конструктор

Формула изобретения

1. Конструктор, содержащий набор деталей, набор элементов, расположенных послойно и соединенных между собой, по меньшей мере, одним узлом соединения с возможностью формирования каркаса пространственной фигуры, при этом, по меньшей мере, один из элементов выполнен с, по меньшей мере, одним узлом соединения, предназначенным для прикрепления, по меньшей мере, одной детали, а детали и элементы выполнены из упругого пористого материала, отличающийся тем, что в качестве упругого пористого материала применен эластичный пенопласт с кажущейся плотностью, равной 0,012-0,220 г/см³, при этом общее количество элементов в наборе для получения максимального габарита каркаса выполнено с массой, обеспечивающей деформацию каркаса пространственной фигуры под действием его собственной массы на величину не более 5%.

2. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что в качестве эластичного пенопласта применен пенополиуретан, и/или пенополистирол, и/или пенорезина, и/или пенофенопласт, и/или пенополиэтилен, и/или этилвинилацетат.

3. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру структуры сооружения и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего сооружения.

4. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру фюзеляжа модели летательного аппарата и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего летательного аппарата.

5. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру кузова модели железнодорожного, или наземного безрельсового, или водного транспортного средства и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего железнодорожного, или наземного безрельсового, или водного транспортного средства.

6. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру корпуса модели космического корабля и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего космического корабля.

7. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру тела млекопитающего, или животного, или птицы, или насекомого и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего млекопитающего или животного, или птицы, или насекомого.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к легкой промышленности, а именно к средствам для конструирования и моделирования из мягкого упругого материала, предназначенным для развития у детей и юношей творческих навыков, образного мышления и формирования политехнических понятий.

Известны различные по исполнению конструкторы, представляющие набор элементов с узлами для присоединения к ним деталей конструктора для формирования различных пространственных фигур. В качестве материала для изготовления деталей и элементов используют твердые пластмассы (Промышленный образец СССР 28307, МПКО 21-01, опубл. Бюллетень промышленных образцов 3, 1990). Однако подобные конструкторы обладают повышенной опасностью для детей, обусловленной наличием твердых острых элементов, являющихся причиной нанесения различных травм во время игры.

Известны конструкторы из мягкого материала, представляющие собой набор элементов с узлами для присоединения к ним деталей конструктора для формирования различных пространственных фигур (Журавлева А.П. и др. Начальное техническое моделирование, М.: Просвещение, 1982, с. 72-77). Однако существующие конструкторы обладают ограниченными техническими возможностями ввиду невозможности изготовления изделий, максимально приближенных к реально существующим их аналогам, в частности автомобилю, самолету, птице, различным животным и насекомым. Кроме этого, подобные модели обладают существенным преимуществом перед своими аналогами из твердой пластмассы, они абсолютно безопасны и удобны в обращении, имеют малый вес и обладают повышенной прочностью.

В качестве ближайшего аналога принят конструктор, содержащий набор деталей, набор элементов, расположенных послойно и соединенных между собой, по меньшей мере, одним узлом соединения с возможностью формирования каркаса пространственной фигуры, при этом, по меньшей мере, один из элементов выполнен с, по меньшей мере, одним узлом соединения, предназначенным для прикрепления, по меньшей мере, одной детали конструктора, а набор элементов выполнен из упругого пористого материала (WO 94/15688 A1, опубл. 21.07.1994).

Сущность изобретения

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка каркаса конструктора, обладающего расширенными техническими возможностями, позволяющими формировать на его базе широкий круг пространственных фигур или изделий, не опасаясь за деформационное нарушение формы ввиду действия сил тяжести от собственной массы фигуры на граничных ее участках, и обеспечения при этом повышенной безопасности при ее использовании детьми во время конструирования и последующих игр с использованием собранных фигур. Технический результат заключается в обеспечении жесткости и надежности каркаса, позволяющей выдерживать различные нагрузки от собственной массы без изменения пространственной формы модели, а также обеспечивать повторяемость процессов сборки и разборки изделий.

Для достижения технического результата при решении поставленной задачи в известном конструкторе, содержащем набор деталей, набор элементов, расположенных послойно и соединенных между собой, по меньшей мере, одним узлом соединения с возможностью формирования каркаса пространственной фигуры, при этом, по меньшей мере, один из элементов выполнен с, по меньшей мере, одним узлом соединения, предназначенным для прикрепления, по меньшей мере, одной детали, а детали и элементы выполнены из упругого пористого материала, в качестве которого применен эластичный интегральный пенопласт с кажущейся плотностью, равной 0,012-0,22 г/см³, при этом общее количество элементов в наборе для получения максимального габарита каркаса выполнено с массой, обеспечивающей деформацию каркаса пространственной фигуры под действием его собственной массы на величину не более 5%.

Возможны другие варианты выполнения полезной модели, в которых целесообразно, чтобы:

- в качестве эластичного интегрального пенопласта был применен пенополиуретан, и/или пенополистирол, и/или пенорезина, и/или пенофенопласт, и/или пенополиэтилен, и/или этиловинилацетат;

- каркас был бы выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру структуры сооружения и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего сооружения;

- каркас был бы выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру фюзеляжа модели летательного аппарата и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего летательного аппарата;

- каркас был бы выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру кузова модели железнодорожного, или наземного безрельсового, или водного транспортного средства и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего железнодорожного, или наземного безрельсового, или водного транспортного средства;

- каркас был бы выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру корпуса модели космического корабля и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего космического корабля;

- каркас был бы выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру тела млекопитающего, или животного, или птицы, или насекомого и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего млекопитающего, или животного, или птицы, или насекомого.

Указанные признаки являются существенными и связанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения указанного технического результата.

Краткое описание чертежей.

На фиг.1 изображен каркас фюзеляжа модели самолета с узлом соединения.

На фиг. 2 изображен каркас фюзеляжа модели самолета в сборе с присоединенной деталью.

На фиг.3 изображена модель самолета в сборе.

Изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью признаков технического результата.

В качестве примера выполнения изобретения на чертежах поэтапно представлен процесс сборки конструктора самолета. На фиг.1, 2 изображен процесс сборки каркаса фюзеляжа модели самолета, который содержит набор плоских элементов 1 разной формы, расположенных послойно и соединенных между собой несколькими узлами 2 соединения с возможностью формирования пространственной фигуры фюзеляжа модели самолета. Элементы 1 снабжены узлами 3 соединения, предназначенными для прикрепления деталей 4 конструктора самолета, в частности его оперение, шасси и другие. Все элементы 1, а также и детали 4 выполнены из упругого пористого материала, в качестве которых применены пенополиуретан, и/или пенополиэтилен, и/или этилвинилацетат с кажущейся плотностью, равной 0,060-0,0150 г/см. Применение указанных выше марок пенополиматериалов, с одной стороны, исключает нанесение травм как в процессе сборки конструктора, так и в процессе игр с собранными моделями, с другой стороны, применение этих материалов расширяет технические возможности за счет возможности получения широкого спектра разнообразных фигур с использованием известных способов раскроя, позволяющих в свою очередь создание изделий сложной формы, максимально приближенной к реально существующим объектам техники или живой природы.

Одним из условий создания сложных по форме фигур необходимо, чтобы общее количество элементов 1 в наборе максимального габарита каркаса выполнено с массой, обеспечивающей деформацию пространственной фигуры конструктора под действием его собственной массы на величину не более 5%. Экспериментально получено, что максимальная деформация собираемой конструктором фигуры не должна превышать 5%, дальнейшее увеличение сил, действующих на максимально удаленные участки элементов 1 от собственной их массы, приводит к невозможности удержания заданной формы элементов и фигуры в целом, при этом существенным признаком в реализации этого условия является выбор упругого материала. Применение в качестве упругого пористого материала материалов семейства эластичных интегральных пенопластов, а именно: пенополиуретана, и/или пенополистирола, и/или пенорезина, и/или пенофенопласта, и/или пенополиэтилена, и/или этилвинилацетата с кажущейся плотностью, равной 0,060-0,0150 г/см³, обеспечило достижение технического результата. Изменение плотности упругого пористого материала в сторону увеличения, а именно более 0,060 г/см³, приводит к необоснованному увеличению материала, сложности конструирования сложных фигур конструктора и энергетических затрат. Нижний предел плотности материала обусловлен невозможностью формирования пространственных фигур ввиду того, что элементы 1 и детали 4, выполненные из такого материала, перестают быть несущими.

Сборка конструктора осуществляется следующим образом.

Элементы 1 конструктора, формирующие конструкцию фюзеляжа самолета (фиг. 1, 2) послойно собираются и соединяются при помощи узлов соединений 2, для чего одна часть узла 2 (фиг.1) деформируется таким образом, чтобы, охватив элементы 1 своими выступами в деформированном состоянии, зафиксировать элементы 1 относительно друг друга. Аналогичным образом собираются детали 4 посредством узлов 3 (фиг.2) соединения с элементами конструктора с возможностью формирования соответствующей фигуры, в данном случае фигуры самолета (фиг.3).

Изобретение соответствует критерию "промышленная применимость", поскольку его изготовление возможно при использовании существующих средств производства с применением известных технологий.

Предлагаемое устройство эффективно в работе, просто в изготовлении и удобно в эксплуатации. Применение изобретения позволяет формировать на его базе широкий круг пространственных фигур или изделий, не опасаясь за деформационное нарушение формы ввиду действия сил тяжести от собственной массы фигуры на граничных ее участках, обеспечивая при этом повышенную безопасность при ее использовании детьми во время конструирования и последующих игр с использованием собранных фигур. Технический результат заключается в обеспечении повышенной жесткости и надежности каркаса, позволяющей выдерживать различные нагрузки от собственной массы без изменения пространственной формы модели, а также обеспечивать повторяемость процессов сборки и разборки изделий.