Объемный пазл

[01] Область техники
[02] Полезная модель относится к развивающим игрушкам для детей и взрослых, а именно к объемным пазлам (головоломкам), и может быть использована с целью развития пространственного мышления.
[03] Уровень техники
[04] В патенте Германии на полезную модель DE8423666, 17.01.1985 [1], раскрыта конструкция объемного (3D) пазла, состоящего из блоков, плотно состыкованных и связанных между собой в слои, которые в свою очередь соединены в объемное изделие. Для соединения в слои блоки на боковых поверхностях имеют выступы с криволинейным профилем, проходящие вдоль и поперек плоскости слоев, и соответствующие выступам впадины ответной формы для образования замковых соединений. Для соединения между собой слоев блоки на нижней и верхней поверхностях имеют аналогичные удлиненные выступы и впадины, проходящие вдоль плоскости слоев
[05] Недостатком указанной конструкции является сложность сборки из-за необходимости следования строй последовательность установки блоков каждого слоя. Конфигурация выступов и впадин для связывания слоев и отдельных блоков требует последовательного размещения блоков ряд за рядом, что ограничивает возможности для развития пространственного мышления.
[06] Наиболее близким аналогом полезной модели является объемный пазл, раскрытый в заявке на европейский патент EP0783908, 16.07.1997 [2].  Пазл состоит из блоков, плотно состыкованных и связанных между собой в слои, которые в свою очередь соединены в объемное изделие. Для соединения в слои блоки на боковых поверхностях имеют удлиненные выступы с криволинейным профилем, проходящие по высоте слоя и соответствующие впадины ответной формы. Для соединения между собой слоев блоки на нижней и верхней поверхностях имеют несколько стержневых выступы и ответных впадин.
[07] В ближайшем аналоге блоки являются типовыми по размеру и форме, и предназначены для сборки разных изделий по типу конструктора, но не обеспечивают возможность получения заданной уникальной конфигурации. Такой подход позволяет проявлять творческие способности, но не направлен на развитие пространственного мышления пользователя.
[08] Раскрытие сущности полезной модели
[09] Основной технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание объемного пазла, позволяющего развивать пространственное мышление.
[010] Технический результат полезной модели заключается в упрощении сборки заданной конфигурации пазла.
[011] Указанная проблема решается, а технический результат достигается в полезной модели за счёт того, что объемный пазл содержит блоки, выполненные с возможностью стыковки и соединения между собой в слои, которые в свою очередь выполнены с возможностью связи в объемное изделие. Для соединения в слои соседние блоки имеют боковые выступы с криволинейным профилем, проходящие поперек слоев, и ответные выступам боковые впадины, в которых размещаются указанные боковые выступы. Для связывания слоев соседние блоки имеют стержневые выступы, проходящие поперек слоев, и ответные выступам углубления, в которых размещаются указанные стержневые выступы. При этом геометрия поверхностей контакта блоков в слое отличается с обеспечением возможности однозначного позиционирования блоков в слое, а в слоях предусмотрены блоки, имеющие упомянутые стержневые выступы и углубления, а также блоки без стержневых выступов и углублений.
[012] Кроме того, для достижения технического результата предусмотрены частные варианты реализации полезной модели, согласно которым:
[013] - краевые блоки слоя имеют рельефные поверхности, определяющие наружную поверхность объемного изделия;
[014] - боковые выступы и боковые впадины блоков имеют в плане каплевидный профиль;
[015] - блоки выполнены в форме четырехугольной призмы;
[016] - каждый блок имеет не более одного стержневых выступа и не более одного углубления;
[017] - стержневые выступы и ответные им углубления имеют круглое поперечное сечение.
[018] Особенность предлагаемой конструкции пазла заключается в том, что для соединения слоев объемного изделия применены стержневые выступы и углубления, проходящие поперек плоскостей слоев, что обеспечивает возможность установки блоков в отдельно взятом слое в любой последовательности, в отличие от описанного выше аналога [1], где слои соединяются посредством выступов и впадин, проходящих вдоль плоскости слоев и порядок сборки слоя строго регламентирован. Таким образом, в предложенной конструкции обеспечивается вариативность последовательности сборки слоев, что, очевидно, упрощает этот процесс для пользователя.
[019] При этом в отличие от ближайшего аналога [2], в рассматриваемом пазле блоки имеют не типовую, а уникальную геометрическую конфигурацию поверхностей, что обеспечивает однозначное позиционирования блоков, исключая ошибки в сборке заданной конфигурации.
[020] Кроме этого, в отличие от ближайшего аналога, стержневые выступы и впадины, связывающие слои между собой, выполнены не в каждом слое, что дает дополнительную подсказку пользователю о необходимом положении блоков. Так, при установке в слое блока в заданное положение, пользователь может дополнительно ориентироваться по наличию или отсутствию выступа/впадины на соседнем блоке нижележащего слоя.
[021] Таким образом, все приведенные особенности конструкции пазла направлены на достижение единого технического результата, заключающегося в упрощении сборки заданной конфигурации пазла.
[022] Конструктивные особенности частных вариантов реализации полезной модели также направлены на достижение указанного технического результата. В частности, каплевидная форма боковых выступов обеспечивает однозначное позиционирование блоков, наличие рельефных поверхностей краевых блоков дает дополнительный ориентир положения элемента в изделии, форма четырехгранной призмы блока позволяет выделить ряды и столбцы элементов слоя, а круглое сечение стержневых впадин и углублений обеспечивает возможность вращения блока для удобства позиционирования.  Тем не менее, указанные частные варианты не являются единственно возможными формами реализации полезной модели, при этом достижение описанного результата возможно и без применения этих дополнительных особенностей.
[023] Краткое описание чертежей
[024] Полезная модель поясняется чертежами, где:
На фигуре 1 показано объемное изображение пазла (пример) в разобранном на блоки состоянии;
На фигуре 2 показано объемное изображение пазла в собранном состоянии;
На фигуре 3 показано объемное отдельного слоя в разобранном на блоки состоянии;
На фигуре 4 показано объемное отдельного слоя в собранном состоянии;
На фигуре 5 показано плоское изображение отдельного слоя (в плане) в разобранном на блоки состоянии;
На фигуре 6 показано плоское изображение отдельного слоя (в плане) в собранном состоянии.
[025] Элементы конструкции и другие объекты обозначены на фигурах следующими позициями:
1 – блок;
1a – блок со стержневым выступом и углублением;
1b – блок без стержневых выступов и углублений;
2 – слой;
3 – боковой выступ;
4 – боковая впадина;
5 – стержневой выступ,
6 – углубление ответное стержневому выступу.
7 – рельефная поверхность блока.
[026] Осуществление полезной модели
[027] Объемный (3D) пазл включает набор блоков (1), соединенных в слои (2), которые в свою очередь связаны в единое изделие. На фигурах для примера в качестве объемного изделия выступает модель высотного здания.
[028] Каждый блок (1) выполнен в виде объемного элемента, имеющего боковые поверхности, по меньшей мере часть из которых является поверхностью контакта с соседними блоками слоя, а также нижнюю и верхнюю поверхности, по меньшей мере одна из которых контактирует с поверхностью блока из соседнего слоя. Предпочтительно, блоки (1) выполнены в форме четырехугольной призмы. Однако возможны из другие варианты форм.
[029] На боковых поверхностях каждого блока (1) выполнены выступы (3) и/или впадины (4) проходящие по всей высоте слоя (2). Указанные выступы (3) и впадины (4) имеют криволинейный профиль (в плане), предпочтительно, каплевидной формы. Для этого выступы (3) выполнены расширяющимися в направлении соседнего блока, а впадины – сужающимися в этом направлении. При этом в соседних блоках (1) слоя (2), контактирующих друг с другом, боковой выступ (3) одного блока входит в боковую впадину (4) другого блока с ответной формой с образованием замкового соединения. Геометрия поверхностей контакта соседних блоков (1), образованная поверхностями самих блоков и их боковых выступов/впадин, в слое не повторяется, т.е. является уникальной для каждого соединения, что обеспечивает однозначное позиционирование всех блоков (1) в слое.
[030] Краевые блоки (1) слоя на одной и нескольких сторон могут иметь рельефную поверхность (7), определяющую внешнюю поверхность объемного изделия.
[031] Одна часть блоков (1a) на верхних и/или нижних поверхностях, являющимися поверхностями контакта соседних слоев (2), имеет стержневые выступы (5) и/или углубления (6), проходящие поперек плоскости слоя (2).  При этом в соседних блоках (1а) контактирующих слоев (2) стержневой выступ (5) одного блока входит в ответное углубление (6) другого блока, что обеспечивает соединение соседних слоев (2). Каждый блок (1a) содержит не более одного выступа (5) и не более одного углубления (6). Стержневые выступы (5) и углубления (6) имеют предпочтительно круглое поперечное сечение.
[032] Другая часть блоков (1b) не имеет на верхних и нижних поверхностях указанных стержневых выступов (5) и углублений (6).
[033] При сборке пазла пользователь устанавливает блоки слой за слоем, подбирая необходимые фрагменты на основании геометрии блоков (1) с боковыми выступами (3) и впадинами (4), а также наличия и отсутствия у них рельефных поверхностей (7) и стержневых выступов (5) и углублений (6). При этом последовательность сборки отдельного слоя может быть любой, как это реализовано в классическом двухмерном пазле.