ЭЛЕМЕНТ КОНСТРУКТОРА (ВАРИАНТЫ)
CONSTRUCTOR ELEMENT (VERSIONS)

Изобретение относится к элементам конструктора, которые могут быть использованы как в детских строительных наборах, так и в головоломках.
Одним из известных аналогов является элемент конструктора фирмы «ЛЕГО», который содержит основание, выполненное, как правило, в виде параллелепипеда с одним или несколькими соединительными узлами (патент RU 2150985 от 20.06.2000).
К недостаткам известного элемента конструктора можно отнести его низкие функциональные возможности, поскольку его конструктивное выполнение обеспечивает только один возможный вариант соединения однотипных элементов конструктора.
Задачей заявленного изобретения является создание элемента конструктора, обеспечивающего множество вариантов соединений однотипных элементов.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей элемента конструктора за счет увеличения вариантов соединения заявленного элемента с однотипными элементами конструктора.
Технический результат по первому варианту выполнения элемента конструктора достигается тем, что элемент конструктора содержит основание и соединительный узел. Основание выполнено плоским и имеет форму прямоугольника, стороны которого кратны «a». Соединительный узел образован размещенными на основании выступами, которые образуют четыре группы выступов. В первой группе размещенные, по меньшей мере, на одной стороне основания выступы выполнены с крестообразным поперечным сечением, в котором расстояние между противоположными концами креста равно «a». Высота выступов первой группы более «0,5a», но не более «a». Во второй группе размещенные, по меньшей мере, на одной стороне основания выступы выполнены трубчатыми с поперечным сечением в виде квадрата, длина стороны которого в канале трубчатого выступа равна «a». Высота выступов второй группы равна «0,5a». В третьей группе выступы выполнены в виде прямоугольных пластин, размещенных своей длинной средней линией на торцах основания заподлицо с этими торцами и имеющих по коротким сторонам, ширина которых равна «a», выступающие от торца основания не более чем на «0,5a» бортики. Бортики наклонены друг к другу с образованием зазора между их концевыми частями не более «a». В четвертой группе выступы выполнены в виде уголков, полки которых размещены перпендикулярно плоскости основания на его смежных торцах заподлицо с этими торцами. Полки имеют длину, равную «a», а ширину не более «0,5a». Все выступы размещены на основании в соответствии с координатной сеткой, взаимно перпендикулярные линии которой параллельны кромкам основания. Расстояние между соседними линиями координатной сетки равно «2a». Расстояние между кромками основания и соседними с ними линиями координатной сетки - «0,5a». Выступы первой группы расположены в местах пересечения линий координатной сетки, выступы второй группы - в местах пересечения диагоналей ячеек координатной сетки, выступы третьей группы - посередине между расположенными заподлицо с торцами основания концевыми частями соседних выступов первой группы, выступы четвертой группы - в углах основания.
Технический результат по второму варианту выполнения элемента конструктора достигается тем, что элемент конструктора содержит основание и соединительный узел. Основание выполнено плоским и имеет форму прямоугольника, по меньшей мере одна сторона которого равна «a», а другая - кратна «a». Соединительный узел образован размещенными на основании выступами, которые образуют три группы выступов. В первой группе размещенные, по меньшей мере, на одной стороне основания выступы выполнены с крестообразным поперечным сечением, в котором расстояние между противоположными концами креста равно «a». Высота выступов первой группы более «0,5a», но не более «a». Во второй группе выступы выполнены в виде прямоугольных пластин, размещенных своей длинной средней линией на торцах основания заподлицо с этими торцами и имеющих по коротким сторонам, ширина которых равна «a», выступающие от торца основания не более чем на «0,5a» бортики. Бортики наклонены друг к другу с образованием зазора между их концевыми частями не более «a». В третьей группе выступы выполнены в виде уголков, полки которых размещены перпендикулярно плоскости основания на его смежных торцах заподлицо с этими торцами. Полки имеют длину, равную «a», а ширину не более «0,5a». Все выступы размещены на основании в соответствии с координатной сеткой, взаимно перпендикулярные линии которой параллельны кромкам основания. Расстояние между соседними линиями координатной сетки равно «2a». Расстояние между кромками основания и соседними с ними линиями координатной сетки - «0,5а». Выступы первой группы расположены в местах пересечения линий координатной сетки, выступы второй группы - посередине между расположенными заподлицо с торцами основания концевыми частями соседних выступов первой группы, выступы третьей группы - в углах основания.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен выступ первой группы;
На фиг.2 изображен выступ второй группы по первому варианту исполнения элемента конструктора;
На фиг.3 изображен выступ третьей группы по первому варианту исполнения элемента конструктора или второй группы по второму варианту исполнения элемента конструктора;
На фиг.4 изображен выступ четвертой группы по первому варианту исполнения элемента конструктора или третьей группы по второму варианту исполнения элемента конструктора;
На фиг.5 изображен элемент конструктора, выполненный по первому варианту исполнения, с 9-ю выступами первой группы, с 4-мя выступами второй группы, с 8-ю выступами третьей группы и 4-мя выступами четвертой группы, с основанием размером «5a» на «5a»;
На фиг.6 изображен элемент конструктора, выполненный по первому варианту исполнения, с 9-ю выступами первой группы, с 4-мя выступами второй группы, с 8-ю выступами третьей группы и 4-мя выступами четвертой группы, с основанием размером «5a» на «5a» в изометрии;
На фиг.7 изображен элемент конструктора, выполненный по второму варианту исполнения, с 3-мя выступами первой группы, с 4-мя выступами второй группы и 4-мя выступами третьей группы, с основанием размером «5a» на «a»;
На фиг.8 изображен элемент конструктора, выполненный по второму варианту исполнения, с 3-мя выступами первой группы, с 4-мя выступами второй группы и 4-мя выступами третьей группы, с основанием размером «5a» на «a» в изометрии;
На фиг.9 изображен пример основания по первому варианту исполнения элемента конструктора;
На фиг.10 изображено соединение выступов первой и второй группы элемента конструктора, выполненного по первому варианту;
На фиг.11 изображено соединение выступов третьей группы элемента конструктора, выполненного по первому варианту, или выступов второй группы элемента конструктора, выполненного по второму варианту;
На фиг.12 изображено соединение выступов второй группы и третьей группы элемента конструктора, выполненного по первому варианту;
На фиг.13 соединение выступов второй группы, третьей группы и четвертой группы элемента конструктора, выполненного по первому варианту;
На фиг.14 изображено соединение выступов второй группы и четвертой группы элемента конструктора, выполненного по первому варианту;
На фиг.15 изображено соединение трех выступов третьей группы элемента конструктора, выполненного по первому варианту, или трех выступов второй группы элемента конструктора, выполненного по второму варианту;
На фиг.16 изображено соединение двух выступов первой группы и двух выступов третьей группы элемента конструктора, выполненного по первому варианту, или двух выступов первой группы и двух выступов второй группы элемента конструктора, выполненного по второму варианту;
На фиг.17 изображено соединение выступа второй группы и двух выступов третьей группы элемента конструктора, выполненного по первому варианту;
На фиг.18 изображено соединение двух выступов второй группы и выступа третьей группы элемента конструктора, выполненного по первому варианту;
На фиг.19 изображено соединение двух элементов конструктора, выполненных по второму варианту, при котором происходит двойное соединение, представленное на фиг.16;
На фиг.20 изображено соединение двух элементов конструктора, выполненных по второму варианту, при котором происходит соединение, представленное на фиг.15;
На фиг.21 изображено соединение двух элементов конструктора, выполненных по второму варианту, при котором происходит соединение, представленное на фиг.12;
На фиг.22 изображено соединение элемента конструктора, выполненного по первому варианту, с элементом конструктора, выполненным по второму варианту, при котором происходит соединение, представленное на фиг.10;
На фиг.23 изображено соединение элемента конструктора, выполненное по первому варианту с элементом конструктора, выполненным по второму варианту, при котором происходят соединения, представленные на фиг.13 и фиг.17.
На фиг.24-28 изображены соединения, соответствующие фигурам 19-23. Фиг.24-28 приведены для наглядности, так как на них из-за ретуши лучше видны различные элементы конструктора.
Подробно опишем элемент конструктора согласно первому варианту выполнения, смотри фиг.1-6, на которых изображены выступы, образующие соединительный узел, и элемент конструктора по первому варианту с вышеуказанным соединительным узлом, соответственно.
1
1
2
2
3
4
5
6
7
Элемент конструктора согласно первому варианту выполнения содержит основание 1, выполненное плоским и имеющее форму прямоугольника, стороны которого кратны «a», и соединительный узел, образованный размещенными на основании выступами, образующими четыре группы. Выступы 2 первой группы первого варианта (см. фиг.1, 5, 6, 7, 8, 10, 16) размещены, по меньшей мере, на одной стороне основания 1. Высота «H» выступов 2 (см. фиг.1) более «0,5a», но не более «a». Выступы 2 выполнены с крестообразным поперечным сечением, в котором расстояние «B» между противоположными концами креста равно «a». Выступы 3 второй группы первого варианта (см. фиг.2, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 17, 18) также размещены, по меньшей мере, на одной стороне основания 1. Высота «H» выступов 3 равна «0,5a». Выступы 3 выполнены трубчатыми с поперечным сечением в виде квадрата, длина стороны «В» которого в канале трубчатого выступа 3 равна «a». Выступы 4 третьей группы первого варианта (см. фиг. 3, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 13, 15, 16, 17, 18) выполнены в виде прямоугольных пластин, размещенных своей длинной средней линией на торцах основания 1 заподлицо с этими торцами и имеющих по коротким сторонам бортики 5. Бортики 5, ширина «B» которых равна «a», выступают от торца основания 1 на расстояние «B» (см. фиг.3), которое не более «0,5a» (см. фиг.3, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 13, 15, 16, 17). Бортики 5 наклонены друг к другу с образованием между их концевыми частями зазора «Δ», равным не более «a» (см. фиг.3). Выступы 6 четвертой группы первого варианта (см. фиг.4, 5, 6, 7, 8, 13, 14) выполнены в виде уголков, полки которых размещены перпендикулярно плоскости основания 1 на его смежных торцах заподлицо с этими торцами. Длина «L» полок равна «a», а ширина «B» - не более «0,5а». Выступы 2, 3, 4, 6 размещены на основании в соответствии с координатной сеткой 7 (см. фиг.5, 7), взаимно перпендикулярные линии которой параллельны кромкам основания 1. Расстояние «B» между соседними линиями координатной сетки 7 равно «2a», а расстояние «B» между кромками основания 1 и соседними с ними линями координатной сетки 7 - «0,5a». Причем выступы 2 первой группы первого варианта расположены в местах пересечения линий координатной сетки 7, выступы 3 второй группы первого варианта - в местах пересечения диагоналей 8 (см. фиг.5) ячеек координатной сетки 7, выступы 4 третьей группы первого варианта - посередине между расположенными заподлицо с торцами основания 1 концевыми частями соседних выступов 2 первой группы, выступы 6 четвертой группы первого варианта - в углах основания 1.
Также подробно опишем элемент конструктора согласно второму варианту выполнения, см. фиг.1, 3, 4, 7, 8, на которых изображены выступы, образующие соединительный узел, и элемент конструктора по второму варианту с вышеуказанным соединительным узлом, соответственно.
1
1
3
4
5
6
7
Элемент конструктора согласно второму варианту выполнения содержит основание 1, выполненное плоским и имеющее форму прямоугольника, по меньшей мере, одна сторона которого равна «a», а другая - кратна «a», и соединительный узел, образованный размещенными на основании 1 выступами, образующими три группы. Выступы 2 первой группы второго варианта аналогичны выступам 2 первой группы первого варианта и размещены, по меньшей мере, на одной стороне основания 1. Высота «H» выступов 2 более «0,5a», но не более «a». Выступы 2 выполнены с крестообразным поперечным сечением, в котором расстояние «B» между противоположными концами креста равно «a». Выступы 4 второй группы второго варианта аналогичны выступам 4 третьей группы первого варианта и выполнены в виде прямоугольных пластин, размещенных своей длинной средней линией на торцах основания 1 заподлицо с этими торцами и имеющих по коротким сторонам бортики 5. Бортики 5, ширина «B» которых равна «a», выступают от торца основания 1 на расстояние «B» не более «0,5a» (см. фиг.3). Бортики 5 наклонены друг к другу с образованием зазора «Δ» между их концевыми частями, равным не более «a» (см. фиг.3). Выступы 6 третьей группы второго варианта аналогичны выступам 6 четвертой группы первого варианта и выполнены в виде уголков, полки которых размещены перпендикулярно плоскости основания 1 на его смежных торцах заподлицо с этими торцами и имеют длину «L», равную «a», а ширину «B» не более «0,5a». Выступы 2, 4, 6 также размещены на основании 1 в соответствии с координатной сеткой 7, взаимно перпендикулярные линии которой параллельны кромкам основания 1. Расстояние «B» между соседними линиями координатной сетки 7 равно «2a», а расстояние «B» между кромками основания 1 и соседними с ними линиями координатной сетки 7 - «0,5a». Причем выступы 2 первой группы второго варианта расположены в местах пересечения линий координатной сетки 7, выступы 4 второй группы второго варианта - посередине между расположенными заподлицо с торцами основания 1 концевыми частями соседних выступов 2 первой группы второго варианта, выступы 6 третьей группы второго варианта - в углах основания 1.
Выступы соединительных узлов для более точного позиционирования элементов конструктора при их соединении друг с другом могут быть выполнены с фасками, скруглениями, откосами и т.п. В основании 1 также могут быть выполнены различные отверстия для экономии материала. Так, например, отверстия могут быть выполнены внутри выступов 3 второй группы первого варианта (см. фиг.9).
Расположение выступов соединительных узлов на основании 1 показано, в частности, на фиг.5 и фиг.7. Благодаря форме выступов и их расположению на основании 1 обеспечивается надежное соединение элементов конструктора за счет сил трения, возникающих при размещении одних выступов внутри других выступов и/или между другими выступами.
Выполнение соединительных узлов элементов конструктора в виде групп выступов обеспечивает возможность соединения элементов конструктора с любой стороны, что позволяет собирать сложные объемные (трехмерные) модели (см. фиг.19-23).