! (te lezen als; twintig faculteit gedeeld door twee), hetgeen ongeveer overeenkomt met de waarde 18 1,21 x 10 , waarop in het voorgaande reeds werd gezinspeeld.

Verder mogelijk variaties zullen kort worden besproken.

In de basispositie kan het speelgoed als volgt gekleurd zijn; 10 a) elke zijde van het speelgoed opgebquwd uit de kubische doos 1 en de kleine kubussen 2 heeft een verschillende kleur en de binnenzijden zijn onveranderlijk zwart. Deze configuratie maakt het spel eenvoudiger omdat er een bepaalde informatie wordt gegeven omtrent de oorspronkelijke positie van de lege ruimte 3 en het 15 actuele werkgebied.

b) Alle spiegelbeeldige oppervlakken van de rode zijden van de kleine kubussen 2 zijn blauw, alle overblijvende oppervlakken zijn zwart. De centrale velden van de oppervlakken van de grote kubussen worden gevormd door blauwe cirkels op een rode achter-20 grond. Het spel kan als volgt worden gespeeld: De gehele grote kubus van rode kleur kan worden gewijzigd naar blauw. Het spreekt vanzelf dat door het markeren van het midden van de oppervlakken dezelfde kleurwijziging kan worden uitgevoerd met de zwarte en rode kubussen, maar in dit geval wordt het vinden van de oplossing 25 eenvoudiger (omdat er meer zwarte laterale oppervlakken van de kleine kubussen 2 zijn).

Bovendien zijn diverse verdere interne en externe nummeringen en kleuringen mogelijk, met behulp waarvan spelletjes van verschillende moeilijkheidsgraad kunnen worden ontwikkeld. De kleine ku-30 bussen 2 kunnen eveneens worden vervaardigd uit een transparant materiaal hetgeen resulteert in verdere interessante markeermoge-lijkheden. In dit geval kan in het inwendige van de kleine kubussen een deel van een standbeeld of een driedimensionale sculptuur worden aangebracht, waarbij het de bedoeling is om de vorm van de 55 stereoscopisch driedimensionale formatie te herstellen.

De doelstelling van de uitvinding kan worden gerealiseerd in gereduceerde afmetingen (2x 2x 2), zoals geïllustreerd is in fig. 4· In deze uitvoeringsvorm zijn zeven kleine kubussen 2 beweegbaar geplaatst in een geheel gesloten en transparante kubische doos 1 40 waarin acht kleine kubussen kunnen worden ondergebracht. In deze uit- 0006127 6 voeringsvorm is geen van de kleine kubussen 2 vastgezet, slechts één enkele kleine kubus 2 kan in beweging worden gebracht. Het aanbrengen van de kleuren kan op soortgelijke wijze geschieden als bij de in het voorgaande beschreven grotere uitvoeringsvorm. Dit type 5 speelgoed is meer geschikt voor kinderen, die hun logische denkvermogens door het spelen van een onderhoudend spel kunnen ontwikkelen.

Het spreekt vanzelf dat de translatie kubus ook met grotere afmetingen kan worden geproduceerd. De vorm is niet noodzakelijkerwijze beperkt tot een kubusvorm, iedere hoekige vorm kan toegepast 10 worden.

Binnen het kader van de uitvinding kunnen de kleine hoekige kubussen 2 en de kubische doos 1 ook andere willekeurige veelhoeks-vormen hebben.

Indien een deel van de gesloten doos wordt vervaardigd uit 15 niet transparant materiaal dan wordt het spel moeilijker omdat dan de eisen die aan het herinneringsvermogen worden gesteld, toenemen.

8006127

Claims (9)

1. Driedimensionaal logisch translatiespeelgoed, bestaande uit één enkele hoekige doos welke kleine hoekige lichamen bevat; waarbij één of meer oppervlakken van elk kleinhoekig lichaam voorzien is van een markering waarmee een onderscheiding mogelijk is 5 en verder binnen de hoekige doos, bijvoorbeeld in de kubische doos de plaats van tenminste éénhoekig lichaam, bijvoorbeeld een kleine kubus, niet bezet is; waarbij de kleine lichamen die grenzen aan de lege ruimte in de richting van de lege ruimte kunnen worden verplaatst waardoor de positie van de kleine hoekige lichamen in de 10 hoekige doos kan worden veranderd, met het kenmerk, dat de hoekige doos geheel gesloten is en vervaardigd is uit gedeeltelijk of geheel transparant materiaal, en verder de hoekige doos een kubische doos (1), een prismavormige of een anderszins hoekig uitgevoerde doos kan zijn, waarbij het kleine hoekige lichaam kan 15 bestaan uit een kleine kubus (2) of een prisma.

2. Logisch speelgoed volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in de hoekige doos, bijvoorbeeld in de kubische doos (1) langs tenminste één ruimtelijke as tenminste tweehoekige lichamen, bijvoorbeeld kleine kubussen (2) aan elkaar zijn bevestigd. 20

3· Logisch speelgoed volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat de hoekige doos en de kleine lichamen zijn gevormd als regelmatige kubussen met afgeronde hoeken en de kubische doos (1) geheel vervaardigd is uit een transparant materiaal, bijvoorkeur plexiglas.

4. Logisch speelgoed volgens conclusie i e t het ken merk, dat de binnenafmetingen van de kubische doos (l) gelijk zijn aan de afmetingen korresponderend met 3^3^3 kleine kubussen (2) en in deze ruimte 27 - 1 = 26 kleine kubussen zijn geplaatst, waarvan er negentien kleine kubussen (2) verplaatst kunnen worden 50 terwijl 7 kleine kubussen (2) aan elkaar op een onverbrekelijke wijze langs de drie ruimtelijke assen zijn bevestigd.

5. Logisch speelgoed volgens conclusie m e t het kenmerk, dat de oppervlakken van de kleine kubussen (2) zijn gemarkeerd in twee kleuren op zodanige wijze dat in de uitgangs- 35 positie de oppervlakken van de kleine kubussen (2) die liggen tegen het binnenoppervlak van de kubische doos (1) dezelfde kleur hebben terwijl de andere oppervlakken van de kleine kubussen (2) zijn gemarkeerd met een verschillende kleur.

6. Logisch speelgoed volgens conclusie 4» met het ken- fi π n fi 1 o 7 ί· merk, dat voor alle kleine kubussen (2) zeven kleuren zijn gebruikt op zodanige wijze dat in de uitgangspositie de oppervlakken van de kleine kubussen (2) die in kontakt komen met dezelfde binnen-oppervlak van de kubische doos (l) dezelfde kleur hebben terwijl 5 de oppervlakken die door verschillende zijden van de kubische doos (1) zichtbaar zijn verschillend gekleurd zijn, dat wil zeggen dat daar zes kleuren voor gebruikt zijn, terwijl in de uitgangspositie de oppervlakken van de kleine kubussen (2) die niet in kontakt staan met het binnenoppervlak van de kubische doos (l) gemarkeerd 10 zijn met een zevende kleur.

7· Logisch speelgoed volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat zowel de kleine gehoekte lichamen als de gehoekte' doos een kubusvorm bezitten en de inwendige afmeting van de gehoekte doos gelijk is aan de afmeting van 2x2x2 kleine kubusvormige lichamen 15 (2), waarbij 8-1=7 verplaatsbare kleine kubussen (2) in de doos aanwezig zijn en de gehoekte doos geheel vervaardigd is uit een transparant materiaal, bij voorkeur·plexiglas.

8. Logisch speelgoed volgens conclusie 7» met het kenmerk, dat de kleine kubussen (2) in twee kleuren zijn ge-20 markeerd op zodanige positie dat in de uitgangspositie de opper, vlakken van de kleine kubussen (2) die in kontakt komen met het binnenoppervlak van de kubische doos (l) dezelfde kleur hebben, terwijl de andere oppervlakken van de kleine kubussen (2) in een verschillende kleur gemarkeerd zijn.

9. Logisch speelgoed volgens conclusie 1, m e t het ken merk, dat elke klein gehoekt lichaam kubusvormig is en de inwendige afmetingen van de gehoekte doos korresponderen met 2 x 2 x J of 3 ς J i 2 kleine kubusvormige lichamen (2). 8006127