Логическая игра "1+2"
LOGICAL GAME "1+2"

Изобретение относится к логическим играм - типа игры в «пятнашки» - и может быть использовано для развития логического мышления и пространственного воображения у детей разного возраста.
Игра в «пятнашки» и подобные ей головоломки подробно описаны в книге: Гарднер М. Математические досуги. М.: Мир, 1972.
Известна игра, содержащая прямоугольное игровое поле с бортами по периметру. Игровые элементы выполнены в виде квадратных и прямоугольных плиток, на которые нанесены игровые метки, принадлежащие к одной группе. Игровое поле имеет направляющую планку, которая образует с бортом игрового поля игровой канал для перемещения игровых элементов (SU 1388070 А1, кл. A63F 9/06, 1988).
Известна игра, содержащая съемную рамку для возврата игровых элементов в начальную позицию. Недостатком данной головоломки является возможность использования только прямоугольных игровых элементов (US 6039318, кл. A63F 9/08, 273-153 S, 2000).
Известна игра, содержащая прямоугольное игровое поле с бортами по периметру. Игровое поле имеет направляющие пазы, расположенные вдоль ребер правильной квадратной сетки. Игровые элементы выполнены в виде квадратных и прямоугольных плиток с выступами для крепления и передвижения по игровому полю. На игровые элементы нанесены игровые метки, принадлежащие к одной группе (US 4422641, кл. A63F 9/08, 273-153 S, 1983).
Подобная игра является наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению. Недостатком данной головоломки является то, что с помощью такого устройства может быть задана только одна головоломка с одним вариантом начальной позиции игровых элементов, что снижает ее занимательность.
В описании будут использованы следующее термины и обозначения цветов:
гантель - форма игрового элемента, составленного из двух круглых плиток;
узел - пересечение направляющих пазов;
игровое поле - 1. поверхность игровой доски;
2. отрезок направляющего паза между двумя ближайшими узлами.
R - красный
О - оранжевый
Y - желтый
G - зеленый
В - голубой
V - фиолетовый
W - белый
В1 - черный
Первая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы увеличить количество возможных вариантов расположения игровых элементов в начальной позиции.
Поставленная задача достигается следующим образом: один из бортов игрового поля делается съемным 1, что дает возможность вынимать из него игровые элементы и собирать новую начальную позицию. Для первого примера использования изобретения возьмем головоломку «Крест», которая содержит 8 квадратных и 8 прямоугольных плиток с отношением сторон как 1:2. Данный набор игровых элементов обеспечивает максимальное количество возможных кладок при составлении из них квадрата.
В первом варианте игры (фиг. 1-2) нужно при перемещении игровых элементов поменять местами черные квадратные фишки с белыми. Для решения этой задачи требуется сделать около 400 ходов. Сама по себе эта головоломка имеет абсолютную новизну. На фиг. 3-12 приведены некоторые другие варианты начальной позиции этой головоломки, которые позволяют поставить новые задачи. Например: в варианте 3 (фиг. 4) нужно последовательно открыть все узлы; в головоломке «Футбол» (фиг. 11-12) нужно фишку с меткой футбольный мяч переместить в верхний ряд.
Вторая задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы была возможность изменить не только форму игрового элемента, но и кодировку сторон. Для этой цели игровые элементы делаются сборными. Отдельные детали имеют сквозные перпендикулярные отверстия 2 для специальных соединительных элементов 3 (фиг. 15-16). Соединяя две плитки разными сторонами, можно получить 9 вариантов кодировок периметра одного игрового элемента с метками бабочек (фиг. 18). Это важно в том случае, когда ставится задача, чтобы в результате передвижения фишек все соприкасающиеся стороны имели одну и ту же метку (фиг. 13).
Третья задача заключатся в том, чтобы увеличить степень свободы перемещения игрового элемента на данной доске. Для этой цели соединяем две круглые плоские плитки в единый игровой элемент гантель, который может при одном свободном узле 4 перемещаться не только по прямой, но делать поворот на 90 градусов. Технический результат - такой игровой элемент может занимать любую позицию на игровом поле (фиг. 16). В данном устройстве можно уменьшить размеры игрового поля с помощью полосок 5 (фиг. 11-12), собранных из деталей игрового набора.
Для уменьшения трения при перемещении фишек, выступы и направляющие пазы имеют закругленные края (фиг. 14).
Игровое поле может иметь и форму правильного шестиугольника (фиг. 19), в котором направляющие пазы расположены вдоль ребер правильной треугольной сетки. Для того чтобы игровые элементы формы гантели могли передвигаться по этому полю, расстояние между узлами должно быть несколько больше, чем диаметр круглых плиток.
Следующие игровые элементы, которые используются в данном устройстве, имеют форму брусков с выступами для крепления и передвижения по игровой доске. Выступы в свою очередь имеют ножку 6 и головку 7 (фиг. 20-21). Игровые элементы в виде брусков имеют 3 типа, которые отличаются возможностями в перемещении по игровой доске. Первый тип (фиг. 20) имеет в сечении ножки выступа круг 8 и может делать поворот в любой точке игрового поля; второй тип (фиг. 21) в сечении ножки имеет прямоугольник 9 и может делать поворот только в узлах. Для поворота игрового элемента третьего типа (фиг. 22) в корпус игровой доски вмонтированы специальные поворотные круги 10 (фиг. 24-25).
Задачи для всех типов данных игровых элементов одинаковые и отличаются только сложностью решения. Начальная позиция игровых элементов показана на фиг. 23. На фиг. 26 показаны некоторые фигуры, составленные из 24 фишек. Первая задача состоит в том, чтобы, соблюдая правила игры, за минимальное количество ходов построить заданную фигуру (фиг. 24). Ходом считается передвижение фишки на соседнее игровое поле (паз между узлами) или поворот на 60 градусов. Вторая задача заключается в том, чтобы, передвигая фишки, из заданной фигуры построить заданное число фигур 3-х геометрических форм (ромбов, правильных треугольников и шестиугольников) и заданных 3-х размеров. В третьей задаче нужно за минимальное количество ходов перейти из одной фигуры в другую (фиг. 26)
В данном устройстве можно использовать другие игровые элементы, которые вставляются в его направляющие пазы, но не имеют выступов для крепления в его корпусе.
Первый набор содержит игровые элементы, выполненные в виде брусков (фиг. 27).
Второй набор содержит шашки, имеющие верхний и нижний выступы для фиксации в узле (фиг. 28).
Фишки этих двух наборов имеют два вида раскраски, что позволяет их использовать как для решения головоломок, так и для игры с двумя участниками. Игровые элементы могут иметь более сложную систему игровых меток. Набор содержит, по крайней мере, две группы игровых элементов, каждая из которых имеет, по крайней мере, одну игровую поверхность, разбитую, по крайней мере, на две зоны, на поверхности которых нанесено по одному игровому символу, принадлежащему к одной группе игровых символов. При этом каждая из групп игровых элементов включает в себя игровые элементы, имеющие один и тот же игровой символ, нанесенный на поверхность зоны, занимающей большую площадь игровой поверхности. Внутри подгруппы игровые элементы отличаются друг от друга по игровому символу, нанесенному на поверхность зоны, занимающей меньшую по величине площадь игровой поверхности.
Третий набор содержит игровые элементы, выполненные в виде полосок изогнутых вдоль ребер правильной сетки (фиг. 29). В процессе игры они вставляются в направляющие пазы. Задача заключается в том, чтобы заполнить игровое поле заданным набором игровых элементов (фиг. 30-32). Для игры с двумя участниками используется игровое поле большего размера и двойной комплект фишек, имеющих разные цвета или изготовленных из разных металлов. Данная игра подобна известной японской игре Го.
Но вернемся к наборам игровых элементов, которые имеют выступы для крепления в игровой доске. При использовании данного устройства для игры с двумя участниками увеличивается размер игрового поля, количество игровых элементов и съемных бортов (фиг. 33). Перед началом игры каждый игрок собирает на своей половине поля свою начальную позицию, после чего борта закрывают и начинается игра. Каждый игрок делает ход в порядке своей очереди, соблюдая правила игры.
Технический результат - игра может проводиться в любых условиях, например в транспорте, и в любой момент она может быть отложена, а позже продолжена.
Для некоторых игр необходимо, чтобы все борта были съемные. Также возможен вариант игровой доски с бортами, выполненными в виде съемной рамки.
Описание конкретных наборов игровых элементов
1. «1+2» - содержит 15 прямоугольных и 6 квадратных плиток (фиг. 34 и 39). Вариант на круглых плитках показан на фиг. 19.
2. «Паркет» - содержит 15 прямоугольных и 6 квадратных плиток (фиг. 35).
Два первых набора предназначены для решения головоломок, а для игры с двумя участниками используются два комплекта с плитками разного цвета.
3. «Магистрали» - содержит 30 прямоугольных и 12 квадратных плиток и набор разбит на 6 групп по цвету нижнего слоя игрового элемента (фиг. 36). Внутри каждой группы игровые элементы отличаются друг от друга по числу концов магистралей, нанесенных на поверхность плитки. Число концов и цвет определяют ценность игрового элемента в очках. Вариант нанесения игровых меток на круглых плитках показан на фиг. 13. и 19
4. «Бабочки» - содержит 30 прямоугольных и 12 квадратных плиток с более сложной раскраской (фиг. 37). Каждая плитка имеет главный цвет и два дополнительных. По главному цвету набор разбит на 6 групп.
В двух последних наборах игровые метки расположены в разных слоях поверхности плитки: в нижнем слое - цветные метки, в верхнем слое - предметные. Для задания головоломок используется половина комплекта. Головоломка «Магистрали» показана на фиг. 13. В головоломке «Бабочки» задача заключается в том, чтобы, соблюдая правила игры, собрать заданное количество бабочек по цвету, например: красных 3, оранжевых 3, желтых 1, зеленых 2, голубых 1, фиолетовых 1 (фиг. 38).
С помощью данного устройства могут реализовываться головоломки другого типа, например: собрать квадрат (фиг. 39), в мозаике которого должны получиться заданные фигуры полимино (фиг. 40). Сложность этой головоломки увеличивает то обстоятельство, что фишки вставляются в игровое поле только через одну сторону.
В устройстве могут быть использованы одновременно игровые элементы, собранные из квадратных и круглых плиток (фиг. 41), что дает возможность разрабатывать головоломки с игровыми элементами, имеющими разную степень свободы при перемещении на игровом поле. Перечисленные игровые наборы могут быть выполнены без выступов и использоваться без игрового поля соответственно. Без выступов можно сделать игровые элементы объемными. Из набора, который включает в себя 8 кубиков и 28 брусков с соотношением сторон 1:1:2, на которые нанесены метки из 8 цветов, можно собрать куб, на гранях которого будут заданные фигуры полимино (фиг. 42-43). Другой набор включает бруски двух типов с соотношением сторон 1:1:4 и 1:1:8. (фиг. 44-45). Третий набор содержит игровые элементы, выполненные в виде гантелей (составленных из двух шариков).
Игровые поля и игровые элементы могут быть выполнены из ферромагнитного материала или иметь вставки из этого материала. Описанные игры могут быть реализованы в электронном варианте. Есть уже написанные программы.
Список фигур
Логическая игра «1+2»
На фиг. 1 показана головоломка «Крест», начальная позиция;
на фиг. 2 - головоломка «Крест», конечная позиция;
на фиг. 3 - головоломка «Крест», 2 вариант начальной позиции;
на фиг. 4 - головоломка «Крест», 3 вариант начальной позиции;
на фиг. 5 - головоломка «Крест», 4 вариант начальной позиции;
на фиг. 6 - головоломка «Крест», 5 вариант начальной позиции;
на фиг. 7 - головоломка «Крест», 6 вариант начальной позиции;
на фиг. 8 - головоломка «Крест», 7 вариант начальной позиции;
на фиг. 9 - головоломка «Крест», 8 вариант начальной позиции;
на фиг. 10 - головоломка «Крест», 9 вариант начальной позиции;
на фиг. 11 - головоломка «Футбол», начальная позиция;
на фиг. 12 - головоломка «Футбол», конечная позиция;
на фиг. 13 - общий вид устройства;
на фиг. 14 - общий вид устройства, разрез по А-А;
на фиг. 15 - деталь для сборки игрового элемента;
на фиг. 16 - игровой элемент, собранный из 2 круглых плиток;
на фиг. 17 - варианты сборки одного элемента из одинаковых деталей;
на фиг. 18-9 вариантов сборки одного игрового элемента из двух одинаковых деталей (игровые метки - бабочки);
на фиг. 19 - игровая доска в виде правильного шестиугольника;
на фиг. 20 - игровой элемент первого типа;
на фиг. 21 - игровой элемент второго типа;
на фиг. 22 - игровой элемент третьего типа;
на фиг. 23- начальная позиция для игровых элементов трех типов;
на фиг. 24 - поворотные круги, вмонтированные в корпус игровой доски;
на фиг. 25 - поворотные круги, вмонтированные в корпус игровой доски, разрез по А - А;
на фиг. 26 - фигуры, составленные из 24 брусков;
на фиг. 27 - раскраска игровых элементов, выполненных в виде брусков;
на фиг. 28 - раскраска игровых элементов, выполненных в виде шашек;
на фиг. 29 - раскраска игровых элементов, выполненных в виде полосок, изогнутых вдоль ребер правильной треугольной сетки;
на фиг. 30 - игровые элементы, выполненные в виде полосок, изогнутых вдоль ребер правильной треугольной сетки;
на фиг. 31 - игровые элементы, выполненные в виде полосок, изогнутых вдоль ребер правильной треугольной сетки (продолжение);
на фиг. 32 - игровые элементы, выполненные в виде полосок, изогнутых вдоль ребер правильной квадратной сетки;
на фиг. 33 - устройство для игры с двумя участниками;
на фиг. 34 - набор игровых элементов игры «1+2»;
на фиг. 35 - набор игровых элементов игры «Паркет»;
на фиг. 36 - полный набор игровых элементов игры «Магистрали»;
на фиг. 37 - полный набор игровых элементов игры «Бабочки»;
на фиг. 38 - решение головоломки «Бабочки»;
на фиг. 39 - решение головоломки «1+2» с заданными фигурами пентамино;
на фиг. 40 - заданные фигуры пентамино;
на фиг. 41 - головоломка с игровыми элементами, собранными из квадратных и круглых плиток;
на фиг. 42 - игровые элементы, составленные из кубиков;
на фиг. 43 - решение головоломки «Куб»;
на фиг. 44 - игровые элементы в форме брусков;
на фиг. 45 - развертки игровых элементов в форме брусков.