ГОЛОВОЛОМКА

ГОЛОВОЛОМКА
Изобретение относится к играм, в частности, к математическим головоломкам с элементами, подвижными по отношению друг к другу.
Известна игра, содержащая множество плоских треугольников, на поверхностях которых нанесены информационные обозначения. По торцам треугольники соединены между собой соответствующими пазами и выступами в единую плоскую фигуру /I/. В процессе игры треугольники прямолинейно перемещают в общей плоскости относительно друг друга без их расцепления, преобразуя одну плоскую фигуру в другую. Недостаток известной игры заключается в ее ограниченных игровых возможностях, поскольку конструкция крепления треугольников друг к другу позволяет получить только ограниченное количество легко предугадываемых плоских фигур.
Известен многочисленный класс математических головоломок, в основу которых положен принцип флексагонов. К простейшей из таких головоломок может быть отнесена игра, выполненная в виде ленты из листового материала, разделенной линиями сгиба на множество треугольников /2/ (в различных флексагонах многоугольники могут иметь различное число углов).
Игры-головоломки на основе флексагонов имеют значительно более широкие игровые возможности, поскольку могут иметь очень сложные алгоритмы выполнения игрового задания. Отличительной особенностью этих головоломок является то, что перемещение одного многоугольника относительно другого выполняется не в их общей плоскости, а в пространстве путем их относительного поворота по разделяющим смежные многоугольники линиям сгиба.
Недостаток игр-флексатонов вообще и известной игрыголоволомки в частности заключается в конструкции линий сгиба. Так, в простейшем случае линии сгиба только наносятся на бумажную ленту, и поэтому игрушка в целом оказывается крайне недолговечной. Поэтому для игр-флексагонов высокого порядка сложности конструкция разрушается раньше выполнения игрового задания, и затраты времени на изготовление игрушки (только на одно нанесение информационных обозначений) не оправдываются, что резко снижает к ней игровой интерес.
Для повышения долговечности игрушки наиболее приемлемым является изготовление игровых многоугольников в виде отдельных элементов из пластмассы с их последующим соединением в ленту, как, например,это выполнено в игрушке /I/, в которой подвижное соединение между треугольниками не только долговечно в эксплуатации, но и технологично в изготовлении. Однако, поскольку у флексогонов совершенно иной принцип перемещения многоуголников относительно друг друга, известная конструкция их соединения между собой для флексогонов непригодна.
Перед изобретением была поставлена задача: создать математическую головоломку на основе флексагонов, в которой соединение игровых информационных элементов-многоуголников между собой было бы конструктивно и технологически возможно более простым и допускало бы длительную эксплуатацию игрушки без ее разрушения.
Поставленная задача решается тем, что предложена математическая головоломка, содержащая множество плоских одинаковых жестких многоугольников с нанесенными на их сторонах информационными обозначениями и относительно поворотно соединенных между собой в ленту.
-
Новым в изобретении является то, что каждая из двух информационных сторон каждого многоугольника выполнена в виде отдельного соответственно первого и второго элементов, одна из плоскостей первого элемента имеет выступы, второй элемент - ответные выступам фиксирующие отверстия, а между элементами заключена общая для всех многоугольников лента из тонколистового гибкого материала.
Предложенное конструктивное выполнение головоломки позволяет не только предельно упростить и удешевить изготовление игрушки-головоломки, но и в случае необходимости легко не реставрировать в кустарных условиях.
На фиг.1 показано наглядное изображение головоломки, выполненной в виде флексотрубки Стоуна; на фиг.2 - поперечное сечение флексотрубки, частичная развертка.
Флексотрубка Стоуна представляет собой замкнутую ленту из четырех плоских квадратов А, Б, В, Г, соединенных между собой линиями I сгиба. Каждый из квадратов, в свою очередь, разделен по диагонали также линиями 2 сгиба, в результате чего в конечном итоге игрушка состоит из множества плоских одинаковых жестких треугольников 3 (в общем случае для других флексагонов - из многоугольников). Поскольку каждый из треугольников может поворачиваться по линии сгиба относительно смежного с ним, то пространственная трубка легко преобразуется в различные плоские многослойные геометрические фигуры, видимые поверхности которых могут приобретать различные информационные образы, обусловленные различными информационными обозначениями, нанесенными на каждую из сторон каждого многоугольника, входящего в игрушку.
i   0&e$r ;2
Стоуна выворачивается на изнанку, что является конечной игровой задачей.
Отсюда видно, что операция многократных поворотов тра угольников по линиям сгиба в разные стороны относительно друг друга предъявляет к конструктивному выполнению линий сгиба жесткие требования по работоспособности и долговечности.
Показанная на фиг.2 конструкция обеспечивает выполнение этих требований. Согласно изобретению каждый плоский жесткий треугольник 3 (фиг.1) выполнен в виде первого 4 и второго 5 элементов (фиг.2). Первый элемент 4 на одной из своих плоскостей имеет выступы б, а второй элемент 5 - ответные выступам фиксирующие отверстия 7. На чертеже 2 отверстия 7 показаны сквозными, однако, они могут быть и глухими. Между элементами 4 и 5 заключена лента 8 из тонколистового гибкого материала. Эта лента является общей для всех треугольников 3 яли, что то же самоа, образованных треугольниками квадратов А, Б, В, Г (фиг.1). Наиболее технологичным является изготовление элементов 4 и 5 из жесткой пластмассы, а ленты 8 - из полиэтиленовой пленки.
Игрушка собирается следующим образом. Отдельно заготавливаются прямоугольная лента 8 и элементы 4 и 5, последние по форме и размеру соответствуют треугольникам 3 на фиг.1. Затем с одной стороны на ленту 8 накладывается элемент 4 (фиг.2), а с другой стороны - соответствующий ему элемент 5, после чего элементы 4 и 5 сжимаются. При этом выступы 6 продавливают ленту 8 и фиксируются в отверстиях 7, например, за счет трения (лента 8 может иметь или не иметь соответствующих отверстий, быть однослойной, многослойной, единой или составленной из отдельных параллельных полос и т.д.). Концы ленты, зшмкнутой в кольцо, фиксируются встык или внахлест в од- 4 -Л/% 0Ј$ №//-2.
ном из квадратов А, Бг В, Г между образующий его элементами 4 и 5.
Предложенная конструкция позволяет получить не только надежное долговременное подвижное соединение между игровыми треугольниками, но и в случае необходимости легко реставрировать игрушку, для чего достаточно ввести между элементами 4 и 5, напримерt лезвие ножа, развести элементы и, заменив полностью или частично ленту 8, вновь соединить элементы 4 и 5 между собой описанным выше образом.
Как было указано, заявленное изобретение может быть использовано в любом флексагоне, число углов игрового многоугольника которого не ограничено тремя.
Источники информации:
1.Авт.св. № II92845, М.кл. А 63  9/08, 1983;
2.Авт.св. № 1454490, М.кл. А 63  9/06, 1985 (прототип).
Авторы -гшг МБ.М.Изнаиров
р
А.Н.Васин