Конструктор и соединительный элемент
CONSTRUCTOR AND CONNECTING ELEMENT

Группа изобретений относится к конструктору и соединительному элементу преимущественно для конструктора. Конструктор и соединительный элемент могут быть использованы в детских играх или головоломках.
Широко известны конструкторы фирмы «ЛЕГО», содержащие блоки с выступами и пазами для их соединения между собой. Такой конструктор позволяет собирать простые, как правило прямоугольные, конструкции, что условно можно отнести к недостаткам конструктора.
К аналогу заявленной группы изобретения можно отнести строительный набор для формирования объемных конструкций (Патент РФ на полезную модель №72708 U1 от 27.04.2008). Недостатком является сложность конструкции.
Задачей заявленной группы изобретений является расширение арсенала конструкторов и соединительных элементов, а также создание конструктора и соединительного элемента, обеспечивающих удобство в пользовании.
Технический результат заключается в реализации назначения расширения арсенала конструкторов и соединительных элементов, а также в повышении надежности соединений элементов конструктора, в упрощении сборки и разборки.
Технический результат в конструкторе достигается тем, что конструктор содержит по меньшей мере три группы элементов. Каждый элемент первой группы выполнен трубчатым и/или стержнеобразным с по меньшей мере одним трубчатым концом. Каждый элемент второй группы выполнен в виде кольца или звена. Каждый элемент третьей группы выполнен шплинтообразным с возможностью соединения элементов первой группы между собой посредством элементов второй группы при их прохождении через ушки или размещении в ушках элементов третьей группы, ветви которых размещены в элементах первой группы. При этом элементы третьей группы выполнены с возможностью фиксации или зажима элементов второй группы в ушках.
Технический результат в конструкторе достигается также тем, что элементы второй группы в плане имеют форму круга, овала, треугольника, четырехугольника или многоугольника.
Технический результат в конструкторе достигается также тем, что у каждого элемента третьей группы ветви по своей длине имеют различный габарит, при этом габарит ветвей у ушка больше габарита ветвей на их концевом участке.
Технический результат в конструкторе достигается также тем, что у каждого элемента третьей группы ветви по своей длине имеют одинаковую толщину.
Технический результат в конструкторе достигается также тем, что каждый элемент третьей группы имеет средство для стягивания ветвей, на внутренней стороне по меньшей мере одной из которых выполнено утолщение для отклонения по меньшей мере одной ветви от другой при их стягивании.
Технический результат в соединительном элементе достигается тем, что соединительный элемент, выполненный шплинтообразным и имеющий ушко и ветви, снабжен средством для стягивания ветвей, на внутренней стороне по меньшей мере одной из которых выполнено утолщение для отклонения по меньшей мере одной ветви от другой при их стягивании.
Технический результат в соединительном элементе достигается также тем, что средство для стягивания ветвей содержит винтовую пару.
Технический результат в соединительном элементе достигается также тем, что средство для стягивания ветвей содержит по меньшей мере один постоянный магнит и/или электромагнит.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1, 2 изображены элементы конструктора первой группы.
На фиг. 3 изображены элементы второй группы.
На фиг. 4 изображены элементы третьей группы.
На фиг. 5, 6 изображены элементы первой группы с дополнительными элементами.
На фиг. 7 изображены некоторые из конструкций, которые позволяет собрать конструктор.
Конструктор содержит по меньшей мере три группы элементов. Каждый элемент 1 первой группы выполнен трубчатым 2 и/или стержнеобразным 3 с по меньшей мере одним трубчатым концом 4. Сечение элемента 1 первой группы может быть овальным, круглым, квадратным, прямоугольным, треугольным или многогранным, при этом элемент 1 может быть выполнен криволинейным. Каждый элемент 5 второй группы выполнен в виде кольца (или звена 6). Каждый элемент 7 третьей группы выполнен шплинтообразными с возможностью соединения элементов 1 первой группы между собой посредством элементов 5 второй группы при их прохождении через ушки 8 или размещении в ушках 8 элементов 7 третьей группы, ветви 9 которых размещены в элементах 1 первой группы. При этом элементы 7 третьей группы выполнены с возможностью фиксации или зажима элементов 5 второй группы в ушках 8. Элементы 5 второй группы в плане могут иметь форму круга 10, овала 11, треугольника 12, четырехугольника 13 или многоугольника 14. При этом у каждого элемента 7 третьей группы ветви 9 по своей длине могут иметь различный габарит, причем габарит ветвей 9 у ушка 8 больше габарита ветвей 9 на их концевом участке 15. При выполнении ветвей 9 цилиндрическими или близкими к цилиндрическим габариты будут определяться диаметром ветвей 9, при этом увеличение габарита у ушка 8 может быть реализовано либо увеличением диаметра ветвей 9, либо выполнением с внешней стороны ветвей 9 выступов 16. Также у каждого элемента 7 третьей группы ветви 9 по своей длине могут иметь одинаковую толщину (одинаковый диаметр), при этом каждый элемент 7 третьей группы имеет средство 17 для стягивания ветвей 9, на внутренней стороне по меньшей мере одной из которых выполнено утолщение 18 для отклонения по меньшей мере одной ветви 9 от другой при их стягивании. При выполнении утолщения 18 на обеих ветвях 9 целесообразным будет их размещение напротив друг друга, что приведет к большему отклонению ветвей 9.
Конструктор также может быть снабжен дополнительными элементами для расширения игровых возможностей.
Дополнительные элементы могут быть выполнены в виде пластин 19 различной формы, которые могут крепиться на элементах 1 первой группы посредством держателей 20. Пластины 19 могут быть непрозрачными или прозрачными (например, стеклянными, из простого стекла или в виде линз).
В качестве дополнительных элементов могут быть использованы светодиоды 21, которые размещают внутри элементов 1 первой группы, при этом целесообразно по меньшей мере частично элементы 1 первой группы выполнить из прозрачного, например цветного, материала.
Дополнительными элементами также могут быть подставки или стеновые панели (стенды) с отверстиями, на которых конструкции могут закрепляться с помощью шплинтов. Это могут быть небольшие декоративные или функциональные элементы с отверстиями, которые также могут соединяться с конструкциями посредством шплинтов.
На основе рассмотренного конструктора может быть создан электротехнический или радио конструктор. Кольца и шплинты в этом случае должны быть металлическими (токопроводящими). Биполярные радиодетали (резисторы, конденсаторы, диоды) помещаются внутрь пластиковых трубок, у концов которых размещены контакты. Транзисторы и другие компоненты, имеющие больше двух контактов, выполняются в виде дополнительных элементов с необходимым количеством отверстий, в которые можно вставлять шплинты. Элементы радиосхем могут закрепляться на изолирующей подставке с отверстиями с помощью шплинтов.
Соединительный элемент 7 выполнен шплинтообразным, имеет ушко 8, ветви 9 и снабжен средством 17 для стягивания ветвей 9. На внутренней стороне по меньшей мере одной из ветвей 9 выполнено утолщение 18 для отклонения по меньшей мере одной ветви 9 от другой при их стягивании. Средство 17 для стягивания ветвей 9 может содержать винтовую пару и быть выполнено, например, в виде болта, или винта с гайкой, или шпильки, при этом в ветвях 9 выполняются отверстия с резьбой. Также средство 17 для стягивания ветвей 9 может быть выполнено в виде по меньшей мере одного постоянного магнита 22 и/или электромагнита 23.
Соединительный элемент 7 также может быть использован самостоятельно, например для крепления трубчатых или стержнеобразных элементов к панелям или стенкам (например, при монтаже проводки в помещении) посредством размещения ветвей 9 в глухих отверстиях, выполненных в панелях или стенках.
Сборка конструкций осуществляется следующим образом.
Для краткости в дальнейшем изложении элемент 1 первой группы будем называть трубкой, элемент 5 второй группы кольцом, а элемент 7 третьей группы шплинтом.
Сборка конструкций включает две операции: соединение шплинта с кольцом и продевание (вставка) шплинта в трубку.
В качестве примера можно привести несколько конструкций, собранных из элементов конструктора.
1) Цепочка трубок. Для цепочки из N трубок нам понадобится N+1 кольцо и 2N шплинтов. Сначала мы соединяем кольца со шплинтами, затем вставляем в трубки, образуя цепь.
2) Многоугольник. Замыкание цепочки позволяет собрать треугольник или многоугольник. Многоугольник с большим числом сторон является подвижной конструкцией.
3) Зонтик. Кольцо соединяется с несколькими шплинтами, которые затем вставляются в трубки.
Конструктор также позволяет собирать пространственные (объемные) конструкции так называемых правильных многогранников, у которых все ребра имеют одинаковую длину. Для иллюстрации возможностей конструктора рассмотрим, как можно собрать некоторые правильные многогранники.
Простейший такой многогранник - треугольная пирамида (тетраэдр). Она может быть собрана путем соединения треугольника с зонтиком из трех ветвей. Следующий правильный многогранник - октаэдр. Он может быть собран присоединением двух зонтиков из четырех ветвей к квадрату.
Конструктивное выполнение шплинтов позволяет изменять подвижность собранных конструкций. Так конструкции могут быть подвижными и менять форму при незначительном внешнем воздействии, например квадрат может преобразовываться в ромб. При этом часть конструкций (такие как треугольник или тетраэдр) являются «жесткими» и не изменяют свою форму. Чтобы подвижные конструкции стали «жесткими», т.е. не меняли формы, для их сборки следует использовать шплинты с возможностью фиксации. При этом сначала конструкция собирается, а затем элементы фиксируются под необходимыми углами. Шплинты с ветвями постоянной толщины могут использоваться для сборки «жестких» конструкций.
Шплинты со средством для стягивания ветвей целесообразно использовать тогда, когда собранная конструкция будет подвергаться существенным внешним механическим воздействиям.
Кольца, имеющие форму треугольника или прямоугольника, можно использовать, например, для сборки сеток.
Данный конструктор и соединительный элемент в значительной мере расширяет возможности известных детских конструкторов, делает их более функциональными и многообразными. Способствует развитию мелкой моторики у детей, а следовательно, развивает их умственные способности.