Игрушка-конструктор
Изобретение относится к игрушке-конструктору. Игрушка-конструктор, отличающаяся тем, что она состоит из набора конструктивных элементов в форме нескольких стержней с магнитными торцами, нескольких шаров и одного или нескольких предварительно сформированных креплений, которые могут быть соответственным образом установлены на стержнях и у которых для этой цели имеется пружинный зажим с рычагами из упругого материала, которые имеют по меньшей мере одно ребро на каждой из обращенных одна к другой сторон, при этом у стержней имеется в основном восьмиугольное поперечное сечение с диагонально противоположными сторонами, которые соединены другими диаметрально противоположными сторонами, каждая из которых снабжена канавкой, в котором вышеупомянутые ребра могут фиксироваться защелкиванием. Обеспечивается повышение устойчивости конструкции. 14.з.п. ф-лы, 24 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к игрушке-конструктору, а более конкретно к игрушке, которая содержит конструктивные элементы, которые образуют конструктивные блоки игрушки, используя которые, пользователь может придумывать и собирать разнообразные конструкции.
Раскрытие изобретения
Целью настоящего изобретения является разработка альтернативной игрушки-конструктора, с которой не только приятно играть, но которая также обладает обучающими свойствами и которая за счет ее простоты, определенных аспектов ее формы и минимальных размеров безопасна для использования детьми младше 36 месяцев.
Для этой цели изобретение относится к игрушке-конструктору, которая в основном состоит из набора конструктивных элементов в форме нескольких стержней с магнитными торцами, в форме нескольких шаров из материала, который может магнитно взаимодействовать с торцами стержней, и в форме одного или нескольких предварительно сформированных креплений, которые могут быть соответственным образом установлены на стержнях и у которых для этой цели имеется пружинный зажим с двумя по существу параллельными рычагами, состоящими из достаточно упругого материала, у которых имеется, по меньшей мере, одно ребро на каждой из сторон, расположенных одна напротив другой, для чего у стержней имеется в основном восьмиугольное поперечное сечение с четырьмя диагонально противоположными сторонами, которые соединены четырьмя другими диаметрально противоположными сторонами, каждая из которых снабжена углублением, идущим вдоль продольной оси стержня, в котором вышеупомянутые ребра могут фиксироваться защелкиванием.
Предпочтительно стержни состоят, по меньшей мере, из двух типов стержней, у которых оба торца имеют одинаковую полярность, т.е. из стержней, у которых торцы формируют направленный наружу магнитный Северный полюс, и стержней, у которых оба торца формируют направленный наружу магнитный Южный полюс.
В игрушке-конструкторе по изобретению крепления могут устанавливаться на стержне в четырех различных зафиксированных угловых положениях, каждое из которых отличается на четверть оборота.
Таким образом обеспечивается совместная установка различных креплений на стержне в различных относительных положениях.
В результате возможных сочетаний различных вариантов фиксации и возможных взаимных положений этих креплений реализуется игрушка-конструктор, обеспечивающая создание большого разнообразия возможных комбинаций и конструкций при помощи ограниченного числа компонентов. Большинство из этих конструкций и комбинаций могут рассматриваться как четко узнаваемые формы или объекты, такие как различные виды легковых автомобилей, прицепов, поездов, грузовых автомобилей, самолетов и тому подобных объектов.
Предпочтительно на обращенных одна к другой сторонах рычагов пружинных зажимов всех возможных вариантов креплений имеются два параллельных ребра, которые расположены на таком расстоянии одно от другого, при котором они попарно фиксируются защелкиванием между продольными кромками, которые окружают вышеупомянутое углубление.
В результате обеспечивается получение очень устойчивой конструкции, в которой крепления сложно вывернуть из мест их расположения по периметру стержня, на котором они установлены, в процессе игры с полученными конструкциями и комбинациями.
С другой стороны, обеспечивается передвижение крепления вдоль продольной оси стержня без особых усилий, которое может выполняться без относительного взаимного поворота креплений и без поворота креплений относительно стержня, на котором они установлены.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения канавки у одного или обоих своих торцов расширяются с уклоном в направлении наружу по восходящей наклонной кромке вдоль продольной оси стержня.
Это обеспечивает преимущество, заключающееся в облегчении отсоединения креплений от стержня путем продвижения крепления по стержню в направлении одного из двух концов, при этом наличие восходящих наклонных кромок гарантирует, что рычаги пружинного зажима при продвижении крепления автоматически разжимаются, и обеспечивается раскрытие зажима для снятия.
Вышеупомянутые стержни и крепления предпочтительно образуют деталь магнитной игрушки-конструктора, в которой стержни имеют магнитные торцы, и в которой игрушка-конструктор также содержит несколько шаров одинакового диаметра, которые выполнены из материала, который может магнитно взаимодействовать с магнитными торцами стержней.
Согласно предпочтительному признаку стержни с двойным Северным полюсом и стержни с двойным Южным полюсом имеют разный внешний вид, обеспечивающий возможность различения стержней с двойным Северным полюсом от стержней с двойным Южным полюсом, за счет чего предоставляются дополнительные обучающие возможности.
Например, стержни с двойным Северным полюсом могут быть окрашены в холодные цвета, такие как фиолетовый, синий, зеленый, и т.д., а стержни с двойным Южным полюсом могут быть окрашены в теплые цвета, такие как красный, оранжевый, желтый, или наоборот, или эти стержни можно сделать отличающимися друг от друга путем выбора основных синего, красного, желтого цветов, с одной стороны, и дополнительных цветов, таких как зеленый, оранжевый, фиолетовый, с другой стороны.
В результате магнитные конструкции могут взаимодействовать статически или динамически, что дополнительно увеличивает удовольствие от игры.
Краткое описание чертежей
Для более наглядной демонстрации признаков изобретения далее в качестве не накладывающего ограничений примера приводится описание нескольких предпочтительных вариантов осуществления игрушки-конструктора и креплений по изобретению со ссылками на прилагаемые рисунки, на которых:
Фиг.1 - несколько конструктивных элементов игрушки-конструктора по изобретению;
Фиг.2 - пример конструкции с конструктивными элементами, показанными на Фиг.1;
Фиг.3 - вид по стрелке F3 Фиг.2;
Фиг.4 - другой пример конструкции с конструктивными элементами, показанными на Фиг.1;
Фиг.5 - увеличенный вид элемента конструкции, который на Фиг.3 обозначен F5;
Фиг.6 - вид по стрелке F6 Фиг.5;
Фиг.7 - сечение по линии VII-VII Фиг.5;
Фиг.8 и 9 - сечения по соответствующим линиям VIII-VIII и IX-IX Фиг.7;
Фиг.10 - дополнительные конструктивные элементы игрушки-конструктора по изобретению;
Фиг.11 - конструкция с конструктивными элементами, показанными на Фиг.10;
Фиг.12 и 13 - сечения по линии XII-XII Фиг.10;
Фиг.14 и 15 - виды, подобные видам Фиг.10 и 11, демонстрирующие один из вариантов конструкции;
Фиг.16, 17 и 18 и 19 - другие варианты конструкции с игрушкой-конструктором по изобретению;
Фиг 20, 21 и 22 - магнитное взаимодействие между некоторыми конструктивными элементами по изобретению;
Фиг.23 - взаимодействие между конструкциями, созданными при помощи конструктивных элементов по изобретению;
Фиг.24 - взаимодействие между почти идентичными конструкциями, подобное показанному на Фиг.23, но со встраиванием дополнительного элемента конструкции в форме шара.
Осуществление изобретения
Игрушка-конструктор по изобретению содержит набор конструктивных элементов в форме нескольких стержней 1 и нескольких шаров 2 одинакового диаметра.
Соответствующие торцы 3 и 4 стержней 1 обладают магнитными свойствами, например, за счет встраивания магнитов 5 и 6 в стержень 1, как показано на Фиг.9.
Предпочтительно в каждом торце 3 и 4 имеется по магниту 5, имеющему Северный полюс и Южный полюс, при этом оси N-S магнитов ориентированы вдоль продольной оси Х-Х′ рассматриваемого стержня, при этом в предпочтительном варианте осуществления Северный полюс или Южный полюс у обоих магнитов направлен наружу.
В примере, показанном на Фиг.8, Северные полюса обоих магнитов направлены наружу.
Шары 2 выполнены металла, который может магнитно взаимодействовать с магнитными торцами 3-4 стержней 1.
Шары могут быть полыми или сплошными и могут иметь покрытие из пластмассы или подобного материала.
Предпочтительно шары имеют диаметр D, по меньшей мере, 45 мм, для того, чтобы они были безопасны для детей младше 36 месяцев.
Стержни 1 и шары 2 обеспечивают создание треугольной конструкции, как показано на Фиг.2 и 3.
Предпочтительно стержни 1 состоят, по меньшей мере, из двух типов прямых стержней 1, отличающихся по форме в основном за счет их длины, соответственно короткий стержень 1А и длинный стержень 1В, длина которого подобрана таким образом, что отношение расстояния LB между центрами двух шаров 2, скрепленных с концами 3-4 длинного стержня 1В, к расстоянию LA между центрами двух шаров, скрепленных с концами короткого стержня 1А, равно квадратному корню из двух или незначительно отличается от этой величины.
Предпочтительно магниты длинного стержня 1В создают большую магнитную силу, чем магниты короткого стержня 1А.
В этом случае конструкция, показанная на Фиг. 2 и 3, образует равнобедренный прямоугольный треугольник, в котором длинный стержень 1В является частью наклонной стороны или гипотенузы.
Такая форма оказывается очень полезной при конструировании, а также позволяет исследовать законы строительной механики в игровой форме.
Таким же образом четыре коротких стержня могут соединяться в плоский квадрат 4 вышеупомянутыми шарами, за счет чего квадрат может быть конструктивно усилен при помощи длинного стержня в качестве диагонального усилительного элемента между двумя шарами, расположенными в диагонально противоположных углах квадрата. Магнитные торцы 3-4 стержней 1 имеют сферическое углубление 6, которое расположено поперек продольной оси Х-Х′ рассматриваемого стержня 1, и радиус кривизны которого совпадает с радиусом шаров 2 или незначительно отличается от него.
В результате сферически вогнутые торцы 6 стержней 1 плотно прилегают к периферии шаров 2, что способствует устойчивости конструкции.
Концы стержней 1 выполнены с конической частью 7, сужающейся к концам 3 и 4 на определенной длине Т, при этом эти конические части 7 проходят до сферического углубления, и при этом наружная поверхность каждой конической части 7 перпендикулярна поверхности сферического углубления 6 в этой части 7.
Угол А конуса, заключенный внутри конических частей 7, предпочтительно составляет 45°, за счет чего, как показано на Фиг. 4, ровно восемь стержней 2 помещаются рядом с друг другом в плоскости симметрии шара 2, и их конические части 7 плотно прилегают друг к другу, что в этом случае обеспечивает дополнительную устойчивость.
Стержни имеют в основном восьмиугольное поперечное сечение, как показано на Фиг. 7, с четырьмя диаметрально противоположными плоскими сторонами 8, которые соединены другими четырьмя диаметрально противоположными сторонами 9, на которых имеются некоторые углубления для формирования канавок 10, которые проходят вдоль продольной оси Х-Х′, и формирования продольных вертикальных кромок 11, которые ограничивают канавки 10.
В показанных примерах канавки 10 проходят по всей или практически по всей ширине Е сторон 9.
В показанном примере основание 12 канавок 10 выполнено в виде выпуклой утопленной цилиндрической поверхности, однако не исключаются и другие варианты осуществления.
Противоположные кромки 11 идут от стороны 8 с наклоном внутрь и направлены к основанию 12 рассматриваемой канавки 10.
В показанных примерах кромки 11 перпендикулярны плоским сторонам 8.
Канавки 10 занимают почти все расстояние между коническими частями 7, за счет чего торцы канавок 10 через наклонную сторону 13 идут с уклоном наружу к плоской части 14, формирующей связь между конической частью 7 и наклонной стороной 13.
Игрушка-конструктор помимо конструктивных элементов в форме стержней 1 и шаров 2 имеет дополнительные конструктивные элементы в форме креплений 15, которые могут надежно устанавливаться на вышеупомянутые стержни 1 путем защелкивания.
Пример таких креплений 15 показан на Фиг.10, например, в форме кабины 15А и крыльев 15В, которые снабжены гнездами 16 для установки осей 17 колес.
При помощи подобных дополнительных креплений 15 может быть создан автомобиль, показанный на Фиг.11.
Для этого каждое крепление 15 имеет пружинный зажим 18 с двумя параллельными рычагами 19 из упругого материала, который может быть установлен поперечно на стержень 1 и зафиксирован на стержне 1 и который снабжен ориентированными внутрь ребрами 21 на обращенных одна к другой сторонах 20 рычагов 19, при помощи которых пружинный зажим 18 может быть зафиксирован защелкиванием на стержне 1, как показано в поперечном сечении на Фиг.13, при этом более конкретно ребра 21 защелкиваются в канавках 10, в частности за кромками 11.
Рычаги 19 пружинного зажима 18 предпочтительно имеют два параллельных ребра 21, которые располагаются на расстоянии В друг от друга так, что, фиксируются защелкиванием попарно между кромками 11 одной стороны 9 с углублением. Предпочтительно для этого у ребер имеется наклонная кромка 22 с тем же углом наклона, что и у кромок 11, и ребра имеют треугольное поперечное сечение в форме зуба.
За счет того, что канавки 10 сторон с углублениями размещены диаметрально противоположно относительно друг друга, обеспечивается установка креплений на стержне 1 в четырех различных фиксированных ориентациях, т.е. в четырех фиксированных положениях, отличающихся на четверть оборота. На практике это оказывается очень полезным при создании всех видов конструкций, механизмов и тематических объектов.
Согласно альтернативному варианту осуществления эти восемь сторон 8-9 могут быть снабжены канавкой 10, за счет чего обеспечивается установка крепления 15 на стержне в восьми различных положениях, отличающихся на одну восьмую оборота.
Внутренняя форма зажима 18 между рычагами 19 предпочтительно выполнена таким образом, что эта форма сопрягается с периферией стержня 1, когда крепление защелкивается на стержне 1.
Ширина С рычагов 19 пружинного зажима 18 меньше, чем длина стержней 1, на столько, что на одном стержне 1 возможно зафиксировать защелкиванием несколько креплений 15, предпочтительно три или больше креплений 15, 10.
На Фиг.10 и 11 имеется три крепления 15, которые установлены одно рядом с другим на коротком стержне 1А.
На Фиг.14 и 15 показан вариант конструкции, в котором в данном случае четыре крепления 15 зафиксированы одно рядом с другим на длинном стержне 1В, и в котором, по сравнению с реализацией легкового автомобиля, показанной на Фиг.10 и 11, имеется дополнительный контейнер 15С для формирования грузовика.
На Фиг.16 и 17 показан вариант игрушки-конструктора для создания самолета, а на Фиг.18 показан вариант для другого самолета.
Очевидно, что эти возможности бесконечны.
Также очевидно, что крепления 15 могут устанавливаться на стержне 1 очень простым способом путем защелкивания креплений на стержне 1.
Для снятия крепления 15 со стержня 1 крепление 15 может отсоединяться от стержня 1 путем размыкания двух частей в стороны.
Другим способом снятия крепления 15 со стержня 1 является сдвиг крепления 15 в осевом направлении Х-Х′ на стержне 1, при этом ребра 21 выходят вверх по наклонным сторонам 13 канавок, а при дальнейшем осевом перемещении рычаги 19 расталкиваются в стороны наклонными сторонами 13, и ребра 21 выталкиваются из канавок 10. Таким образом, разборка конструкции может производиться с минимальными усилиями.
Одинаковое направление наружу Северного или Южного полюсов магнитов 5 торцов 3-4 является не обязательным, но предпочтительным по изобретению.
В этом случае другим аспектом изобретения является то, что стержни 1NN имеют двойной Северный полюс, т.е. Северный полюс направлен наружу на каждом торце 3-4, и другие стержни 1ZZ имеют двойной Южный полюс, т.е. Южный полюс направлен наружу на каждом торце 3-4, как показано на Фиг.20, 21 и 22.
Понятно, что торцы стержня 1NN и стержня 1ZZ взаимно притягиваются, как показано стрелками на Фиг.20, в то время как два стержня 1NN взаимно отталкиваются, как показано на Фиг.21, и два 1ZZ стержня также взаимно отталкиваются, как показано на Фиг.22.
Путем придания стержням 1NN и 1ZZ различного внешнего вида, например при помощи применения холодных цветов, таких как фиолетовый, синий, зеленый, для стержней 1NN и теплых цветов, таких как красный, оранжевый, зеленый, для стержней 1ZZ, или за счет применения основных синего, желтого и красного цветов для стержней 1NN и дополнительных зеленого, оранжевого и фиолетового цветов для стержней 1ZZ, ребенок может интуитивно исследовать и открывать для себя волшебные свойства и природные законы магнетизма с получением хорошего обучающего эффекта.
Таким способом ребенок узнает, что две машинки, созданные из 10 стержней теплых цветов, или две машинки, созданные из стержней 1 холодных цветов, взаимно отталкиваются, и то, что, следовательно, одна машинка может толкаться вперед другой машинкой без соприкосновения с ней.
Таким же образом ребенок узнает, что в зависимости от применяемых стержней 1 одна машинка может толкать другую вперед даже без физического соприкосновения.
Ребенок также сможет узнать, что две машинки, вне зависимости от примененных стержней 1, всегда могут скрепляться посредством шара 2, как показано на Фиг.24, и что, следовательно, данный шар 2 может применяться в качестве некоторого нейтрального конструктивного элемента, который может взаимодействовать как с Южным полюсом, так и с Северным полюсом.
Настоящее изобретение ни в коей мере не ограничивается вариантами осуществления, описанными в качестве примера и показанными на чертежах, но игрушка-конструктор по изобретению может быть реализована в различных вариантах, не выходящих за пределы объема изобретения.
1. Игрушка-конструктор, отличающаяся тем, что она состоит из набора конструктивных элементов в форме нескольких стержней с магнитными торцами, в форме нескольких шаров из материала, который может магнитно взаимодействовать с торцами стержней, и в форме одного или нескольких предварительно сформированных креплений, которые могут быть соответственным образом установлены на стержнях (I) и у которых для этой цели имеется пружинный зажим с двумя, по существу, параллельными рычагами из упругого материала, у которых имеется по меньшей мере одно ребро на каждой из обращенных одна к другой сторон, при этом у стержней имеется в основном восьмиугольное поперечное сечение с четырьмя диагонально противоположными сторонами, которые соединены четырьмя другими диаметрально противоположными сторонами, каждая из которых снабжена канавкой, идущей вдоль продольной оси (Х-Х′) стержня, в котором вышеупомянутые ребра могут фиксироваться защелкиванием.
2. Игрушка-конструктор по п. 1, отличающаяся тем, что каждая из сторон рычагов пружинного зажима, обращенных одна к другой, снабжена двумя параллельными ребрами, которые расположены на таком расстоянии от друг друга, при котором они попарно фиксируются защелкиванием между продольными кромками, которые ограничивают канавку.
3. Игрушка-конструктор по п. 1, отличающаяся тем, что вышеупомянутая канавка и продольные кромки канавки сформированы углублением указанной стороны.
4. Игрушка-конструктор по п. 3, отличающаяся тем, что вышеупомянутая канавка проходит по всей или почти всей ширине (Е) указанной стороны.
5. Игрушка-конструктор по п. 3, отличающаяся тем, что основание канавок выполнено в виде выпуклой цилиндрической поверхности.
6. Игрушка-конструктор по п. 3, отличающаяся тем, что противоположные кромки канавки идут от стороны с наклоном внутрь к основанию указанной канавки.
7. Игрушка-конструктор по п. 6, отличающаяся тем, что ребра имеют скошенную кромку с тем же углом наклонной поверхности, что и кромки.
8. Игрушка-конструктор по п. 1, отличающаяся тем, что по меньшей мере один или оба торца канавок идут с уклоном наружу через наклонную кромку.
9. Игрушка-конструктор по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что торцы стержней являются магнитными и что игрушка-конструктор также содержит несколько шаров одинакового диаметра, которые выполнены из материала, предпочтительно сплава железа, который может магнитно взаимодействовать с магнитными торцами стержней.
10. Игрушка-конструктор по п. 9, отличающаяся тем, что стержни содержат по меньшей мере два типа прямых стержней различной длины, соответственно короткий стержень (1А) и длинный стержень (1В), длина которых подобрана таким образом, что отношение расстояния (LB) между центрами двух шаров, связанных с торцами длинного стержня (1В), к расстоянию (LA) между центрами двух шаров, связанных с торцами короткого стержня (1А), равно квадратному корню из двух или незначительно отличается от этой величины.
11. Игрушка-конструктор по п. 9, отличающаяся тем, что магнитные торцы стержней имеют сферическое углубление, которое расположено поперечно указанной продольной оси (Х-Х′) стержня, и радиус кривизны которого равен радиусу шаров.
12. Игрушка-конструктор по п. 11, отличающаяся тем, что стержни выполнены с конической частью, занимающей определенную длину (Т), сужающейся к их торцам.
13. Игрушка-конструктор по п. 12, отличающаяся тем, что конические части у торцов стержней проходят до сферического углубления и что наружная поверхность каждой конической части перпендикулярна поверхности сферического углубления в этой части.
14. Игрушка-конструктор по п. 3, отличающаяся тем, что угол (А) конуса, заключенный внутри конических частей, составляет 45° или несколько меньше.
15. Игрушка-конструктор по п. 1, отличающаяся тем, что в ней имеется по меньшей мере два типа стержней, оба торца которых имеют одинаковую полярность, т.е. стержни (INN) с двойным Северным полюсом на торцах и стержни (IZZ) с двойным Южным полюсом на торцах, которыми отличаются за счет внешних признаков, таких как холодные цвета (зеленый, синий, фиолетовый) для одного и теплые цвета (красный, оранжевый, желтый) для другого, или таких как основные цвета (синий, красный, желтый) для одного и дополнительные цвета (оранжевый, зеленый, фиолетовый) для другого.
