КОМБИНАТОРНАЯ ГОЛОВОЛОМКА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к играм-головоломкам и, в частности, к комбинаторным головоломкам и может использоваться для развития у играющих логического мышления, пространственного воображения, а также моторики пальцев рук, что особенно полезно для детей дошкольного возраста.
Уровень техники
Головоломки, выполненные в виде фигур, состоящих из множества элементов, расположенных с возможностью перемещения относительно друг друга, широко известны и популярны. Принцип действия таких головоломок, как правило, основан на восстановлении их исходного состояния (рисунка, цифровой последовательности и т.п.) после того, как оно было намеренно нарушено играющим или одним из игроков. Такие головоломки представлены как в виде объемных фигур, отдельные элементы которых могут перемещаться друг относительно друга, так и в виде устройств, в которых процесс игры предусматривает перемещение отдельных фрагментов головоломки друг относительно друга на плоском игровом поле.
Так, в качестве примера объемной комбинаторной головоломки можно привести игру, описанную в патенте РФ на изобретение №2253496 (опубликован 10.06.2005 г.), выданном на имя заявителя настоящей заявки. Указанная объемная комбинаторная головоломка выполнена в виде шара. Шар расположен с возможностью свободного вращения в разъемном кубе, имеющем полость сферической формы, и состоит из восьми сегментов, образованных рассечением шара тремя взаимно перпендикулярными плоскостями, проходящими через его центр. Каждый из сегментов установлен с возможностью вращения в любой из трех взаимно перпендикулярных плоскостей. В данной головоломке на поверхность сегментов нанесена определенная маркировка, например в виде цифр. Вначале сегменты установлены таким образом, что цифры, нанесенные на угловые участки сегментов и расположенные в сквозном отверстии каждой грани, образуют определенный набор, например равны между собой. Для начала игры сегменты сдвигают друг относительно друга, достигая беспорядочного перемешивания цифр, после чего необходимо вернуть головоломку в первоначальное, либо какое-то иное заданное положение, сдвигая сегменты.
Среди комбинаторных головоломок, предусматривающих перемещение отдельных фрагментов на плоском основании, можно упомянуть головоломку, описанную в патенте РФ на полезную модель №26436 (опубликован 10.12.2002 г.). Данная полезная модель относится к плоской головоломке, содержащей рамку, которая в исходном состоянии заполнена строго подогнанными друг к другу одиннадцатью плоскими элементами, при этом форма указанных элементов позволяет им при расположении в рамке создать изображение силуэта дома или изображение ключа. После того, как элементы вынуты из рамки, задача головоломки заключается в том, чтобы заполнить рамку фрагментами головоломки так, чтобы свободное от фрагментов пространство образовывало силуэт дома или ключа.
13
Наконец, широко известна головоломка «Игра в 15», появившаяся еще в 1878 г. и описанная, например, на сайте https://ru.wikipedia.orq/wiki/Игра_в_15. Данная головоломка содержит 15 одинаковых квадратных костяшек с нанесенными на них числами, заключенных в квадратную коробку. Длина стороны коробки в четыре раза больше длины стороны костяшек для набора из 15 элементов. Соответственно, в коробке остается незаполненным одно квадратное поле. Цель игры - перемещая костяшки по коробке, добиться упорядочивания их по номерам, желательно сделав как можно меньше перемещений. У головоломки есть вариации, в которых костяшки с цифрами могут быть дополнительно раскрашены в разные цвета. Данная головоломка весьма популярна, т.к. удобна, компактна и обеспечивает огромнейшее количество разных комбинаций для игры (более 10 решаемых конфигураций). Однако эта головоломка требует оперирования цифрами и предназначена для взрослых и детей, по меньшей мере, школьного возраста. Данная головоломка направлена на проверку и развитие именно комбинаторного мышления и вычислительных способностей, и в меньшей степени тренирует пространственное и творческое мышление. Указанная головоломка наиболее близка настоящей полезной модели и выбрана заявителем в качестве прототипа.
Раскрытие сущности полезной модели
Технической проблемой для настоящей полезной модели стало создание новой комбинаторной игры-головоломки, компактной и высоко вариативной, способствующей развитию пространственного, логического и творческого мышления, а также мелкой моторики пальцев рук. Достигаемый технический результат заключается в расширении арсенала комбинаторных игр-головоломок, способствующих развитию пространственного, логического и творческого мышления играющих, в частности, восприятию цветов и составлению изображений и цветовых узоров, а также помогающих развивать моторику пальцев рук, в особенности, у детей дошкольного возраста.
Указанная техническая проблема решена путем создания комбинаторной головоломки, содержащей коробку и множество сегментов, размещенных в коробке так, что они покрывают всю площадь днища коробки, с возможностью извлечения сегментов из коробки, причем по меньшей мере одна сторона каждого из сегментов, расположенных по периметру днища коробки, в четыре раза меньше длины стороны коробки. Количество сегментов равно двадцати восьми, при этом в исходном состоянии головоломки размещенные в коробке сегменты образуют собой симметричный рисунок в виде 16 квадратов и двух расположенных в центре концентрических кругов, границы которых образованы границами отдельных сегментов.
Соответственно, обеспечена возможность поворота двух образованных сегментами концентрических кругов в центре головоломки, а также кольца, образованного границами этих концентрических кругов, на 360 градусов по часовой стрелке или против часовой стрелки.
Кроме того, согласно предпочтительному варианту осуществления полезной модели, сегменты головоломки окрашены в два или более цвета. При этом каждый из сегментов может быть окрашен только в один из указанных цветов, или иметь участки двух из указанных цветов. В различных вариантах осуществления количество цветов, в которые могут быть окрашены сегменты головоломки, равно двум, трем, четырем, пяти, шести, семи или восьми.
В другом варианте осуществления на сегменты головоломки нанесены фрагменты изображения так, что в исходном состоянии головоломки фрагменты изображения на размещенных в коробке сегментах образуют целое изображение.
Согласно еще одному варианту осуществления полезной модели, днище коробки покрыто металлизированной пленкой, при этом каждый из сегментов снабжен магнитом, выполненным с возможностью взаимодействия с указанной пленкой, так, что между указанной пленкой и указанным магнитом действует магнитное притяжение.
Такое исполнение, повышает устойчивость расположения сегментов в коробке, как при транспортировке игры, так и непосредственно во время игры, позволяя избежать выпадения отдельных сегментов из коробки в случае ее случайного падения и наклона. Таким образом, даже в случае падения или наклона коробки, на игровом поле сохранится порядок расположения сегментов, уже созданный игроком и ему не придется начинать игру заново.
Таким образом, предложена головоломка, развивающая пространственное, логическое и творческое мышление, в частности, восприятие цветов и составление цветовых узоров, а также моторику пальцев рук. В отличие от прототипа, предложенная игра-головоломка основана на восстановлении цветового узора или изображения из фрагментов, а не на создании определенной цифровой последовательности. Это позволяет с успехом использовать головоломку маленьким детям, еще не знакомым с цифрами, в частности детям дошкольного возраста.
Следует отметить, что предложенная головоломка представляет собой единое техническое решение, элементы которого (сегменты и коробка) находятся в функционально-конструктивном единстве и вместе реализуют единое назначение. Действительно, соотношения размеров сегментов и коробки, а также форма сегментов, выбраны таким образом, чтобы обеспечить возможность их строго определенного размещения и перемещения в границах коробки, так, чтобы решить задачу, стоящую перед играющим.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан общий вид головоломки, иллюстрирующий исходное расположение сегментов.
На фиг. 2 схематично показана возможность сдвигов сегментов внутри головоломки, в том числе вращения образованных из сегментов концентрических кругов в центре головоломки.
На фиг. 3 показан один из вариантов цветового решения головоломки.
Осуществление полезной модели
Как показано на фиг. 1, предложенная игра-головоломка содержит коробку (К) и множество сегментов (С), выполненных с возможностью размещения в коробке так, что в исходном состоянии головоломки они покрывают всю площадь днища коробки.
Общее количество отдельных сегментов равно 28. При этом четыре из указанных сегментов выполнены в виде квадратов. Остальные 24 сегмента получены путем разрезания таких квадратов на две части, выполненного по дугам окружностей.
В исходном состоянии головоломки все сегменты образуют в коробке симметричный рисунок в виде 16 квадратов и двух расположенных в центре концентрических кругов, границы которых образованы границами отдельных сегментов.
При этом, как показано на фиг. 2, образованные сегментами малый (1) и большой (2) круги в центре головоломки выполнены с возможностью поворота на 360 градусов по часовой стрелке или против часовой стрелки. Аналогично, кольцо, образованное из сегментов между границами указанных кругов, также выполнено с возможностью поворота на 360 градусов по часовой стрелке или против часовой стрелки.
В разных вариантах осуществления сегменты головоломки могут быть окрашены в два, три, четыре, пять, шесть, семь или восемь цветов. При этом каждый из сегментов может быть окрашен только в один из указанных цветов или иметь участки двух из указанных цветов.
Один из вариантов цветового решения головоломки, согласно которому сегменты имеют участки разных цветов, показан на фиг. 3.
В альтернативном варианте осуществления на сегменты головоломки нанесены фрагменты изображения так, что в исходном состоянии головоломки фрагменты изображения на размещенных в коробке сегментах образуют целое изображение.
Коробка используется для удержания сегментов, например, при транспортировке, а также представляет собой игровое поле, на котором производят перемещение сегментов головоломки друг относительно друга в ходе игры.
Согласно варианту осуществления полезной модели, днище коробки может быть покрыто металлизированной пленкой, а каждый из сегментов снабжен магнитом, выполненным с возможностью взаимодействия с указанной пленкой, так, что между указанной пленкой и указанным магнитом действует магнитное притяжение.
При этом магниты, закрепленные на сегментах, например, путем приклеивания, являются довольно слабыми, благодаря чему сохраняется возможность беспрепятственного перемещения сегментов по игровому полю и легкого извлечения сегментов из коробки.
Вместе с тем, наличие магнитов повышает устойчивость сегментов в коробке. Благодаря этому даже в случае падения или наклона коробки, на игровом поле сохранится порядок расположения сегментов, уже созданный игроком и ему не придется начинать игру заново.
Правила игры могут предусматривать два возможных варианта.
Согласно первому варианту игры, все сегменты головоломки вынимают из коробки и перемешивают. Задача играющего заключается в том, чтобы расположить все сегменты в коробке таким образом, чтобы получить симметричный цветовой узор или целое изображение, в зависимости от того, какое решении по оформлению сегментов применено.
Рассмотрим в качестве примера вариант осуществления головоломки, в котором сегменты окрашены в четыре разных цвета с получением узора из 4 больших цветных квадратов в каждом из углов коробки. Четырехцветное исполнение является одним из самых простых вариантов окрашивания головоломки, в который, в частности, могут играть дети от 3-х лет. Очевидно, что описанное четырехцветное исполнение является лишь одним из множества возможных вариантов оформления сегментов головоломки. В разных вариантах осуществления сегменты головоломки могут быть окрашены в два, три, четыре, пять, шесть, семь или восемь цветов. При этом каждый из сегментов может быть окрашен только в один из указанных цветов или иметь участки двух из указанных цветов.
Общим условием для окрашивания сегментов является создание симметричного цветового узора в исходном состоянии головоломки. При этом варианты окрашивания сегментов головоломки, создающие более сложные цветовые узоры, предполагают более сложные варианты игры.
В случае, если на сегменты головоломки нанесены аппликации из фрагментов изображения, условием является возможность получения целого изображения при размещении сегментов на дне коробки в исходном состоянии головоломки. Нанесение на сегменты головоломки сложных изображению с большим количеством мелких деталей повышает сложность игры.
Второй вариант игры с головоломкой заключается в следующем. Вначале, все сегменты головоломки находятся в коробке в исходном состоянии, образуя симметричный цветовой узор или целое изображение, соответственно. Затем, из коробки вынимают один квадратный сегмент, предпочтительно, сегмент, находящийся в правом нижнем углу коробки, и перемещают по игровому полю остальные сегменты так, чтобы нарушить симметрию первоначального цветного узора или изображения.
При этом сегменты могут перемещать в коробке посредством поворота кругов 1 и 2 в центре головоломки и/или кольца, образованного границами указанных кругов, по часовой стрелке или против часовой стрелки, как обсуждалось выше и показано на фиг. 2.
Кроме того, возможно перемещение квадратных сегментов (как сегмент 5 на фиг. 2) и составляющих квадраты пар сегментов (как пары сегментов 3 и 4 на фиг. 2) в вертикальном и горизонтальном направлении, как показано на фиг. 2. Задача данного варианта игры заключается в том, чтобы путем перемещения сегментов на игровом поле восстановить цветовую симметрию первоначального узора или цельность изображения, нарушенную в начале игры. Перемещение сегментов головоломки в ходе игры может содержать как линейные перемещения квадратных сегментов по вертикали и горизонтали, так и повороты образованных сегментами кругов и кольца в центре головоломки по часовой стрелке или против часовой стрелки, как обсуждалось выше и показано на фиг. 2
В конце игры на игровое поле возвращают удаленный вначале сегмент, приводя головоломку в исходное состояние.
Таким образом, во всех вариантах осуществления полезной модели, комбинаторная головоломка позволяет развивать пространственное, логическое и творческое мышление, в частности, восприятие цветов и составление цветовых узоров и изображений из фрагментов, а также моторику пальцев рук, в особенности детей дошкольного возраста. Полезная модель существенно расширила доступный арсенал комбинаторных игр-головоломок, увеличив количество вариантов взаимодействия с головоломкой, в том числе вариантов перемещения сегментов головоломки в коробке и вариантов игры с головоломкой.