компонент обучающей игры

Формула изобретения

1. Компонент обучающей игры, имеющий контактную поверхность (3) и содержащий во внутренней части по меньшей мере один первый магнит (5) с магнитной осью, направленной к упомянутой контактной поверхности (3), отличающийся тем, что первый магнит (5) связан с компонентом посредством удерживающего приспособления (7), движущиеся детали механизма которого позволяют перемещать магнитную ось относительно соответствующей контактной поверхности (3) таким образом, что любая контактная поверхность (3) любого компонента может быть обращена к любой контактной поверхности (3) любого другого компонента, причем обе контактные поверхности удерживаются друг относительно друга под действием силы притяжения соответствующих магнитов.

2. Компонент по п.1, отличающийся тем, что механизм удерживающего приспособления имеет ось вращения (1), параллельную контактной поверхности (3), а первый магнит (5) связан с этой осью (1) вращения.

3. Компонент по п.2, отличающийся тем, что имеет второй магнит (9), связанный с осью (1) вращения, при этом этот второй магнит (9) имеет полярность, обратную полярности первого магнита (5), и смещен в угловом направлении вокруг оси (1) вращения относительно первого магнита (5).

4. Компонент по п.1, отличающийся тем, что механизм удерживающих приспособлений содержит стержень (11), продольная ось которого параллельна контактной поверхности (3), и вытянутый вдоль указанной продольной оси кожух (13), размер которого обеспечивает возможность расположения в нем стержня (11) и перемещения его вдоль кожуха (13), при этом на одном из концов указанного стержня (11) установлен первый магнит (5), а на втором - магнит (9), причем полярности первого и второго магнитов (5, 9) обратны друг другу.

5. Компонент по п.1, отличающийся тем, что механизм удерживающих приспособлений имеет ось (15) вращения, направленную перпендикулярно контактной поверхности (3), и включает в себя первый и второй магниты (5, 9), магнитные оси которых параллельны друг другу, а их полярности обратны, при этом первый и второй магниты (5, 9) смещены друг относительно друга в угловом направлении вокруг указанной оси (15) и установлены с возможностью поворота относительно этой оси (15) вращения.

6. Компонент по п.5, отличающийся тем, что ось (15) вращения, перпендикулярная контактной поверхности (3), проходит посередине между указанными магнитными осями.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение относится к компоненту игры, имеющему контактную поверхность и по меньшей мере первый магнит внутри с магнитной осью, направленной к контактной поверхности.

Предшествующий уровень техники

Хорошо известны обучающие игры из множества компонентов, из которых пользователь может составить сложные конструкции. Такие сложные конструкции могут быть самых различных типов: это могут быть простые геометрические формы, образованные простым сложением компонентов, это могут быть сборные или фиксируемые компоненты, которые однажды собранные имеют определенное сопротивление к разборке, это могут быть головоломки в виде кубиков и т.п.

В некоторых случаях интересно, чтобы однажды собранные компоненты имели определенное сопротивление к разборке. Как уже отмечено, известны компоненты такого типа, имеющие какие-либо средства соединения на своих поверхностях. Однако такие средства разборного соединения (например, несколько плотно пригнанных шипов) заметно влияют на внешний вид компонента. В других случаях используется установка магнитов как на видимой поверхности компонента, так и во внутренней его части. Однако магниты создают магнитное поле определенной ориентации, и для того, чтобы магнит притягивал другой магнит, необходимо правильно ориентировать оба магнита. В противном случае вместо силы притяжения возникает сила отталкивания. Можно использовать ферромагнитные элементы, которые всегда притягиваются магнитом независимо от направления создаваемого им поля, но это создает «избирательность» между различными компонентами обучающей игры. Конкретный компонент с магнитом внутри будет способен объединяться только с теми компонентами, которые имеют ферромагнитный элемент, или с теми компонентами, которые имеют магнит, ориентированный в противоположном направлении, но не будет способно соединиться с другими компонентами. Совершенно невозможно будет соединить его с другим идентичным ему компонентом.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является устранение этих недостатков.

Эта задача решается путем создания компонента обучающей игры указанного выше типа, в котором согласно изобретению первый магнит связан с компонентом посредством удерживающего приспособления, движущиеся детали механизма которого позволяют перемещать магнитную ось относительно соответствующей контактной поверхности таким образом, что любая контактная поверхность любого компонента может быть обращена к любой контактной поверхности любого другого компонента, причем обе контактные поверхности удерживаются относительно друг друга под действием силы притяжения соответствующих магнитов.

Для гарантированного обеспечения возможности соединения любой контактной поверхности компонента с любой контактной поверхностью любого другого компонента необходимо иметь возможность так ориентировать магниты, направленные друг к другу через эти поверхности, чтобы они имели соответствующую полярность для создания силы притяжения между собой. Для этого необходимо, чтобы магниты могли смещаться. Предпочтительно их ориентация должна выполняться автоматически, т.е. без необходимости выполнения каких-либо особых действий пользователем. В этом смысле механизмы удерживающего приспособления приводятся в действие силами притяжения и отталкивания между магнитами. Если две контактные поверхности двух компонентов, в которых соответствующие магниты имеют одну и ту же ориентацию магнитных полюсов, обращены друг к другу, будет возникать сила отталкивания, которая будет стремиться разделить их. При этом механизм удерживающего приспособления будет приведен в действие силой отталкивания таким образом, что два магнита изменят свое относительное положение в пространстве. Это позволит магнитам сдвинуться к новому относительному положению, в котором возникнет сила притяжения между обоими компонентами.

Существуют различные конструктивные варианты выполнения механизма удерживающего приспособления, удовлетворяющие этим условиям. Далее с помощью чертежей приведено описание некоторых из них, но при этом не исключена возможность использования других механизмов.

Кроме того, задачей настоящего изобретения является создание обучающей игры из множества компонентов, в которой по меньшей мере два из вышеупомянутых компонентов выполнены в соответствии с настоящим изобретением.

Более того, задачей настоящего изобретения является также создание головоломки из множества кубиков, в которой каждая грань каждого кубика показывает фрагмент изображения, при этом каждый кубик является компонентом в соответствии с настоящим изобретением.

Предпочтительно число кубиков головоломки таково, что корень кубический из этого числа является целым числом, а кубики приспособлены к размещению по трем измерениям с образованием большого куба, так что каждая из граней большого куба показывает изображение, составленное фрагментами изображений на каждой из видимых граней каждого из кубиков. Таким образом, большой куб будет по каждому из трех измерений (высоте, ширине и глубине) состоять из определенного числа кубиков. При этом по каждому измерению число кубиков одинаково, следовательно, большой куб будет состоять из кубиков, число которых будет третьей степенью целого числа (2, 3, 4 и т.д.), а общее число кубиков головоломки будет числом (8, 27, 64 и т.д.), кубический корень из которого является целым числом. Предпочтительно головоломка состоит из 8, 27 или 64 кубиков, а наиболее предпочтительно - из 27 кубиков, что наиболее подходит для создания головоломки с достижимой трудностью.

Большой куб может быть выполнен по-разному. Например, если большой куб составлен из 27 кубиков, он может показывать 18 различных изображений, так что однажды полностью собранный он одновременно показывает 6 полных изображений, образованных на гранях большого куба. Если большой куб составлен из 64 кубиков, он может показывать 24 различных изображения. Таким образом, такая головоломка обладает значительной трудностью и большей привлекательностью по сравнению с обычными головоломками из кубиков.

Краткое описание чертежей

Другие преимущества и особенности настоящего изобретения станут более понятны из следующего описания некоторых предпочтительных, но не ограничивающих вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на приложенные чертежи.

На фиг.1, 2, 3 и 4 показаны четыре предпочтительных варианта выполнения механизма удерживающих приспособлений компонентов согласно настоящему изобретению, схематичные виды в сечении компонентов;

на фиг.5 изображен в перспективе кубик в разобранном виде с удерживающими приспособлениями, соответствующими варианту их выполнения, показанному на фиг.1;

на фиг.6 - то же, но с предварительно собранными удерживающими приспособлениями;

на фиг.7 - то же, что на фиг.6, но с удерживающими приспособлениями, помещенными внутрь кубика;

на фиг.8 - то же, что на фиг.7, но с другим вариантом выполнения удерживающих приспособлений, показанных на фиг.1;

на фиг.9а, 9b и 9с показаны в перспективе некоторые виды головоломок согласно настоящему изобретению.

Варианты осуществления изобретения

На фиг.1 схематично показан первый вариант выполнения механизма удерживающего приспособления, в котором ось 1 вращения параллельна контактной поверхности 3, а первый магнит 5 связан с осью 1 вращения. В этом случае движение является простым поворотом на 180° первого магнита 5, вращающегося перпендикулярно к своей магнитной оси. Первый магнит 5 связан с компонентом при помощи одного из удерживающих приспособлений 7.

На фиг.2 показан второй вариант выполнения механизма удерживающих приспособлений, который является разновидностью варианта, показанного на фиг.2, и отличается от него тем, что имеется второй магнит 9, связанный с осью 1 вращения, параллельной контактной поверхности 3. При этом второй магнит 9 имеет полярность, противоположную полярности первого магнита 5, и смещен в угловом направлении вокруг оси 1 вращения относительно первого магнита 5. В частности, в примере, показанном на фиг.2, первый 5 и второй 9 магниты расположены с угловым смещением в 180°, т.е. диаметрально противоположно относительно оси 1 вращения. Действие соединительных средств в этом случае идентично действию соединительных средств по фиг.1 с тем лишь различием, что вместо одного более или менее продолговатого магнита используются два более коротких магнита, но при установке пары магнитов увеличиваются силы в направлении к оси 1 вращения. Когда два кубика приближаются друг к другу, а магниты не имеют надлежащей полярности, между ними возникает сила отталкивания, которая заставляет их поворачиваться вокруг оси 1 вращения, параллельной контактной поверхности 3, до тех пор, пока два магнита не повернутся друг к другу соответствующими полюсами. Другой магнит остается во внутренней части кубика достаточно далеко от любого другого магнита, так что он не влияет на эту увеличенную силу.

На фиг.3 показан другой вариант выполнения механизма удерживающих приспособлений. Этот вариант отличается наличием:

а) стержня 11, продольная ось которого параллельна контактирующей поверхности 3. При этом на одном из концов этого стержня установлен первый магнит 5, а на втором - магнит 9, причем полярности первого и второго магнитов 5 и 9 обратны друг другу;

б) вытянутого вдоль указанной продольной оси кожуха 13, размер которого обеспечивает возможность расположения в нем стержня 11 и перемещения его вдоль кожуха 13. В этом случае, если два магнита обращены друг к другу и не имеют надлежащей полярности, возникает сила отталкивания, которая вынуждает их двигаться вдоль корпуса 13. В примере, показанном на фиг.3, в результате будут возможны две различные ситуации. Если два компонента приближаются друг к другу так, как показано на фиг.3, между двумя магнитами, которые находятся в середине соответствующих контактирующих поверхностей 3, будет проявляться притяжение, в то время как другие магниты, находящиеся на обоих концах кожуха, не будут создавать какую-либо силу для связи между двумя компонентами. Однако если один из компонентов повернуть в противоположном направлении, как показано на фиг.3 (т.е. с магнитом, который на фиг.3 расположен снизу), то возникнут силы притяжения между четырьмя магнитами, два к двум. Таким образом, сила притяжения будет большей или меньшей в зависимости от относительного положения обоих компонентов. В связи с этим необходимо отметить, что кожухи 13 могут быть не только непараллельными, но и перпендикулярными друг к другу.

На фиг.5 показан еще один вариант выполнения механизма удерживающих приспособлений. В этом случае механизмы имеют ось вращения 15, направленную перпендикулярно контактной поверхности 3, и включают в себя первый и второй магниты 5 и 9. Магнитные оси этих магнитов параллельны друг другу, а их полярности обратны. Оба магнита 5 и 9 смещены относительно друг друга в угловом направлении вокруг оси 15, перпендикулярной контактной поверхности 3. Эти два магнита 5 и 9 могут быть расположены асимметрично относительно оси вращения 15, перпендикулярной контактной поверхности 3, т.е. располагаться не диаметрально противоположно или быть сдвинутыми на 180°, но располагаться на различных расстояниях от оси вращения 15 и т.д. Однако предпочтительнее расположение оси вращения 15, перпендикулярной контактной поверхности 3, посередине между обеими магнитными осями.

В примерах, показанных на фиг.2 и 4, другие решения возможны с большим количеством магнитов, например с четырьмя магнитами, распределенными в перекрестии вокруг осей вращения 1 или 15, соответственно.

На фиг.5-7 подробно показано конструктивное выполнение кубика с механизмами удерживающих приспособлений, которые схематично показаны на фиг.1. Кубик имеет магнит (первый магнит 5 в соответствии с используемой терминологией) на каждой из граней 3, поэтому он может соединиться с любым другим кубиком по любой из его граней. В частности, можно собрать большой куб, который является целью настоящего изобретения, при любом порядке сборки, т.е. он может быть собран как с правильным относительным положением кубиков для образования изображения, так, в равной степени, и с неправильным. Таким образом, поворачивающееся соединительное средство не зависит от игры по своей сущности (от положения кубиков в ряду, которое подходит для получения изображения) и не дает какого-либо ключа к разгадке или руководства по правильному порядку сборки кубиков. Функция поворачивающихся соединительных средств ограничивается лишь поддержанием связанных друг с другом кубиков, установленных пользователем в определенном положении.

На фиг.8 показана разновидность механизма удерживающих приспособлений, который содержит в себе цилиндрическую втулку 17, образующую цилиндрический корпус, внутри которого помещен магнит 5 (первый магнит 5 в соответствии с используемой терминологией). От цилиндрической втулки 17 в противоположных направлениях радиально отходят два стержня 19, каждый из которых одним концом большего диаметра соединен с втулкой 17, а другим свободным концом меньшего диаметра установлен в отверстии, имеющемся в элементе механизма удерживающих приспособлений, с возможностью поворота. При этом ось вращения 1 стержней 19 расположена параллельно грани 3.

Во всех предыдущих примерах было показано, что контактная поверхность 3 является плоской. В этом обычном случае компоненты чаще всего будут геометрически простыми, такими как кубы, параллелепипеды, призмы, пирамиды и т.п. Однако нет необходимости им иметь такие формы. Контактные поверхности 3 могут быть и кривыми, поскольку единственным требованием является лишь наличие в определенной паре компонентов определенной контактной поверхности на одном из компонентов и ответной контактной поверхности на другом компоненте. Поверхности контакта могут быть полукруглыми, цилиндрическими и т.п. и даже геометрически сложными. Нет никакой необходимости для всех поверхностей определенной пары быть контактными поверхностями в смысле, что они имеют магнит (или несколько магнитов), связанный с ними. Вполне допустимо, чтобы существовали контактные поверхности определенного компонента (с магнитами, связанными с ними) наряду с другими поверхностями, которые не являются контактными в том смысле, что они имеют или не имеют связанных с ними магнитов.

На фиг.9а, 9b и 9с показано конкретное выполнение головоломки согласно настоящему изобретению. Головоломка составлена из 27 кубиков, которые могут быть сгруппированы вместе, образуя большой куб из 3×3×3 кубиков. Каждая грань 3 каждого из кубиков обозначена тремя однозначными числами и буквенным кодом XYZ. Х соответствует варианту больших собранных кубов: могут быть собраны три больших куба, определяемых как I, II и III. Y соответствует грани большого куба. Большой куб имеет шесть граней, обозначенных как А, В, С, D, Е и F. Z соответствует положению грани кубика относительно грани большого куба, каждая грань большого кубика составлена из девяти новых граней девяти кубиков, обозначенных как 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9.