Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ИГРОВОЙ КОНСТРУКТОР (ВАРИАНТЫ)
ИГРОВОЙ КОНСТРУКТОР (ВАРИАНТЫ)

ИГРОВОЙ КОНСТРУКТОР (ВАРИАНТЫ)

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в игрушечных строительных наборах.
Сущность изобретения: игровой конструктор содержит набор конструкционных и соединительных элементов. Каждый конструкционный элемент набора выполнен стержнеобразным с блокировочными частями на концах, которые ограничены посредством кольцевой выемки, при этом, по меньшей мере, один конец конструкционных элементов выполнен с возможностью размещения в пределах практически цилиндрической оболочки и имеет цилиндрический участок перед кольцевой выемкой. Каждый соединительный элемент набора содержит корпус, выполненный с возможностью разъемного соединения с конструкционными элементами посредством, по меньшей мере, одного открытого углубления, имеющего донную опорную стенку и образованного парой консольных, отстоящих друг от друга, захватывающих упругих пластин. По меньшей мере на одной упругой пластине с внутренней стороны на расстоянии от донной опорной стенки за единое целое выполнен блокировочный выступ, а от блокировочного выступа до консольной части - желоб, при этом блокировочные выступы выполнены с возможностью размещения в кольцевой выемке, а желобы - с возможностью размещения в них цилиндрического участка конструкционного элемента при его установке в открытом углублении. 2 с. и 32 з.п ф-лы, 48 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2085245
Класс(ы) патента: A63H33/08
Номер заявки: 5011159/12
Дата подачи заявки: 10.12.1991
Дата публикации: 27.07.1997
Заявитель(и): Коннектор Сет Лимитед Партнершип (US)
Автор(ы): Джоэл И.Гликман[US]
Патентообладатель(и): Коннектор Сет Лимитед Партнершип (US)
Описание изобретения: Изобретения относятся к игрушечным строительным наборам.
Одним из наиболее близких аналогов является устройство игрового конструктора, содержащего набор конструкционных элементов и набор соединительных элементов, при этом конструкционные элементы выполнены стержнеообразными с блокировочными частями на концах, а корпус каждого соединительного элемента выполнен с возможностью разъемного соединения с конструкционными элементами.
Недостатком известного устройства является его низкая технологичность.
Сущность заявленной группы изобретений заключается в следующем.
По первому варианту соединительный элемент снабжен рядом открытых углублений, которые в целом расположены в радиальном направлении и служат для фиксированного размещения концевых частей типовых конструкционных элементов, имеющих стрежнеобразную форму. Открытые угулубления устроены таким образом, чтобы обеспечить введение в боковом направлении и захват конструкционных элементов.
По меньшей мере один конец конструкционных элементов снабжен блокировочной частью в виде цилиндрического участка, расположенного перед кольцевой выемкой. Открытые углубления на соединительных элементах имеют донную опорную стенку и образованы парой консольных, отстоящих друг от друга, захватывающих упругих пластин, с внутренней стороны которых на расстоянии от донной опорной стенки за единое целое выполнен блокировочный выступ, а от блокировочного выступа до донной опорной стенки желоб, при этом блокировочные выступы выполнены с возможностью размещения в кольцевой выемке, а желоба с возможностью размещения в них цилиндрического участка конструкционного элемента.
По второму варианту соединительные элементы снабжены гнездообразным участком с продольной осью симметрии, имеющим пару захватывающих упругих пластин, расположенных консольно параллельно друг другу и отстоящих друг от друга, а стержнеобразные распорочные элементы состоят из среднего и двух противоположных концевых участков, имеющих, так же как и захватывающие упругие пластины, по два соединительных средства. Соединительные средства на захватывающих упругих пластинах образуют с соединительными средствами на противоположных концевых участках пары соединительных средств, одни из которых выполнены с возможностью расположения продольной оси стержнеобразного распорочного элемента вдоль продольной оси симметрии гнездообразного участка, а другие с возможностью предотвращения продольного перемещения стержнеобразного распорочного элемента при его установке в гнездообразном участке.
Конструкционные элементы стрежнеобразного типа изготавливаются методом формовки таким образом, что на своих концах имеют в поперечном сечении форму круга, а в своей промежуточной части в основном и поперечном сечении имеют Х-образную форму. Х-образное поперечное сечение конструкционных элементов выбрано для того, чтобы обеспечить соответствующее их взаимодействие с противолежащими блокировочными выступами пластин. При этом, в том случае, когда конструкционный элемент оказывается развернутым на 90o по отношению к его "нормальной" ориентации в радиальном направлении относительно соединительного элемента, он может зажиматься в боковом направлении между парой упругих консольных пластин и защелкиваться в фиксированном положении. Блокировочные выступы тем самым входят в зацепление с имеющим Х-образную форму средним участком конструкционного элемента, делая его тем самым неподвижным.
Среди конструкционных возможностей, реализуемых благодаря последнему из упомянутых выше признаков настоящего изобретения, а именно захвату в поперечном направлении конструкционного элемента, обеспечивается также возможность сборки сочлененных лентообразных конструкций, которые могут быть включены в состав подвижно действующих игрушечных конструкций. К числу таких конструкций можно отнести бульдозеры, танки, конвейерные линии и им подобные. Могут создаваться также и неподвижные узлы, такие как звенья цепной подвески.
Одна из разновидностей соединительных элементов позволяет одному соединительному элементу сочленяться с другим в плоскостях, расположенных под прямым углом друг к другу. Пара сочлененных таким образом соединительных элементов обеспечивает их сборку с конструкционными элементами в двух основных плоскостях. Кроме того, каждое из имеющихся открытых углублений или гнездообразных участков также может принимать и фиксировать конструкционные элементы, направленные под прямым углом к основной плоскости соединительного элемента. В одной из модификаций конструкции сборка соединительных элементов может быть осуществлена таким образом, что крепление конструкционных (стержнеобразных распорочных) элементов будет происходить в четырех плоскостных напрарвлениях относительно центральной оси. Могут иметь место и такие разновидности узлов из соединительных элементов, в которых распорочные элементы располагаются в трех плоскостных направлениях (образуя Т-образный узел) или в двух плоскостных направлениях (образуя форму прямоугольного углового соединения).
Устройство и конструктивное выполнение гнездообразных участков, с одной стороны, и концы стержнеобразных распорочных элементов, с другой стороны, имеют преимущество в том, что совместное действие ребер и выемок обеспечивает втягивание распорочных элементов соответствующим образом в осевом направлении, создавая при этом плотный фронтальный контакт с донной опорной стенкой открытого углубления. Благодаря этому обеспечивается значительная степень дополнительной устойчивости соединения конструкционных и соединительных элементов.
В качестве одного из главных преимуществ можно отметить то, что данная система игрового конструктора содержит набор конструкционных (стержнеобразных распорочных) элементов калиброванной длины. Причем калибровка производится в соответствии с вполне определенной формулой, суть которой состоит в том, что когда два распорочных элемента данной длины сочленяются с соединительными элементами для образования конструкции, в которой необходимо иметь прямой угол, распорочные (конструкционные) элементы немного большей длины (из состава имеющихся в наборе) имеют такую величину, что могут быть использованы в качестве гипотенузы в треугольной конструкции. Таким образом, большой конструкционный узел может быть создан с применением жестких треугольных миниузлов всевозможных размеров, обеспечивая тем самым максимальную прочность и жесткость.
В данной новой системе, в которой имеется набор конструкционных распорочных элементов калиброванной в соответствии с рассмотренным выше принципом длины, конструкция, состоящая из пары одинаковых элементов заданной длины, установленных в осевом направлении с противоположных сторон относительно соединительного элемента, равна по длине распорочному элементу, двумя калибрами большему в наборе, чем они. Такая схема позволяет обеспечивать необычайную степень гибкости в размещении конструкционных частей при любой их сборке.
Важным аспектом рассмотренного выше геометрического соотношения в сборке является тот факт, что конструкционные распорочные элементы могут соединяться с соединительными элементами путем защелкивания в боковом направлении таким образом, чтобы расстояние от центра до центра пары соединительных элементов не требовало своего увеличения для того, чтобы туда вошел распорочный элемент. Это обстоятельство позволяет довольно легко нарастить или/и изменить конструкцию даже после того, как ей была придана достаточная жесткость.
Для многих подвижных конструкций может возникнуть необходимость в создании подвижных соединений между конструкционным распорочным элементом, действующим как ось, и связанным с ним соединительным элементом. С этой целью система игрового конструктора включает в свой состав дополнительный элемент, содержащий гнездообразный участок рассмотренного выше типа, который предназначен для приема в поперечном направлении конструкционного (стержнеобразного распорочного) элемента, действующего как ось для примыкающего к нему соединительного элемента. Дополнительный элемент снабжен выступающим в боковом направлении приводным шипом, выполненным с возможностью входить между соседними перемычками, имеющими форму перекладин, расположенными на соединительном элементе. Это позволяет обеспечить подвижное соединение соединительного элемента с конструкционным, на котором он удерживается.
На фиг. 1 изображен соединительный элемент в соответствии с подсоединенными к нему соответствующими конструкционными элементами, общий вид; на фиг. 2 открытое углубление (гнездообразующий участок) соединительного элемента; на фиг. 3 блокировочная часть конструкционного элемента; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 и 6 последовательность установки блокировочной части конструкционного элемента в открытом углублении соединительного элемента; на фиг. 7 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 8 и 9 - сечения В-В и Г-Г на фиг. 1; на фиг. 10 конструкционный (стержнеобразный распорочный) элемент, общий вид; на фиг. 11 конструкционный (стержнеобразный распорочный) элемент, установленный своей средней частью в гнездообразном участке соединительного элемента; на фиг. 12 сечение Д-Д на фиг. 11; на фиг. 13 переходной блок для соединения данного игрового конструктора с широко распространенными игровыми конструкторами блочного типа; на фиг. 14 - соединение посредством переходного блока с частичным разрезом, вид спереди; на фиг. 15 соединение посредством переходного блока, вид сверху; на фиг. 16 - пара модифицированных соединительных элементов; на фиг. 17 соединение пары модифицированных соединительных элементов; на фиг. 18 гнездообразный участок варианта соединительного элемента по фиг. 17; на фиг. 19 пара соединенных друг с другом модифицированных соединительных элементов по фиг. 16 с установленными в их гнездообразные участки конструкционными элементами, вид сверху; на фиг. 20 последовательность установки конструкционного элемента в гнездообразный участок соединительного элемента по фиг. 17; на фиг. 21 - вариант соединительного элемента с одним гнездообразным участком; на фиг. 22 - вариант соединительного элемента с двумя гнездообразными участками, имеющими общую продольную ось симметрии; на фиг. 23 вариант соединительного элемента с двумя гнездообразными участками, продольные оси симметрии которых расположены под углом один к другому; на фиг. 24 вариант соединительного элемента с тремя гнездообразными участками, продольные оси симметирии которых расположены под прямым углом один к другому; на фиг. 25 вариант соединительного элемента с четырьмя гнездообразными участками, продольные оси симметрии которых расположены под углом 45o один к другому; на фиг. 26 - вариант соединительного элемента с пятью гнездообразными участками, продольные оси симметрии которых расположены под углом 45o один к другому; на фиг. 27 вариант соединительного элемента с шестью гнездообразными участками, продольные оси симметрии которых расположены под углом 45o один к другому; на фиг. 28 вариант соединительного элемента с семью гнездообразными участками, продольные оси симметрии которых расположены под углом 45o один к другому; на фиг. 29 вариант соединительного элемента по фиг. 1 с восемью гнездообразными участками, продольные оси симметрии которых расположены под углом 45o один к другому; на фиг. 30 набор конструкционных стержнеобразных распорочных элементов, выполненных калиброванными по длине; на фиг. 31 гнездообразный участок с установленным в нем соединительным элементом, продольный разрез; на фиг. 32 вариант соединения конструкционных стержнеобразных распорочных элементов посредством соединительных элементов; на фиг. 33 вариант соединения конструкционных и соединительных элементов с возможностью образования сочлененной лентообразной конструкции, вид сверху; на фиг. 34 разрез Е-Е на фиг. 33; на фиг. 35-41 вариант сочленений модифицированных соединительных элементов; на фиг. 42 вариант соединительного элемента с приводным шипом для кинематического сцепления с дополнительным элементом; на фиг. 43 вариант соединительного элемента по фиг. 42 с конструкционным элементом; на фиг. 44 соединение посредством конструкционного стержнеобразного распорочного элемента вариантов соединительного элемента по фиг. 1 и фиг. 42; на фиг. 45 дополнительный элемент в виде круглого колесообразного элемента, обод которого выполнен с кольцеобразной выемкой; на фиг. 46 кольцеобразная деталь в виде покрышки для установки в кольцеобразную выемку дополнительного элемента; на фиг. 47 - разрез Ж-Ж на фиг. 45; на фиг. 48 разрез З-З на фиг. 46.
Игровой конструктор содержит набор соединительных элементов и набор конструкционных стержнеобразных распорочных элементов, выполненных с возможностью сочленения с соединительными элементами.
Соединительный элемент 10 состоит из центрального цилиндра (ступицы) 11 и соединенных с ним лучевыми перекладинами 12 гнездообразных участков 14, выполненных с возможностью сочленения с конструкционными элементами 13.
Гнездообразные участки 14 имеют донную опорную стенку 15 и образованы парой консольных, отстоящих друг от друга, захватывающих упругих пластин 16, при этом каждый гнездообразный участок (гнездо) 14 имеет продольную ось симметрии 19 и расположен в радиальном направлении относительно центральной оси 17, причем пары пластин 16 целесообразно располагать с противоположных сторон относительно радиальной оси гнезда 14 (продольной оси симметрии 19) параллельно друг другу.
С внутренней стороны каждой захватывающей упругой пластины 16 выполнен желоб 18, проходящий от консольной части 20 пластины 16 по направлению к донной опорной стенке 15.
Длина желоба 18 в основном составляет примерно половину длины пластины 16, т.е. расстояния от консольной части 20 до донной опорной стенки 15.
Конструкционные элементы 13 выполнены стержнеобразными и распорочными, при этом их концевые части имеют в основном цилиндрическую форму.
Конструкционные элементы могут иметь номинальный диаметр, к примеру, порядка 0,250 дюйма (0,635 см) для размещения в желобах 18, имеющих диаметр той же величины.
Дуги желобов 18 (фиг. 5) служат для сужения входного участка 21 до размеров, значительно меньших по сравнению с величиной диаметра конструкционного элемента, равной 0,250 дюйма (0,635 см). Размер горловины или отверстия 21 может быть порядка 0,210 дюйма (0,533 см). Соответственно требуется придать такую форму боковым граням 22 захватывающих упругих пластин 16, чтобы они расходились от горловины к внешним боковым поверхностям. Подходящая величина угла расхождения составляет при этом где-то порядка 15o. Это обеспечивает введение в боковом направлении конструкционного элемента 13 в желоба 18, вызывая при введении смещение в боковом направлении и расхождение захватывающих упругих пластин 16. В тот момент, когда соединительный элемент размещается в желоба 18, захватывающие пластины 16 плотно смыкаются вокруг конструкционного элемента, фиксируя его в этом положении.
Каждая из захватывающих упругих пластин 16 снабжена блокировочным выступом 24, предпочтительно имеющим полуцилиндрическую конфигурацию и располагающимся под прямым углом к радиальной оси гнезда 14. Блокировочные выступы 24 в общем случае обладают одинаковой формой в поперечном сечении и располагаются друг напротив друга, выступая с одного бокового края захватывающей пластины в направлении к боковому краю другой захватывающий пластины 16, как это лучше всего показано на фиг. 2 в увеличенном перспективном виде.
Блокировочные выступы 24 размещены в радиальном направлении на небольшом удалении относительно донной опорной стенки 15 гнезда 14 и вместе с ней образуют фланцепринимающее углубление 25 на внутреннем или базовом конце гнезда.
Как показано на фиг. 3, крайняя оконечность конструкционных элементов 13 имеет такую форму, что поперечное сечение в продольном направлении его концевого участка приблизительно совпадает с продольным поперечным сечением гнезда 14, рассматриваемым вдоль его радиальной оси в плоскости, параллельной плоским сторонам соединительного элемента. Торцы 26 конструкционных элементов 13 выполнены плоскими и цилиндрическими с возможностью размещения внутри фланцепринимающего углубления 25. Непосредственно к цилиндрическим торцам 26 примыкает кольцевая выемка 27, имеющая в своем поперечном сечении форму полкруга и выполненная с возможностью размещения между противолежащими блокировочными выступами 24. Непосредственно к кольцевой выемке 27 примыкает цилиндрический захватывающий участок 28 для размещения внутри желобов 18 и плотного зажима их внешними участками захватывающих пластин 16. Длина цилиндрического захватывающего участка 28 в осевом направлении примерно соответствует длине эффективного участка желобов 18. Цилиндрическая блокировочная часть (торец) 26 может иметь длину в осевом направлении, равную примерно 0,62 дюйма (1,58 см). Кольцевая выемка 27 и блокировочные выступы 24 могут иметь типовой радиус, составляющий приблизительно 0,62 дюйма (1,58 см). Для конструкционных элементов с номинальным диаметром величиной 1/4 дюйма (0,64 см) подходящий предел длины для гнезд 14 составляет примерно 0,36 дюйма (0,89 см).
Типичный образец конструкционного стержнеобразного распорочного элемента 13 изображен на фиг. 10. Конструкционный элемент, вообще говоря, может быть любой длины и типовой комплект игрового конструктора, выполненного в соответствии с данным изобретением, может использовать большое число таких элементов различной подходящей длины. Особое преимущество конструкции состоит в том, что участки конструкционного элемента, расположенные между его соответствующими концевыми участками 30, имеют в поперечном сечении Х-образную форму, образованную ребрами 31, проходящими в радиальном направлении преимущественно под углом 90o друг к другу с расположением внешних поверхностей 33 этих ребер в пределах цилиндрической огибающей элемента, т.е. цилиндрической поверхности его захватывающих участков 28.
Благодаря правильно подобранной толщине 33 ребер 31 и слегка скошенным поверхностям их внешних боковых стенок, как это показано на фиг. 34, обеспечивается возможность вдавливания в боковом направлении конструкционного элемента в открытый конец вытянутого в радиальном направлении гнезда 14 и втягивания его между противолежащими блокировочными выступами 24, как это показано на фиг. 11 и 12. При этом выступы 24 оказываются размещенными в углублениях 39 между соседними ребрами.
Х-образное поперечное сечение конструкционного элемента может периодически чередоваться с одной или двумя парами цилиндрических участков, отделенных друг от друга на расстояние, приблизительно равное величине ширины 36 захватывающих упругих пластин 16. В том случае, когда конструкционное звено защелкнуто в фиксированном положении выступами 24, как это показано на фиг. 11 и 12, конструкционный элемент оказывается заблокированным в положении, исключающем его перемещения в осевом, боковом и вращательном направлениях. В том же случае, когда конструкционный элемент вводится в боковом направлении в гнездо 14 одним из своих средних участков 37, у которого соседние цилиндрические секции разнесены на большое расстояние, становится возможным менять в некоторых пределах положение конструкционного элемента вдоль его оси.
В случае особо предпочтительного варианта реализации данного изобретения ширина ребер 31 может составлять порядка 0,95 дюйма (2,36 см), конвергентно суживаясь на своих внешних частях, как это, в частности, показано на фиг. 4. Необходимо при этом иметь в виду, что Х-образная форма конструкционных элементов 13 в принципе не ограничена использованием двух пар ребер. Например, могут быть использованы три пары ребер, разнесенных между собой на угол, равный 60o. Соответственно, употребляемый термин "Х-образный" необходимо понимать как предполагающий и такие возможные случаи.
Как показано на фиг. 13-15, конструкция, соответствующая данному изобретению, содержит переходный блок 40, имеющий форму блочного типа и выполняющий функции промежуточного звена (интерфейса) между элементами обычного конструктора блочного типа и элементами игрового конструктора, выполненными в соответствии с данным изобретением.
На фиг. 14 и 15 в качестве примера показаны элементы 41 и 42, представляющие собой элементы конструктора блочного типа известной конструкции. Эти элементы выполнены в форме блока с открытой стороной и снабженные "верхней" стенкой 44 и боковыми стенками 45-48, которые образуют открытую полость 49. Верхняя стенка 44 снабжена рядом (на фиг. показаны восемь штук) коротких круглых выступов 50. Конструкция содержит также выходящие из верхней стенки 44 через полость 49 три вытянутые трубчатые фрикционные стойки 51. В соответствии с известным устройством элементов конструктора блочного типа 41 и 42, внутренние размеры полости 49 таковы, что они обеспечивают плотное облегание внешних выступов 50. В дополнение к этому, фрикционные стойки 51 выполнены с возможностью касательного контакта со сторонами внешних выступов 50 при размещении элементов конструктора блочного типа друг на друге. Это позволяет известным способом собирать, используя трение, из нескольких отдельных блоков конструктора сложные конфигурации.
Переходный блок 40 содержит верхние 52 и боковые 53 стенки. В изображенной на фигуре конструкции переходный блок имеет квадратную конфигурацию, однако это не исключает и другие конфигурации переходного блока, которые при этом не выходят за объем предлагаемого изобретения. С верхней стенки 52 выступают четыре вытянутых цилиндрических выступа 54, имеющих такие диаметр и расположение, которые соответствуют коротким круглым выступам 50 элементов 41 и 42. Эти цилиндрические выступы могут быть введены в открытую полость 49 элементов конструктора блочного типа, при этом их длина в целом должна соответствовать глубине полости 49.
Трубчатая переходная втулка 55 начинается от нижней стороны "верхней" стенки 52 и проходит через открытую полость 56 переходного блока. Внутренний диаметр трубчатой переходной втулки выбирается таким образом, чтобы обеспечить плотное зажатие вводимой в нее конечной части 30 конструкционного элемента 13, как это показано на фиг. 14. Трубчатая переходная втулка 55 расположена ниже открытого края 57 боковых стенок переходного блока с тем, чтобы переходный блок мог состыковаться с обычным конструкторным блоком тем или иным известным способом.
Модифицированный соединительный элемент 70 (фиг. 16 и 17) имеет в целом конфигурацию "снежинки" ранее рассмотренного устройства и имеет много конструкционных особенностей упомянутого ранее устройства, однако, он намеренно видоизменен для обеспечения возможности его соединения со вторым аналогичным модифицированным соединительным элементом при расположении их друг к другу под прямым углом. Соединительный элемент 70 в целом выполнен плоским с толщиной, равной, как правило, 1/4 дюйма (0,635 см). В своей средней части соединительный элемент 70 содержит твердую полуцилиндрическую сердцевину 71. Направляющие стенки 72 и 73 выходят с противоположных сторон сердцевины 71 с зазором относительно друг друга и параллельно один другому. Пространство между направляющими стенками 72 и 73 точно совпадает с толщиной соединительного элемента, что обеспечивает второму такому соединительному элементу возможность установки в углублении, образуемом зазором между направляющими стенками 72 и 73 и плоской поперечной стенкой 75, которая является одной стороной сердцевины 71 и располагается на осевой плоскости, проходящей через соединительный элемент.
От сердцевины лучеобразно (радиально) расходится ряд перекладин 76-78, которые своими внешними концами соединены с периферийными стенками 79 и 80. В изображенном на фигуре устройстве стенки 79 и 80 образуют семь сторон восьмиугольной конструкции, с открытой восьмой стороной, где расположено углубление 74. Как видно из фиг. 17, несколько стенок 79 вытянуты одна в продолжение другой от одной переборки к другой (или от переборки к направляющей стороне 72 или 73), при этом стенка 80, которая лежит с прямо противоположной стороны относительно углубления 74, имеет прорезь 81, предназначение которой будет объяснено далее.
Каждая из стенок 79 и 80 образует стенку-основание гнезда 82, в которое входит распорка (в случае стенок 79) или гнезда 83 (в случае стенки с разрывом 80). Каждое из гнезд ограничено парами противолежащих захватывающих пластин 84, снабженных изнутри полуцилиндрическими блокировочными выступами 85, которые располагаются под прямыми углами к имеющей, в общем случае, радиальное направление оси симметрии гнезда. Блокировочные выступы совместно с опорными стенками 79 и 80 образуют углубления 86, в которые входят цилиндрические блокировочные части (торцы). На внешних участках захватывающих элементов 84 располагаются вогнутые желобки. Эти желобки имеют концентрическое расположение относительно имеющей радиальное направление оси 88 гнезда.
Как показано на фиг. 19, конструкционные элементы распорочного стержнеобразного типа содержат на своих концах цилиндрические блокировочные части 91, которые прилегают к кольцеобразным выемкам 92, а также цилиндрические захватывающие участки 93, приспособленные для плотного расположения в вогнутых желобах 87 захватывающих пластин. Конструкционный элемент 90 обычно соединяется с соединительным элементом 70 посредством вжатия в боковом направлении в одно из гнезд 82. Боковой вход в гнездо 82 частично перекрыт узкой горловиной, образуемой верхним и нижним краями 94 цилиндрических желобов 87. Расходящиеся направляющие поверхности 95 предусмотрены для того, чтобы способствовать введению в боковом направлении конструкционных элементов.
Одно из главных преимуществ данного изобретения состоит в том, что конфигурация гнезд и конструкционных стержнеобразных распорочных элементов обеспечивает упругое втягивание блокировочной части 91а в плотное фронтальное соприкосновение с плоской донной опорной стенкой 79 (или 80) гнезда. Такое устройство придает значительную устойчивость и жесткость соединению деталей. Требуемое соединение достигается небольшим смещением блокировочных выступов 85 по направлению к задней стенке гнезда 79 относительно "нормального" расположения кольцевой выемки 92. Таким образом, когда конструкционный элемент оказывается зажатым в таком положении, он автоматически вжимается в глубь гнезда, вовлекая плоские стенки 91а и 79 в плотный фронтальный контакт.
Рассмотрим теперь изображение конструкции в разобранном на отдельные компоненты виде, которое представлено на фиг. 16. Необходимо в связи с этим отметить, что позиция 70а в общем случае обозначает второй соединительный элемент, идентичный соединительному элементу 70 и расположенный под прямым углом к аналогичному элементу 70, при этом его углубление (не показанное на фиг. 16), обращено в сторону углубления 74 элемента 70. В том случае, когда эти два соединительных элемента 70 и 70а вместе сдвигаются по направлению друг к другу, как это показано на фиг. 16 стрелкой 96, часть соединительного элемента, расположенная левее опорной поверхности 75, входит в углубление соединительного элемента 70а. Аналогичным образом, в углубление элемента 70 входит расположенный с правой стороны участок элемента 70а. Собранный узел, состоящий из двух соединительных элементов 70 и 70а, изображен на фиг. 16. Соединенные таким образом соединительные элементы образуют гнезда, ориентированные в двух плоскостях в радиальном направлении для соединения с конструкционными элементами, благодаря чему конструкционные возможности такого модифицированного элемента значительно возрастают.
Для того, чтобы обеспечить соединение этих двух соединительных элементов 70 и 70а в собранном положении, на соответствующих частях имеются вспомогательные ребра и выемки. Направляющие стенки 72 и 73 оборудованы поперечными стопорными выемками 97. Эти выемки расположены таким образом, что обеспечивают возможность размещения в них стопорных ребер 98 другого соединительного элемента. Выступы 98, как изображено на фиг. 16, расположены на имеющих радиальное направление переборках 77. В процессе сборки пары соединительных элементов 70 и 70а, когда выступающие ребра 98 достигают внешнего края направляющих стенок 72 и 73, эти направляющие стенки упруго разводятся на такое расстояние, которое необходимо для того, чтобы разместить ребра. Указанное упругое разведение направляющих стенок обеспечивается наличием небольшой прорези в стенке гнезда 80. Таким образом, во время сборки противоположные половинки расчлененной стенки 80 смещаются по направлению друг к другу, обеспечивая разведение направляющих стенок 72 и 73. Этот процесс проходит одновременно в обоих соединительных элементах 70 и 70а.
Одноплоскостной соединительный элемент (фиг. 1-5) образован группой из восьми симметрично расположенных гнезд, в которые могут входить конструкционные элементы. Модифицированные соединительные элементы 70 и 70а, с другой стороны, способны соединяться с меньшим числом конструкционных элементов по той причине, что с одной стороны у этих элементов находится открытое углубление 74. Тем не менее, в собранном состоянии эти два элемента, как это показано на фиг. 17, отдают по одному гнезду другому соединительному элементу так, что в каждой плоскости оказывается по четыре пары противостоящих гнезд.
В том случае, когда два соединительных элемента соединяются способом, показанным на фиг. 17, три противостоящих пары гнезд на каждом из соединительных элементов оказываются открытыми и доступными для установки в них в боковом направлении конструкционных элементов 90. Однако, в случае одной из противостоящих пар гнезд, обозначенных как 83 и 83а, обычной установке конструкционного элемента в боковом направлении мешает непосредственная близость выступающих наружу захватывающих пластин 84, находящихся на другом соединительном элементе.
Установка элемента 90 в частично недоступные гнезда 83 и 83а обеспечивается за счет прорезанной стенки гнезда 80. В этом случае прорезь 81 позволяет разводить немного в стороны прилежащие пластины 84 таким образом, чтобы конструкционный элемент оказался заключенным в фиксированном положении посредством рычажной подачи, схематично изображенной на фиг. 19 и 20.
Как показано на фиг. 19, расположение элемента 90, которое изображено прерывистыми линиями, представляет собой типичное исходное положение перед его установкой в гнездо 83а соединительного элемента 70а. Торцевая поверхность элемента 100 приложена к внешней поверхности 101 прилегающей захватывающей пластины, являющейся в данный момент, когда конструкционный элемент вдавливается в боковом направлении в гнездо, направляющим элементом. В то же время необходимо обеспечивать расположение конструкционного элемента под таким углом, как это показано на фиг. 19. Для этого должно быть обеспечено первоначальное разведение в стороны противостоящих захватывающих пластин, чему способствует прорезь 81, приоткрывающаяся шире, чем обычно. Кроме того, направляющая стенка 72 гнезда слегка отклоняется, что достигается рычажным поднятием элемента 90 по направлению, показанному на фиг. 19 стрелкой 102. При этом элемент поднимается и упирается в направляющую поверхность 101 так, что соседняя захватывающая пластина 84 смещается по направлению, указанному на фиг. 5 стрелкой 103. Поднятие конструкционного элемента продолжается до того момента, когда его цилиндрическая блокировочная часть войдет в гнездо, как это показано сплошными линиями на фиг. 19. Извлечение элемента из одного из частично блокированных гнезд 83 и 83а осуществляется с обратной процедурой.
Как показано на фиг. 31, конфигурации генздообразных участков 150 и элементов 140 имеют следующее преимущество: центр кривизны блокировочных выступов 130 и 131 находится на оси 151, расположенной от поверхности 152 донной опорной стенки 125 на расстоянии немного меньшим расстояния между осью 153, на которой расположен центр кривизны кольцевой выемки 147, и поверхностью 154 торца конструкционного элемента. Таким образом, когда распорка вжимается в боковом направлении в фиксированную позицию в гнезде 150, блокировочные выступы 130 и 131 находятся в плотном контакте с боковыми участками кольцевой выемки, при этом поверхность торца 154 элемента 140 плотно прижимается во фронтальном направлении к поверхности 152 донной опорной стенки гнезда. За счет плотного удерживания этих двух поверхностей в контакте во фронтальном направлении обеспечивается требуемая жесткость сборной конструкции, состоящей из конструкционного и соединительного элементов.
Соединительные элементы могут быть самых разнообразных типов и видов и иметь от одного до нескольких гнездообразных участков 150. Соединительные элементы, имеющие более одного гнездообразного участка (гнезда), приобретают наилучшую конфигурацию в том случае, если гнезда расположены под углами в 45o или более по отношению один к другому, хотя иные конфигурации также могут найти применение в пределах настоящего изобретения.
На фиг. 21 изображен вариант соединительного элемента 160 с одним гнездом. Он содержит ступицу 161, образованную цилиндрической стенкой 162. Внутренний диаметр цилиндра этой ступицы приблизительно равняется диаметру цилиндрической огибающей элементов 140. Диаметр такой цилиндрической огибающей соответствует диаметру цилиндрических захватывающих участков 146 и 148 конструкционного элемента, а также диаметральным размерам продольных ребер 145. Таким образом, конструкционный элемент может свободно входить в цилиндрическое отверстие 163 ступицы 161 с небольшим зазором, чтобы обеспечить свободное вращение и перемещение в продольном направлении конструкционных элементов внутри цилиндрической ступицы. Ось 164 цилиндра ступицы расположена под прямым углом к продольной оси 165 гнезда 150. Стенка 167, являющаяся донной опорной стенкой гнезда 150, отделена от оси ступицы 164 парой стенок 166, которые составляют единое целое со стенкой 167 и цилиндром ступицы 162.
Обычно соединительные элементы изготавливаются заранее установленной, единой толщины в направлении по оси ступицы 164. Предпочтительно, чтобы ширина приблизительно равнялась диаметру цилиндрической огибающей конструкционных элементов. Толщина соединительных элементов, приблизительно составляющая 0,244 дюйма (0,62 см), является особо предпочтительной, так как она позволяет в большинстве случаев сочленять соединительные элементы параллельно вплотную друг к другу и перпендикулярно относительно конструкционного элемента по всей длине его центральной части, практически не оставляя места на его концах. Это позволяет конструкциям иметь такую конфигурацию, когда сплошная стенка элементов сочленена с расположенным в поперечном направлении конструкционным элементом по всей длине ее корпуса.
Вариант соединительного элемента, изображенного на фиг. 22, сходен с тем, который изображен на фиг. 21, но он содержит два гнездообразных участка (гнезда) 150, расположенных по углом, равным 180o друг относительно друга, с единой центральной продольной осью симметрии гнезд, пересекающейся с осью ступицы 171. Соединительный элемент, изображенный на фиг. 22, наиболее удобен для соединения пары конструкционных элементов торцом к торцу так, чтобы их оси располагались коаксиально на одной линии (фиг. 30). По этой и другим причинам расстояние от оси ступицы 171 до внешней поверхности донной опорной стенки гнезда (соответствующей поверхности 152 на фиг. 31) одинаково для обоих гнезд соединительного элемента 62, изображенного на фиг. 22, а также и для одиночного соединительного элемента 160, изображенного на фиг. 21. Это расстояние обозначено на фиг. 21 и 22 буквой "д". Такое геометрическое соотношение также применимо и к некоторым другим вариантам (модификациям) соединительных элементов, иллюстрируемым в данном описании. Таким образом, конструкционный элемент, установленный в гнездообразном участке (гнезде) соединительного элемента, располагается на определенном, заранее установленном расстоянии относительно ступицы соединительного элемента.
На фиг. 23 изображен вариант соединительного элемента 180, который также снабжен двумя гнездообразными участками (гнездами) 150. Эти гнезда имеют оси симметрии 181, пересекающиеся с осью ступицы 182 и располагающиеся к ней под прямыми углами. Устройство цилиндра ступицы, гнезд 150 и т.д. в целом такое же, как и у соединительных элементов 160 и 170. Однако в варианте, изображенном на фиг. 23, гнезда 150 лежат под углом, равным 45o один к другому.
Варианты соединительных элементов 190 и 200, изображенные на фиг. 24 и 25, имеют соответственно три и четыре гнезда 150, оси симметрии которых 191 и 201 в каждом случае пересекают ось ступицы 192 и 202, и находятся один по отношению к другому под углами, равными 45o. Как показано на фиг. 23-25, представленные здесь варианты соединительных элементов содержат промежуточные, размещенные в радиальном направлении, стенки 183, 193, 203 типа переборок. Эти стенки вытянуты в радиальном направлении относительно осей ступиц 182, 192, 202 и представляют собой единое целое с донными опорными стенками прилегающих гнезд 150. Дальние от середины стенки 184, 194, 204, напротив, простираются по касательной к соответствующим цилиндрам ступиц 185, 195, 205.
На фиг. 26-28 изображены такие варианты соединительных элементов 210, 220, 230, которые обладают соответственно пятью, шестью и семью гнездообразными участками (гнездами) 150, каждое из которых расположено вдоль оси, являющейся осью симметрии, расположенной в радиальном направлении относительно оси ступицы 212, 222 или 232, соответственно. Несколько осей 211, 221 и 231 гнезд лежат под углами, равными 45o один к другому, как и в случае соединительных элементов, изображенных на фиг. 23-25. Предпочтительным видится то, что в каждом из соединительных элементов, изображенных на фиг. 26-28, поверхность внешних участков стенок 214, 224 и 234 является касательной к поверхности цилиндров ступиц 215, 225 и 235. Это сделано как в эстетических, так и в функциональных целях. Стенки 214 соединительного элемента 210, например, в сочетании со своим продолжением стенкой прилежащего гнездообразного участка, образуют широкую, плоскую поверхность, на которую можно опереть соединительный элемент и/или которая может определять внешнюю границу конструкции.
Вариант соединительного элемента 240, изображенного на фиг. 29, обладает по существу вариантом выполнения, изображенным на фиг. 1, в данном случае представленным как один из комплекта вариантов соединительных элементов одного масштаба. В этом отношении, расстояние "д" от оси ступицы 242 до лицевой стороны стенки гнезда все также едино, как и в других изображенных вариантах соединительных элементов.
Набор элементов, выполненных в соответствии с данным изобретением, предпочтительно содержит набор конструкционных стержнеобразных распорочных элементов различных калиброванных длин, в соответствии с установленной ранее размерной прогрессией. При этом, конструкционные элементы различных размеров в наборе могут быть собраны с ранее рассмотренными соединительными элементами для создания набора прямоугольных треугольников в качестве конструкционных узлов. В изображении элементов, показанном на фиг. 30, представлен набор конструкционных элементов 140а-140f, расположенных в порядке возрастания их длины. Возрастание длины вышеуказанных элементов таково, что когда любые два конструкционных элемента заданной величины сочленяются с соединительным элементом для того, чтобы образовать две стороны прямоугольного треугольника, а конструкционный элемент, следующий по мере возрастания их длины, выполнен по длине, соответствующей длине гипотенузы этого треугольника. Например, как показано на фиг. 32, содержащий три гнезда прямоугольный соединительный элемент 190 соединен с двумя конструкционными элементами 140а самой маленькой величины, образуя при этом стороны прямоугольного треугольника. Как видно из чертежа, вертикально направленный конструкционный элемент 140а сочленен с имеющим четыре гнезда соединительным элементом 200, а горизонтально направленный конструкционный элемент 140а сочленен с имеющим пять гнезд соединительным элементом 210. Конструкционный элемент 140в, составляющий следующий уровень длины, нежели соединительные элементы 140а, сочленен с соединительными элементами 200, 210, образуя гипотенузу маленького прямоугольного треугольника.
Как изображено на фиг. 32, конструкционный элемент 140в, который представляет собой гипотенузу описанного первым прямоугольного конструкционного узла, обозначенного на фигуре позицией 250, также является стороной прямоугольного треугольника, являющегося, в свою очередь, конструкционным узлом 260 большего размера. При этом, соединительный элемент 200 соединен со вторым конструкционным элементом 240в, образуя, таким образом, две стороны треугольника 260. Второй соединительный элемент с четырьмя гнездами 200 сочленен с верхним краем верхнего конструкционного элемента 140в, а конструкционный элемент 140с, имеющий третью в порядке увеличения длину, сочленен с верхним соединительным элементом 200 и ранее упоминавшимся соединительным элементом 210 и составляет гипотенузу треугольного конструкционного узла 260. Как следует из фиг. 32, два конструкционных элемента 140 смогут по очереди составлять стороны более крупного прямоугольного треугольника, каковым является конструкционный узел 270, гипотенузу которого образует конструкционный элемент 140д, имеющий следующую по величине длину в наборе. Последовательно возрастающие в габаритах конструкционные узлы, в форме прямоугольных треугольников, могут собираться до некоторой предельной величины, определяемой максимальной длиной конструкционного элемента в имеющемся наборе.
В наборе, реализующем данное изобретение, последовательность длин конструкционных элементов определяется по заранее установленной формуле. Так, в наборе, состоящем из "п" различных длин конструкционных элементов, длина каждого конструкционного элемента определяется согласно формуле:
Дх (1,414)(x-1) · Pмин (2 · р),
где
Дх длина "х" по счету конструкционного элемента в наборе от 1 до "п";
Pмин расстояние между осями ступиц двух соединительных элементов, сочлененных между собой кратчайшим из имеющегося набора конструкционным элементом;
p расстояние от оси ступицы до опорной стенки гнездообразного участка (гнезда).
Эта формула принята для сборки конструкций, состоящих из узлов, имеющих форму прямоугольных треугольников, куда входят конструкции, в которых гипотенуза одного треугольного звена составляет сторону другого, большего звена, имеющего форму прямоугольного треугольника. В игровой системе, выполненной в соответствии с данным изобретением, тем не менее, уникальные преимущества заключены в конструкции соединительных и конструкционных элементов, позволяющие обеспечивать введение в боковом направлении и защелкивание конструкционных элементов в соединительные элементы. Это позволяет присоединять и отсоединять элементы от конструкции, не вызывая при этом изменения расстояний между центрами соединительных элементов и точками соединения. Таким образом, достигаются значительные удобства при проектировании и сборке сложных, жестких и многомерных конструкций.
Как показано на фиг. 32, также имеется выгодная геометрическая зависимость между конструкционными элементами 140а-140f калиброванной длины и соединительными элементами, в которых содержатся гнездообразные участки, направленные под углами, равными 180o друг к другу. Это, в частности, относится к соединительному элементу 170 (фиг. 22), который содержит два гнезда, расположенных вдоль одной оси в противоположных направлениях. Такой соединительный элемент удобен в использовании для сращивания двух коротких конструкционных элементов с целью образования длинного конструкционного узла. В том случае, когда один из соединительных элементов 170 (которые, вообще говоря, удобно рассматривать как стыковочные накладки) сочленен с двумя конструкционными элементами заданного размера, получается конструкционный узел, который равен по длине конструкционному элементу, имеющему в два раза большую длину по сравнению с конструкционными элементами, которые соединены стыковочной накладкой. Таким образом, как показано на фиг. 32, два самых коротких конструкционных элемента 140а соединены между собой, образуя при этом конструкционный узел, равный по длине конструкционному элементу 140с. Два конструкционных элемента 140в, стоящие следующими в последовательности увеличения длин конструкционных элементов, соединены между собой, образуя при этом конструкционный узел, равный по длине конструкционному узлу 140 д. Остальные такие узлы показаны на фиг. 30. Можно, конечно, соединять стыковой накладкой 170 конструкционные элементы разной длины с целью получения конструкционных узлов такой длины, которая отличается от стандартных длин конструкционных элементов, последовательность которых представлена на фиг. 30.
По причине того, что все соединительные элементы, вне зависимости от их конфигурации, занимают одинаковое пространство "д" от оси ступицы до конечной поверхности гнездообразного участка, изображенные на фиг. 30 зависимости будут обеспечиваться в любом случае, когда конструкционные элементы монтируются с помощью типовой накладки и когда они лежат на одной оси.
Узел, показанный на фиг. 33 и 34, состоит из ряда одногнездных соединительных элементов 160 (фиг. 21), сочлененных с рядом конструкционных элементов заранее установленного, единого размера, так же, как и элементов 140с, показанных на фиг. 30. В первом ряду (на изображении показаны три ряда) соединительные элементы, представляющие собой единый блок, 160 соединяются между собой бок к боку с промежутком, равным ширине соединительного элемента. Кроме того, их соединение с конструкционным элементом, обозначенным на фиг. 34 позицией 280, таково, что они могут поворачиваться относительно этого конструкционного элемента. Конструкционный элемент 280 пропущен через отверстие ступицы 281, в котором он свободно располагается. Для различия позиция 282 относится к соединительным элементам первой группы. С соединительными элементами 282 чередуются подобные соединительные элементы, обозначенные позицией 283. Соединительные элементы 283 прочно захватывают элемент 280, при этом ребра 130 и 131 соединительного элемента плотно входят в пазы 144 конструкционного элемента, крепко зажимая его. Таким образом, в то время, как особые соединительные элементы 282 могут свободно перемещаться относительно конструкционного элемента 280, чередующиеся с ними соединительные элементы 283 жестко прикреплены к этим конструкционным элементам, исключая вращательное движение и скольжение по конструкционному элементу. Последовательность таких узлов образует шарнирную, лентообразную конструкцию, форма которой может, в зависимости от потребностей, представлять собой или бесконечную ленту, или ленту определенной длины и может иметь любую походящую ширину. Как изображено на фиг. 33, крайние оконечности конструкционных элементов выступают на небольшое расстояние от краев лентообразной конструкции.
Конструкции такого типа, который показан на фиг. 34 и 33, могут иметь широкое применение. В частности, они могут служить гусеницами для путепрокладывающих транспортных средств, таких как бульдозеры, краны, танки и им подобные. Конструкции панельного типа также могут быть собраны в игровой конструкции, чтобы служить, например, в качестве панелей стен или крыш, для покрытия полов и т.п. Узкая форма узла может, например, использоваться как гибкий элемент проводочного типа.
Ссылаясь теперь на фиг. 35-41, заметим, что на них показана особенно выигрышная разновидность соединительного элемента, приспособленная для монтажа с другими сходными соединительными элементами в целях получения соединительного узла, обеспечивающего условия для установления конструкционных элементов, располагающихся в разных плоскостных направлениях.
Соединительные элементы 310, изображенные на фиг. 35, снабжаются четырьмя гнездами 150, расположенными под углами, равными 45o друг к другу. В прямо противоположном направлении к одному из гнезд 150а каждого элемента располагается специальное углубление 311. Данное углубление 311 ограничено раздельными боковыми стенками 312 и 313 и нижней стенкой 314. Боковые стенки 312 и 313 отстоят друг от друга на расстоянии, равном стандартной толщине соединительного элемента, и располагаются симметрично относительно воображаемой плоскости, проходящей через геометрический центр соединительного элемента 310 и содержащей продольную ось противоположно направленного, относительно геометрического центра элемента, гнезда 150а, принимающего конструктивные элементы. Открытая поверхность опорной стенки 314 лежит на плоскости, расположенной под прямыми углами к выше упомянутой плоскости, а также проходит через основную ось соединительного элемента, обозначенной позицией 315.
Соединительные элементы 310 приспособлены к сборке друг с другом способом, отраженным на фиг. 35-37, когда соответственные специальные углубленные участки 311 обращены друг к другу, а основные плоскости соответственных соединительных элементов лежат под прямыми углами друг к другу. Соответственные соединительные элементы 310 прижимаются один к другому до того момента, когда опорные стенки 314 углублений 311 оказываются в прочном фронтальном контакте таким образом, что соответственные центральные оси 315 каждого элемента попадают по существу в одну общую плоскость.
Желательно, чтобы каждая из стенок 312 и 313 углубления была снабжена поперечной выемкой 316, выполненной с возможностью размещения в ней и защелкивания ребер 317, выступающих с противоположных сторон переборочных стенок 319. Соответственно, когда два звена собираются воедино, они оказываются сравнительно жестко сцепленными против любой, за исключением намеренной, расцепки.
Как показано на фиг. 36, сначала, когда стенки 312 и 313 охватывают выступающие ребра 317, стенки расходятся. Наличие небольшой прорези 318 позволяет захватывающим упругим пластинам гнезда 150а легко смещаться по направлению друг к другу, в то время, как стенки 312 и 313 разведены в стороны ребрами 317. В тот момент, когда детали сжимаются до их окончательного положения, при котором опорные стенки 314 располагаются напротив друг друга, каждая группа ребер 317 устанавливается в соответствующие им группы углублений 316, как это показано на фиг. 37.
Собранные вместе соединительные элементы, как показано на фиг. 35-39, обеспечивают крепление конструкционных элементов в каждом из двух плоскостных направлений, расположенных под прямым углом друг относительно друга. Таким образом, соединительное устройство в совершенстве отвечает требованию сборки внешних углов конструкции, как это наглядно видно из рассмотренных фиг. 38 и 39.
Как следует из фиг. 40, соединительный элемент 310 представляет собой элемент такого типа, какой показан на фиг. 35-39, пригодный для его соединения со вторым семигнездным соединительным элементом 410. Соединительный элемент 410 имеет специальное углубление 411, расположенное соосно напротив гнезда 150а, в которое входят конструкционные элементы.
Сборка соединительных элементов 310 и 410 с целью создания многоплоскостного узла достигается тем же способом, как и описанный выше при рассмотрении фиг. 35-39. Получившийся узел приобретает Т-образную конфигурацию, если смотреть на него сверху, как это показано на фиг. 41, и обеспечивает возможность установки в нем конструкционных элементов в каждом из трех плоскостных направлений. В Т-образном узле, показанном на фиг. 40 и 41, положение верхнего гнезда 150а недоступно для обычного введения в боковом направлении конструкционного элемента, что связано с присутствием сочлененного с первым второго соединительного элемента. Однако за счет наличия прорези 318 в донной опорной стенке гнезда становится возможным введение конструкционного элемента сначала под углом, затем его установка путем перемещения с подкручиванием, как было описано ранее. Прорезь 318 позволяет захватывающим упругим пластинам 16 легче расходиться, что способствует вкручиванию конструкционных элементов.
Тем не менее, в некоторых конкретных случаях применения может потребоваться сцкпление соединительного элемента и конструкционного элемента, проходящего через его центральное отверстие ступицы, а именно для совместного вращения и/или закрепления соединительного элемента в осевом положении вдоль конструкционного элемента. С этой целью набор снабжается соединительным элементом, таким, как показанный на фиг. 42-44, который захватывает конструкционный элемент и удерживает за счет силы трения, при этом не позволяет конструкционному элементу вращаться. В изображенных на фигурах 42, 44 вариантах соединительного элемента он представляет собой направляющий блок 510, сформированный инъекционным методом из подходящего пластического материала. Предпочтительно, чтобы такой элемент содержал гнездообразный участок (гнездо) 150, имеющее рассмотренную ранее форму. Он, в частности, содержит расположенные напротив друг друга выступающие ребра 130 и 131. которые образуют узкую горловину, расположенную между захватывающими пластинами 16. Рядом с закрытым концом гнезда 150 на блоке 510 установлен приводной шип 511, выступающий в боковом направлении с одной торцевой поверхности 512 и преимущественно параллельный общей оси ребер 130 и 131.
В случае типового применения направляющего блока 51 соединительный элемент 240, обычно выполненный в форме целой "снежинки", имеющей восемь гнезд, в которые должны входить конструкционные элементы, крепится к конструкционному элементу 513. Направляющий блок 510 присоединяется к корпусной части конструкционного элемента 513 таким образом, что соответственные ребра 130 и 131 входят внутрь расположенных напротив и вытянутых в продольном направлении пазов 144 конструкционного элемента и блокировочно зацепляются в них. Блок 510, таким образом, жестко сцепляется с конструкционным элементом, в результате чего устраняется возможность его вращения и перемещения в продольном направлении вдоль распорки, что обеспечивается силой трения (тем не менее, сохраняется возможность перемещения его под воздействием достаточного усилия).
Расположение приводного шипа 511 таково, что когда соединительный элемент 240 и направляющий блок 510 непосредственно примыкают друг к другу, направляющий шип 511 располагается внутри имеющего форму трапеции пространства и, в сущности все его занимает, между парой прилегающих друг к другу и расположенных в радиальном направлении стенок типа переборок 123. Конструкционный элемент 513 и соединительный элемент 240 таким образом соединяются между собой, что блокируются от их относительного перемещения во вращательном направлении. При этом, вращательный момент, прикладываемый к одному элементу, передается соответственно на другой. Расположением направляющих блоков 510 на противоположных сторонах соединительного элемента, соединительный элемент может быть заблокирован на конструкционном элементе в соосном с ним положении.
Для многих подвижных игровых узлов приводные шкивы и/или колеса являются весьма полезными и необходимыми деталями. В качестве достоинства настоящего изобретения можно отметить наличие в наборе элемента, выполненного круглым колесообразным, обод которого выполнен с кольцеобразной выемкой: комбинированную деталь шкив/колесо 610 (фиг. 45). Этот, сформированный инъекционным методом, элемент снабжен внешним ободом 611 и ступицей 612 с центральным отверстием, которое обеспечивает возможность плотного надевания элемента на конструкционный элемент. На некотором удалении в радиальном направлении относительно центрального отверстия ступицы 612 располагаются одно или большее количество приводных углублений 613. Эти углубления предусмотрены для того, чтобы в них входил приводной шип 511 или направляющий блок (фиг. 42). Как показано на фиг. 47, обод элемента 610 снабжен внешней кольцеобразной выемкой 614, благодаря которой элемент может быть использован в качестве шкива, будучи при этом связанным с соответствующим приводным ремнем (на рисунке не показан). В том случае, когда элемент 610 используется в качестве шкива, он соединяется с конструкционным элементом с возможностью передачи ему вращательного момента. Это обеспечивается с помощью направляющего (приводного) блока 510, который функционирует, в зависимости от потребностей практики, либо как ведущий шкив, либо как ведомый шкив.
Элемент 610 может быть превращен в колесо, когда на него надевают покрышку, как это показано на фиг. 46. Покрышка, в общем случае, обозначается позицией 620, изготавливается из упругого эластомера, такого как неопрен. Внутренняя часть 621 покрышки имеет такую ширину, которая позволяет ей входить довольно плотно в кольцеобразное углубление 614. Внешняя часть 622 покрышки шире по сравнению с ее внутренней частью 621 и делается преимущественно равной по ширине толщине внешнего обода 611 колеса 610. С каждой из сторон на покрышке имеются заплечики 623. Эти заплечики служат для сцепления с внешним фланцем 624 колеса 610, что обеспечивает концентрическое расположение покрышки на несущем ее ободе.
Когда элемент 610 используется в качестве колеса, он может быть ведомым или нет, в зависимости от его предназначения. В том случае, когда он должен быть ведомым, используется направляющий блок, как это было рассмотрено выше.
Конструкторский игровой набор, выполненный в соответствии с данным изобретением, представляет собой уникально упрощенный, но в то же время и исключительно гибкий оптимальный вариант конструктора для сборки бесконечного множества разнообразных конструкций: и статичных, и подвижных по своему характеру. Этот набор легко изготавливать благодаря использованию технологии инъекционной формовки, составляющей основу экономичного, массового производства стандартизованных строительных деталей, обладающих большим многообразием форм и позволяющих осуществлять относительно быструю и упрощенную сборку различных конструкций.
В пределах основных концепций данного изобретения существует возможность строить упрощенные и эффективные модели подвижных конструкций, таких как имеющие бесконечную длину гусеницы или ленты, ведомые вращательные системы и им подобные. Они создаются посредством совместного использования стандартизованных конструкционных и соединительных элементов. В частности, соединительные элементы имеют для сочленения стандартизованные гнездообразные участки (гнезда), несмотря на то, что их число варьируется, и такие гнезда располагаются на стандартизованных расстояниях относительно основной оси соединительного элемента. Аналогично, конструкционные элементы имеют стандартную форму конечных частей, наряду с корпусными частями различной длины. Далее, благодаря использованию стыковой накладки, способной связывать два конструкционных элемента, при их расположении конец к концу, количество возможных конструкционных комбинаций из относительно ограниченного числа стандартизированных длин этих элементов увеличивается.
Детали (элементы) игрового конструктора, выполненного в соответствии с данным изобретением, легко могут быть приспособлены для их производства методом высокопроизводительной инъекционной формовки из соответствующего пластического материала. Для данной цели подходит ряд материалов, но что важно, это, конечно, выбрать такой материал, который обладал бы приемлемой степенью прочности и эластичности, чтобы, например, захватывающие упругие пластины могли должным образом действовать и выдерживать большое количество операций сборки и разборки. Известно, что для указанной цели хорошо подходит материал "Селкон М270" ацетальный сополимер, реализуемый фирмой Hoeehst celanese, chatham, New Jersey.
Благодаря тому, что соединительные элементы могут сочленяться с конструкционными элементами путем введения одного элемента в другой в боковом направлении до зацепления, становится более практичным собирать большие и сложные конструкции. Это обеспечивается тем, что расстояние от центра до центра между составными частями не должно меняться в процессе сочленения составных частей. В то же время, там, где сборка составных частей требует введения в осевом направлении одного элемента в другой, расстояние от центра до центра этих деталей временно увеличивается, что в лучшем случае требует большей аккуратности, а в худшем делает невозможной сборку определенных конструкций.
Набор, согласно настоящему изобретению, предполагает уникальную двухвариантную схему захвата между соединительными и конструкционными элементами, где внешние, обладающие способностью отклоняться, участки захватывающих упругих пластин 16 обеспечивают удерживание в боковом направлении, тогда как внутренние участки захватывающих пластин составляют относительно неподвижную (неподатливую) полость (гнездо), которая свободно вмещает в себя концевую часть 26 конструкционного элемента в процессе выполнения их стыковки путем введения в боковом направлении, но при этом обеспечивает позитивное ограничение от перемещения конструкционного элемента в осевом направлении.
Формула изобретения: 1. Игровой конструктор, содержащий набор конструкционных элементов, каждый из которых выполнен стержнеобразным с блокировочными частями на концах, ограниченными посредством кольцевой выемки каждая, и набор соединительных элементов, корпусы которых выполнены с возможностью разъемного соединения с конструкционными элементами, отличающийся тем, что на корпусе каждого соединительного элемента выполнено по меньшей мере одно открытое углубление, имеющее донную опорную стенку и образованное парой консольных, отстоящих друг от друга, захватывающих упругих пластин, по меньшей мере на одной из которых с внутренней стороны на расстоянии от донной опорной стенки за единое целое с захватывающей упругой пластиной выполнен блокировочный выступ, при этом по меньшей мере один конец конструкционных элементов выполнен с возможностью размещения в пределах практически цилиндрической оболочки и имеет цилиндрический участок перед кольцевой выемкой, а с внутренней стороны каждой захватывающей упругой пластины от блокировочного выступа до консольной части выполнен желоб, причем блокировочные выступы выполнены с возможностью размещения в кольцевой выемке, а желобы с возможностью размещения в них цилиндрического участка конструкционного элемента при его установке в открытом углублении посредством перемещения конца конструкционного элемента в зазоре между захватывающими упругими пластинами от их боковой поверхности к желобу и упругого отклонения захватывающих упругих пластин друг от друга и обратно.
2. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что поперечные сечения желобов захватывающих упругих пластин и концов конструкционных элементов практически соответствуют друг другу по форме, при этом концы конструкционных элементов в поперечном сечении имеют форму круга, диаметр которого больше расстояния между парами захватывающих упругих пластин.
3. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что продольные и поперечные сечения открытых углублений, имеющих U-образную форму, и концы конструкционных элементов близко соответствуют друг другу по форме.
4. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что блокировочные выступы, имеющие в поперечном сечении дугообразную выпуклую форму, выполнены поперек захватывающих упругих пластин от одного их края до другого, а кольцевые выемки на конструкционных элементах в поперечном сечении выполнены с возможностью плотного размещения в них блокировочных выступов.
5. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что конструкционные элементы имеют участки с различным поперечным сечением, при этом одни участки имеют в сечении практически круглую форму, а другие практически Х-образную форму, расположенную в пределах окружности сечения практически круглой формы, причем участки с сечением практически Х-образной формы размещены на конструкционных элементах с возможностью их ввода в зазор между захватывающими упругими пластинами со стороны их боковой поверхности.
6. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что блокировочные выступы выполнены поперек захватывающих упругих пластин, а торцы конструкционных элементов выполнены плоскими с возможностью упора в донную опорную стенку при установке конструкционных элементов в открытом углублении.
7. Конструктор по п. 1, отличающийся тем, что корпус соединительного элемента состоит из центральной части, определяющей центральную ось соединительного элемента, и множества открытых углублений в виде гнезд для установки конструкционных элементов, расположенных относительно центральной части практически в радиальном направлении и образующих с центральной частью практически плоскую конфигурацию, при этом на одной из сторон корпуса соединительного элемента гнездо, ширина которого равна толщине корпуса соединительного элемента, выполнено открытым и простирается до центральной оси соединительного элемента с возможностью размещения в нем аналогичным гнездом корпуса соединительного элемента в плоскости, перпендикулярной плоскости корпуса первого соединительного элемента, и образования составного соединительного элемента.
8. Конструктор по п.7, отличающийся тем, что из множества гнезд второго соединительного элемента одно выполнено с возможностью размещения в нем конструкционного элемента в виде распорки и расположено непосредственно напротив открытого с одной из сторон гнезда, а при образовании составного соединительного элемента в окрестности аналогичного гнезда первого соединительного элемента.
9. Конструктор по п.7, отличающийся тем, что открытое с одной из сторон корпуса соединительного элемента гнездо образовано парой отстоящих друг от друга параллельных направляющих стенок с возможностью размещения в нем аналогичным гнездом корпуса второго соединительного элемента, при этом направляющие стенки обоих соединительных элементов снабжены стопорными средствами, выполненными с возможностью фиксации корпусов соединительных элементов относительно друг друга при образовании ими составного соединительного элемента.
10. Конструктор по п.9, отличающийся тем, что на корпусе соединительного элемента выполнено множество гнезд, каждое из которых образовано донной опорной стенкой и парой консольных, отстоящих друг от друга, захватывающих упругих пластин, при этом донные опорные стенки смежных гнезд выполнены за единое целое, а в по меньшей мере одной донной опорной стенке выполнена прорезь для обеспечения возможности упругого отклонения захватывающих упругих пластин друг от друга и обратно до фиксации корпусов соединительных элементов относительно друг друга при образовании ими составного соединительного элемента.
11. Конструктор по п.10, отличающийся тем, что на корпусе соединительного элемента одно из гнезд, имеющее донную опорную стенку с прорезью, выполнено с возможностью размещения в нем конструкционного элемента в виде распорки и расположено непосредственно напротив открытого с одной стороны гнезда.
12. Конструктор по п.11, отличающийся тем, что гнездо выполнено с возможностью размещения в нем конца конструкционного элемента посредством его перемещения в зазоре между захватывающими упругими пластинами от их боковой поверхности во внутрь гнезда и упругого отклонения захватывающих пластин вместе со смежными частями донной опорной стенки, разделенными выполненной в ней прорезью.
13. Конструктор по п.7, отличающийся тем, что выполненное на одной из сторон корпуса соединительного элемента открытое углубление снабжено стопорными средствами первого типа, а части корпуса соединительного элемента, расположенные с его диаметрально противоположной стороны, снабжены стопорными средствами второго типа, выполненными с возможностью сцепления со стопорными средствами второго типа, выполненными с возможностью сцепления со стопорными средствами первого типа и фиксации соединительных элементов относительно друг друга при образовании составного соединительного элемента.
14. Конструктор по п.7, отличающийся тем, что на корпусе соединительного элемента выполнено множество гнезд, каждое из которых образовано донной опорной стенкой и парой консольных отстоящих друг от друга, захватывающих упругих пластин, при этом смежные захватывающие упругие пластины смежных гнезд выполнены за единое целое, а по меньшей мере одно из гнезд расположено непосредственно напротив открытого с одной из сторон углубления, причем гнезда, выполненные с одной стороны корпуса соединительного элемента, уравновешены, а при образовании составного соединительного элемента с вторым соединительным элементом, расположенным в плокости размещения осей гнезд первого соединительного элемента, гнезда первого соединительного элемента проецируются на одну и ту же плоскость и/или на одну сторону плоскости корпуса второго соединительного элемента.
15. Конструктор по п. 14, отличающийся тем, что первый соединительный элемент, гнездо, расположенное непосредственно напротив открытого с одной из сторон углубления, а также гнезда, расположенные на одной стороне плоскости корпуса под прямыми углами к плоскости размещения первого соединительного элемента, имеют одинаковую конфигурацию.
16. Конструктор по п.15, отличающийся тем, что второй и первый соединительные элементы имеют одинаковую конфигурацию, при этом образуемый ими составной соединительный элемент имеет форму прямоугольной угловой конструкции.
17. Конструктор по п. 15, отличающийся тем, что второй соединительный элемент выполнен с возможностью расположения гнезд в ряд под углом, превышающим 180o, а составной соединительный элемент имеет Т-образную единую конфигурацию.
18. Игровой конструктор, содержащий набор стержнеобразных распорочных элементов и набор соединительных элементов, выполненных из пластического материала с возможностью разъемного соединения друг с другом, отличающийся тем, что по меньшей мере часть соединительных элементов снабжена гнездообразным участком с продольной осью симметрии, имеющим пару захватывающих упругих пластин, расположенных консольно параллельно друг другу и отстоящих друг от друга симметрично относительно продольной оси симметрии гнездообразного участка, а по меньшей мере часть стержнеобразных распорочных элементов содержит выполненные за единое целое средний и два противоположных концевых участка, при этом захватывающие упругие пластины и противоположные концевые участки имеют по два соединительных средства, причем соединительные средства на захватывающих упругих пластинах образуют с соединительными средствами на противоположных концевых участках пары соединительных средств, одни из которых выполнены с возможностью расположения продольной оси стержнеобразного распорочного элемента вдоль оси симметрии гнездообразного участка, а другие с возможностью предотвращения продольного перемещения стержнеобразного распорочного элемента при его установке в гнездообразном участке посредством перемещения концевого участка стержнеобразного распорочного элемента в зазоре между захватывающими упругими пластинами от их боковой поверхности к продольной оси симметрии гнездообразного участка и упругого отклонения захватывающих упругих пластин друг от друга и обратно.
19. Конструктор по п.18, отличающийся тем, что соединительные средства на захватывающих упругих пластинах выполнены в виде расположенных на них противолежащих ребер, а соединительные средства на противоположных концевых участках стержнеобразных распорочных элементов в виде соответствующих выемок, при этом ребра ориентированы в поперечном направлении относительно оси гнездообразного участка с возможностью размещения в соответствующих выемках при перемещении концевого участка стержнеобразного распорочного элемента в зазоре между захватывающими упругими пластинами от их боковой поверхности к продольной оси симметрии гнездообразного участка.
20. Конструктор по п.19, отличающийся тем, что гнездообразный участок образован выполненными за единое целое захватывающими упругими пластинами и донной опорной стенкой, удаленной относительно ребер на некоторое расстояние, которое практически равно расстоянию между выемкой и торцом концевого участка, с возможностью поджатия торца стержнеобразного распорочного элемента к донной опорной стенке при установке стержнеобразного распорочного элемента в гнездообразном участке.
21. Конструктор по п.18, отличающийся тем, что пара соединительного средства, выполненная с возможностью предотвращения продольного перемещения стержнеобразного распорочного элемента при его установке в гнездообразном участке, образована ребром на гнездообразном участке или на стержнеобразном распорочном элементе и соответствующей выемкой на стержнеобразном распорочном элементе или на гнездообразном участке соответственно.
22. Конструктор по п.21, отличающийся тем, что имеющий донную опорную стенку гнездообразный участок выполнен с возможностью поджатия торца концевой части стержнеобразного распорочного элемента к донной опорной стенке при установке стержнеобразного распорочного элемента в гнездообразном участке.
23. Конструктор по п.18, отличающийся тем, что соединительный элемент содержит ступицу, в которой выполнено определяющее ее ось поперечное отверстие для осевого введения стержнеобразного распорочного элемента, и одну гнездообразную часть, выполненную со ступицей за единое целое, при этом оси ступицы и гнездообразной части расположены друг к другу под прямым углом.
24. Конструктор по п.18, отличающийся тем, что соединительный элемент содержит одну дополнительную гнездообразную часть, при этом обе гнездообразные части выполнены со ступицей за единое целое и расположены с ее противоположных сторон соосно друг с другом.
25. Конструктор по п.18, отличающийся тем, что соединительный элемент содержит от одной до семи дополнительных гнездообразных частей, расположенных вокруг ступицы, при этом все оси гнездообразных частей пересекаются практически в окрестности оси ступицы и образуют каждая с соседними осями угол, равный приблизительно 45o.
26. Конструктор по п.24, отличающийся тем, что каждая из гнездообразных частей расположена на некотором фиксированном заданном расстоянии относительно оси ступицы с возможностью удаления от этой оси на неизменное единое расстояние торца стержнеобразного распорочного элемента при его установке в любую гнездообразную часть.
27. Конструктор по п.20, отличающийся тем, что стержнеобразные распорочные элементы выполнены калиброванными по длине, определяемой по формуле
Dx 1,414x-1·Pмин 2P,
где x 1, 2, 3, 4, n;
Dх длина х-го по счету стержнеобразного распорочного элемента;
Рмин расстояние между осями ступиц двух соединительных элементов, соединенных посредством короткого стержнеобразного распорочного элемента;
Р расстояние от оси ступицы до донной опорной стенки гнездообразной части,
при этом набор соединительных и стержнеобразных распорочных элементов выполнен с возможностью сборки из вышеуказанных элементов по меньшей мере одного прямоугольного треугольника.
28. Конструктор по п.27, отличающийся тем, что длина каждого последующего стержнеобразного распорочного элемента набора равна длине узла, образованного двумя предыдущими стержнеобразными распорочными элементами набора, соосно соединенными друг с другом посредством соединительного элемента.
29. Конструктор по п.18, отличающийся тем, что на внутренней стороне каждой захватывающей упругой пластины в ее поперечном направлении выполнены ребра, выступающие внутрь по направлению к оси гнездообразной части, а на части стержнеобразного распорочного элемента, расположенной между его концевыми частями, напротив друг друга выполнены продольные пазы для размещения ребер с возможностью предотвращения поворота стержнеобразного распорочного элемента при его упругой установке под углом 90o к оси гнездообразной части и параллельно оси втулки.
30. Конструктор по п.29, отличающийся тем, что соединительный элемент содержит втулку, в которой выполнено определяющее ось этой части поперечное отверстие для осевого введения стержнеобразного распорочного элемента, а оси втулки и гнездообразной части пересекаются под прямым углом, при этом расположенные параллельно стержнеобразные распорочные элементы соединены посредством соединительных элементов, причем соединительные элементы по длине каждого стержнеобразного распорочного элемента установлены поочередно с втулкой и гнездообразной частью с возможностью поочередного соединения каждого стержнеобразного распорочного элемента с соседними стержнеобразными распорочными элементами и образования сочлененной лентообразной конструкции.
31. Конструктор по п.29, отличающийся тем, что стержнеобразные распорочные элементы в сочлененной лентообразной конструкции выступают концевыми частями из крайних соединительных элементов.
32. Конструктор по п.28, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным элементом, установленным на стержнеобразном элементе с возможностью вращения, при этом соединительный элемент установлен на стержнеобразном распорочном элементе с возможностью ограничения поворота посредством размещения ребер соединительного элемента в продольных пазах стержнеобразного распорочного элемента и снабжен выполненными сбоку за единое целое приводным шипом для кинематического сцепления с дополнительным элементом, выполненным ведущим или ведомым.
33. Конструктор по п.32, отличающийся тем, что дополнительный элемент выполнен в виде круглого колесообразного элемента, имеющего обод с кольцеобразной выемкой на внешней стороне и ступицу с отверстием для установки стержнеобразного распорочного элемента, при этом в дополнительном элементе выполнено направляющее отверстие для приводного шипа, расположенное на заранее установленном расстоянии в радиальном направлении относительно центра ступицы.
34. Конструктор по п.33, отличающийся тем, что он содержит кольцеобразную деталь, выполненную в виде покрышки из эластомерного материала с возможностью съемной установки в кольцеобразную выемку.
Приоритет по пунктам:
11.12.90 по пп.1 5, 18, 19, 21;
18.12.90 по пп.7 13;
19.06.91 по пп.6, 14 17, 20, 22 28, 30 34.