Игровой конструктор - RU2612919C1
Код документа: RU2612919C1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к строительным наборам детских игровых конструкторов, собираемых с применением соединительных элементов.
Из уровня техники известен многомодельный игрушечный конструктор (Патент РФ №104081, МПК: A63H 33/10, опубл. 10.05.2011 г.), содержащий набор конструктивных деталей со сквозными отверстиями и соединительных элементов, при этом сквозные отверстия конструктивных деталей расположены в 1-3 ряда с несколькими одинакового диаметра отверстиями в ряду и по округлой поверхности дисков, кроме центрального отверстия дисков, шайб, в которых диаметр меньше, толщина дисков в 5-10 раз больше, чем во всех конструктивных деталях, а в угольниках отверстия с одной стороны овальной формы, и расстояние от центров отверстий до линии сгиба вдвое больше, чем расстояние от центров отверстий до торца угольников, причем края угольников закругленные.
Существенным недостатком известного технического решения является жесткая, статичная форма его элементов, что не позволяет трансформировать их линейные размеры, изменять объем и пропорции, что существенно сокращает количество возможных вариантов сборки моделей из элементов этого конструктора. Кроме того, большое количество болтовых и стержневых соединительных элементов повышает трудоемкость и сложность сборки моделей, а также травмоопасность ребенка в процессе игры.
Из уровня техники известен конструктор мягкой игрушки (Свидетельство на полезную модель №2195, МПК: A63H 3/02, опубл. 16.06.1996 г.), содержащей корпус и детали, прикрепляемые к нему или друг к другу с помощью фиксаторов, при этом, по крайней мере, часть фиксаторов выполнена в виде пар разъемных соединительных элементов, один из которых крепится на детали, а другой - на присоединяемой к ней другой детали или на корпусе, а также тем, что введены по крайней мере одна дополнительная деталь и/или по крайней мере один дополнительный корпус с прикрепленными к ним соединительными элементами.
К основным недостатками известного конструктора относится минимальное количество вариантов сборки моделей, неустойчивость собираемых игрушек, невозможность фиксации измененной формы модульных элементов.
В качестве прототипа заявителем выбран известный конструктор мягкой игрушки (Патент РФ №2448754, МПК: A63H 33/04, опубл. 27.04.2012 г.), состоящий из набора модульных элементов, снабженных средствами для соединения элементов между собой, характеризующийся тем, что модульные элементы конструктора выполнены из ткани или другого гибкого материала в виде геометрических фигур или форм с закрепленными на их поверхности элементами фиксации, способными временно удерживать вместе соединяемые точки или участки поверхности модульных элементов, при этом элементы фиксации подобраны и расположены на поверхности каждого модульного элемента таким образом, что его исходная форма может быть обратимо изменена, подвергнута трансформации путем сгибания, сворачивания, перекручивания или выворачивания с последующей фиксацией измененной формы посредством этих соединительных средств.
Недостатками данного конструктора являются:
- ограниченное количество вариантов сборки моделей из элементов данного конструктора, что не дает возможность реализовать ребенку в должной степени свой творческий потенциал;
- отсутствие возможности создания из модульных элементов устойчивой объемной конструкции, попытка формирования которой однозначно приведет к деформационному нарушению формы ввиду действия сил тяжести от собственной массы конструкции. Ввиду указанного недостатка известный конструктор не способствует развитию у ребенка пространственного и конструктивного мышления;
- невозможность сборки моделей, обладающих динамическими свойствами, что не дает возможности ребенку осуществлять игровых манипуляций с собранной моделью, а, следовательно, прочувствовать на примере конструктора и освоить физические закономерности окружающего предметного мира.
Задачей настоящего изобретения является разработка игрового конструктора на основе гибких упругих модульных элементов, обладающего совокупностью свойств, расширяющих функциональные возможности подобных конструкторов, в частности, возможность сборки как простых, так исложных пространственных конструкций, обладающих динамическими свойствами, а также высокой стойкостью геометрических параметров при повышенных нагрузках.
Поставленная техническая задача решается благодаря применению игрового конструктора, состоящего из набора плоских формообразующих и декоративных модульных элементов в виде геометрических фигур или форм с закрепленными на их поверхностях элементами фиксации, образующими разъемные соединения, способные удерживать вместе соединяемые участки поверхности модульных элементов, при этом, по меньшей мере часть модульных элементов выполнена из гибкого упругого материала, а элементы фиксации расположены на поверхности, по меньшей мере, части модульных элементов из гибкого упругого материала таким образом, что исходная форма такого модульного элемента может быть обратимо изменена с последующей фиксацией измененной формы посредством упомянутых элементов фиксации, отличающийся тем, что каждый элемент фиксации выполнен в виде центра, по меньшей мере, осевого поворота удерживаемого участка поверхности присоединяемого модульного элемента из гибкого упругого материала, при этом, по меньшей мере, часть формообразующих модульных элементов содержит на своих оборотных поверхностях соосные пары жестко связанных между собой и разнонаправленных своими сопрягаемыми поверхностями элементов фиксации, образующие средства двухсторонней фиксации.
Выполнение элементов фиксации в виде центра, по меньшей мере, осевого поворота удерживаемого участка поверхности присоединяемого модульного элементаиз гибкого упругого материала позволяет обеспечить динамические свойства собираемых из такого конструктора моделей. При этом, соосное расположение элементов фиксации обеспечивает возможность наращивания многослойных форм из идентичных или однотипных гибких модульных элементов без продольного и поперечного смещения соединяемых поверхностей, что расширяет игровые возможности конструктора. Жесткая связь соосных элементов фиксации увеличивает жесткость и торцевую устойчивость многослойных форм как под действием силы тяжести собственной конструкции, так и под воздействием ребенка в процессе игры, позволяя ему совершать игровые манипуляции с моделью, сопряженные с сильным нажимом.
Кроме того, элемент фиксации модульного элемента может быть выполнен в виде центра осевого вращения участка поверхности присоединяемого модульного элемента из гибкого упругого материала, либо, центра осевого вращения всей поверхности присоединяемого модульного элемента, например, конечностей фигурок животных или движителей транспортных средств (колес, винтов и т.п.).
Кроме того, образующие разъемное соединение элементы фиксации могут быть выполнены в виде внутреннего металлического и внешнего магнитного ответных элементов фиксации, либо в виде внутреннего элемента фиксации, снабженного выступом в виде расширяющейся на конце поверхности вращения, и внешнего элемента фиксации, образующего поверхность упругого полного или частичного охвата выступа внутреннего элемента фиксации. Такие разъемные соединения обеспечивают надежную фиксацию, а также возможность осевого вращения присоединенных участков модульных элементов.
Кроме того, средства двухсторонней фиксации могут быть выполнены в виде внешнего и внутреннего элемента фиксации и/или пары внешних элементов фиксации и/или пары внутренних элементов фиксации, - в зависимости от требований, предъявляемых к модульному элементу.
Причем, элементы фиксации средства двухсторонней фиксации могут быть жестко связаны между собой со стороны своих опорных поверхностей посредством соединительного центрального стержня, проходящего через сквозное отверстие модульного элемента, и выполненного из твердого упругого материала, например, пластика. Центральный стержень обеспечивает возможность упругого осевого изгиба соединяемых элементов средства двухсторонней фиксации, что дополнительно улучшает динамические свойства создаваемых моделей.
Причем, длина соединительного центрального стержня может быть выполнена меньше толщины модульного элемента, что вызывает упругую деформацию поверхностей контакта с основаниями соосных элементов фиксации с частичным их вдавливанием в поверхности модульных элементов. Это обеспечивает дополнительно жесткую упругую связь соединяемых модульных элементов, т.к. отсутствует зазор, образуемый выступающими частями ответных соединений.
Кроме того, элементы фиксации средства двухсторонней фиксации могут быть соединены между собой своими опорными поверхностями.
Кроме того, элементы фиксации или часть элементов фиксации, в зависимости от предъявляемых к конструктору требований, могут быть выполнены из пластика или металла.
Кроме того, модульные элементы, либо часть модульных элементов могут быть выполнены из войлока, фетра, фильца, резины, ПВЦ ткани, эластичного полимера, ПВЦ пластика, либо комбинации этих материалов. Указанные материалы сочетают в себе высокую гибкость и упругость.
Кроме того, модульные элементы могут быть выполнены однослойными, двухслойными или многослойными с толщиной модульного элемента 3-10 мм.
Указанный диапазон толщины модульных элементов обеспечивает сохранение гибких и упругих свойств материала.
Причем, соединение слоев модульных элементов может осуществляться посредством промежуточного клеевого слоя, либо проходящей по краям соединяемых слоев сквозной нитевой строчки, - в зависимости от свойств используемых материалов. При этом, нитевой строчкой предпочтительно прошивать модульные элементы из войлока, фетра или фильца. Благодаря упруго-пластическим свойствам этих материалов край рядом со строчкой утолщает поверхность кромки, придавая модульным элементам дополнительную устойчивость к торцевым нагрузкам.
Кроме того, часть модульных элементов конструктора может быть выполнена из твердого материала, например, из пластика или металла, благодаря чему обеспечивается стойкость их геометрических параметров к повышенным нагрузкам при сохранении формы элементов.
Кроме того, модульные элементы могут включать по меньшей мере горизонтально вытянутые, прямоугольные, треугольные, круглые пластины, а также декоративные круглые пластины.
Причем, горизонтально вытянутые пластины могут быть снабжены установленными в виде продольного ряда, по меньшей мере, двумя средствами двухсторонней фиксации.
Причем, прямоугольные и треугольные пластины могут быть снабжены по углам по одному средству двухсторонней фиксации.
Причем, вышеуказанные модульные элементы могут иметь острые и/или округленные концы, - в зависимости от предъявляемых к конструктору требований.
Причем, круглые пластины могут быть выполнены различного диаметра, и иметь по центру средство двухсторонней фиксации.
Причем, декоративные круглые пластины могут иметь на внешней поверхности стилизованный глаз в виде прозрачной пластиковой полусферы различного диаметра, внутри которой выполнен с возможностью свободного перемещения зрачок различного диаметра, а на оборотной стороне - центральный внешний или внутренний элемент фиксации.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых представлены:
Фиг. 1 - комплект примерных деталей конструктора;
Фиг. 2 - модульный элемент со средством двухсторонней фиксации;
Фиг. 3 - общий вид модульного элемента со стороны внешнего и внутреннего элементов фиксации;
Фиг. 4 - модель «Лошадка» и модульные элементы, необходимые для ее сборки;
Фиг. 5 - модель «Трактор» и модульные элементы, необходимые для ее сборки;
Фиг. 6 - некоторые варианты собранных из конструктора моделей.
Заявленный конструктор в предпочтительном варианте, показанном на фиг. 1, состоит из набора плоских модульных элементов в виде пластин 1-15, которые имеют различную геометрию и размеры. Каждый модульный элемент такого конструктора изготовлен из гибкого упругого материала, предпочтительно, фетра или фильца, и имеет два слоя, которые по периметру соединены сквозной нитевой строчкой. Модульные элементы конструктора снабжены средствами двухсторонней фиксации 16, которые состоят из внутреннего элемента фиксации 17, имеющего выступ 18, и внешнего элемента фиксации 19, имеющего поверхность упругого охвата выступа 20 (фиг. 2, 3), соединенных между собой упругим пластиковым стержнем 21, проходящим через сквозное отверстие модульного элемента 1-15 (на примере круглой пластины 7). При соединении модульных элементов между собой, или соединении частей одного модульного элемента, элементы фиксации 17 и 19 образуют разъемное соединение, способное надежно удерживать вместе соединяемые участки или весь присоединяемый модульный элемент, обеспечивая при этом также возможность вращения присоединяемого участка
или элемента за счет вышеуказанной конструкции элементов фиксации 17, 19, а также возможность осевого наклона соединенных участков за счет упругости стержня 21. Набор модульных элементов по фиг. 1 включает следующие элементы: горизонтально вытянутые пластины 1-6 с центральным рядом средств двухсторонней фиксации 16 (от 2-х до 7-и); круглые пластины 7-11 различного диаметра с центральным средством двухсторонней фиксации 16 (для пластины 7 предусмотрены варианты исполнения средства двухсторонней фиксации с однотипными элементами фиксации); треугольные пластины 12, имеющие по углам по одному средству двухсторонней фиксации 16; прямоугольные (квадратные) пластины 13, имеющие по углам по одному средству двухсторонней фиксации 16; декоративные стилизованные под глаз круглые пластины 14, 15 с центральным элементом фиксации 17 или 19.
Используя модульные элементы предлагаемого конструктора имеется возможность создавать различные объемные конструкции и модели.
Например, сборка модели «Лошадка», показанной на фиг. 4, осуществляется следующим образом.
Для сборки модели потребуются следующие модульные элементы:
- горизонтально вытянутые пластины 5 - 1 шт.;
- горизонтально вытянутые пластины 6 - 10 шт.;
- квадратные пластины 13 - 4 шт.;
- круглые пластины 7 - 2 шт.;
- декоративные круглые пластины 15 - 2 шт.
Сначала составляем голову и шею. Для этого к 1-м элементам фиксации 1-й пластины 5 (шея) прикрепляем по обе стороны своими 1-ми элементами фиксации 1-ю и 2-ю пластины 6 (голова) и скрепляем их между собой 2-ми элементами фиксации. Затем крепим на 1-е элементы фиксации пластин 6 пластины 7, после чего на них закрепляем декоративные пластины 15 (глаза). Далее крепим 1-ю пластину 5 3-м элементом фиксации к 1-му элементу фиксации 1-й квадратной пластины 13. На 2-й ее элемент фиксации устанавливаем 3-ю пластину 6 своим 1-м элементом фиксации (хвост), на 3-й и
4-й элементы устанавливаем обоими элементами фиксации 4-ю пластину 6. Затем, с другой стороны 1-й пластины 5, 3-й и 4-й пластин 6 по аналогии с 1-й пластиной 13 крепим 2-ю пластину 13, на лицевой поверхности которой, в свою очередь, закрепляем на 1-м и 2-м ее элементах фиксации 5-ю пластину 6, а на 3-м и 4-м - 1-е элементы фиксации 6-й и, соответственно, 7-й пластин 6 (ноги). После этого аналогично 2-й пластине 13 устанавливаем с внешней стороны 5-й, 6-й и 7-й пластин 6 3-ю пластину 13 (туловище). В такой же последовательности аналогичным образом с противоположной стороны на 1-ю пластину 13 крепим поочередно 8-ю, 9-ю, 10-ю пластины 6 и закрепляем на них 4-ю пластину 13.
В результате получаем готовую динамическую модель «лошадка», у которой конечности - шея, хвост и ноги имеют возможность осевого поворота относительно корпуса, а голова - относительно шеи. Таким образом, появляется возможность осуществлять ребенком игровые манипуляции с собранной моделью, изменяя положение ее конечностей, и фиксировать на игровой поверхности эти изменения, при сохранении достаточной устойчивости модели.
В качестве другого примера приведем последовательность сборки более сложной модели «трактор», показанной на фиг. 5.
Для сборки модели потребуются следующие модульные элементы:
- горизонтально вытянутые пластины 1 - 1 шт.;
- горизонтально вытянутые пластины 3 - 3 шт.;
- горизонтально вытянутые пластины 5 - 2 шт.;
- горизонтально вытянутые пластины 6 - 5 шт.;
- круглые пластины 7 - 9 шт.;
- круглые пластины 8 - 4 шт.;
- круглые пластины 11 - 8 шт.
Сначала собираем корпус. Для этого послойно скрепляем 1-ю, 2-ю и 3-ю пластины 6. На 3-ю пластину 6 поочередно крепим продольно 1-ю, 2-ю и 3-ю пластины 3 3-м и 4-м и элементами фиксации. На верхней пластине 3 закрепляем элементами фиксации с 1-го по 5-й пластину 1. Затем часть ее
поверхности с 6-м и 7-м элементами фиксации загибаем таким образом, что с обратной ее стороны 7-й элемент фиксации через 1-ю круглую пластину 7 (с однотипными элементами фиксации) соединяется с выступающим 5-м элементом фиксации, расположенным на внутренней поверхности 1-й пластины 3. Снизу 1-й пластины 3 на 1-м элементе фиксации закрепляем 2-ю круглую пластину 7. На 2-м элементе фиксации пластины 1 крепим 3-ю пластину 7 (руль), а на 5-м - с 4-й по 9-ю, соответственно (труба). Далее собираем колеса. Для задних колес используем по четыре круглые пластины 11, а для передних - по две круглые пластины 8, которые соединяем посредством центрального элемента фиксации. Для формирования оси вращения передних колес скрепляем между собой посредством встречного сгиба 1-ю пластину 5 и 4-ю пластину 6 таким образом, что расположенные на внешней поверхности 4-й пластины 6 элементы фиксации соединяются с крайними элементами фиксации на внутренней стороне 1-й пластины 5. Элемент фиксации по центру внешней поверхности 1-й пластины 5 крепим к 7-му элементу фиксации внешней поверхности пластины 1, в результате чего в месте соединения образуется центр углового поворота оси вращения передних колес. Затем крепим передние колеса из пластин 8 своими центральными элементами фиксации к крайним элементам фиксации внешней поверхности 1-й пластины 5. Для формирования оси вращения задних колес 2-ю пластину 5 продеваем через отверстие между 2-й и 3-й точками крепления элементов фиксации 1-й и 2-й пластин 3, после чего сгибаем и соединяем концы 2-й пластины с 5-й пластиной 6 по аналогии с центральной осью вращения передних колес. На заключительном этапе крепим задние колеса из пластин 11 своими центральными элементами фиксации к крайним элементам фиксации внешней поверхности 2-й пластины 5.
Собранная конструкция наглядно демонстрирует динамические свойства полученной модели «Трактор». Обеспечивается возможность вращения как колес, так и самой оси вращения передних колес, что позволяет осуществлять игровые манипуляции с собранной моделью. При этом, колеса устойчивы, не изгибаются под действием силы тяжести корпуса, в т.ч. благодаря своей ширине, обеспеченной заявленными средствами фиксации.
Предлагаемый игровой конструктор обладает повышенной занимательностью и игровым потенциалом. Использование данного конструктора благодаря его вышеуказанным свойствам позволяет формировать у ребенка навыки, необходимые для успешного психомоторного развития.
Реферат
Изобретение относится к строительным наборам детских игровых конструкторов, собираемых с применением соединительных элементов. Поставленная техническая задача решается благодаря применению игрового конструктора, состоящего из набора плоских формообразующих и декоративных модульных элементов в виде геометрических фигур или форм с закрепленными на их поверхностях элементами фиксации, образующими разъемные соединения, способные удерживать вместе соединяемые участки поверхности модульных элементов, при этом по меньшей мере часть модульных элементов выполнена из гибкого упругого материала, а элементы фиксации расположены на поверхности по меньшей мере части модульных элементов из гибкого упругого материала таким образом, что исходная форма такого модульного элемента может быть обратимо изменена с последующей фиксацией измененной формы посредством упомянутых элементов фиксации, при этом каждый элемент фиксации выполнен в виде центра осевого поворота, по меньшей мере, удерживаемого участка поверхности присоединяемого модульного элемента, при этом по меньшей мере часть формообразующих модульных элементов содержит на своих оборотных поверхностях соосные пары разнонаправленных своими сопрягаемыми поверхностями элементов, образующих средства двухсторонней фиксации. 19 з.п. ф -лы, 6 ил.
