RU181101U1

RU181101U1 - CUB-DESIGNER-TRANSFORMER

Info

Publication number: RU181101U1
Application number: RU2017117926U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Викторович Жуков
Original assignee: Дмитрий Викторович Жуков
Priority date: 2017-05-23
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2018-07-04

Abstract

Кубик-конструктор-трансформер является детской развивающей игрушкой. Предназначен для развития пространственного и логического мышления, мелкой моторики, воображения. Содержит 12 одинаковых по форме и размеру сегментов. В сложенном состоянии сегменты образуют куб. Сегменты последовательно объединены между собой магнитами. Магниты встроены в ребра сегментов. Магнитное соединение ребер сегментов обеспечивает поворот сегментов друг относительно друга, без их рассоединения в точке соприкосновения, вокруг оси, образованной парой их совмещенных ребер. Сегменты фиксируются магнитами в крайних положениях вращения, при соприкосновении граней. При повороте парных групп сегментов относительно всей конструкции, кубик трансформируется в различные геометрические фигуры. Пары сегментов, составляющие единую грань куба, притягиваются магнитами через общие грани. Сегменты разъединяются и отделяются от конструкции, путем прерывания взаимодействия магнитов. Сегменты могут быть соединены в любой произвольной последовательности, магнитными соединениями. Изображения на гранях сегментов образуют симметричные зеркальные рисунки в различных проекциях. 1 з.п. ф-лы.The transforming cube is a children's educational toy. Designed for the development of spatial and logical thinking, fine motor skills, imagination. Contains 12 segments of the same shape and size. When folded, the segments form a cube. Segments are sequentially interconnected by magnets. Magnets are embedded in the ribs of the segments. The magnetic connection of the ribs of the segments provides rotation of the segments relative to each other, without disconnecting them at the point of contact, around an axis formed by a pair of their aligned ribs. Segments are fixed with magnets in extreme positions of rotation, when the faces touch. When you turn paired groups of segments relative to the entire structure, the cube is transformed into various geometric shapes. The pairs of segments that make up a single face of the cube are attracted by magnets through common faces. Segments are disconnected and separated from the structure by interrupting the interaction of magnets. Segments can be connected in any arbitrary sequence, by magnetic connections. Images on the faces of the segments form symmetrical mirror images in various projections. 1 s.p. f-ly.

Description

Полезная модель относится к играм, а именно к трехмерным ручным головоломкам и конструкторам, для развития пространственного и логического мышления, мелкой моторики, воображения.The utility model relates to games, namely to three-dimensional hand-held puzzles and designers, for the development of spatial and logical thinking, fine motor skills, and imagination.

Из уровня техники известен КУБИК РУБИКА [патент HU 170062], содержащий опору с осями и игровые элементы, выполненные в форме параллелепипедов, установленные на осях опоры посредством пазов и выступов с возможностью поворота и образующие три группы взаимно перпендикулярных слоев, при этом девять из игровых элементов имеют форму куба, а остальные игровые элементы имеют форму прямоугольного параллелепипеда, при этом оси вращения этих игровых элементов в трех взаимно перпендикулярных плоскостях смещены относительно осей симметрии куба, причем центр осей опоры смещен по направлению к внешнему углу куба, образованному наименьшим игровым элементом кубической формы.CUBIC RUBIK [patent HU 170062] is known from the prior art, containing a support with axes and game elements made in the form of parallelepipeds, mounted on the axis of the support by means of grooves and projections with the possibility of rotation and forming three groups of mutually perpendicular layers, while nine of the game elements have the shape of a cube, and the remaining game elements have the shape of a rectangular parallelepiped, while the axis of rotation of these game elements in three mutually perpendicular planes are offset relative to the axis of symmetry of the cube, the center of the support axes is shifted towards the outer corner of the cube formed by the smallest game element of a cubic shape.

Известен также КУБ ТАНТРАМ [патент Китая № CN 2825035], состоящий из шести идентичных геометрических фигур в виде четырехгранных пирамид, объединенных вершинами к центру, каждая из которых состоит из соединенных между собой семи различных острых конических многогранников, основания каждой из пирамид являются одной из граней куба, а стороны основания образуют ребра куба.Also known is the CUBE TANTRA [Chinese patent No. CN 2825035], which consists of six identical geometric figures in the form of tetrahedral pyramids, united by vertices to the center, each of which consists of seven different sharp conical polyhedra connected together, the bases of each of the pyramids are one of the faces cube, and the sides of the base form the edges of the cube.

Основным недостатков этой группы кубиков-головоломок является то, что собираемая фигура - куб не имеет возможности преобразования в другие геометрические формы.The main disadvantage of this group of puzzle cubes is that the assembled figure - the cube does not have the ability to transform into other geometric shapes.

Известно решение US 2009014954 (А1) 2009-01-15, в котором раскрыта трехмерная игрушка-головоломка, в виде множества многогранников-тетраэдров (пазлов), представляющих собой правильные пирамиды с квадратным основанием, которые могут быть собраны в различные геометрические формы. Поверхности указанных компонентов могут быть снабжены привлекательными магнитными элементами для удержания указанных компонентов в сложной форме.The solution US 2009014954 (A1) 2009-01-15 is known, in which a three-dimensional puzzle toy is disclosed, in the form of many polyhedra-tetrahedra (puzzles), which are regular pyramids with a square base, which can be assembled into various geometric shapes. The surfaces of these components can be provided with attractive magnetic elements to hold these components in a complex shape.

Игрушка предназначена для складывания произвольных фигур (как из кубиков), а не - трансформации в разные формы, как единого объекта. Причем, в каждой отдельной фигуре может быть произвольное кол-во элементов, объединенных в разной последовательности и разными гранями. Магниты в элементах этой головоломки нужны только лишь для того, чтобы элементы держались вместе. Причем собрать можно только такие наборы фигур, которые способны жестко соединяться друг с другом плоскостями посредством магнитов. Например, нельзя компоновать такие фигуры, у которых плоскости не соприкасаются друг с другом вплотную, поскольку в этом случае, тетраэдры не способны стыковаться друг с другом. Причиной этого является отсутствие соединений между ребрами боковых граней соседних пирамид.The toy is designed to fold arbitrary shapes (like from cubes), and not to transform into different shapes, as a single object. Moreover, in each individual figure there can be an arbitrary number of elements combined in a different sequence and with different faces. The magnets in the elements of this puzzle are only needed to keep the elements together. Moreover, only such sets of figures can be assembled that are capable of rigidly connecting to each other by planes by means of magnets. For example, it is impossible to compose such figures in which the planes do not touch each other closely, since in this case, the tetrahedrons are not able to fit together. The reason for this is the lack of connections between the edges of the side faces of adjacent pyramids.

Наиболее близким по технической сущности (по наибольшему количеству конструктивных признаков) аналогом является игрушка GB 2107200 (А)-1983-04-27, содержащая одинаковые сегменты (тетраэдры), где каждый соединен с двумя другими, при этом каждая пара из двух соседних соединена гибкими пленками. Трансформация происходит путем манипуляция блоками вокруг шарниров, образованных между соседними блоками.The closest in technical essence (by the largest number of design features) analogue is the toy GB 2107200 (A) -1983-04-27, containing the same segments (tetrahedrons), where each is connected to two others, while each pair of two neighboring ones is connected by flexible films. Transformation occurs by manipulating blocks around hinges formed between adjacent blocks.

Основная форма игрушки - куб, который содержит 12 сегментов (тетраэдров), в основании которых лежат прямоугольные равнобедренные треугольники, при этом высотой сегмента является высота перпендикулярной к основанию грани.The main form of the toy is a cube that contains 12 segments (tetrahedrons), at the base of which are rectangular isosceles triangles, while the height of the segment is the height perpendicular to the base of the face.

Недостатком данного решения является соединение сегментов куба последовательно между собой парами ребер боковых граней соседних пирамид посредством конструктивного узла в виде гибкого соединения, что усложняет конструкцию, снижает надежность и срок эксплуатации гибкого соединения. К тому же гибкое соединение делает невозможным разъединение элементов между собой, отделение их друг от друга и всей конструкции в целом, сборку их в другой последовательности, что ограничивает число трансформаций геометрических фигур.The disadvantage of this solution is the connection of the cube segments in series with each other by pairs of ribs of the side faces of adjacent pyramids by means of a structural unit in the form of a flexible connection, which complicates the design, reduces the reliability and life of the flexible connection. In addition, a flexible connection makes it impossible to separate elements from each other, to separate them from each other and the entire structure as a whole, to assemble them in a different sequence, which limits the number of transformations of geometric shapes.

Техническая проблема, решаемая предлагаемым кубиком-трансформером - устранение недостатков прототипа и создание разновидности подобных игрушек-головоломок.The technical problem solved by the proposed transformer cube is the elimination of the disadvantages of the prototype and the creation of a variety of such puzzle toys.

Техническим результатом предлагаемого решения является увеличение возможностей трансформации формы куба в другие геометрические формы. Технический результат достигается за счет того, что предлагается игрушка кубик-трансформер в геометрической форме куб, которая состоит из 12 одинаковых деталей - сегментов, выполненных в виде тетраэдров, в основании которых лежат прямоугольные равнобедренные треугольники, высотой сегмента является высота перпендикулярной к основанию грани. Сегменты последовательно соединены между собой с возможностью поворота относительно друг друга. Согласно предлагаемому решению кубик-трансформер отличается от прототипа тем, что в общие ребра боковых граней и основания встроены постоянные магниты, при этом грани одинаковой полярности магнитов являются частью площади боковых граней и основания сегмента, находясь с ними в одной плоскости, причем высота сегментов равна половине высоты куба, основание сегмента составляет половину площади грани куба, а ребра боковых граней сегмента равны половине длины диагоналей куба. Магниты имеют ромбовидную форму и относятся к неодимовым магнитам.The technical result of the proposed solution is to increase the possibility of transforming the shape of the cube into other geometric shapes. The technical result is achieved due to the fact that the proposed toy is a cube-transformer in geometric form, a cube, which consists of 12 identical parts - segments made in the form of tetrahedra, at the base of which are rectangular isosceles triangles, the height of the segment is the height perpendicular to the base of the face. Segments are connected in series with each other with the possibility of rotation relative to each other. According to the proposed solution, the transforming cube differs from the prototype in that permanent magnets are built into the common ribs of the side faces and the base, while the faces of the same polarity of the magnets are part of the area of the side faces and the base of the segment, being in the same plane with them, and the height of the segments is half the height of the cube, the base of the segment is half the area of the face of the cube, and the edges of the side faces of the segment are half the length of the diagonals of the cube. The magnets are diamond-shaped and are neodymium magnets.

Возможно выполнение поверхности граней сегментов в различном цветовом исполнении, с нанесением разнообразных разноцветных узоров, изображений и рисунков, которые образуют на видимой поверхности при складывании сегментов в различные фигуры правильные симметричные рисунки.It is possible to make the surface of the faces of the segments in different colors, with the application of a variety of multi-colored patterns, images and drawings, which form the correct symmetrical patterns on the visible surface when the segments are folded into different shapes.

Магнитное соединение ребер сегментов обеспечивает поворот сегментов друг относительно друга, без их разъединения в точке соприкосновения вокруг оси, образованной парой их совмещенных ребер. Сегменты фиксируются магнитами в крайних положениях вращения, при соприкосновении граней. Пары сегментов, составляющие единую грань куба, притягиваются магнитами через общие грани. При повороте парных групп сегментов относительно всей конструкции, кубик трансформируется в различные геометрические фигуры. Все трансформации в различные формы происходят без разрыва магнитных связей сегментов, т.е. только путем вращения парных сегментов вокруг общих осей, образуемых парами ребер и магнитными соединениями.The magnetic connection of the ribs of the segments provides rotation of the segments relative to each other, without disconnecting them at the point of contact around an axis formed by a pair of their aligned ribs. Segments are fixed with magnets in extreme positions of rotation, when the faces touch. The pairs of segments that make up a single face of the cube are attracted by magnets through common faces. When you turn paired groups of segments relative to the entire structure, the cube is transformed into various geometric shapes. All transformations into various forms occur without breaking the magnetic bonds of the segments, i.e. only by rotating paired segments around common axes formed by pairs of ribs and magnetic joints.

Краткое описание чертежей. На фиг. 1 представлено схематичное изображение кубика-конструктора-трансформера. На фиг. 2 представлено схематичное изображение сегмента кубика-конструктора-трансформера.A brief description of the drawings. In FIG. 1 is a schematic representation of a cube-constructor-transformer. In FIG. 2 is a schematic illustration of a cube-constructor-transformer segment.

На фиг. 1 и фиг. 2 обозначены: 1 - сегмент кубика, 2 - основание сегмента, 3 - боковая грань сегмента, 4 - боковая перпендикулярная к основанию грань сегмента, 5 - катет основания сегмента, 6 - гипотенуза основания сегмента, 7 - высота сегмента, 8 - ребро боковой грани сегмента, 9 - ребро куба, 10 - диагональ грани куба, 11 - диагональ куба. На фиг. 3 представлено два сомкнутых сегмента 1 кубика-конструктора-трансформера, объединенных гранями 4, перпендикулярными основанию.In FIG. 1 and FIG. 2 are marked: 1 - segment of the cube, 2 - base of the segment, 3 - lateral face of the segment, 4 - lateral face of the segment perpendicular to the base, 5 - leg of the base of the segment, 6 - hypotenuse of the base of the segment, 7 - height of the segment, 8 - edge of the lateral face segment, 9 - the edge of the cube, 10 - the diagonal of the face of the cube, 11 - the diagonal of the cube. In FIG. 3 presents two closed segments 1 of the cube-constructor-transformer, united by faces 4, perpendicular to the base.

На фиг. 4 представлен кубик-конструктор-трансформер со встроенными в ребра сегментов постоянными магнитами 12.In FIG. 4 shows a construction-transformer cube with permanent magnets 12 embedded in the segment ribs.

На фиг. 5 представлена форма магнита 12, встраиваемого в ребра сегментов - вид фас и профиль.In FIG. 5 shows the shape of magnet 12 embedded in the edges of the segments — the type of face and profile.

На фиг. 6 представлена объемная проекция магнита 12.In FIG. 6 is a three-dimensional view of magnet 12.

На фиг. 7 представлены магниты 12, объединенные разноименными полями.In FIG. 7 presents magnets 12, united by opposite fields.

На фиг. 8-10 представлена схема вращения магнитов 12 относительно друг друга вокруг точки их соприкосновения, на 270 градусов.In FIG. 8-10, a diagram of the rotation of the magnets 12 relative to each other around their point of contact, 270 degrees.

На фиг. 11-14 представлен сегмент кубика-конструктора-трансформера, со встроенными в общие ребра боковых граней и основания постоянными магнитами, грани одинаковой полярности магнитов являются частью площади боковых граней и основания сегмента, находясь с ними в одной плоскости.In FIG. 11-14 shows the segment of the cube-constructor-transformer, with permanent magnets embedded in the common ribs of the side faces and the base, the faces of the same polarity of the magnets are part of the area of the side faces and the base of the segment, being in the same plane with them.

На фиг. 15 и фиг. 16 представлены пары сегментов, объединенные разноименными и одноименными парами ребер 5, с помощью постоянных магнитов 12. На фиг. 11-16 обозначены: 2 - основание сегмента, 3 - боковые грани сегмента, 5 - ребра сегмента, образующие ребра куба, 7 - грань сегмента, перпендикулярная основанию, 8 - общие ребра боковых граней сегмента и грани, перпендикулярной основанию, 12 - постоянные магниты.In FIG. 15 and FIG. 16 shows pairs of segments combined by opposite and like pairs of ribs 5 using permanent magnets 12. FIG. 11-16 are marked: 2 - the base of the segment, 3 - the side faces of the segment, 5 - the edges of the segment forming the edges of the cube, 7 - the face of the segment perpendicular to the base, 8 - the common edges of the side faces of the segment and the face perpendicular to the base, 12 - permanent magnets .

На фиг. 17-20 представлен общий вид кубика-конструктора-трансформера в различном цветовом исполнении граней.In FIG. 17-20 shows a general view of the cube-constructor-transformer in various color versions of the faces.

На фиг. 21-28 представлены некоторые варианты сборки кубика-конструктора трансформера в различные геометрические формы.In FIG. 21-28, some assembly options for the transformer design cube into various geometric shapes are presented.

Представленный на чертежах кубик-конструктор-трансформер содержит 12 сегментов в виде одинаковых по форме и размерам треугольных четырехгранных тетраэдров 1, с основанием 2 в виде равнобедренного прямоугольного треугольника, основание 2 каждого сегмента 1 составляет половину площади грани куба, разделенной по диагонали 10 гипотенузой 6. Катеты 5 основания 2 сегмента 1 являются ребрами куба 9 и одновременно ребрами боковых граней 3 сегмента 1. Ребра 8 боковых граней сегмента 1 образуют половины длин диагоналей куба. Высота 7 сегмента равна половине высоты куба. Постоянные магниты 12 встроены в общие боковые грани 5 и основания 2.The cube-constructor-transformer shown in the drawings contains 12 segments in the form of triangular tetrahedra 1 of the same shape and size, with a base 2 in the form of an isosceles right triangle, the base 2 of each segment 1 is half the area of the face of the cube, divided along diagonal 10 by hypotenuse 6. The legs 5 of the base 2 of segment 1 are the edges of the cube 9 and at the same time the edges of the side faces 3 of segment 1. The ribs 8 of the side faces of segment 1 form half the lengths of the diagonals of the cube. The height of 7 segments is equal to half the height of the cube. Permanent magnets 12 are embedded in the common side faces 5 and the base 2.

Предлагается использование в конструкции предпочтительно неодимовых магнитов, которые обеспечивают большое усилие сцепления ребер сегментов в точке соприкосновения, и требуют приложения такого же большого усилия для их разъединения, что гарантирует их достаточное соединение - как при вращении сегментов относительно друг друга - так и в крайних положениях вращения, при соприкосновении граней сегментов.It is proposed to use preferably neodymium magnets in the construction, which provide a large force of adhesion of the ribs of the segments at the point of contact, and require the same great effort to separate them, which ensures their sufficient connection both when the segments rotate relative to each other and in extreme rotation positions , when touching the faces of the segments.

Работа с кубиком-конструктором-трансформером происходит следующим образом.Work with the cube-constructor-transformer is as follows.

Игрушка имеет форму куба (см. фиг. 17-20). Путем приложения усилия для разрыва магнитного взаимодействия сегменты 1 кубика поворачивают относительно друг друга вокруг осей, образованных парами соседних ребер 5 сегментов 1, общих для боковых граней 3 и основания 2, составляющих ребра куба 9, с возможностью фиксации в крайних положениях при совмещении граней, и придания кубику-конструктору-трансформеру различную геометрическую форму (см. фиг. 21-28), отличную от первоначальной. Все сегменты соединены в непрерывную цепь магнитными соединениями, при этом, любая пара сегментов объединена либо парами ребер, либо парами ребер и со-попарных граней. Все трансформации в различные формы происходят без разрыва магнитных связей сегментов, т.е. только путем вращения парных сегментов вокруг общих осей, образуемых парами ребер и магнитными соединениями.The toy has the shape of a cube (see Figs. 17-20). By applying force to break the magnetic interaction, the cube segments 1 are rotated relative to each other around the axes formed by pairs of adjacent ribs 5 of the segments 1, common to the side faces 3 and the base 2, making up the edges of the cube 9, with the possibility of fixing in extreme positions when combining the faces, and giving the cube-constructor-transformer a different geometric shape (see Fig. 21-28), different from the original. All segments are connected in a continuous chain by magnetic connections, while any pair of segments is combined either by pairs of ribs, or by pairs of ribs and co-pairwise faces. All transformations into various forms occur without breaking the magnetic bonds of the segments, i.e. only by rotating paired segments around common axes formed by pairs of ribs and magnetic joints.

Claims

1. A toy cube-transformer in the form of a cube containing 12 identical parts — segments made in the form of tetrahedra, at the base of which are rectangular isosceles triangles, the height of the segment is the height perpendicular to the base of the face, the segments are connected in series with each other by pairs of common ribs of the side faces adjacent segments with the possibility of rotation relative to each other around the axes formed by combined pairs of ribs, characterized in that in the common ribs of the side faces and the base are built constant magnets, while the faces of the same polarity of the magnets are part of the area of the side faces and the base of the segment, being with them in the same plane, with the height of the segments equal to half the height of the cube, the base of the segment equal to half the area of the face of the cube, and the edges of the side faces of the segment equal to half the length of the diagonals of the cube .

2. A toy cube-transformer according to claim 1, characterized in that the permanent magnets are neodymium magnets and have the shape of a rhombus.