Brevet FR2509188A1 — publié le 19830114

La présente invention concerne le domaine des puzzles mathematiques tridimensionnels, dans lesquels un volume est découpé en éléments imbriqués mobiles dont les déplacements créent une ou plusieurs figures géométriques remarquables. Ce domaine est illustré principalement par le "cube hongrois" d'Erno Rubik. La structure selon l'invention permet, dans le cas d'un volume sphérique ou apparenté au dodécaèdre, l'utilisation d'un principe de mouvement bidimensionnel. Le volume considéré est découpé en éléments dont les le surfaces en contact avec une sphère située à l'intérieur de l'objet dessinent un triangle, un losange ou un pentagone incurvés. La sphère sert de support lisse aux glissements à sa surface des 3 types d'éléments précités, reliés entre eux par des jointures qui permettent à 3 parties du volume, dont chacune garde sa cohésion, de coulisser librement autour d'un même axe de rotation. Ce découpage permet, à partir de la position d'origine, toute suite de rotations de l'une des 12 calottes sphériques autour de l'un des 6 axes imaginaires passant par les centres des pentagones opposés, si toutes les rotations sont des multiples du 1/5 de tour. Les dessins annexés concernent un volume ayant l'aspect extérieur d'un dodécaèdre. La structure est identique dans le cas d'un volume d'aspect différent. La fiv.7 représente le volume en coupe suivant YY, les éléments de la calotte supérieure enlevés. Les hachures correspondent aux surfaces adjacentes planes des éléments extérieurs. Les rainures (6,7,8) et les joints (4) qui assurent la cohésion sont apparents, à l'exception des joints (5) des pentagones. Les trajectoires possibles des éléments à la surface de la sphère interne sont représentées. Ces trajectoires, dont les intersections définissent les 3 formes d'éléments possibles (fig.3,4,5) sont constituées par les projectons à la surface de la sphere des segments, tels EC, joignant les poitts opposés des faces d'un dodécaèdre imaginaire inscrit dans la sphère, perpendiculairement aux axes tels que XX. La fig.6 montre l'imbrication des éléments (1,2,3). Tout volume construit à l'aide de cette structure obéit à des lois mathématiques complexes relatives aux permutations de ses éléments, et peut être utilisé en tant que "casse-tête". REVENDICATIONS 1. Structure articulée, permettant le mouvement relatif de 3 parties d'un volume, caractérisée par le fait que les éléments qui composent chaque partie peuvent entrer en rotation autour de l'un quelconque des 6 axes (XX) passant par les centres des faces opposées d'un dodécaèdre (fig.2). 2. Structure articulée selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les surfaces intérieures des éléments extérieurs du volume épousent la forme d'une sphère, à la surface de laquelle ils glissent (fiv.1). 3. . Structure articulée selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les éléments extérieurs du volume (1,2,3) s'inscrivent à la surface de la sphère selon les figures géométriques (1A, 2A,3A) qui résultent de la projection sur celle-ci des points remarquables (A,B,C,D,E,F,G,H,I,J) des faces d'un dodécaèdre inscrit. 4. Structure articulée selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la projection utilisée conserve planes les surfaces adjacentes des éléments extérieurs. 5. Structure articulée selon la revendication 2 caractérisée par le fait que les faces adjacentes des éléments extérieurs sont reliées entre elles par un ensemble de saillies (4,5 > et d'évidements (6,7,8), parmi lesquels les évidements (8) interdisent le décrochage par simple traction.