SU1747112A1

SU1747112A1 - "Сборна пространственна головоломка "Ребристый еж"

Info

Publication number: SU1747112A1
Application number: SU904790304A
Authority: SU
Inventors: Намик Мустафа Оглы Салахов
Original assignee: Н.М.Салахов
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1992-07-15

Abstract

Сущность изобретени : головоломка представл ет собой набор из шести брусков квадратного сечени с трем одинаковыми пазами по меньшей мере в п ти из них, шести по меньшей мере четырехгранных пирамид, устанавливаемых в пазах брусков дл изменени их конфигурации, и средств фиксации пирамид в пазах. Двугранные. пр моугольные пазы чередуютс вдоль бруска с образованием ребер между ними и их грани расположены под углом 45&deg; к ребрам бруска. Необходимо сконструировать некоторую расстановку различных пазов в брусках , при которой возможна сборка элементов игры в симметричную объемную крестообразную фигуру. В этой фигуре пары брусков соединены ребрами. 11 ил

Description

сл

с

Изобретение относитс к конструкци м занимательных игр.

Известна сборна пространственна головоломка , содержаща шесть игровых брусков квадратного сечени , соединенных между собой в объемную крестообразную фигуру без пустот внутри, по меньшей мере п ть из которых имеют в средней части установочные пазы, а также средства дл изменени конфигурации пазов, выполненные в виде многогранных элементов.

Однако известна головоломка недостаточно занимательна

Цель изобретени - повышение занимательности .

Указанна цель достигаетс тем, что в сборной объемной крестообразной фигуре бруски, число которых шесть, в парах касаютс друг друга продольными ребрами, а образующиес при этом углы между их гран ми пр мые. Пазы же в средней части по

меньшей мере п ти брусков представл ют собой три двугранных выреза, а формирующие их многогранные элементы - четырехгранные пирамиды.

На фиг.1 изображена головоломка в сборе; на фиг.2 - стандартный брусок со свободными пазами и пирамида, устанавливаема в этих пазах, виды спереди и сбоку; на фиг.З - паз в бруске и пара сложенных гран ми пирамид, заполн юща этот паз, примеры установки в пазу одной пирамиды, виды спереди и сверху; на фиг 4 - фигура парных пересечений, образующа ромбододекаэдр с симметрично расположенными в нем выемками, виды спереди, сбоку и в направлении между фронтальным и вертикальным под углом 45° к ним, на фиг.5 - один из вариантов формировани пазов брусков, позвол ющих собрать их в крестообразную фигуру (один из брусков без пазов ); на фиг.6 - пооперационна сборка ежа

V N VI

ю

из такого комплекта; на фиг,7 - один из получаемых комплектов брусков, собираемых также тройками; на фиг.8 - пор док его сборки; на фиг.9 - вариант формировани пазов брусков, в котором два бруска одинаковы (брусок 30), один брусок имеет два паза; на фиг. 10 - вариант комплекта брусков , все из которых имеют пазы; на фиг. 11 - средства и пор док креплени пирамид в пазах: отверсти в пазах брусков и пирамидах, штыри креплени , виды спереди и сверху.

Предлагаема закономерность формировани пазов брусков фигуры 1 (фиг.1), не имеющей пустот внутри, строитс следующим образом.

Стандартный брусок 2 имеет три двугранных паза, два крайних из которых (пазы 3} параллельны, а третий (паз 4) расположен между ними и повернут относительно них на 90° вокруг продольной оси бруска. Каж- дый такой паз пересекает только две грани бруска так, что стороны его образуютс из двух одинаковых треугольников, вершины которых располагаютс на ребрах бруска (фиг.2), а угол между плоскост ми этих треугольников пр мой. Таким образом, плоскости , совпадающие с гран ми паза 5, пересекают ребра бруска под углом 45е. При этом ребра, образованные пересечением смежных граней соседних пазов, лежат в плоскости, совпадающей с продольной гранью бруска, В качестве стандартных брусков служат одинаковые четырехгранные пирамиды 6. Эти средства, измен ющие конфигурации пазов 7, легко получить рассечением большой пирамиды 8 с четырьм одинаковыми треугольными гран ми и двум пр мыми двугранными углами при противолежащих ребрах 9, заполн ющей полностью паз 7, ее плоскостью симметрии 10 надвое. При этом грань 11 пирамиды б, принадлежаща этой плоскости, представл ет собой пр моугольный треугольник, половину поперечного сечени бруска. Угол между гранью 11 и ребром 12 пр мой. Дополнение паза бруска такой пирамидой 6 возможно двум способами, В одном случае нужно приложить большую грань 13 пирамиды 6 к какой-либо грани паза, в другом случае меньшее ребро 12 пирамиды б - к ребру паза так, чтобы больша грань пирамиды 6 лежала в плоскости грани бруска. В первом случае остаетс паз, оп ть же представл ющий двугранный желобок 14, но одна из граней которого располагаетс поперек бруска, во втором - трехгранна выемка 15, одна из граней которой располагаетс вдоль бруска Упом нутые соответственно поперечные и продольные грани в

пазах 14 и 15 одинаковы - это пр моугольные треугольники, равные половине поперечного сечени брусков. Таким образом, конфигурации пазов после их конструировани могут быть трех видов (пазы 7, 14 и 15). По меньшей мере в п ти из шести игровых брусков имеютс три и менее паза в каждом. Они должны позвол ть собрать все бруски в трехмерную фигуру без пустот внутри, при

0 этом число малых двугранных пазов должно быть равным числу трехгранных пазов 15 на всех вместе вз тых брусках (максимальное число тех и других пазов равно трем, при сборке брусков их угловые выступы, образо5 ванные пирамидами 6, вход т в подход щие выемки 14 и 15). Пазы 7 при сборке фигуры упираютс в углы брусков. Как бы ни формировались пазы брусков дл того, чтобы собрать их в крестообразную фигуру,

0 необходимо и достаточно, чтобы математическое множество парных пересечений брусков в фигуре представл ло собой вырезанный ромбододекаэдр 16с занимающими половину его объема трехгранными

5 выемками 17(фиг.4). Такой ромбододекаэдр состоит из 12 пирамидв, которые вл ютс пирамидами парных пересечений. Одна из вершин каждой пирамиды располагаетс в центре симметрии многогранника 16, а три

0 ребра вл ютс смежными с соседними пирамидами . При этом выемки 17 между ними, дополн ющие многогранник 16 до ромбододекаэдра , равны пирамидам 8. В совокупности же выемки повтор ют описываемую

5 фигуру пересечений и совпадают с ней при симметричном отражении в одной из плоскостей симметрии ромбододекаэдра.

Если сориентировать многогранник 16 пересечений так же, как и сам еж 1 (фиг.4 и

0 1 соответственно), то можно представить, как формируютс пазы брусков, На месте каждой пирамиды вырезанного ромбододекаэдра 16 один из пары пересекающихс брусков имеет двугранный паз 7,или же оба

5 бруска имеют один - трехгранную выемку 15, другой - двугранную выемку 14, вместе при сборке составл ющие объем пирамиды 8. Так, нетрудно представить расстановку пазов в брусках 18-23 (фиг.5), собираемых в

0 еж (фиг.6), Это один из сотен возможных вариантов комплектов из шести брусков, причем в нем брусок 23 выемок не имеет и носит замыкающую функцию. Чтобы разобрать такой еж, необходимо вытолкнуть

5 этот замыкающий брусок вдоль его продольной оси.

Кроме того, возможна сборка ежа сты ковкой двух троек брусков. Например, если

сложить одну тройку из брусков 24-26

(фиг,7) с одной стороны и другую тройку

брусков 27-29 с другой, то их беспреп тственно можно собрать в ежа (фиг.8). Эти же бруски можно сложить и другой парой троек: 25-28 и 24-29, а также последовательной сборкой с замыкающим бруском 29 подобно брускам 18-23 (фиг.5). Сборка последних тройками невозможна.

Дл полного представлени возможных расстановок пазов различных конфигураций на брусках можно рассмотреть еще два варианта, где в одном комплекте 30-34 (фиг.9) имеютс брусок 31с числом выемок, меньшим трех, два одинаковых бруска 30 и замыкающий брусок 34, а в другом комплекте 35-40 (фиг. 10) имеетс брусок 40 лишь с одной выемкой и отсутствует замыкающий брусок. Сборка последнего уже невозможна последовательными приложени ми брусков , а только - групповыми типа тройка - тройка (фиг.8).

Пример. Набор деталей головоломки следующий: шесть одинаковых брусков с трем пр моугольными парами в каждом бруске 41; 12 пирамид 42 со средствами 43 дл фиксации пирамид в пазах брусков. Фиксаторы 43 представл ют собой небольшие штыри, плотно вход щие в сквозные отверсти 44 в пирамидах 42 и в отверсти 45 в пазах брусков 41. При установке пирамид 42 в пазах два их отверсти 44 прикладываютс или к отверсти м 46 на одной грани паза, или же к паре отверстий 47 разных граней. В первом случае пирамиды прикладываютв полностью к одной из граней паза, в другом случае выдвинутые с обратной стороны отверстий штыри 48 позвол ют закрепл ть пирамиды в перевернутом положении ребром к ребру паза. При

фиг. 1

монтаже деталей должны быть использованы все пирамиды, чтобы задача сборки ежа без густот внутри выполн лась Очевидно, если собрать шесть пирамид на одном бруске , он становитс замыкающим (брусок без пазов), другие же шесть пирамид формиру- ют пазы остальных брусков.

Claims

Формула изобретени Сборна пространственна головоломка , содержаща шесть игровых брусков

квадратного сечени , соединенных между собой в объемную крестообразную фигуру без пустот внутри, по меньшей мере п ть из которых имеют в средней части установочные пазы, а также средства дл изменени

конфигурации пазов, выполненные в виде многогранных элементов, отличающа - с тем, что, с целью повышени занимательности , каждый брусок имеет три паза, причем пазы брусков имеют пр моугольную

двугранную, форму и образованы так, что ребро паза пересекает два несмежных продольных ребра бруска и перпендикул рно к ним, а плоскости, совпадающие с гран ми паза, пересекают ребра бруска под углом

45°, при этом ребра, образованные пересечением смежных граней соседних пазов, лежат в плоскости, совпадающей с гранью бруска, а заполн ющие пазы брусков средства дл изменени конфигурации пазов

представл ют собой одинаковые четырехгранные пирамиды, выполненные так, что две пирамиды заполн ют паз полностью, при этом пары брусков в крестообразной фигуре соединены продольными ребрами

так, что между их гран ми образуетс пр мой угол.

/

Jj.

S

3 H 3

N

13

15

Фиг.З

- Ч

С

Л7 U

в

ф17 16

зйВ-

19

BDrf

Фиг. 5

16

РагЛ

У М

Р

22

1i

19

fe

/

23

3

20

Фие.6

ix- -

2S

зхг

f/f I 26

27

F-ФФ-425 IжL.

3- Ј-29

Фиг 7

29

л

7&

36

г 10

r

34 М

7

/Тч J. 40

W

Г

4-2 42

45 45

F

Фиг. 11

М

4-8 43

48

44

ч

42

42