Цепочка герона

 

Цепочка относится к области создания игр и головоломок. Цепочка состоит из двух простых цепочек, соответствующие по зацеплению звенья которых соединены между собой так, что вектор смещения звеньев одной из цепочек относительно соответствующих по уровню звеньев другой цепочки совершает поворот одного и того же знака при последовательном переборе звеньев, причем звенья простых цепочек выполнены с монотонным изменением размера при последовательном переборе звеньев. Звенья каждой из простых цепочек выполнены в виде замкнутых фигур некруглой формы из проволоки некруглого сечения, размер поперечного сечения которой монотонно изменяется при переходе от одного звена к следующему. Звенья одной из простых цепочек выполнены отличными по цвету от звеньев другой простой цепочки. Данное выполнение цепочки позволяет повысить ее занимательность, расширить демонстрационные возможности, а также снизить ее стоимость. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство относится к области создания игр и головоломок и может быть использовано для демонстрации фокусов.

Известна цепочка "павлиний глаз", аналог предлагаемой, интересная тем, что она состоит из двух простых цепочек, соединенных между собой, что совпадает с существенными признаками предлагаемого. Причем каждая из простых цепочек образована чередованием звеньев большого и малого диаметра, которые компланарны и концентричны звеньям, соответственно, малого и большого диаметров другой цепочки.

Недостаток известного аналога состоит в ограничении демонстрационных возможностей с учетом ее статичности (US 4903475 A, 27.02.90).

Наиболее близким к предлагаемому является развлекательная головоломка в виде цепочки (Фирсова Л.М. Игры и развлечения, Москва, Молодая гвардия, кн. 3, 1992, с. 16). Известная цепочка состоит из двух простых цепочек, соответствующие по зацеплению звенья которых соединены между собой так, что вектор смещения звеньев одной из цепочек относительно соответствующих по уровню звеньев другой цепочки совершает поворот одного и того же знака при последовательном переборе звеньев. Кроме того, обе простые цепочки идентичны одна другой и образованы из одинаковых круглых колец. Монтаж цепочки осуществляют следующим образом. Одну простую цепочку подвешивают за верхнее (первое) звено, а звенья другой простой цепочки продевают в вышележащие соседние, т.е. соответствующие по зацеплению, звенья первой. Например, второе звено во второй простой цепочке (назовем ее цепочкой В) связано с вышележащим первым звеном той же цепочки В, и, кроме того, второе звено цепочки В продевают в первое звено первой простой цепочки (далее - цепочки А), И т.д., звено п цепочки В продевают в звено п-1 цепочки А. Следует также учесть, что в равновесном положении плоскости звеньев п и п-1 перпендикулярны. Поэтому подсоединение звеньев цепочки В к звеньям цепочки А происходит по снижающейся спирали. Например, если верхнее кольцо цепочки В поместили спереди от соответствующего (верхнего) звена цепочки А, а второе кольцо цепочки В - справа от второго кольца цепочки А, то третье кольцо цепочки В разместят сзади, а четвертое кольцо - слева от соответствующих колец цепочки А. Далее положение колец цепочки В относительно соответствующих колец цепочки А повторится циклически: спереди, справа, сзади, слева и т.д., что иллюстрируется рисунком фиг.1.

Демонстрация зрелищного эффекта осуществляется следующим образом. Возьмем верхние звенья цепочек А и В в правую и левую руки, соответственно, держа их примерно на одной высоте. Затем опускаем первое кольцо цепочки А до опоры его на второе кольцо цепочки В с последующим опрокидыванием его на 180^o, в результате чего первое кольцо цепочки А вместо соседства с первым кольцом цепочки В получает соседство с его третьим кольцом. Кроме того, второе кольцо цепочки А опускается до опоры на третье кольцо цепочки В и, утрачивая верхнюю поддержку при опрокидывании своего верхнего кольца, само, оказавшись в состоянии неустойчивого равновесия, опрокидывается. За ним третье, и т.д. все остальные кольца цепочки А опрокидываются последовательно во времени и в пространстве, создавая иллюзию падения верхнего кольца вниз. Возвращая первое кольцо цепочки А в исходное, верхнее положение, инициируем процесс последовательного опрокидывания колец цепочки В. И т.д. поочередно меняя положение рук демонстрируем "падение" колец вниз.

Недостаток прототипа состоит в ограничении демонстрационных возможностей цепочки. Таким образом, требуемый технический результат состоит в расширении демонстрационных возможностей цепочки, в повышении ее занимательности, а также в расширении конструктивных параметров цепочки, при которых возможна ее надежная работа.

Недостатки прототипа устраняются в предлагаемой цепочке, состоящей из двух простых цепочек, соответствующие звенья которых соединены между собой так, что вектор смещения звеньев одной цепочки относительно соответствующих звеньев другой совершает поворот одного и того же знака при последовательном переборе звеньев, аналогично прототипу.

Кроме того, звенья простых цепочек выполнены с монотонным изменением размера при последовательном переборе звеньев.

Кроме того, звенья каждой из цепочек выполнены в виде замкнутых фигур некруглой формы, из проволоки некруглого сечения.

Кроме того, звенья одной из простых цепочек выполнены отличными по цвету от звеньев другой.

Кроме того, размер поперечного сечения звеньев каждой из простых цепочек изменяется при последовательном переборе звеньев.

На фиг. 1 изображена цепочка Герона (прототип); на фиг.2 - кольцо треугольной формы, на фиг. 3 - кольцо "ромбовидной" формы, на фиг. 4 - сечение кольца с ускоренным "падением"; на фиг.5 - сечение кольца с замедленным "падением".

Покажем реальность обеспечения требуемого технического результата за счет существенных отличий предлагаемой цепочки.

Уменьшение размера звеньев цепочки повышает занимательность демонстрации, т. к. создается впечатление у зрителей, что падающее звено уменьшается на глазах по мере падения, при этом его скорость и высота звучания увеличиваются. Эффект усиливается тем, что зрение имеет особенность выделять движущиеся объекты, в меньшей степени реагируя на неподвижные. Таким образом, глаз "не видит", что кольца цепочки уменьшаются конструктивно, но замечает уменьшение размера "падающего" звена. К аналогичному зрелищному эффекту приводит и уменьшение размера поперечного сечения звеньев каждой из простых цепочек.

При выполнении звеньев одной простой цепочки отличными по цвету от звеньев другой простой цепочки можно наблюдать "падение" звена определенного цвета, расширяя таким образом зрелищность и занимательность демонстрации.

Выполнение формы звеньев некруглой, например, треугольной (фиг. 2) создаст при "падении" кольца эффект кувыркания его, что также повысит зрелищность демонстрации цепочки. Выполнение звена, например, в виде ромба, верхняя половина которого укорочена (фиг. 3), повышает центр тяжести звена и увеличивает, соответственно, момент опрокидывающих сил, действующий на звенья в процессе их "падения". При этом повышается надежность срабатывания цепочки, уменьшается вероятность залипания звеньев в среднем положении, что также расширяет демонстрационные возможности цепочки, в том числе в смысле расширения климатического диапазона ее использования. Этим снижаются и технологические требования к процессу изготовления цепочки, а значит к снижению ее стоимости, приводит и к расширению диапазона конструктивных параметров цепочки, повышению функциональной гибкости устройства. Последнее предполагает возможность использования демонстрации цепочки в составе какой-либо другой демонстрации, накладывающей ограничения на параметры совместных с ней зрелищ.

Изготовление звеньев цепочки из проволоки некруглого сечения (фиг. 4, 5) может существенно разнообразить параметры наблюдаемого процесса "падения" звена. Дело в том, что изменение формы сечения звена изменяет положение точки его опоры "О" относительно проекции центра тяжести "С" звена на опорную площадку. Смещение точки опоры в сторону "падения" звена (фиг. 5) замедлит процесс его опрокидывания, а смещение ее в противоположную сторону (фиг. 4) - напротив ускорит переброс и, соответственно, скорость "падения". Поэтому меняя форму сечения колец, можно произвольно заставлять их падать то быстрее, то медленнее, что также повышает зрелищность демонстрации. Таким образом, показано, что требуемый технический результат, действительно, достигается за счет существенных отличий предлагаемой цепочки.

Проведенные эксперименты показали реализуемость предлагаемой цепочки и подтвердили обеспечение при этом требуемого технического результата.

Формула изобретения

1. Цепочка, состоящая из двух простых цепочек, соответствующие звенья которых соединены между собой так, что вектор смещения звеньев одной из цепочек относительно соответствующих звеньев другой цепочки совершает поворот одного и того же знака при последовательном переборе звеньев, отличающаяся тем, что звенья простых цепочек выполнены с монотонным изменением размера при последовательном переборе звеньев.

2. Цепочка по п.1, отличающаяся тем, что звенья каждой из простых цепочек выполнены в виде замкнутых фигур некруглой формы.

3. Цепочка по п.1, отличающаяся тем, что звенья каждой из простых цепочек выполнены из проволоки некруглого сечения.

4. Цепочка по п.1, отличающаяся тем, что звенья одной из простых цепочек выполнены отличными по цвету от звеньев другой простой цепочки.

5. Цепочка по п.1, отличающаяся тем, что размер поперечного сечения звеньев каждой из простых цепочек изменяется при последовательном переборе звеньев.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5