ПАЗЛ
PUZZLE

Изобретение к способам формирования плоских или трехмерных изделий из плоских элементов может применяться для изготовления головоломок, пазлов, сувениров, игрушек, украшений, абажуров светильников, учебных и наглядных пособий, декораций, демонстрации макетов, композиций, наружной рекламы и т.д. [A63F 9/12, B31D 5/04, B42F 1/10, B42D 15/04].
Из уровня техники известен 3D ПАЗЛ  [RU210895U1, опубл.: 12.05.2022], включающий раму, в которой закреплены в одной плоскости на равном расстоянии и параллельно друг другу ряды осей с расположенными на них элементами, установленными с возможностью вращения. Рама имеет заднюю стенку, которая с внутренней стороны снабжена ковриком с канавками, выполненными напротив каждой из осей и с возможностью фиксации в них вращающихся элементов.
Недостатком аналога является, снижение развития мелкой моторики рук ребенка, обусловленное отсутствием необходимости механического соединения игровых деталей.
Также известна ГОЛОВОЛОМКА И ИГРА - 3D ПАЗЛЫ  [RU141779U1, опубл.: 10.06.2014г.], содержащая: разъемную трехмерную объемную фигуру в виде куба, состоящую из игровых элементов в виде многогранников неправильной формы, выполненных с возможностью сопряжения с внутренним соединительным узлом по типу «выступ-паз», при этом каждый многогранник образован путем увеличения протяженности единичного тела в виде кубика по направлениям в системе координат, отличающаяся тем, что фигура состоит, по меньшей мере, из трех игровых элементов, каждый многогранник имеет разветвленную объемно - пространственную форму по трем направлениям системы координат, состоит не менее чем из четырех объединенных единичных тел, при этом соединение многогранников выполнено единственным образом, крепление внутреннего соединительного узла обеспечивается объемно -пространственной формой игровых элементов, обладающей разветвленностью по трем направлениям, посредством вхождения выступающих внутренних граней в пазовые грани сопрягаемых многогранников.
Недостатком аналога является, сложность изготовления игровых элементов, так как они производятся из материалов имеющих высокую плотность и прочность (пластик, дерево, оргстекло), методом литья или выпиливания или склейки, а также сложность (неудобство) их упаковки обусловленную тем, что они имеют различную объемную форму.
3
2
Наиболее близким по технической сущности является ТРЕХМЕРНАЯ СБОРНАЯ РУЧНАЯ ГОЛОВОЛОМКА [RU2295993C1, опубл.: 27.03.2007], которая содержит выполненные из упругого вспененного материала основание и стены с соединительными средствами в виде шипов и пазов прямоугольного сечения, а также крышу с нанесенным на них покрытием, несущим изображение. В качестве упругого вспененного материала использован материал с плотностью 20-35 кг/м. Покрытие, несущее изображение, выполнено из бумаги плотностью 150-250 г/м и наклеено на вспененный материал с помощью клея с остаточной липкостью, нанесенного на вспененный материал. В головоломку введены декоративные элементы, выполненные из аналогичного материала с наклеенным на него покрытием, несущим изображение. Крыша и декоративные элементы снабжены аналогичными соединительными средствами, на стыковочных сторонах стен, стен с крышей и элементов крыши.
Недостатками прототипа является то, что основные элементы головоломки выполнены визуально легко отличимыми друг от друга (стены, крыша, декоративные элементы). Таким образом, существенно снижается увлекательность сборки, т.к. нет необходимости искать необходимый элемент путем подбора сопрягаемых деталей, а можно найти необходимый элемент по его размеру (форме). Игра перестает быть головоломкой, и становится, по сути, сборкой модели. Также имеющееся внутри собранной конструкции пустое пространство не используется для внутренней визуализации объекта сборки с целью обучения или повышения интерес к процессу сборки. Кроме того материал изготовления игровых элементов прототипа существенно дороже материал из которого изготавливаются игровые элементы предлагаемого решения.
Задачей изобретения является устранение недостатка прототипа.
Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности создания двухсторонних пазлов, повышающих увлекательность процесса сборки пазлов, обучаемость пользователя и развитие пространственного воображения,  за счет формирования изображения одновременно на двух сторонах пазла, а также  за счет чередования  процессов подбора сопрягаемых элементов  и их последующей фиксации путем склейки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что пазл,  отличающийся тем, что содержит три вида плоских элементов: монтажных, предназначенных для формирования нижнего слоя пазла, соединительных, предназначенных для формирования верхнего слоя пазла и фиксирующих блоков, выполненных из пар соединенных между собой одинаковых по форме и размеру фиксирующих элементов, нижние из которых вырезаны из монтажного поля, предназначенного для формирования монтажных элементов, а верхние соединительные элементы являются зеркальным отображением нижних фиксирующих элементов на соединительном поле, предназначенного для формирования соединительных элементов, фиксирующие блоки нижними фиксирующим элементами припасованы в проймы в монтажных элементах, образованных от выреза из них упомянутых нижних фиксирующих элементов, а соединительные элементы смонтированы к выступающим над монтажными элементами верхним фиксирующим элементам фиксирующих блоков, при этом правильность сборки пазла достигается сопряжением соединительных элементов к фиксирующим блокам, соседних соединительных элементов между собой и соседних монтажных элементов между собой.
В частности, форма и размеры монтажного и соединительного полей представляют собой развертки законченного пазла, а монтажные элементы и нижние фиксирующие элементы, а также соединительные элементы и верхние фиксирующие элементы вырезаны из монтажного и соединительного полей, соответственно, с полным замощением их площадей.
В частности, соединительный элемент смонтирован на монтажный элемент и внахлест на соседний монтажный элемент.
В частности, на наружную поверхность нижнего слоя пазла нанесено изображение.
В частности, на наружную поверхность верхнего слоя пазла нанесено изображение.
В частности, при нанесении на наружную поверхность слоя пазла изображения, правильность сборки пазла достигается целостностью изображения, формируемого при сопряжении элементов пазла.
В частности, для сгиба пазла в объемную фигуру на соединительных элементах выполнена биговка, проходящая вдоль проекции на этот соединительный элемент линии сопряжения соседних монтажных элементов.
Краткое описание чертежей.
На фиг.1-3 схематично показаны сборочные чертежи участка пазла.
На фиг.4 показан сборочный чертеж объемного пазла в форме додекаэдра.
На фиг.5 показана развертка монтажного поля для изготовления объемного пазла в форме додекаэдра.
На фиг.6 показана развертка соединительного поля для изготовления объемного пазла в форме додекаэдра.
На фиг.7-8 показаны варианты разверток частей монтажного и соединительного полей для изготовления плоского пазла.
На фигурах обозначено: 1 – монтажные элементы, 2 – нижние фиксирующие элементы, 3 – верхние фиксирующие элементы, 4 – соединительные элементы, 5 – фиксирующие блоки, 6 – биговка, 7 – пройма.
Осуществление изобретения.
Пазл в собранном виде может быть выполнен как в виде объемной фигуры, так и плоским.
Пазл содержит набор монтажных элементов 1, набор соединительных элементов 4 и по одному набору нижних 2 и верхних 3 фиксирующих элементов (см. Фиг.1-4).
Наборы монтажных 1 и соединительных 4 элементов выполнены в виде плоских деталей, вырезанных из одинаковых листов монтажного поля и соединительного поля, соответственно, являющихся зеркальным отображением друг друга, форма и размеры которых представляют собой развертки объемной фигуры для сборки объемного пазла (см. фиг.5-6).
Для плоского пазла, форма и размеры листов монтажного поля и соединительного поля, из которых вырезаются монтажные 1 и соединительные 4 элементы, представляют собой плоскую фигуру законченного пазла (см. фиг.7-8).
Набор монтажных элементов 1 из монтажного поля вырезают путем разметки монтажного поля прямыми линиями (на фиг.5, 7-8 показаны сплошными линиями) с полным замощением площади монтажного поля и последующей высечки по этим линиям многоугольников.
Набор нижних фиксирующих элементов 2 выполнен из монтажного поля путем разметки внутри контура каждого из монтажных элементов 1 по крайней мере одной фигуры, образованной замкнутой кривой (на фиг.6-8 показаны сплошными линиями), с последующей высечкой нижних фиксирующих элементов 2 по этим кривым, при этом нижние фиксирующие элементы 2 на монтажном поле перед высечкой размещены таким образом, чтобы ни один из их краев не касался краев монтажного элемента 1, а в варианте высечки в пределах одного монтажного элемента 1 нескольких нижних фиксирующих элементов 2, нижние фиксирующие элементы 2 на монтажном поле перед высечкой размещены таким образом, чтобы ни один из их краев не касался краев монтажного элемента 1 и кроме того не касался соседних нижних фиксирующих элементов 2.
Формы и размеры каждого нижнего фиксирующего элемента 2 уникальны для монтажного поля.
Наборы монтажных элементов 1 и высеченных из них нижних фиксирующих элементов 2 формируют первый (нижний) слой пазла.
Набор верхних фиксирующих элементов 3 выполнен путем разметки с последующей высечкой из соединительного поля являющегося зеркальным отображением монтажного поля, при этом верхние фиксирующие элементы 3 при их размещении на соединительном поле являются зеркальным отображением по форме, размерам и размещению нижних фиксирующих элементов 2, размещенных на монтажном поле.
Набор соединительных элементов 4 выполнен из соединительного поля путем его разметки линиями (на фигурах показаны сплошными линиями), образующими замкнутые фигуры, размещенные между, по крайней мере, двумя верхними фиксирующими элементами 3 с последующей высечкой по упомянутым линиям соединительных элементов 4, при этом набор соединительных элементов 4 и набор верхних фиксирующих элементов 3 обеспечивают полное замощение площади соединительного поля. Таким образом, по крайней мере, один из краев соединительных элементов 4 повторяет форму и размер края верхнего фиксирующего элемента 3, с которым он соприкасается, а другой из краев соединительного элемента 4 выполнен повторяющим край соседнего с ним соединительного элемента 4.
Замкнутые линии, образующие соединительные элементы 4 на соединительном поле перед высечкой упомянутых элементов 4 расположены таким образом, чтобы они не повторяли расположение линий монтажных элементов 1, при этом каждый из соединительных элементов 4 должен быть расположен с перекрытием проекции линии соединения соседних между собой, как минимум, двух монтажных элементов 1 с возможностью соединения в процессе сборки пазла соединительными элементами 4 упомянутых монтажных элементов, внахлест.
В варианте реализации пазла объемным вдоль проекции на соединительный элемент 4 краев стыка между собой монтажных элементов 1 на оборотной поверхности соединительного элемента 4 выполнена биговка 6, с возможностью сгиба соединительного элемента 4 по биговке 6.
Наборы соединительных элементов 4 и верхних фиксирующих элементов 3 при их сопряжении, то есть плотном и точном взаимном прилегании упомянутых элементов 3, 4, формируют второй (верхний) слой пазла.
Монтажное и соединительное поля имеют лицевую и оборотную поверхности. На лицевые поверхности полей нанесено защитное покрытие, с возможностью обеспечения плотности и устойчивости к истиранию лицевых поверхностей монтажных 1, соединительных 4, нижних фиксирующих 2 и верхних фиксирующих 3 элементов, при этом защитное покрытие может быть выполнено как прозрачным, так и цветным. Под прозрачным покрытием на поверхности упомянутых полей перед просечкой из них монтажных, соединительных и фиксирующих элементов может быть нанесено изображение для создания целостности изображения после сборки пазла.
Фиксирующие блоки 5 выполнены в виде пары однотипных, соединенных между собой один на другой оборотными сторонами нижнего 2 и верхнего 3 фиксирующих элементов.
Сборка пазла заключается в поэтапном соединении между собой монтажных элементов 1, фиксирующих блоков 5 и соединительных элементов 4.
На первом этапе в проймы 7 монтажных элементов 1 монтируют припасовкой соответствующие им по форме и размерам фиксирующие блоки 5, при этом припасовку фиксирующего блока 5 в пройму 7 монтажного элемента 1 осуществляют на толщину упомянутого монтажного элемента 1.
На втором этапе к выступающему над монтажным элементом 1 фиксирующему блоку 5 подбирают совпадающий по форме кривой края фиксирующего блока 5 соединительный элемент 4 и после правильного подбора, при котором соединительный элемент 4 плотно прилегает к фиксирующему блоку 5, фиксируют его к монтажному элементу 1 путем склейки оборотных сторон монтажного 1 и соединительного 4 элементов, при этом для надежности склеивания, при необходимости извлекают фиксирующий блок 5 из проймы 7 монтажного элемента 1 и проймы, образованной сопряженными соединительными элементами 4 и через пройму 7 пальцами руки прижимают соединительные 4 и монтажные 1 элементы. После высыхания клея фиксирующий блок 5 может быть вставлен обратно в пройму 7. Аналогичным образом осуществляют подбор и соединение остальных соединительных элементов 4 к выбранному монтажному элементу 1 и фиксирующему блоку 5, так чтобы, фиксирующий блок 5 со всех боковых сторон был закрыт соединительными элементами 4.
На третьем этапе к открытым торцевым краям соединительных элементов 4 после соединения их с фиксирующим блоком 5 и фиксации с монтажным элементом 1 подбирают последующие фиксирующие блоки 5, уже припасованные в монтажные элементы 1 и совпадающие с торцевыми краями упомянутых соединительных элементов 4 по форме. Аналогичным образом осуществляют сборку всех элементов пазла, при этом правильность сборки будет достигаться плотным прилеганием соединительных элементов 4 к фиксирующим блокам 5, плотным прилеганием сопрягаемых торцевых краев соседних соединительных элементов 4 между собой и плотным прилеганием сопрягаемых торцевых краев соседних монтажных элементов 1 между собой.
В варианте реализации пазла с нанесенным на его лицевых поверхностях изображением, правильность подбора взаимно сопрягаемых монтажных 1, соединительных 4 элементов и фиксирующих блоков 5 будет основываться на обеспечении целостности изображения на лицевых поверхностях сопрягаемых элементов пазла.
В варианте реализации пазла объемным после сопряжения, по крайней мере, двух монтажных элементов 1 со смонтированными к ним соединительных элементов 4 вокруг фиксирующих блоков 5 осуществляют сгибание собранной части пазла по биговке 6, выполненной на сопряженных соединительных элементах 4, при этом угол на который сгибается собранная часть пазла ограничивается сопряжением к упомянутой собранной части пазла следующего монтажного элемента 1 со смонтированными к нему соединительными элементами 4 вокруг фиксирующих блоков 5. В результате соединения всех монтажных элементов 1 они образуют внутренний каркас объемной фигуры, а все соединенные между собой и с монтажными элементами 1 соединительные элементы 4 образуют внешний каркас объемного пазла.
Предлагаемое техническое решение позволяет изготавливать головоломки, в результате сборки которых, формируется полая объемная фигура, у которой изображение нанесено как на внешнюю, так и на внутреннюю поверхности, что повышает интерес к сборке данной модели и также может быть использовано в обучающих целях и для развития пространственного воображения.
Технический результат изобретения достигается обеспечением возможности создания двухсторонних пазлов из трех разнотипных и сопрягаемых между собой наборов плоских элементов: монтажных 1, соединительных 4 и фиксирующих блоков 5, сборка которых осуществляется поэтапно путем припасовки нижних фиксирующих элементов 2 фиксирующих блоков 5 в монтажные элементы, подбора сопрягаемых к торцевым сторонам верхних фиксирующих элементов 3 соединительных элементов 4 с одновременным сопряжением монтажных элементов 1 между собой и соединительных элементов 4 между собой. Такой пазл из-за необходимости многократного подбора его элементов для взаимного сопряжения не только усложняет процесс сборки, но и повышает интерес к этому, а мыслительный процесс при сборке требует пространственного мышления, что в свою очередь повышает эти навыки.
Также одним из преимуществ изобретения является возможность изготовления его составных элементов из дешевых и широко распространенных материалов (микрогофрокартон), с использованием стандартного полиграфического оборудования (плоский вырубной пресс).