Узел соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора
Изобретение относится к игрушечным конструкторам. Узел образован соединяемыми деталями и соединительным элементом. Соединяемые детали выполнены пустотелыми и объемными с одинаковыми сквозными трубчатыми углублениями круглого сечения, расположенными в центрах сопрягаемых деталей продольными осями перпендикулярно сопрягаемым плоскостям. В поверхности каждой из соединяемых деталей со стороны сопрягаемой плоскости вокруг основания трубчатого углубления и соосно ему выполнена кольцеобразная выемка с сечением в форме сектора 1/4 круга. Соединительный элемент выполнен в виде продолговатого полнотелого штифта с поперечным кольцеобразным выступом посредине, имеющим сечение в форме половины круга. Форма сечения и продольный размер штифта соответствуют форме сечения и удвоенной глубине полой части трубчатого углубления, а геометрические размеры поперечного кольцеобразного выступа на штифте соответствуют геометрическим размерам полости, образованной двумя соосно сопряженными кольцеобразными выемками. Наибольший поперечный размер штифта dш находится в пределах 0,95 dy<dш<1,05 dy, где dу - наибольший поперечный размер сечения полой части трубчатого углубления. Заявленное изобретение расширяет арсенал игрушечных конструкторов. 9 з.п. ф-лы, 30 ил.
Изобретение относится к области игрушечных конструкторов и может быть использовано для создания узлов соединения закрытых объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора между собой в процессе сборки разнообразных игрушечных конструкций.
Известен узел соединения двух плоских деталей (изобретение RU №2110315, дата публикации 1998.05.10, МПК А63Н 33/08, автор Гагин В.В.), образованный соединяемыми деталями и соединительным элементом, который, по мнению заявителя, является наиболее близким к заявленному изобретению, т.е. является его аналогом.
Недостатком аналога является то, что он не может обеспечить конструкционное соединение объемных пустотелых деталей, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда или тела вращения.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в расширении арсенала узлов соединения элементов игрушечного конструктора и в обеспечении возможности разъемного соединения между собой объемных закрытых пустотелых деталей, имеющих в своей основе форму прямоугольного параллелепипеда (или тела вращения) с гладкой внешней поверхностью, не имеющей выступов.
Заявленное изобретение характеризуется следующей совокупностью существенных признаков (1-й вариант).
Узел соединения образован соединяемыми деталями и соединительным элементом. Соединяемые детали выполнены пустотелыми и объемными. В центрах сопрягаемых деталей выполнены одинаковые сквозные трубчатые углубления, ориентированные своими продольными осями перпендикулярно сопрягаемым плоскостям. В поверхности каждой из соединяемых деталей со стороны сопрягаемой плоскости вокруг основания трубчатого углубления и соосно ему выполнена кольцеобразная выемка с сечением в форме 1/4 сектора круга. Соединительный элемент выполнен в виде продолговатого полнотелого штифта с поперечным кольцеобразным выступом посредине, имеющим сечение в форме половины круга. Форма сечения и продольный размер штифта соответствуют форме сечения и удвоенной глубине полой части трубчатого углубления в соединяемой детали. Геометрические размеры поперечного кольцеобразного выступа на штифте соответствуют геометрическим размерам полости, образованной двумя соосно сопряженными кольцеобразными выемками. Наибольший поперечный размер штифта dш находится в пределах 0,95 dу≤dш<1,05 dу, где dу - наибольший поперечный размер сечения полой части трубчатого углубления. Соединительный элемент вставляется до упора в трубчатые углубления соединяемых деталей со стороны их сопрягаемых плоскостей.
Второй вариант изобретения характеризуется той же совокупностью существенных признаков, что и первый вариант, и отличается от него тем, что кольцеобразные выемки в соединяемых деталях выполнены с сечением в форме квадрата, а кольцеобразный выступ посредине штифта выполнен с сечением в форме сдвоенного вдоль продольной оси штифта квадрата.
Третий вариант изобретения характеризуется той же совокупностью существенных признаков, что и первый вариант, и отличается от него тем, что кольцеобразные выемки в соединяемых деталях выполнены с сечением в форме половины равнобедренного треугольника, а кольцеобразный выступ посредине штифта выполнен с сечением в форме равнобедренного треугольника.
Четвертый вариант изобретения характеризуется той же совокупностью существенных признаков, что и первый вариант, и отличается от него тем, что кольцеобразные выемки в соединяемых деталях выполнены с сечением в форме половины равнобедренной трапеции, а кольцеобразный выступ посредине штифта выполнен с сечением в форме равнобедренной трапеции.
Пятый вариант изобретения характеризуется той же совокупностью существенных признаков, что и первый вариант, и отличается от него тем, что трубчатые углубления и соединительный элемент выполнены с сечением в форме квадрата, а кольцеобразные выемки и поперечный кольцеобразный выступ выполнены в форме квадрата в плоскости сопрягаемых поверхностей.
Шестой вариант изобретения характеризуется той же совокупностью существенных признаков, что и первый вариант, и отличается от него тем, что трубчатые углубления и соединительный элемент выполнены с сечением в форме правильного шестиугольника, а кольцеобразные выемки и поперечный кольцеобразный выступ выполнены в форме правильного шестиугольника в плоскости сопрягаемых поверхностей.
Седьмой вариант изобретения характеризуется той же совокупностью существенных признаков, что и первый вариант, и отличается от него тем, что трубчатые углубления и соединительный элемент выполнены с сечением в форме правильного восьмиугольника, а кольцеобразные выемки и поперечный кольцеобразный выступ выполнены в форме правильного восьмиугольника в плоскости сопрягаемых поверхностей.
Восьмой вариант изобретения характеризуется той же совокупностью существенных признаков, что и первый вариант, и отличается от него тем, что кольцеобразные выемки и поперечный кольцеобразный выступ выполнены в форме квадрата в плоскости сопрягаемых поверхностей.
Девятый вариант изобретения характеризуется той же совокупностью существенных признаков, что и первый вариант, и отличается от него тем, что соединительный элемент выполнен пустотелым трубчатым.
Десятый вариант изобретения характеризуется той же совокупностью существенных признаков, что и первый вариант, и отличается от него тем, что соединительный элемент выполнен пустотелым трубчатым и закрытым с одного торца.
Сущность изобретения поясняется различными изображениями, представленными на фиг.1...30.
На фиг.1 представлен сборочный чертеж узла соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 1; на фиг.2 представлен общий вид находящихся в соединенном состоянии двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 1; на фиг.3 представлен разрез узла соединения, включающего в себя находящиеся в соединенном состоянии две объемные пустотелые детали и соединительный элемент, вариант 1; на фиг.4 представлен сборочный чертеж узла соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 2; на фиг.5 представлен общий вид находящихся в соединенном состоянии двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 2; на фиг.6 представлен разрез узла соединения, включающего в себя находящиеся в соединенном состоянии две объемные пустотелые детали и соединительный элемент, вариант 2; на фиг.7 представлен сборочный чертеж узла соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 3; на фиг.8 представлен общий вид находящихся в соединенном состоянии двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 3; на фиг.9 представлен разрез узла соединения, включающего в себя находящиеся в соединенном состоянии две объемные пустотелые детали и соединительный элемент, вариант 3; на фиг.10 представлен сборочный чертеж узла соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 4; на фиг.11 представлен общий вид находящихся в соединенном состоянии двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 4; на фиг.12 представлен разрез узла соединения, включающего в себя находящиеся в соединенном состоянии две объемные пустотелые детали и соединительный элемент, вариант 4; на фиг.13 представлен сборочный чертеж узла соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 5; на фиг.14 представлен общий вид находящихся в соединенном состоянии двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 5; на фиг.15 представлен разрез узла соединения, включающего в себя находящиеся в соединенном состоянии две объемные пустотелые детали и соединительный элемент, вариант 5; на фиг.16 представлен сборочный чертеж узла соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 6; на фиг.17 представлен общий вид находящихся в соединенном состоянии двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 6; на фиг.18 представлен разрез узла соединения, включающего в себя находящиеся в соединенном состоянии две объемные пустотелые детали и соединительный элемент, вариант 6; на фиг.19 представлен сборочный чертеж узла соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 7; на фиг.20 представлен общий вид находящихся в соединенном состоянии двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 7; на фиг.21 представлен разрез узла соединения, включающего в себя находящиеся в соединенном состоянии две объемные пустотелые детали и соединительный элемент, вариант 7; на фиг.22 представлен сборочный чертеж узла соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 8; на фиг.23 представлен общий вид находящихся в соединенном состоянии двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 8; на фиг.24 представлен разрез узла соединения, включающего в себя находящиеся в соединенном состоянии две объемные пустотелые детали и соединительный элемент, вариант 8; на фиг.25 представлен сборочный чертеж узла соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 9; на фиг.26 представлен общий вид находящихся в соединенном состоянии двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 9; на фиг.27 представлен разрез узла соединения, включающего в себя находящиеся в соединенном состоянии две объемные пустотелые детали и соединительный элемент, вариант 9; на фиг.28 представлен сборочный чертеж узла соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 10; на фиг.29 представлен общий вид находящихся в соединенном состоянии двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, вариант 10; на фиг.30 представлен разрез узла соединения, включающего в себя находящиеся в соединенном состоянии две объемные пустотелые детали и соединительный элемент, вариант 10.
На всех представленных изображениях имеются следующие обозначения:
1 - одна из двух соединяемых деталей;
2 - вторая из соединяемых деталей;
3 - соединительный элемент;
4 - сквозное трубчатое углубление;
5 - кольцеобразная выемка;
6 - поперечный кольцеобразный выступ.
Для соединения двух объемных пустотелых деталей 1 и 2 игрушечного конструктора соединительный элемент 3 сначала вставляют в сквозное трубчатое углубление 4 одной из деталей до его упора своим поперечным кольцеобразным выступом 6 в кольцеобразную выемку 5, а затем также до упора вставляют тот же соединительный элемент 3 в другую деталь. Варьируя соотношение наибольших поперечных размеров соединительного элемента и сечения полой части трубчатого углубления (при их изготовлении) в пределах ±5%, можно обеспечить различную степень плотности и прочности соединения - от свободного до крайне затрудненного соединения и разъединения деталей. Выбор конкретной степени плотности и прочности соединения определяется назначением элементов игрушечного конструктора.
Таким образом, заявленное изобретение, с одной стороны, расширяет арсенал узлов соединения элементов игрушечного конструктора, а с другой стороны - обеспечивает возможность разъемного соединения между собой объемных закрытых пустотелых деталей игрушечного конструктора, имеющих в своей основе форму прямоугольного параллелепипеда (или тела вращения) с гладкой внешней поверхностью, не имеющей выступов. Заявленный узел соединения позволяет соединять (а также разъединять) между собой элементы игрушечного конструктора, в наиболее полной мере адекватные по форме реальным объемным строительным элементам, что способствует изначальному формированию у детей правильных представлений об окружающих сооружениях, их истинном геометрическом и конструктивном устройстве. Заявленный узел соединения позволяет собирать (а затем разбирать) самые разнообразные 3D-игрушечные конструкторы из объемных закрытых пустотелых элементов.
1. Узел соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора, образованный соединяемыми деталями и соединительным элементом, отличающийся тем, что соединяемые детали выполнены пустотелыми и объемными с одинаковыми сквозными трубчатыми углублениями круглого сечения, расположенными в центрах сопрягаемых деталей продольными осями перпендикулярно сопрягаемым плоскостям, причем в поверхности каждой из соединяемых деталей со стороны сопрягаемой плоскости вокруг основания трубчатого углубления и соосно ему выполнена кольцеобразная выемка с сечением в форме сектора 1/4 круга, а соединительный элемент выполнен в виде устанавливаемого до упора в трубчатые углубления соединяемых деталей со стороны их сопрягаемых плоскостей продолговатого полнотелого штифта с поперечным кольцеобразным выступом посредине, имеющим сечение в форме половины круга, при этом форма сечения и продольный размер штифта соответствуют форме сечения и удвоенной глубине полой части трубчатого углубления, геометрические размеры поперечного кольцеобразного выступа на штифте соответствуют геометрическим размерам полости, образованной двумя соосно сопряженными кольцеобразными выемками, а наибольший поперечный размер штифта dш находится в пределах 0,95 dу≤dш<1,05 dу, где dу - наибольший поперечный размер сечения полой части трубчатого углубления.
2. Узел соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора по п.1, отличающийся тем, что кольцеобразные выемки в соединяемых деталях выполнены с сечением в форме квадрата, а кольцеобразный выступ посредине штифта выполнен с сечением в форме сдвоенного вдоль продольной оси штифта квадрата.
3. Узел соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора по п.1, отличающийся тем, что кольцеобразные выемки в соединяемых деталях выполнены с сечением в форме половины равнобедренного треугольника, а кольцеобразный выступ посредине штифта выполнен с сечением в форме равнобедренного треугольника.
4. Узел соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора по п.1, отличающийся тем, что кольцеобразные выемки в соединяемых деталях выполнены с сечением в форме половины равнобедренной трапеции, а кольцеобразный выступ посредине штифта выполнен с сечением в форме равнобедренной трапеции.
5. Узел соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора по п.1, отличающийся тем, что трубчатые углубления и соединительный элемент выполнены с сечением в форме квадрата, а кольцеобразные выемки и поперечный кольцеобразный выступ выполнены в форме квадрата в плоскости сопрягаемых поверхностей.
6. Узел соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора по п.1, отличающийся тем, что трубчатые углубления и соединительный элемент выполнены с сечением в форме правильного шестиугольника, а кольцеобразные выемки и поперечный кольцеобразный выступ выполнены в форме правильного шестиугольника в плоскости сопрягаемых поверхностей.
7. Узел соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора по п.1, отличающийся тем, что трубчатые углубления и соединительный элемент выполнены с сечением в форме правильного восьмиугольника, а кольцеобразные выемки и поперечный кольцеобразный выступ выполнены в форме правильного восьмиугольника в плоскости сопрягаемых поверхностей.
8. Узел соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора по п.1, отличающийся тем, что кольцеобразные выемки и поперечный кольцеобразный выступ выполнены в форме квадрата в плоскости сопрягаемых поверхностей.
9. Узел соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора по п.1, отличающийся тем, что соединительный элемент выполнен пустотелым трубчатым.
10. Узел соединения двух объемных пустотелых деталей игрушечного конструктора по п.1, отличающийся тем, что соединительный элемент выполнен пустотелым трубчатым и закрытым с одного торца.
