ИГРОВОЙ БЛОК, СОСТОЯЩИЙ ИЗ ЭЛЕМЕНТОВ С 50 ГРАНЯМИ, И ИГРОВОЙ КОМПЛЕКТ СОСТОЯЩИЙ ИЗ ТАКИХ БЛОКОВ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к игровому блоку, состоящему из многогранных элементов блока, каждый из которых имеет 50 граней, и к игровому комплекту, состоящему из таких игровых блоков.
Уровень техники
Традиционные игровые блоки для сборки различных предметов обычно имеют квадратную, треугольную или другую геометрическую форму. Однако множество предметов, которое может быть собрано, часто ограничивается формами игровых блоков. В целях усовершенствования конструкции некоторые игровые блоки составляют из отдельных сферических элементов или множества сферических элементов. Сферические элементы позволяют пользователю собирать более сложные предметы, но поскольку контактная поверхность сферического элемента будет меньше, чем у элемента другой формы, собранный предмет может легко разваливаться. Для удержания таких игровых блоков используется дополнительная игровая подставка, имеющая множество углублений для размещения элементов блока, однако это увеличивает требуемое для игры пространство.
Основная задача полезной модели заключается в создании игрового блока, который может прочно стоять на плоской поверхности.
Кроме того, вышеуказанная сферическая поверхность может стать скользкой, если пальцы пользователя будут влажными, что затруднит удержание игрового блока. Таким образом, другая задача полезной модели заключается в создании игрового блока, который можно надежно удерживать влажными пальцами.
Известны модели с разными игровыми правилами, такие, например, как описаны в документе US 6220919 «Сборный блок для образования различных геометрических фигур с углами 60°, 90° и 120°». В данном документе (фиг.1) представлен игровой комплект, имеющий 18 собирающихся частей, каждая из которых образована из сферических элементов в количестве от 3 до 6 штук. Поскольку каждый элемент соединяется с другим элементом горизонтально или вертикально, при сборке пирамиды они могут образовывать пирамиду только с квадратным основанием, показанную на фиг.16-19, и из них нельзя собрать треугольную пирамиду.
В документе US 2010/0237561 «Набор игровых блоков для головоломки» описан игровой комплект, включающий в себя 11 частей, каждая из которых образована из сферических элементов в количестве от 3 до 6 штук. В данной игре представлена новая концепция за счет ограничения количества частей, которые могут быть вставлены только по диагонали под углом 45°; однако игру нельзя использовать для образования какой-либо пространственной фигуры.
В документе TW М372207, носящем название «Набор игровых блоков, образованный из 54 элементов», описан игровой комплект, включающий в себя 12 частей, имеющих 54 кубических элемента блока. На фиг.18-21 показана треугольная пирамида, имеющая 21 элемент в основании и 6 элементов по высоте, которая может быть образована из вышеупомянутых 12 частей; однако для получения пирамид требуется 56 элементов, следовательно, для завершения сборки должна быть предусмотрена игровая подставка, имеющая 19 выемок.
Кроме того, в документе US 7140612 «Головоломка из собираемых кубиков и опорная конструкция» описана интеллектуальная игра с кубическими блоками, из которых можно собрать пространственную фигуру (фиг.19), но нельзя собрать пирамиду.
Таким образом, другая задача полезной модели заключается в создании новой интеллектуальной игры, которая позволит пользователю собирать устойчивую треугольную пирамиду даже без опорной конструкции.
Раскрытие полезной модели
Указанные задачи решены в игровом блоке, который состоит из по меньшей мере одного элемента. Каждый элемент блока содержит 50 смежных граней, расположенных в 7 рядов, при этом первый ряд включает в себя шестиугольную грань, расположенную горизонтально как верхняя часть элемента блока; нижележащий второй ряд включает в себя шесть смежных пятиугольных граней; нижележащий третий ряд включает в себя двенадцать смежных пятиугольных граней, которые сгруппированы по шесть симметричных пар; нижележащий четвертый ряд включает в себя двенадцать смежных шестиугольных граней; нижележащий пятый ряд включает в себя двенадцать смежных пятиугольных граней, которые сгруппированы по шесть симметричных пар и расположены симметрично граням третьего ряда; нижележащий шестой ряд включает в себя шесть смежных пятиугольных граней, расположенных симметрично граням второго ряда; а нижележащий седьмой ряд включает в себя одну шестиугольную грань, расположенную горизонтально в качестве нижней части элемента блока.
Для интеллектуальной игры используется комплект из 12 игровых блоков, каждый из которых состоит из описанных выше элементов, при этом 12 игровых блоков собираются для образования треугольной пирамиды, на каждой стороне основания которой, а также по высоте пирамиды расположено по 6 элементов. Комплект игровых блоков включает в себя 8 игровых блоков, состоящих из 5 элементов, и 4 игровых блока, состоящих из 4 элементов, что в сумме составляет 56 элементов. Каждый элемент в блоке соединен с другим элементом посредством соединительного элемента.
Помимо треугольной пирамиды первые семь игровых блоков комплекта с общим количеством в 35 элементов могут быть собраны для образования другой меньшей по размерам пирамиды с треугольным основанием, на каждой стороне которого и по высоте пирамиды расположено по 5 элементов. Обе пирамиды могут быть собраны на соответствующих игровых подставках. Каждая игровая подставка имеет множество углублений, количество которых соответствует количеству элементов в основании пирамиды. Эти углубления расположены по наружному и внутреннему треугольникам. Наружный треугольник расположен вблизи края игровой подставки, а внутренний треугольник расположен в центре наружного треугольника. Оба треугольника являются равносторонними.
Каждое углубление имеет 19 граней, расположенных в 3 ряда, которые сопрягаются с первого по третий или седьмого по пятый рядами элемента блока.
Первый ряд включает в себя шестиугольную грань, расположенную горизонтально в качестве дна выемки, второй ряд включает в себя шесть смежных пятиугольных граней, а третий ряд включает в себя двенадцать смежных пятиугольных граней.
Далее подробно описаны предпочтительные варианты осуществления полезной модели со ссылкой на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показаны все 12 блоков игрового комплекта, вид в перспективе;
на фиг.2 - все игровые блоки, состоящие из 5 элементов;
на фиг.3 - все игровые блоки, состоящие из 4 элементов;
на фиг.4 - блок I, показанный на фиг.1, виды в перспективе и сверху;
на фиг.5 - элемент блока с показанными гранями каждого ряда;
на фиг.6 - треугольная пирамида, собранная из 12 игровых блоков, и первая игровая подставка для удержания основания пирамиды, вид в перспективе;
на фиг.7 - игровая подставка, показанная на фиг.6, вид сверху;
на фиг.8 - пирамида, показанная на фиг.6, установленная на первой игровой подставке, вид в перспективе;
на фиг.9 и 10 - два возможных решения для сборки пирамиды, показанной на фиг.6;
на фиг.11 - треугольная пирамида, собранная из 7 игровых блоков, и первая игровая подставка для удержания основания пирамиды, вид в перспективе;
на фиг.12 - пирамида, показанная на фиг.11, установленная на первой игровой подставке, вид в перспективе;
на фиг.13 и 14 - два возможных решения для сборки пирамиды, показанной на фиг.11;
на фиг.15 - пирамида, показанная на фиг.11, и вторая игровая подставка для удержания основания пирамиды, вид в перспективе;
на фиг.16 - игровая подставка, показанная на фиг.15, вид сверху;
на фиг.17 - пирамида, показанная на фиг.11, установленная на второй игровой подставке, вид в перспективе;
на фиг.18 - пирамида и игровая подставка, показанные на фиг.17, частичный вид в разрезе;
на фиг.19 - расположение игровых блоков, вид сверху;
на фиг.20 - пирамида и игровая подставка, показанные на фиг.17, при этом элемент блока установлен на игровой подставке с наклоном, частичный вид в разрезе.
Осуществление полезной модели
На фиг.1-4 показан игровой комплект, содержащий 12 игровых блоков, обозначенных в алфавитном порядке от А до L, при этом каждый игровой блок состоит из 4 или 5 элементов 10, соединенных друг с другом посредством соединительных элементов 11.
12 игровых блоков А-L собираются для образования треугольной пирамиды, основание которой на каждой стороне содержит по 6 элементов 10, и 6 элементов 10 расположены по высоте пирамиды. Комплект игровых блоков включает в себя 8 игровых блоков А-Н, состоящих из 5 элементов, и 4 игровых блока I-L, состоящих из 4 элементов, что в сумме составляет 56 элементов 10. Ниже описаны формы всех 12 блоков A-L.
Игровой блок А образован пятью элементами а1-а5. Элементы а1-а3 с первого по третий расположены в горизонтальной плоскости в порядке слева направо, в то время как четвертый элемент а4 расположен сверху слева от первого элемента а1, образуя угол 60° с горизонтальной плоскостью, а пятый элемент а5 расположен под вторым и третьим элементами а2 и а3, образуя с ними равносторонний треугольник.
Игровой блок В образован 5 элементами b1-b5. Элементы b1-b3 с первого по третий расположены в горизонтальной плоскости в порядке слева направо, в то время как четвертый элемент b4 расположен сверху слева от первого элемента b1; пятый элемент b5 расположен сверху слева от второго элемента b2, при этом оба элемента b4 и Ь5 образуют угол 60° с горизонтальной плоскостью, соответственно.
Игровой блок С образован 5 элементами с1-с5. Элементы с1-с3 с первого по третий расположены в горизонтальной плоскости в порядке слева направо, в то время как четвертый и пятый элементы с4 и с5 расположены сверху справа от третьего элемента с3, образуя угол 60° с горизонтальной плоскостью.
Игровой блок D образован 5 элементами dl-d5. Элементы dl-d4 с первого по четвертый расположены в горизонтальной плоскости в порядке слева направо, в то время как пятый элемент d5 расположен над третьим и четвертым элементами d3 и d4, образуя с ними равносторонний треугольник.
Игровой блок Е образован 5 элементами е1-е5. Элементы е1-е3 с первого по третий расположены в горизонтальной плоскости в порядке слева направо, в то время как четвертый элемент е4 расположен над первым и вторым элементами е1 и е2, образуя с ними равносторонний треугольник, а пятый элемент е5 расположен над вторым и третьим элементами е2 и е3, образуя с ними другой равносторонний треугольник.
Игровой блок F образован 5 элементами f1-f5. Элементы f1-f4 с первого по четвертый расположены в горизонтальной плоскости в порядке слева направо, в то время как пятый элемент f5 расположен над вторым и третьим элементами f2 и f3 образуя с ними равносторонний треугольник.
Игровой блок G образован 5 элементами g1-g5. Элементы g1-g3 с первого по третий расположены в горизонтальной плоскости в порядке слева направо, в то время как четвертый элемент g4 расположен над первым и вторым элементами g1 и g2, образуя с ними равносторонний треугольник, а пятый элемент g5 расположен сверху справа от третьего элемента g3, образуя угол 60° с горизонтальной плоскостью.
Игровой блок Н образован 5 элементами h1-h5. Элементы h1-h3 с первого по третий расположены в горизонтальной плоскости в порядке слева направо, в то время как четвертый и пятый элементы h4 и h5 расположены сверху слева о третьего элемента h3, образуя угол 60° с горизонтальной плоскостью.
Игровой блок I образован 4 элементами i1-i4. Элементы i1-i3 с первого по третий расположены в горизонтальной плоскости в порядке слева направо, в то время как четвертый элемент i4 расположен сверху справа от третьего элемента i3, образуя угол 60° с горизонтальной плоскостью.
Игровой блок J образован 4 элементами j1-j4. Первый и второй элементы j1 и j2 расположены в горизонтальной плоскости в порядке слева направо, а третий и четвертый элементы j3 и j4 расположены в другой горизонтальной плоскости в том же порядке, причем третий элемент j3 расположен сверху справа от второго элемента j2, образуя угол 60° с горизонтальной плоскостью первого и второго элементов j1 и j2.
Игровой блок К образован 4 элементами k1-k4. Первый и второй элементы k1 и k2 расположены в горизонтальной плоскости в порядке слева направо, в то время как третий элемент k3 расположен сверху справа от первого элемента, четвертый элемент k4 расположен сверху справа от второго элемента k2, и оба элемента k3 и k4 образуют угол 60° с горизонтальной плоскостью первого и второго элементов k1 и k2.
Игровой блок L образован 4 элементами l1-l4. Элементы l1-l3 с первого по третий расположены в горизонтальной плоскости в порядке слева направо, в то время как четвертый элемент l4 расположен сверху над вторым и третьим элементами l2 и l3, образуя с ними равносторонний треугольник.
Предпочтительно все элементы 10 блока изготовлены из пластика. Во избежание заусенцев, образующихся в результате процесса формования, и для облегчения сборки или разборки игровых блоков допустимая погрешность размера установлена как величина, которая или на 1% больше или на 2% меньше наружного диаметра элемента 10 блока. Например, как показано на фиг.4 наружный диаметр S2 элемента блока равен расстоянию S1 между центрами двух элементов. Если наружный диаметр S2 составляет 10 мм, а радиус каждого элемента 10 уменьшен на 0,1 мм, то между двумя элементами образуется зазор 0,2 мм, представляющий собой погрешность размера. Во время изготовления погрешность размера предпочтительно должна поддерживаться в диапазоне 0,1-0,2 мм, что может быть обеспечено с помощью соединительного элемента 11.
Как показано на фиг.5, каждый элемент 10 блока содержит из 50 смежных граней, расположенных в 7 рядов, при этом грани различных рядов имеют следующие формы:
- первый ряд включает в себя одну шестиугольную грань, расположенную горизонтально в качестве верхней грани элемента блока;
- нижележащий второй ряд включает в себя шесть смежных пятиугольных граней;
- нижележащий третий ряд включает в себя двенадцать смежных пятиугольных граней, сгруппированных по шесть симметричных пар;
- нижележащий четвертый ряд включает в себя двенадцать смежных шестиугольных граней;
- нижележащий пятый ряд включает в себя двенадцать смежных пятиугольных граней, которые сгруппированы в шесть симметричных пар и расположены симметрично граням третьего ряда;
- нижележащий шестой ряд включает в себя шесть смежных пятиугольных граней, расположенных симметрично граням второго ряда;
- нижележащий седьмой ряд включает в себя одну шестиугольную грань, расположенную горизонтально в качестве нижней грани элемента блока.
Грани первого и седьмого ряда являются правильными шестиугольниками, и каждый ее внутренний угол δ1-δ6 равен 120°.
Каждая грань второго и шестого рядов наклонена под углом θ1=35,25° к горизонтальной плоскости; каждая грань третьего и пятого рядов наклонена под углом θ2=62° к горизонтальной плоскости, а каждая грань четвертого ряда наклонена под углом θ3=90° к горизонтальной плоскости.
Второй и шестой ряды являются идентичными и предназначены в первую очередь для контакта с гранью другого игрового блока. Каждая грань обоих рядов имеет два внутренних угла α1, α2, равных 115,24° и образованных ребром, к которому присоединена грань первого ряда, и ее боковым ребром; два внутренних угла α3, α4, равных 92,99° и образованных двумя ребрами, к которым присоединены смежные грани того же ряда, и ребрами, к которым присоединены грани третьего ряда; и внутренний угол α5, равный 123,53° и образованный двумя ребрами, к которым присоединены грани третьего ряда.
Каждая грань четвертого ряда имеет два внутренних угла γ1, γ6, равных 128,09° и образованных двумя ребрами двух граней третьего ряда и двумя ребрами двух граней пятого ряда; четыре внутренних угла γ2-γ5, равных 115,96 и образованных двумя боковыми ребрами и двумя ребрами, к которым присоединены грани третьего ряда и пятого ряда.
Третий и пятый ряды являются идентичными и каждая грань обоих рядов имеет внутренний угол β1, равный 79,16° и образованный ребром, к которому присоединена грань второго ряда, и боковым ребром, к которому присоединена смежная грань того же ряда; внутренний угол β2, равный 115,18° и образованный ребром, к которому присоединена грань второго ряда, и другим боковым ребром, к которому присоединена смежная грань того же ряда; два внутренних угла β3, (34, равных 112,55° и образованных двумя боковыми ребрами и двумя ребрами, к которым присоединены грани четвертого ряда; и внутренний угол β5, равный 120,57° и образованный двумя ребрами, к которым присоединены грани четвертого ряда.
Правильный тетраэдр, собранный из 12 игровых блоков A-L, показан на фиг.6-8, а на фиг.9 и 10 показано количество элементов 10 для составления каждого ряда:
Первый ряд (верхний):
1 элемент.
Второй ряд:
3 элемента.
Третий ряд:
6 элементов.
Четвертый ряд:
10 элементов.
Пятый ряд:
15 элементов.
Шестой ряд (нижний):
21 элемент.
Всего: 56 элементов.
Для быстрой и надежной сборки пирамида, образованная из 12 игровых блоков, может быть установлена на первой игровой подставке 20а, как показано на фиг.7. Подставка 20а имеет 21 углубление 21 для размещения 21 элемента нижнего ряда пирамиды. 15 углублений 21 расположены по наружному треугольнику 23 ближе к краю игровой подставки 20а, и 6 углублений 21 расположены по внутреннему треугольнику 22, расположенному в центре наружного треугольника 23. Треугольники 23 и 22 являются равносторонними, при этом по каждой стороне наружного треугольника 23 расположено по 6 углублений 21, а по каждой стороне внутреннего треугольника 23 расположено по 3 углубления 21.
Каждое углубление 21 имеет 19 граней, расположенных в 3 ряда, которые сопрягаются с первого по третий или седьмого по пятый рядами элемента блока.
Первый ряд включает в себя шестиугольную грань, расположенную горизонтально в качестве дна углубления, второй ряд включает в себя шесть смежных пятиугольных граней, а Третий ряд включает в себя двенадцать смежных пятиугольных граней.
На фиг.9 и 10 в разрезе показаны два возможных решения для сборки треугольной пирамиды. Буква в центре каждого элемента обозначает соответствующий игровой блок. Для образования пирамиды могут использоваться другие альтернативные способы, и решение не должно ограничиваться описанными здесь примерами.
12 игровых блоков A-L могут быть разделены на две группы: первая группа 10а включает в себя блоки A-G, а вторая группа 10b включает в себя блоки H-I. Пять игровых блоков первой группы 10а могут быть собраны для образования пирамиды меньшего размера, на каждой стороне основания которой расположено по 5 элементов блока, и с высотой в 5 элементов блока.
Пирамида, собранная из блоков первой группы 10а, показана на фиг.11 и 12, при этом количество элементов 10 блока для составления каждого ряда является следующим:
Первый ряд (верхний):
1 элемент.
Второй ряд:
3 элемента.
Третий ряд:
6 элементов.
Четвертый ряд:
10 элементов.
Шестой ряд (нижний):
21 элемент.
Всего: 35 элементов.
На фиг., 13 и 14 в разрезе показаны два возможных решения для сборки треугольной пирамиды. Буква в центре каждого элемента обозначает соответствующий игровой блок. Для образования пирамиды могут использоваться другие альтернативные способы, и решение не должно ограничиваться описанными здесь примерами.
Обе пирамиды могут быть собраны на первой игровой подставке 20а, как показано на фиг.6, 7, 11 и 12, однако для удержания пирамиды, собранной из блоков первой группы 10а, может использоваться меньшая вторая игровая подставка 20b.
На фиг.15-17 показана вторая игровая подставка 20b, которая имеет 15 углублений 21 для размещения блоков первой группы 10а. Аналогично первой игровой подставке 20а 12 из 15 углублений 21 образуют наружный треугольник 25 ближе к краю игровой подставки 20b, и 3 углубления 21 образуют внутренний треугольник 24, расположенный в центре наружного треугольника. Треугольники 25 и 24 являются равносторонними, при этом по каждой стороне наружного треугольника 25 расположено по 5 углублений 21, а по каждой стороне внутреннего треугольника 24 расположено по 2 углубления 21.
Каждое углубление 21 второй игровой подставки 20b имеет такую же форму, как и углубления на первой игровой подставке 20а, поэтому никакого дополнительного их описания не требуется.
На фиг.18 показано в увеличенном масштабе расположение игровых блоков, которые отличаются от известных блоков, обычно контактирующих друг с другом в точке. 50 граней, образованных на поверхности элемента блока, увеличивают площадь контакта в собранной конструкции, обеспечивая устойчивость пирамиды без использования игровой подставки.
Как показано на фиг.19, при сборке пирамиды каждый элемент 10 верхнего ряда будет поддерживаться по меньшей мере двумя элементами 10 нижнего ряда, в результате чего повышается устойчивость пирамиды. На фиг.20 показан элемент игрового блока, установленный в углублении 21 с наклоном. Такое положение не может быть получено, если элемент имеет сферическую форму. Конструкция элемента, которая может фиксировать положение игрового блока, является полезной, если требуется установить игровой блок с наклоном.
Преимущества и отличия полезной модели от известных решений перечислены в следующих таблицах.
Сравнение с обычным элементом блока:
Обычный элемент блока
Настоящая полезная модель
Форма
Сферическая
Многогранная
Поверхность
Гладкая с кривизной
50 граней
Контакт с другим элементом
В точке
По грани
Устойчивость сборки
Легко разваливается
Стабильная
Устойчивость к скольжению
Плохая
Хорошая
Внешний вид
Нормальный
Привлекательный
Узнаваемость
Нет
Да
Новизна
Нет
Да
Сравнение с другим многогранным элементом блока:
Количество граней каждого элемента блока
Преимущество/Недостаток
Больше 50
Низкая устойчивость, высокая стоимость изготовления
50
Высокая устойчивость, экономичность изготовления, привлекательность
Меньше 50
Низкая устойчивость, сложность сборки, отсутствие привлекательности
Сравнение со сборкой, описанной в документе US 7140612:
Документ US 7140612
Настоящая полезная модель
Форма элемента
Кубическая
Многогранная
Угол расположения элемента
90°
60°
Общее количество элементов
54
56
Количество отверстий на игровой подставке
19
21
Расположение сборки
Горизонтальное/вертикальное
Диагональное
Игра без игровой подставки
Нельзя собрать пирамиду
Можно собрать пирамиду
Другая пространственная форма
Нет
Треугольная пирамида из 36 элементов