КОНСТРУКТОР И ЭЛЕМЕНТ КОНСТРУКТОРА
DESIGNER AND ELEMENT OF THE CONSTRUCTOR

Группа изобретений объединена единым изобретательским замыслом и относится к игровым конструкторам и элементам игровых конструкторов  с предусмотренными в них отверстиями, собираемым с применением дополнительных элементов. Предлагаемые изобретения могут быть использованы также при конструировании сборных трехмерных игровых конструкций и ручных головоломок.
Известно большое количество детских строительных наборов и конструкторов. Известные конструкторы и головоломки, как правило, в качестве основных элементов включают кубики (свидетельство № 1436 на полезную модель «КОНСТРУКТОР», МПК А 63 Н 33/00, опубл. 16.01.96).
Известны конструкторы, в которых кубики выполнены с несъемными соединительными элементами в виде размещенных на противоположных гранях и сопрягаемых при соединении выступов и гнезд (свидетельство № 11720 на полезную модель «КОНСТРУКТОР», МПК А 65 Н 33/08, опубл. 16.11.99; свидетельство № 3218 на полезную модель «СБОРНЫЙ КОНСТРУКТОР», МПК A63H 33/06, опубл. 16. 12.1996; свидетельство № 8901 на полезную модель «КОНСТРУКТОР-ГОЛОВОЛОМКА», МПК A63H 33/08, опубл. 1999.01.16; патент РФ № 2048842 на изобретение «КОНСТРУКТОР», МПК A63H 33/08, опубл. 27.11.1995). Известные конструкции не обеспечивают надежного соединения деталей в процессе эксплуатации, а наличие выступов на внешней боковой стороне игрового элемента может привести к их отламыванию, что снижает срок службы изделия.
Известны конструкторы, содержащие дополнительные вспомогательные элементы: кольца, стержни, трубки, ползуны и т.п.  (свидетельство № 1634 на полезную модель «ИГРУШЕЧНЫЙ КОНСТРУКТОР», МПК А 33 Н 33/10, опубл. 16.02.96; патент РФ № 2133130 на изобретение «КОНСТРУКТОР», МПК А 63 Н 33/10, А 63 F 9/08, опубл. 20.07.99). Недостатком известных конструкторов является сложность изготовления и недостаточно высокая надежность в процессе эксплуатации.
Известен наиболее близкий к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков конструктор, состоящий из элементов, имеющих форму куба, и соединительных деталей для соединения кубов между собой. Каждая из шести боковых граней куба имеет паз для соединительной детали. Соединительная деталь выполнена с возможностью размещения ее концов в пазах на боковых гранях куба путем утапливания, обеспечивающего соединение элементов трением.  Пазы для соединительной детали расположены на месте пересечения диагоналей боковых граней куба.  Для соединения кубов между собой концы соединительной детали вставляются в пазы соответствующих граней соединяемых друг с другом кубов. Таким образом к одному кубу может быть присоединено шесть других кубов (свидетельство № 43186 на полезную модель «КОНСТРУКТОР», МПК A63H 33/08, опубликован 10.01.2005). Недостатком известного конструктора является ограниченные игровые свойства.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является расширении игровых свойств конструктора.
Технический результат, достигаемый в результате решения поставленной задачи, заключается в увеличении количества вариантов конфигураций создаваемых пространственных фигур и повышении развивающего эффекта.
Указанный технический результат достигается тем, что конструктор состоит из элементов, имеющих форму куба, и соединительных деталей для соединения кубов между собой. Каждая из шести боковых граней куба имеет паз для соединительной детали, выполненной с возможностью размещения ее концов в пазах на боковых гранях куба путем утапливания, обеспечивающего соединение элементов трением. Конструктор содержит i-ое  количество наборов кубических элементов, где i = 1… n, а   n ≥ 2, при этом кубические элементы (i+1)-го  набора выполнены с размерами, обеспечивающими их размещение в пазах на гранях элементов (i)-го  набора. При этом элементы (i+1)-го  набора используются в качестве соединительных деталей для соединения между собой элементов (i)-го  набора.
В отдельных случаях исполнения паз на боковой грани кубического элемента имеет профиль в форме квадрата.
В других случаях исполнения паз на боковой грани кубического элемента имеет профиль в форме восьмиконечной звезды, образованной двумя квадратами, наложенными друг на друга под углом 45°.
Предпочтительно, чтобы паз для соединительной детали был расположен на месте пересечения диагоналей боковой грани кубического элемента.
В отдельных случаях исполнения конструктор может содержит дополнительный набор соединительных кубических элементов без пазов на боковых гранях .
В отдельных случаях исполнения кубические элементы могут быть выполнены из прозрачного материала и содержать внутри светодиодный источник света.
Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показал, что во всех случаях выполнения оно отличается от известного, наиболее близкого технического решения:
- наличием i-го количества наборов кубических элементов, где i = 1… n, а   n ≥ 2;
-  выполнением кубических элементов (i+1)-го  набора с размерами, обеспечивающими их размещение в пазах на гранях элементов (i)-го  набора;
-  использованием элементов (i+1)-го набора в качестве соединительных деталей для соединения между собой элементов (i)-го  набора.
В отдельных случаях исполнения заявляемое изобретение отличается от известного, наиболее близкого технического решения:
- выполнением паза на боковой грани кубического элемента, имеющим  профиль в форме квадрата;
- выполнением паза на боковой грани кубического элемента, имеющим профиль в форме восьмиконечной звезды, образованной двумя квадратами, наложенными друг на друга под углом 45°;
- выполнением кубических элементов из прозрачного материала и наличием внутри них светодиодного источника света.
Наличие i-го  количества наборов кубических элементов, где i = 1… n, а   n ≥ 2 расширяет игровые возможности конструктора, а выполнение кубических элементов (i+1)-го  набора с размерами, обеспечивающими их размещение в пазах на гранях элементов (i)-го набора, позволяет использовать элементы (i+1)-го  набора не только в качестве сборных элементов для соединения между собой элементов (i)-го  набора, но и как дополнительный игровой материал, расширяя их функциональное назначение, увеличивая количество возможных вариантов конфигураций создаваемых пространственных фигур различной формы, усложняя решение задачи по  их созданию, что в целом стимулирует развитие творческих навыков у детей.  Все это придает дополнительную привлекательность игровому набору, делая его интересным не только для детей, но и для взрослых.  Выполнение пазов на боковых гранях кубических элементов, имеющими профиль в форме квадрата или восьмиконечной звезды, образованной двумя квадратами, наложенными друг на друга под углом 45°, расширяет игровые возможности, в том числе, по созданию пространственных форм. Наличие паза с профилем в форме восьмиконечной звезды упрощает процесс соединения деталей и ускоряет процесс сборки конструкции. Выполнение кубических элементов из прозрачного материала и наличие внутри них светодиодного источника света расширяет игровые возможности конструктора.
Изобретение иллюстрируется схемными чертежами, представленными на фиг. 1 - 4.
На фиг. 1 представлены элементы трех наборов конструктора, сборочный чертеж, общий вид.
На фиг.2 представлен элемент набора конструктора с пазом квадратного профиля на боковой грани.
На физ. 3 представлен элемент набора конструктора с пазом профиля в форме восьмиугольной звезды.
На фиг. 4 представлен элемент набора конструктора без паза на боковой грани.
1
1
2
1
2
2
3
2.
Конструктор состоит из элементов, имеющих форму куба, и соединительных деталей для соединения кубов между собой, при этом каждая из шести боковых граней куба имеет паз для соединительной детали, выполненной с возможностью размещения ее концов в пазах на боковых гранях куба путем утапливания, обеспечивающего соединение элементов трением.  Конструктор содержит i-ое количество наборов кубических элементов 1, где i = 1… n, а   n ≥ 2, при этом кубические элементы (i+1)-го набора выполнены с размерами, обеспечивающими их размещение в пазах на гранях элементов (i)-го набора, и используются в качестве  соединительных деталей для соединения элементов (i)-го набора между собой.  На фиг. 1 представлена конструкция, собранная из элементов трех наборов (i =1, 2, 3) Кубический элемент первого набора 1содержит пазы 2на боковых гранях, соответствующие по размерам кубического элемента 1 второго набора, который используется в качестве соединительной детали для кубических элементов 1первого набора.  В свою очередь, кубический элемент второго набора  1содержит на своих боковых гранях пазы 2, соответствующие по размерам  стороне кубического элемента 1третьего набора, которые выполняют функцию соединительных элементов для соединения между собой кубических элементов второго набора 1Таким образом, наборы элементов конструктора представляет собой последовательность уменьшающихся по размерам кубических элементов, где каждый кубический элемент из последующего набора может быть вставлен в паз  на боковой грани кубического элемента предыдущего набора, напоминая тем самым набор матрёшек, где каждая последующая матрешка меньше предшествующей. Количество (j ) элементов  (на чертеже не показано) в каждом наборе  не ограничено.
Пазы 2i на боковых гранях кубических элементов 1i могут иметь профиль в форме квадрата (2 квадр.)   или фигурный профиль в форме восьмиконечной звезды (2 фигурн.), образованной двумя квадратами, наложенными друг на друга под углом 45° (фиг. 3).
В отдельных случаях исполнения кубический элемент может содержать пазы различной формы на разных боковых гранях, например, на одной боковой грани  - профиль в форме квадрата,  а на другой - профиль в форме восьмиконечной звезды, образованной двумя квадратами, наложенными друг на друга под углом 45° (на чертеже не показано).
Предпочтительно, чтобы что пазы 2i на кубических элементах были расположены на месте пересечения диагоналей боковых граней кубических элементов 1i.
3
Конструктор, может содержать дополнительный набор соединительных кубических элементов  (1)без пазов на боковых гранях (фиг. 4) .
Кубические элементы 1i могут быть выполнены из прозрачного материала и содержать внутри светодиодный источник света (на чертеже не показано).
Изобретение работает следующим образом .
1
Конструктор позволяет собирать не только кубические пространственные фигуры, но и пространственные фигуры различной сложности путем соединения кубических элементов 1i, при этом соединительными элементами для соединения между собой элементов одного набора (i-го) служат кубические элементы набора меньшего типоразмера (i+1 набора), размеры которого соответствуют пазам 2i на кубических элементах 1i набора большего типоразмера (i-го набора). Профиль паза в форме восьмиконечной звезды (2 фигурн) обеспечивает возможность  двухвариантной установки соединительной детали  1(i+), как под  углом 90°, так и под углом 45° к грани кубического элемента 1i. Конструктор может быть изготовлен из различного материала – дерева, пластических масс, в том числе с помощью 3-D принтера и иметь различное колористическое решение. Элементы конструктора могут быть выполнены из прозрачного материала и содержать внутри светодиодный источник света
Известны элементы конструктора, выполненные в виде брусков с квадратным сечением, на концах которых по осевым линиям боковых граней и по серединам боковых граней просверлены сквозные отверстия (патент РФ № 1634 на полезную модель «ИГРУШЕЧНЫЙ КОНСТРУКТОР»,  МПК A63H 33/10, опубл. 1996.02.16). Недостатками известного элемента конструктора являются низкие игровые возможности. Кроме того, наличие узких отверстий,  усложняет процесс составления конструкции.
Известны элементы конструктора, содержащие объемные тела, выполненные с возможностью взаимного крепления посредством выступов на одних из них и гнезд отвечающей выступам формы на других (патент РФ № 3218 на полезную модель «СБОРНЫЙ КОНСТРУКТОР» МПК A63H 33/06, опубл. 1996.12.16.). Известен элемент конструктора в виде параллелепипеда, снабженного соединительными узлами, выполненных в виде выступ - паз  (патент РФ № 8901 на полезную модель «КОНСТРУКТОР-ГОЛОВОЛОМКА»,  МПК A63H 33/08, опубл. 1999.01.16). Большую активность в разработке детских конструкторов проявляет фирма «ЛЕГО А/С» (Дания). Предлагаемые этой фирмой элементы для детских конструкторов в качестве основных узлов для соединения элементов использует выступы (кнопки) и гнезда различных размеров, размещенные на противоположных гранях коробообразных блоков (патент РФ № 2150985 на изобретение «СИСТЕМА УКЛАДЫВАЕМЫХ БЛОКОВ», МПК А 63 Н 33/08, опубл. 20.06.2000; патент РФ № 2174425 на изобретение «СИСТЕМА УКЛАДЫВАЕМЫХ БЛОКОВ», МПК A63H 33/08 , опубл. 10.10.2001). Недостатком этих элементов для конструкторов является то, что необходимая надежность соединения элементов обеспечивается при условии выполнения достаточно высоких требований к точности изготовления соединения гнездо-выступ, что возможно при применении стабильных по свойствам высококачественных пластмасс. Кроме того, конструкторы фирмы Лего достаточно сложны в изготовлении оснастки, что обусловлено сложной конфигурацией выступа, при этом конструкции ограничивают игровые свойства конструкторского набора, поскольку соединение основных элементов возможно лишь по двум из шести граней, а составление фигур требует трудозатрат по совмещению паза и выступа, что усложняет сборку конструктора.
Известен наиболее близкий к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков элемент конструктора, представляющий собой объемное тело в форме куба, по меньшей мере, на одной из шести боковых граней которого выполнен паз для соединительной детали квадратного сечения. Паз для соединительной детали расположен на месте пересечения диагоналей боковых граней куба.  Для соединения кубов между собой концы соединительной детали вставляются в пазы соответствующих граней соединяемых друг с другом кубов (свидетельство № 43186 на полезную модель «КОНСТРУКТОР», МПК A63H 33/08, опубликован 10.01.2005). Недостатком известного конструктора является ограниченные игровые свойства, обусловленные затратами времени на установку соединительной детали в паз на боковой грани элемента конструктора.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является расширение игровых свойств конструктора.
Технический результат, достигаемый в результате решения поставленной задачи, заключается в упрощении и сокращении времени на сборку конфигурации фигуры конструктора.
Указанный технический результат достигается тем, что элемент конструктора представляет собой объемное тело в форме куба, по меньшей мере, на одной из шести боковых граней которого выполнен паз для соединительной детали квадратного сечения.  Паз имеет профиль в форме восьмиконечной звезды, образованной двумя наложенными друг на друга под углом 45° квадратами, стороны которых соответствуют стороне квадрата сечения соединительной детали.
В отдельных случаях исполнения, по меньшей мере,  на одной из шести боковых граней куба может быть выполнен паз, имеющий профиль в форме квадрата, стороны которого соответствуют стороне квадрата сечения соединительной детали.
В некоторых случаях исполнения элемент конструктора может быть выполнен из прозрачного материала и содержать внутри светодиодный источник света.
Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показал, что во всех случаях выполнения оно отличается от известного, наиболее близкого технического решения выполнением паза, имеющего профиль в форме восьмиконечной звезды, образованной двумя наложенными друг на друга под углом 45° квадратами, стороны которых соответствуют стороне квадратного сечения соединительной детали.
В отдельных случаях выполнения заявленное техническое решение отличается от известного выполнением из прозрачного материала и наличием внутри светодиодного источника света.
Выполнение паза на боковой грани кубического элемента, имеющим профиль в форме восьмиконечной звезды, образованной двумя квадратами, наложенными друг на друга под углом 45°, стороны которых соответствуют стороне квадратного сечения соединительной детали, упрощает и ускоряет процесс установки соединительной детали в паз элемента конструктора, поскольку увеличивает число вариантов установки соединительной детали в паз - как под  углом 90°, так и под углом  45° к грани кубического элемента конструктора. Выполнение элемента из прозрачного материала и наличие внутри него светодиодного источника света расширяет игровые возможности конструктора.
Изобретение иллюстрируется схемными чертежами, представленным на фиг. 3, 5 .
На физ. 3 представлен элемент набора конструктора с пазом профиля в форме восьмиугольной звезды.
На фиг. 5 представлен схемный чертеж элемента конструктора в сборе с соединительными деталями, общий вид.
1
фигурн.
2
фигурн.
паза
соед.дет
2
Элемент конструктора представляет собой объемное тело в форме куба 1, по меньшей мере, на одной из боковых граней которого выполнен паз 2для соединительной детали 1 квадратного сечения.  Паз 2 имеет профиль в форме восьмиконечной звезды, образованной двумя наложенными друг на друга под углом 45° квадратами, стороны а которых соответствуют стороне аквадрата сечения соединительной детали 1.
В отдельных случаях исполнения, по меньшей мере, на одной из шести боковых граней  куба 1может быть выполнен паз 2, имеющий профиль в  форме квадрата, стороны которого соответствуют стороне квадрата сечения соединительной детали ( на чертеже не показан).
Изобретение работает следующим образом.
1
2
Элемент конструктора позволяет собирать пространственные фигуры, различной сложности путем соединения кубических элементов 1посредством соединительных деталей 1. Профиль паза в форме восьмиконечной звезды 2фигурн обеспечивает двухвариантную установку соединительной детали, что упрощает сборку пространственной конструкции. Элементы конструктора могут быть изготовлены из различного материала – дерева, пластических масс, в том числе с помощью 3-D принтера и иметь различное колористическое решение. Элемент конструктора может быть выполнен из прозрачного материала и содержать внутри светодиодный источник света