модель-игрушка

Формула изобретения

Модель-игрушка в виде фигурки животного, имеющей привод, шарнирно прикрепленные к туловищу конечности с двуплечими рычагами, отличающаяся тем, что фигурка животного собрана из плоских формообразующих элементов, причем туловище для имитации объема выполнено многослойным, а пара конечностей симметрично разведена в стороны с приданием им функции двуплечих рычагов, опоры вращения которых связаны с концами нити подвеса, пропущенной в соответствии с расстоянием между опорами вращения рычагов через пазы-прорези регулирующей рамки, предназначенной для крепления модели к неподвижной опоре, при этом привод выполнен в виде нити, закрепленной по линии центра тяжести фигурки, а положение опор вращения определено из условия равновесия рычагов

l₁m₁=(l₂+d+0,5D)(m₂+0,5M),

где l₁, l₂ - расстояния, соответственно, от конца конечности до опоры вращения и от опоры вращения до точки крепления шарнира;

d, D - диаметры, соответственно, шарнира и туловища;

m₁, m₂ - массы, соответственно, части конечности от конца до опоры вращения, части конечности от опоры вращения до точки крепления шарнира;

М - масса туловища.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к товарам культурно-познавательного характера и может быть использовано для рекламы художественно-декоративной композиции в качестве сувенирной продукции, декоративного элемента интерьера офисных и жилых помещений, демонстрационного средства в учебных целях, средства психологической релаксации в учреждениях оздоровительного профиля.

Известна механическая игрушка (авт. свид. СССР 1003864, кл. А 63 Н 11/16, 1983), содержащая макет птицы, в полости которой расположен электромеханический привод и связанные с ним механизмы перемещения частей туловища и раскрытия клюва. Механизм перемещения туловища состоит из шарнирно соединенных между собой трех рамок и связан с приводом кривошипно-коромысловым механизмом.

Известна модель космической станции (см. авт. свид. СССР 1448458, кл. А 63 Н 27/00, 1991), позволяющая демонстрировать и изучать изменение траектории и формы корпуса при ее движении.

Наиболее близким к заявляемому решению аналогом, принятым за прототип, является игрушка в виде фигурки животного (см. авт. свид. СССР 975023, кл. А 63 Н 15/00, 1982). Эта игрушка содержит закрепленный в корпусе заводной механизм перемещения, шарнирно прикрепленные к корпусу туловища конечности и голову. Игрушка также оснащена механизмом поворота головы и конечностей фигурки, который содержит внутри корпуса шарик, криволинейную направляющую для шарика и двуплечие рычаги, соединенные одним плечом с конечностями и головой, а другим плечом размещенные в отверстии направляющей.

Известная игрушка воспроизводит лишь отдельные движения животного. Область применения данной игрушки ограничена. Конструкция игрушки усложнена заводным механизмом привода и механизмом перемещения частей фигурки.

Технический результат изобретения - упрощение конструкции и расширение области применения за счет достижения полноты движения модели благодаря приданию ей свойств низкочастотной динамической системы.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной модели игрушки, выполненной в виде фигурки животного, имеющей привод и шарнирно прикрепленные к туловищу конечности с двуплечими рычагами, в соответствии с изобретением фигурка животного собрана из плоских формообразующих элементов, причем туловище для имитации объема выполнено многослойным, а пара конечностей симметрично разведена в стороны с приданием им функции двуплечих рычагов. Опоры вращения рычагов согласно изобретению связаны с концами нити подвеса, пропущенной в соответствии с расстоянием между опорами вращения рычагов через пазы-прорези регулирующей рамки, предназначенной для крепления модели к неподвижной опоре, а привод выполнен в виде нити, закрепленной по линии центра тяжести фигурки. Положение опор вращения рычагов при этом определено из условие равновесия рычагов: l₁m₁=(l₂+d+0,5D)(m₂+0,5M),

где l₁, l₂ - расстояния соответственно от конца конечности до опоры вращения и от опоры вращения до точки крепления шарнира;

d, D - диаметры соответственно шарнира и туловища;

m₁, m₂ - массы соответственно части конечности от конца до опоры вращения, часта конечности от опоры вращения до точки крепления шарнира;

М - масса туловища.

При этом отверстия для закрепления нити подвеса расположены в плоскости, проходящей через центр тяжести системы, что обеспечивает горизонтальное положение в пространстве туловища модели. В модели реализована система двух связанных уравновешенных рычагов с распределенной по площади массой. Кроме того, игрушка, выполненная в виде объемного макета животного, представляет собой динамическую систему этих двух связанных рычагов с симметрично расположенными в пространстве опорами вращения, в которых закреплена нить подвеса макета к рамке. Рычагами являются шарнирно соединенные с туловищем верхние конечности животного. Положение опор вращения, в которых расположены отверстия для закрепления нити подвеса, определяется условием равновесия системы. Привод, выполненный в виде нити, закрепленной по линии центра тяжести фигурки, значительно упрощает конструкцию.

На чертежах представлена предлагаемая модель-игрушка в виде "чайки". На фиг. 1 схематично показана модель-игрушка в сборе; на фиг.2 - отделъные формообразующие элементы модели; на фиг.3 - фигурка чайки без крыльев, вид сбоку.

Модель игрушки, представляющая собой фигурку животного, например чайки, содержит конечности, пара которых в виде крыльев 1 прикреплена к туловищу 2 и симметрично разведена в стороны. Механическая связь этих конечностей - крыльев 1 с туловищем 2 осуществляется двумя парами шарниров 3. Фигурка животного, включая конечности (крылья) 1, туловище 2 и хвостовую часть 4, изготовлена из плоских формообразующих элементов 5. Для имитации объема и усиления художественного эффекта игрушки у фигурки туловище 2 выполнено многослойным. Каждый из слоев туловища 2 имеет прорези 6 для сборки туловища, вырезы 7 для крепления хвостовой части 4 и отверстия 8 для установки шарниров 3. При этом положения прорезей 6, вырезов 7 и отверстий 8 синхронизированы между всеми слоями (на чертеже показана одна зеркальная половина формообразующих элементов туловища). Конечности - крылья 1 со стороны сочленения с туловищем 2 имеют направляющие прорези 10 для крепления крыльевой части шарниров 3. Положения прорезей 10 определяются условиями соосности с отверстиями 8 на туловище 2 шарниров 3. В отверстиях 11 крыльев 1 закреплены концы нити подвеса 12 для придания этой паре конечностей функции двуплечих рычагов. Отверстия 11 расположены в точках, являющихся опорами вращения для рычагов-крыльев 1. В нижней части центрального формообразующего слоя туловища выполнено отверстие 13, в котором закреплена нить 14. Отверстие 13 также расположено на линии центра тяжести модели. Посредством нити 14 системе передается внешнее воздействие для выведения последней из состояния покоя. Концы нити подвеса 12 жестко закреплены в отверстиях 11 крыльев 1. Нить подвеса 12 пропущена с возможностью свободного перемещения в пазах-прорезях 15 регулирующей рамки 16, которая предназначена для крепления модели к опоре посредством нити 17. Скользящее крепление позволяет перемещением нити подвеса 12 уравновесить крылья 1 в горизонтальной плоскости в положении покоя. Расстояние между пазами-прорезями 15 рамки 16 равно расстоянию между отверстиями 11 крыльев 1, в которых закреплены концы нити подвеса 12.

Модель-игрушка приводится в движение однократным кратковременным потягиванием рукой за нить 14. При перемещении конечности животного 1, выполненные в виде крыльев, и туловище 2 совершают затухающие противофазные колебания в вертикальной плоскости, имитируя поступательное движение животного - в данном случае птицы при полете. В процессе движения указанные колебания затухают с реализованным на практике количеством взмахов крыльев порядка десяти. В качестве внешнего воздействия для возбуждения колебаний в системе может быть применен также поток воздуха как естественный, так и от установленного в помещении кондиционера воздуха или вентилятора. Для повышения художественного и рекламного эффекта модели подвесная рамка 16 может быть выполнена с использованием различного рода логотипов, юбилейных и прочих надписей, что позволяет использовать модель-игрушку как в качестве сувенирной продукции, так и предмета декоративного оформления помещений.

Обладая достаточной степенью занимательности благодаря полноте движения и эстетичности формы, игрушка может выступать объектом психологической разгрузки в комнатах отдыха на производствах, учреждениях культурно-оздоровительного характера. Помимо этого предлагаемая модель может быть применена в школьных курсах физики для демонстрации динамики связанных механических систем, понятий "равновесие", "затухающие колебания", "синхронность колебаний" и др. Кроме того, заявляемое техническое решение позволяет свести к динамическим моделям макеты множества живых существ с зеркальной симметрией относительно плоскости туловища, т. е. создать множество занимательных и познавательных игрушек и сувениров.