МЕХАНИЧЕСКАЯ ГОЛОВОЛОМКА

Предлагаемая полезная модель относится к области игр, в частности, к механическим головоломкам.
Широко известны так называемые не распадающиеся головоломки. Основная задача в них - собрать из составных элементов объект воедино, так, чтобы он составлял цельную конструкцию. Как правило, обратная задача - разобрать объект - бывает также достаточно сложна, и в этом отличие головоломок этого класса от головоломок других классов, например, от головоломок на складывание.
Наиболее типичными представителями класса не распадающихся головоломок являются так называемые деревянные узлы, например, так называемый Крест адмирала Макарова (в других странах эта старинная головоломка имеет иные названия). Кроме деревянных узлов, класс не распадающихся головоломок включает большое количество других конструкций, составленных из иных составных элементов (кубики, шарики, брусочки различного профиля).
Известна механическая головоломка «Головоломка из трех частей» американского изобретателя Стюарта Коффина (Stewart Coffin). Состоит эта головоломка из трех различных элементов, два из которых склеены из трех единичных кубиков, а третий - из четырех [1]. Задачей является собрать из этих элементов не распадающийся симметричный объект.
Эта головоломка взята автором в качестве наиболее близкого аналога предлагаемой модели, поскольку наиболее близка к ней по совокупности конструктивных признаков.
К недостатку прототипа относится некоторая ограниченность игровых возможностей.
Задача, которую автор ставил при разработке предлагаемой модели, состояла в расширении арсенала головоломок. А технический результат заключается именно в решении этой задачи.
Основное геометрическое тело, собираемое в данной головоломке, показано на фиг.1. Это тело внешне отличается от объекта, собираемого в головоломке-аналоге. Оно состоит из трех одинаковых игровых элементов (12 элементарных кубиков) и внешне обладает тройной осевой и центральной симметриями. (Тройная осевая симметрия - это такая симметрия, при которой тело, повернутое относительно оси симметрии на 120 градусов, совпадает с самим собой). Каждый игровой элемент в предлагаемой конструкции составлен из четырех кубиков, неразъемно-соединенных между собой определенным образом.
При разработке этой конструкции автор проанализировал все возможные варианты разбиения основного объекта (показанного на фиг.1) на три одинаковых элемента и определил следующее:
- всего существует четыре различных варианта разбиения данного объекта на три одинаковых элемента, (не считая изомерных, то есть зеркальных вариантов);
- два варианта (из вышеуказанных четырех) позволяют собирать не распадающуюся конструкцию. Это свойство обеспечивается за счет наличия в игровых элементах паза, образованного гранью одного из кубиков и вы ступающими частями граней двух других кубиков. Эти варианты представляют интерес для использования в головоломках.
(В двух остальных вариантах (из вышеуказанных четырех вариантов разбиения на одинаковые части) в игровых элементах никакие грани кубиков не образуют паз, необходимый для «прочной» сборки конструкции в целом. В этих случаях собираемая конструкция, имея тот же самый внешний вид, не обладает «прочностью». Такие элементы относятся к классу так называемых объемных складушек, имеют сниженный игровой интерес по сравнению с не распадающимися объектами, и, в силу этого, далее в данной заявке не рассматриваются).
Один из указанных выше предлагаемых вариантов игрового элемента, обеспечивающих не распадающуюся сборку, приведен на рис.2 внизу. Элемент образован путем неразъемного присоединения (например, склеивания) кубиков таким образом, чтобы между гранями кубиков образовался корытообразный паз (показан на фиг.2 поз.1). В процессе сборки объекта один из кубиков каждого элемента входит в паз соседнего элемента, обеспечивая при правильном решении замкнутую кольцеобразную симметричную структуру собираемого объекта. Схема сборки симметричного объекта из трех данных элементов приведена на фиг.2 вверху.
Предлагаемый комплект может включать три, четыре и более игровых элементов одного типа. Наиболее трудная задача - собрать симметричное тело из трех элементов. Эта задача имеет единственное решение. Из четырех и более элементов можно собирать множество пространственных моделей, используя такой комплект наподобие игрового конструктора.
В настоящее время автором изготовлены опытные образцы головоломки из дерева. Апробирование изготовленных образцов подтвердило ожидаемый игровой интерес. Начата подготовка к серийному освоению головоломки.
Библиография
1. Головоломка из трех частей. «Левша» (ежемесячное приложение к журналу «Юный техник»), №12, 2005 г., стр.7.