ДЕТАЛЬ КОНСТРУКТОРА

Предлагаемая полезная модель относится к строительным конструкторам, и может использоваться в любой сфере деятельности, где требуется соединение различных элементов. Согласно заявленного технического решения может быть осуществлено крепление любых поверхностей правильных многогранников с аналогичными поверхностями с таким же расположением магнитов.
Из уровня техники известна игрушка типа конструктора (патент на изобретение RU 2310493, опубл. 20.11.2007 Бюл. № 32), имеющая множество деталей многогранной формы с соединительными поверхностями, которые выполнены с возможностью соединения с другими соединительными поверхностями других деталей, и содержащая детали, соответственно имеющие магнитные части на их соединительных поверхностях, при этом магнитная часть детали и магнитная часть на соединительной поверхности деталей выполнены с возможностью соединения друг с другом посредством их магнитной силы, и при этом магнитная часть содержит магнит, оба магнитных полюса которого расположены обращенными в разные направления, при этом магнит установлен в выемке для установки магнита, образованной в детали, и средство предотвращения отделения для предотвращения отделения магнита от выемки для установки магнита, при этом допуская вращение магнита во внутреннем пространстве выемки для установки магнита, причем средство предотвращения отделения содержит ось вращения, установленную в центре между обоими магнитными полюсами магнита, и углубление для установки оси вращения, образованное на внутренней поверхности выемки для установки магнита так, что ось вращения параллельна наружной поверхности детали. Наиболее близким по технической сущности является игровой конструктор (патент на полезную модель RU 159548, опубл. 10.02.2016 Бюл. № 4), включающий мягкий блок игрового конструктора, характеризующийся тем, что он выполнен в форме призмы, содержит неодимовые магниты, закрепленные на боковой грани мягкого блока с возможностью его состыковки с другим аналогичным блоком. Неодимовые магниты положительной полярности располагаются на одной диагонали грани призмы, а неодимовые магниты отрицательной полярности - на другой диагонали грани призмы, при этом расстояние между неодимовыми магнитами и от неодимовых магнитов до ребер призмы одинаковое. Недостатком данной конструкции является то, что блоки не могут быть соединены между собой при любом их взаимном расположении. Расположение магнитов на грани изделия-аналога показано на фиг.1. При таком расположении магнитов соединение деталей возможно не во всех положениях. Примеры стыковки (соединения) граней элемента 1 и элемента 2 приведены на фиг.2, где а – прямая стыковка (соединение) элементов при повороте на 0°, б – при повороте элемента 2 на 90°, в - при повороте элемента 2 на 180°, г - при повороте элемента 2 на 270°.
Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в разработке магнитного крепления поверхностей равносторонних многогранников с другой аналогичной поверхностью, где два аналогичных многоугольника имеют одинаковые размеры и одинаковое размещение магнитных элементов на их поверхности. Частные примеры: равносторонний треугольник с аналогичным равносторонним треугольником, равносторонний четырехугольник (квадрат) с аналогичным равносторонним четырехугольником (квадратом), равносторонний пятиугольник с аналогичным правильным пятиугольником, равносторонний N-угольник с аналогичным правильным N-угольником, где N натуральное число и N ≥ 3.
Данная задача решается за счет того, что деталь конструктора выполнена в форме многогранника, содержит магниты, закрепленные на грани многогранника с возможностью его состыковки с другой аналогичной деталью, каждая грань многоугольника содержит, по меньшей мере, два магнита различной намагниченности, при этом центр магнита положительной намагниченности и центр магнита отрицательной намагниченности располагаются на линии параллельной грани призмы и равноудаленно относительно перпендикуляра к его ребру, построенного через центр грани.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность соединения поверхностей (граней) правильных многогранников с другой аналогичной поверхностью (гранью) при любом их взаимном расположении, за счет определенного расположения магнитов на грани.
Деталь выполняется в форме призмы (многогранника) - с ровной поверхностью всех его граней. Закрепление магнитов на его боковых гранях позволяет без дополнительных креплений, выступающих над поверхностью детали, надежно соединять между собой детали в горизонтальной и вертикальной плоскостях, что приводит к возможности создания как плоских, так и объемных конструкций. Частное применение деталей: игровой конструктор, а также гимнастических маты, пуфики или средства смягчения удара при падении, подушки на подоконник, подушки на мебель и прочие возможности. Детали могут также представлять собой твердую поверхность (дерево, пластик и т.д.) Основание призмы (многоугольника) может представлять собой любой многоугольник (треугольник, квадрат, прямоугольник и т.д.), что позволяет внести разнообразие во внешний вид деталей.
Используемые для соединения деталей магниты расположены на гранях деталей. Сила магнита позволяет создавать крупногабаритные прочные надежные и уникальные плоские и объемные фигуры, которые не разрушаются при игре, или ином использовании. Благодаря специальному расположению магнитов детали конструктора могут соединяться друг с другом при любом их положении. Количество магнитов на одной грани определяется необходимой силой сцепления, которая зависит от массы детали и протяженности ее боковой грани. Детали конструктора могут быть защищены чехлом. Магниты могут размещаться во внутреннем чехле, могут быть закреплены непосредственно на чехле без использования внутреннего чехла. Магнитные элементы могут помещаться в «карман», размеры которого могут превышать размеры самого магнитного элемента на 50%, внутри кармана магнитный элемент может смещаться. В качестве магнитов могут использоваться любые намагниченные элементы: электромагниты, создающие постоянное магнитное поле, неодимовые магниты, ферритовые магниты и т.д.
Для того чтобы детали могли быть соединены между собой при любом их взаимном расположении, магниты располагаются следующим образом. Каждая грань N-угольника должна иметь по меньшей мере два магнита разной полярности, при этом центр магнита с положительной полярностью и центр магнита с отрицательной полярностью должны располагаться симметрично относительно линии перпендикуляра, опущенного к ребру из центра грани призмы.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг.1 – пример расположения магнитов на блоках патента-аналога;
на фиг. 2 – пример соединения блоков патента-аналога;
на фиг. 3 - схема расположения магнитов на грани детали согласно полезной модели;
на фиг.4 – примеры расположения магнитов на гранях различной формы (а – треугольный сектор многоугольника, б – треугольное основание многоугольника, в – четырехугольное основание многоугольника, г – пятиугольное основание многоугольника);
на фиг.5 - 7 – примеры осуществления полезной модели,
где
m– - магнит с отрицательной намагниченностью
m+ - магнит с положительной намагниченностью
t – расстояние удаления магнитов от ребра
1 – магниты
2 – перпендикуляр (диагональ)
3 – ребро грани.
Магнитная пара это набор двух магнитов, один из которых с положительной намагниченностью, а второй - с отрицательной.
На фиг.3 изображен основной принцип расположения магнитов. Грань N-угольника является стороной треугольника ABC. AE – перпендикуляр из вершины треугольника на ребро грани N-угольника. Магнит m- должен быть вписан (быть внутри) треугольника ABE. Магнит m+ должен быть вписан (быть внутри) треугольника ACE. Магниты m- и m+ можно поменять местами. Магниты магнитной пары должны иметь равное удаление t от ребра BC сектора грани призмы. Таким образом, магнитная пара находится внутри сектора ребра грани призмы, который представляет собой равнобедренный треугольник, построенного от ребра многоугольника к центру многоугольника.
Внутри треугольника ABC допускается произвольное количество магнитных пар, включающей положительный и отрицательный магниты (фиг.4, а). Используя несколько магнитных пар (пара магнитов с положительной и отрицательной намагниченностями) внутри сектора ABC решается несколько задач:
- равномерное распределение магнитов обеспечивает более плотное сцепление накладок,
- несколько магнитных пар может стоить дешевле одной сильной магнитной пары, однако за счет равномерного распределения в секторе ABC обеспечивается более сильное сцепление.
На фиг.5-7 видно, что при различных вариантах поворота (в позициях поворота граней вокруг своей оси на 0⁰, 90⁰, 180⁰, 270⁰) деталей друг к другу, происходит соединение граней многоугольников. Такое соединение невозможно при использовании аналога.
Магнитные пары должны быть внутри секторов, построенных через точки ребра призмы и центр многоугольника. В магнитной паре центр магнита положительной намагниченности и центр магнита отрицательной намагниченности располагаются на линии параллельной грани призмы и равноудаленно относительно перпендикуляра построенного через центр грани призмы.
Для получения плоской или объемной фигуры детали, выбранные по размерам и форме необходимо приложить друг к другу так, чтобы их боковые грани соприкасались. За счет магнитов на боковых гранях детали прочно и надежно соединятся друг с другом с получением различных вариантов плоской и объемной фигур.