Brevet FR2978054A1 — publié le 20130125

-1- La présente invention comprend, dans sa description de base, un puzzle logique spatial (1) utile à titre de jeu ludique et/ou pour enseigner la perception et le positionnement dans l'espace, sous l'aspect extérieur d'un cube (4) à 3 x 3 x 3 cubes (5) qui constituent les pièces (5) du puzzle (1), lequel est placé au centre d'un gyroscope (2) qui, par rotation et par gravité, permet le passage de billes (10) à travers les ouvertures (7) entrée et sortie et les ouvertures (8) entre pièces (5), en passant par toutes les pièces (5), dans un labyrinthe multi-niveaux. Selon des modes particuliers de réalisation, les pièces (5) sont de matière et dimensions identiques, évidées et transparentes, éventuellement de couleurs différentes, et dans ce cas, de préférence faiblement teintées. Elles comportent chacune au moins deux ouvertures de préférence circulaires et de dimensions identiques sur des faces différentes, de sorte qu'une fois le puzzle (1) assemblé, seules deux des pièces (5) présentent une ouverture (7) sur une face exposée et une ouverture (8) sur une face non exposée, toutes les autres pièces présentent deux ouvertures (8) sur deux faces non exposées différentes. Les ouvertures (8) sont situées en des endroits variables des faces non exposées des pièces (5), tout en communiquant deux à deux d'une pièce (5) à une pièce (5) voisine à l'intérieur du puzzle (1). L'invention comprend également des objets sphériques du type boules ou billes (10). Les ouvertures (8) sont placées deux par deux de telle sorte qu'elles permettent, dans le volume du puzzle (1), le passage des boules ou billes (10) selon un cheminement en forme de labyrinthe multi-niveaux, qui ne repasse jamais, dans l'un quelconque des deux sens possibles, deux fois par une même pièce (5), ou par une même ouverture (7) ou (8). L'assemblage des pièces (5) entre elles est réversible et se fait sans contrainte mécanique particulière. Il est assuré par l'intermédiaire d'éléments d'assemblage (6) du type chevilles (17) et douilles (18), d'aimants (19) ou autres, fixés solidairement et de façon complémentaire aux faces non exposées des pièces (5). L'assemblage est suffisamment solide pour que le puzzle (1) ne se disloque pas. Le désassemblage du puzzle (1) s'effectue sans contrainte mécanique particulière. La combinaison variable des liaisons d'assemblage entre pièces (5), par exemple l'alternance choisie et non nécessairement régulière de chevilles (17) et de douilles (18), de pôles positifs et négatifs d'aimants (19), l'utilisation de pièces (5) de couleurs différentes et la nécessaire correspondance des ouvertures (8) deux par deux entre pièces (5) voisines, ne permettent d'assembler le puzzle que d'une seule façon. Les boules ou billes (10) sont inertes, de, couleurs éventuellement différentes, de dimensions et caractéristiques physiques identiques, en matière non ferromagnétique si les éléments d'assemblage (6) sont des aimants (19), et leur diamètre est inférieur aux dimensions des ouvertures (7) et (8). 2978054 -2- La présente invention comprend également un gyroscope (2) à cardan (3) au centre duquel le puzzle (1) est placé afin qu'il puisse pivoter. Pour ce faire, deux tiges (11), de préférence cylindrique, de dimensions identiques, sont fixées perpendiculairement et de façon amovible au puzzle (1) à partir du centre des 5 faces exposées de deux pièces (5) situées au centre de deux faces exposées opposées du puzzle (1), dans le prolongement de l'axe spatial (15) du puzzle (1), qui passe par le centre de symétrie du puzzle (1) et par les centres de symétrie desdites pièces (5) centrales. Les tiges (11) passent diamétralement et symétriquement à travers les ouvertures circulaires (20) situées sur un cardan (3). Aux points de contact avec les ouvertures (20), les tiges (11) 10 présentent impérativement une forme cylindrique dans le sens de la longueur. Les tiges (11) sont munies chacune, symétriquement, d'un bouton de manipulation (13). Les extrémités des tiges (11) et les boutons (13) peuvent comporter des crans complémentaires de sorte que les boutons (13) peuvent être amovibles et les tiges (11) simplement emboîtées dans les boutons (13). Les tiges (11) et les boutons de 15 manipulation (13) sont ajustés par rapport au cardan (3) sans être solidaires avec lui, de sorte que le puzzle (1) est toujours centré par rapport au cardan (3), y compris lorsque l'axe (15) se trouve en position verticale et que, lorsque les boutons (13) sont manipulés, l'ensemble puzzle (1) - tiges (11) - boutons (13) peut pivoter autour de l'axe (15), sans trop de friction par rapport au cardan (3) et sans toutefois que la seule gravité ne puisse, 20 en l'absence de manipulation des boutons (13), provoquer la rotation intempestive des boutons (13), des tiges (11) et du puzzle (1) autour de l'axe (15). A titre d'exemple, les tiges (11) peuvent être reliées au puzzle (1) à l'aide de ventouses ou de tout autre système de fixation amovible. S'il s'agit de ventouses, les tiges (11) peuvent être emboîtées dans lesdites ventouses, à l'image des flèches à ventouses, qui sont elles-mêmes plaquées sur 25 les faces exposées des pièces (5) centrales. Le diamètre intérieur du cardan (3) est supérieur à la diagonale intérieure du puzzle (1), afin que lors de la manipulation des boutons (13), le puzzle ne puisse à aucun moment de sa rotation complète autour de l'axe (15), heurter le cardan (3). Le cardan (3) est prolongé diamétralement et symétriquement, de part et d'autre 30 et vers l'extérieur, par deux tiges (12) fixées solidairement à lui dans le prolongement de l'axe (16) perpendiculaire à l'axe (15). Les tiges (12) sont munies chacune, symétriquement, d'un bouton de manipulation (14). Les extrémités des tiges (12) et les boutons (14) peuvent comporter des crans complémentaires de sorte que les boutons (14) peuvent être amovibles et les tiges (12) simplement emboîtées dans les boutons (14). 35 La présente invention comprend également une structure support (6) sur laquelle le cardan (3) avec en son centre le puzzle (1) repose. Pour ce faire, les tiges (12) reposent horizontalement dans des logements évidés de forme cylindrique (21) situés au sommet de la structure support (6), de sorte que l'axe (16) soit horizontal. Aux points de contact avec les logements (21), les tiges (12) présentent impérativement une forme cylindrique dans le sens de la longueur. La structure support (6) est suffisamment solide pour supporter le cardan (3) sans être déséquilibrée lors de la manipulation de l'un quelconque des boutons (13) ou (14). La structure support (9) est positionnée symétriquement par rapport aux boutons (14), aux tiges (12) et au cardan (3). Ces derniers sont ajustés par rapport à la structure support (9), de sorte qu'ils peuvent, lors de la manipulation des boutons (14), pivoter librement autour de l'axe horizontal (16), sans trop de friction par rapport à la structure support (9) et sans toutefois que la seule gravité ne puisse, en l'absence de manipulation des boutons (14), provoquer la rotation intempestive des boutons (14), des tiges (12) et du cardan (3) autour de l'axe (16). La structure support (9) présente une hauteur depuis sa base jusqu'à l'axe horizontal (16), également axe central longitudinal des tiges (12), supérieure à la distance mesurée entre le centre de symétrie du puzzle (1) et l'extrémité extérieure de chacun des deux boutons de manipulation (13), de sorte que lors de la manipulation des boutons (14), le cardan (3) et l'ensemble puzzle (1) - tiges (11) - cardan (3) - boutons de manipulation (13) ne peuvent, à aucun moment de leur rotation autour de l'axe horizontal (16), heurter le plan horizontal sur lequel la structure support (9) repose. La physionomie d'ensemble de la structure support (9) ne doit pas davantage gêner la rotation complète du cardan (3) autour de l'axe horizontal (16). Une fois les boules ou billes (10) introduites dans le puzzle (1) par l'une des deux ouvertures (7), les joueurs peuvent, en utilisant les boutons de manipulation (13) et (14), tenter de les faire se déplacer par gravité et par succession de rotations spatiales omnidirectionnelles et gyroscopiques du puzzle (1) à travers le labyrinthe multi-niveaux inscrit dans son volume, en direction de la seconde ouverture (7), en passant par toutes les ouvertures (8) et toutes les pièces (5). Durant cette rotation, la position du centre de symétrie du puzzle (1) demeure inchangée. La transparence des pièces (5) permet aux joueurs de visualiser le cheminement des boules ou billes (10). Les mouvements de rotations effectués par un joueur peuvent contrarier les mouvements de rotation effectués par te joueur précédent, de sorte que des boules ou billes (10) situées dans des pièces (5) différentes peuvent avancer ou reculer dans le labyrinthe au gré des rotations et qu'un joueur peut, malgré lui, faire progresser la boule ou bille (10) d'un autre joueur. Les joueurs peuvent également ne pas utiliser la même ouverture (7) pour introduire leur boule ou bille (10) dans le puzzle (1), ce qui favorise davantage encore les mouvements contrariés, lesquels rendent le jeu particulièrement ludique. Les pièces (5) sont transparentes et de préférence en matière plastique. Si les pièces (5) sont de couleurs différentes alors, à titre d'exemple, les pièces (5.1), (5.4), (5.7), (5.10), (5.13), (5.16), (5.19), (5.22) et (5.25) peuvent être d'une couleur donnée, les pièces (5.2), (5.5), (5.8), (5.11), (5.14), (5.17), (5.20), (5.23) et (5.26) peuvent être incolores et les 2978054 -4- pièces (5.3), (5.6), (5.9), (5.12), (5.15), (5.18), (5.21), (5.24) et (5.27) peuvent être d'une couleur donnée différente de celle de l'ensemble (5.1) à (5.25) ci-dessus. Si des chevilles (17) et douilles (18) sont utilisées en tant qu'éléments d'assemblage (6), celles-ci peuvent s'apparenter à des boutons pression en matière plastique. De préférence, les boules ou 5 billes (10) sont au maximum au nombre de quatre et suffisamment lourdes et solides pour ne pas casser lorsqu'elles tombent hors du puzzle (1) après être passées par la sortie (7). Certaines faces non exposées peuvent présenter des ouvertures supplémentaires de dimensions de préférence plus petites que le diamètre des boules ou billes (10), et de préférence situées sur des faces qui ne permettent pas le passage des boules ou billes 10 (10) vers une pièce (5) voisine, afin que celles-ci puissent par gravité, se trouver piégées au cours de la rotation spatiale du puzzle (1), et à nouveau libérées, également par gravité et par rotation. La plupart des puzzles n'ont pour seul but que l'assemblage des pièces sur un seul plan. Certains autres jeux permettent de guider une bille à travers un labyrinthe sur un 15 plan qui s'incline à l'aide de commandes (boutons de manipulation) placées sur le côté depuis un départ jusqu'à une arrivée tout en cherchant à éviter des pièges placés le long du chemin. Comme les puzzles, la présente invention nécessite de la réflexion lors de l'assemblage du puzzle (1). Elle nécessite également de la patience, de l'adresse et de la 20 coordination dans les gestes, comme pour les jeux de labyrinthes. Elle apprend en outre la perception de l'espace et le positionnement dans les trois dimensions. Particulièrement ludique et complète, destinée à un ou plusieurs joueurs, raisonnablement quatre au plus, la présente invention combine un assemblage spatial des pièces (5) du puzzle (1), d'un gyroscope (2) et d'une structure support (9), à une 25 manipulation gyroscopique, afin de faire transiter par gravité et par rotation du puzzle (1) dans les trois dimensions une ou des boules ou billes (10) dans un labyrinthe multiniveaux. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à l'utilisation à titre de jeu, mais peut également trouver des applications dans l'industrie qui utilise des 30 gyroscopes et / ou des centrifugéuses. Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente une vue d'ensemble et en perspective de l'invention servant de jeu comprenant le puzzle logique spatial (1) assemblé, dans lequel apparaît, par transparence, un cheminement pour billes à travers les pièces (5), le cardan (3) au centre 35 duquel le puzzle (1) est placé, les tiges (11) munies des boutons de manipulation (13) qui maintiennent le puzzle au centre du cardan (3) et qui permettent la rotation du puzzle (1) autour de l'axe (15), les tiges (12), les boutons de manipulation (14) et la structure 2978054 -5- support (9) qui permettent la rotation du puzzle (1) et du cardan (3) autour de l'axe (16), perpendiculaire à l'axe (15). Les figures 2, 3, 4 et 5 représentent, en perspective, des exemples de pièces (5) voisines quelconques avec au premier plan les faces non exposées dont les ouvertures (8), 5 aux positions variables, et les éléments d'assemblage (6) - ici, à titre d'exemple, des chevilles (17) et des douilles (18), placées de façon variable - correspondent lors de l'assemblage desdites pièces (5). Les f=igures 6, 7, 8 et 9 représentent, en perspective, des exemples de pièces (5) voisines quelconques avec au premier plan les faces non exposées dont les ouvertures (8), 10 aux positions variables, et les éléments d'assemblage (6) - ici, à titre d'exemple, des aimants (19) avec leurs pôles plus et moins placés de façon variable - correspondent lors de l'assemblage du puzzle (1). La figure 10 représente un exemple de cheminement possible pour un objet sphérique du type boule ou bille (10) introduite dans le puzzle (1), étant précisé que les ouvertures (7) 15 entrée et sortie se trouvent sur deux faces exposées quelconques et différentes de deux pièces (5), à l'exception de faces exposées où sont fixées de façon amovible les tiges (11), sur lesquelles il ne peut pas y avoir d'ouverture (7). Les figures 11 à 37 représentent respectivement et à titre d'exemple illustrant la figure 10 un mode de réalisation des pièces (5.1) à (5.27) toutes présentées selon la même 20 orientation et de la même manière en vues dépliées, sur lesquelles les faces (22) se trouvent sur le dessus des pièces (5.1) à (5.27), et sur lesquelles apparaissent des exemples d'ouvertures (7) et (8), et des exemples de chevilles (17) et de douilles (18) placées en alternance non régulière. Les ouvertures (8) communiquent entre pièces (5) voisines et successives dans l'ordre de numérotation (5.1) à (5.27). Les chevilles (17) et les 25 douilles (18) sont complémentaires entre pièces (5) voisines. Les pièces (5) peuvent en outre être de couleurs différentes. Ainsi, les pièces (5.1), (5.4), (5.7), (5.10), (5.13), (5.16), (5.19), (5.22) et (5.25) peuvent être d'une couleur donnée, les pièces (5.2), (5.5), (5.8), (5.11), (5.14), (5.17), (5.20), (5.23) et (5.26) peuvent être incolores et les pièces (5.3), (5.6), (5.9), (5.12), (5.15), (5.18), (5.21), (5.24) et (5.27) peuvent être d'une couleur 30 donnée différente de celle de l'ensemble (5.1) à (5.25) ci-dessus. REVENDICATIONS1) Jeu ludique d'assemblage et de manipulation destiné à l'apprentissage de l'orientation dans l'espace, permettant, par manipulation de boutons, la rotation gyroscopique d'un puzzle logique spatial que des objets sphériques qui y ont été introduits peuvent alors traverser de part en part selon un cheminement en forme de labyrinthe multi-niveaux, lequel jeu est caractérisé en ce qu'il comprend : - une structure support (9) stable constituée de deux piliers, laquelle repose sur le plan horizontal et présente, au sommet de chacun de ses deux piliers, une ouverture horizontale et évidée, de forme cylindrique ; - un cardan (3) présentant deux ouvertures circulaires (20) positionnées de façon diamétralement opposée sur l'axe spatial (15) (diamètre) dudit cardan (3) ; - deux boutons de manipulation (14) ; - deux tiges (12), chacune étant fixée solidairement, et éventuellement de façon amovible, par l'une de ses extrémités à l'un des boutons de manipulation (14) et par son autre extrémité au cardan (3), dans le prolongement extérieur de l'axe spatial (16) (diamètre) du cardan (3) perpendiculaire à l'axe spatial (15), lesquelles tiges (12) reposent horizontalement chacune dans une ouverture horizontale et évidée, de forme cylindrique (21) au sommet des piliers de la structure support (9), sans être solidaires avec elle, de sorte que les boutons de manipulation (14) soient alors ajustés par rapport à la structure support (9) et que leur manipulation permette au cardan (3) de pivoter librement autour de son axe spatial horizontal (16) sans être gêné par la structure support (9) ; - au moins deux et jusqu'à quatre objets sphériques (10) ; - un puzzle logique spatial (1) sous l'aspect extérieur d'un cube (4), dont la diagonale intérieure est inférieure au diamètre intérieur du cardan (3), lequel cube (4) comprend 3 x 3 x 3 cubes (5), de taille identique, transparents et évidés, qui en constituent les pièces (5) à assembler entre elles à l'aide d'éléments d'assemblage (6), soit 27 pièces (5), deux des pièces (5) présentant, lorsque le puzzle (1) est assemblé, en un endroit quelconque d'une face exposée, une ouverture (7) qui communique avec l'air ambiant, et au moins une ouverture (8) sur une face non exposée, toutes les autres pièces (5) présentant au moins deux ouvertures (8) sur des faces non exposées différentes, disposées de sorte qu'au plus deux ouvertures (8) sur des faces non exposées différentes d'une pièce (5) quelconque communiquent chacune avec une ouverture (8) d'une face non exposée d'une pièce (5) voisine, lesquelles ouvertures (8) qui communiquent entre pièces (5) voisines sont alors dites ouvertures (8) communicantes, les ouvertures (8) de pièces (5) qui ne communiquent pas avec d'autres ouvertures (8) de pièces (5)voisines étant dites ouverture (8) non communicantes, les éléments d'assemblage (6) entre faces non exposées des pièces (5) voisines et les ouvertures (8) dites communicantes étant positionnés selon une distribution variable de telle sorte que le puzzle (1) ne puisse être assemblé que d'une seule manière et de façon amovible, le puzzle (1) présentant dans son volume un labyrinthe multi-niveaux. - deux boutons de manipulation (13) ; - deux tiges (11), chacune passant à travers une ouverture (20) différente du cardan (3) selon l'axe spatial (15), sans être solidaire avec ladite ouverture (20), chaque tige (11) étant fixée solidairement, et éventuellement de façon amovible, par l'une de ses extrémités à l'un des boutons de manipulation (13), de sorte que ces derniers se trouvent à l'extérieur du cardan (3) et soient suffisamment ajustés par rapport à lui, chaque tige (11) étant fixée par son autre extrémité au centre d'une face exposée d'une pièce (5) dépourvue d'ouverture (7), ces deux dernières pièces (5) étant situées au centre de deux faces exposées opposées du puzzle (1) lorsqu'il est assemblé, la distance entre le centre de symétrie du puzzle (1) et l'extrémité extérieure de l'un quelconque des boutons de manipulation (13) étant inférieure à la hauteur mesurée depuis la base de la structure (9) jusqu'à l'axe spatial horizontal (16) du cardan (3), qui se confond avec l'axe central longitudinal des tiges (12), le puzzle (1) étant en toute circonstance centré par rapport au cardan (3), la manipulation des boutons (13) et (14) du gyroscope (2), formé sur la base du cardan (3), permettant, par gravité et par rotation gyroscopique du puzzle (1) autour des axes spatiaux (15) et (16), le passage de part en part des objets sphériques (10) à travers le puzzle (1) depuis l'air ambiant et l'une des ouvertures (7) à partir de laquelle ils sont introduits dans le puzzle (1) vers l'autre ouverture (7) d'où ils ressortent du puzzle (1) à l'air ambiant, selon un cheminement en forme de labyrinthe multi-niveaux, lequel cheminement, grâce au positionnement des ouvertures (8) dites communicantes, passe successivement et impérativement, dans l'un quelconque des deux sens possibles, par toutes les pièces (5) du puzzle (1) et toutes les ouvertures (8) dites communicantes, sans jamais passer à deux reprises par une même pièce (5) ou une même ouverture (8) dite communicante.