КУБ-ГОЛОВОЛОМКА ЗАЕРКО

Область техники.
Полезная модель «Куб-головоломка Заерко» (Фиг. 4) относится к логическим объемным играм-головоломкам и может быть использована для развития логического мышления и пространственного воображения.
Уровень техники.
Известна объемная логическая игра «Кубик Рубика», механическая головоломка, запатентованная 30 января 1975 году (патент HU 170062) венгерским скульптором и преподавателем архитектуры Эрне Рубиком.
Головоломка представляет собой пластмассовый куб 3×3×3 (в первоначальном варианте) с 54 видимыми цветными наклейками. Грани большого куба способны вращаться вокруг 3 внутренних осей куба. Каждая из шести граней состоит из девяти квадратов и окрашена в один из шести цветов, в одном из распространенных вариантов окраски, расположенных парами друг напротив друга: красный - оранжевый, белый - желтый, синий - зеленый. Повороты граней позволяют переупорядочить цветные квадраты множеством различных способов. Задача игрока заключается в том, чтобы «собрать кубик Рубика»: поворачивая грани куба, вернуть его в первоначальное состояние, когда каждая из граней состоит из квадратов одного цвета.
Недостатки данной головоломки:
- каждая из граней куба вращается на отдельной ортогональной оси.
- каждая фишка должна занять свое определенное место на определенной грани.
- центральные фишки имеют постоянное взаиморасположение.
В полезной модели «Куб-головоломка Заерко» учтены описанные недочеты.
Раскрытие сущности описания полезной модели.
Техническим результатом, достигаемым при реализации данной полезной модели, является исключение качания фишки при перемещении с одной плоскости основания на другую по пазам через переходы.
Указанный технический результат достигается за счет специальной конструкции основания, на котором расположены ортогональные пазы, что позволяет беспрепятственно перемещать игровые фишки между пазами, повышая сложность решения и увеличение вариативности. За счет одинаковой конструкции всех фишек, каждая из них может находиться в любом месте на любой грани и в любом пазу на переходах. Вариативность игры может изменяться за счет применения разной компоновки цветов, а также размещения на верхней плоскости фишки цифр или частей рисунка.
26
262
К примеру, количество возможных комбинаций игры-головоломки кубика «Рубика» 3×3×3 - 4×10 комбинаций, а у полезной модели с игровым полем 3×3×3 (Фиг. 4) - 5×10 комбинаций.
Исключение качания фишки при перемещении с одной плоскости основания на другую через переход достигается за счет конструкции переходов основанной на усеченной сфере и цилиндрическом углублении на нижней плоскости верхней части игровой фишки.
На фиг. 4 изображена полезная модель с игровым полем 3×3×3 фишки. Для начала игры необходимо расположить в случайном порядке фишки (поз. 1) в пазах основания (поз. 2) и переходов (поз. 3). Целью игры является перемещение фишек по пазам до тех пор, пока они не будут сгруппированы. Сложность игры заключается в том, что в игре-головоломке фишки в пазах стоят плотно друг к другу, и между ними нет свободного места. Перемещая одну фишку, перемещается весь ряд, в котором она стоит, целиком в требуемом направлении, т.е. одновременно перемещаются фишки в четырех плоскостях через переходы. Физически невозможно одновременно видеть положение игровых фишек на всех четырех плоскостях и, перемещая фишку на одной плоскости, необходимо помнить положение фишек на оставшихся трех плоскостях и представлять себе их перемещение. Точное позиционирование фишек в пересечении пазов обеспечивают фиксаторы (поз. 4).
Краткое описание чертежей.
На Фиг. 1 изображен вид спереди и сверху, а также аксонометрическая проекция основания.
На Фиг. 2 изображен вид спереди и сверху, а также сечение и аксонометрическая проекция фишки.
На Фиг. 3 изображен вид спереди и сверху, а также аксонометрическая проекция перехода.
На Фиг. 4 изображен вид спереди и сверху, а также аксонометрическая проекция полезной модели.
На Фиг. 5 изображено увеличенное сечение перехода и расположенных на нем фишек.
На Фиг. 6 изображен эскиз фиксатора.
Осуществление полезной модели.
Игра-головоломка состоит из основания, игровых фишек, переходов и фиксаторов.
Основание (Фиг. 1) представляет собой куб. На местах ребер расположены углубления для размещения в них переходов. На плоскостях куба имеются пазы, расположенные ортогонально. Количество пазов неограниченно в любом направлении, параллельном боковым граням основания. Пазы предназначены для перемещения игровых фишек. Ортогональное пересечение пазов позволяет увеличить вариативность перемещения фишек. На каждой грани основания вдоль одной из диагоналей расположены отверстия в местах пересечения пазов, предназначенные для размещения в них фиксаторов.
Игровая фишка (Фиг. 2) состоит из верхней и нижней части. Верхняя часть представляет собой квадратный параллелепипед. Боковые стороны верхней части скошены у низа под углом α к вертикальной плоскости, что способствует плотному прилеганию фишек друг к другу и предотвращению качания фишки, находясь на переходе (Фиг. 5). Угол α зависит от количества фишек на переходе и рассчитывается по формуле:
.
Также верхняя часть скошена на гранях пересечения боковых плоскостей для предотвращения заклинивания фишек при движении по пазам. На верхней и нижней плоскости имеется углубление. Углубление на верхней части предназначено для более плотного прилегания пальца руки при перемещении фишки, а нижнее углубление выполнено в форме цилиндра. Такая конструкция верхней части фишки обеспечивает касание фишки с усеченной сферой перехода по окружности, тем самым повышая устойчивость фишки на переходе (Фиг. 5).
Нижняя часть фишки представляет собой цилиндр со скругленными ребрами для обеспечения беспрепятственного движения по пазам и компенсации смещения фишки относительно оси паза. В нижней плоскости имеется выемка для фиксатора. Верхняя и нижняя части соединены цилиндрической перемычкой. Фишки располагаются в постоянном сопряжении друг с другом.
Переход (Фиг. 3) игры-головоломки представляет собой несколько одинаковых сегментов сферы прилегающих друг к другу по плоскости. Каждый сегмент сферы получен путем отсечения от сферы частей плоскостями, отстоящими от центральной плоскости сферы на равном расстоянии. Расстояние между секущими плоскостями должно быть равно ширине фишки. В каждом сегменте сферы перехода находится один паз, расположенный по траектории вокруг оси, проходящей через центр сферы и ортогональной секущим плоскостям. Именно конструкция в виде усеченной сферы также позволяет исключить качание фишки. Угол раскрытия сегмента сферы 90 градусов. По бокам перехода расположены сегменты сферы, полученные рассечением сферы тремя плоскостями, проходящими через центр сферы. Две плоскости расположены под углом 120 градусов друг к другу, а третья расположена под углом 45 градусов к каждой из оставшихся двух плоскостей. При совмещении переходов друг с другом и основанием обеспечивается скругление углов головоломки. Количество пазов в переходе должно быть равно количеству пазов пересекающих граничащую грань основания.
Фиксаторы (Фиг. 6) состоят из гильзы (6), в которую вставлена пружина (7) и шарик (5). Шарик выступает за открытую часть гильзы. Шарик и пружина зафиксированы внутри гильзы завальцеванием краев гильзы в открытой ее части. При позиционировании фишки над фиксатором шарик прячется вовнутрь гильзы, тем самым пропуская фишку. Затем под действием пружины возвращается в исходное положение и попадает в углубление, в нижней части фишки фиксируя ее. Фиксатор способствует точному и правильному расположению фишки на пересечении пазов.
Для начала игры необходимо расположить игровые фишки в случайном порядке. Перемещая фишки по пазам необходимо их расположить в правильной последовательности. За счет того, что фишки в пазах расположены плотно друг к другу, перемещения фишек осуществляется рядами по пазам. Двигая одну фишку, перемещается весь ряд в направлении движения фишки по замкнутой траектории. При перемещении фишек необходимо учитывать перемещения фишек на остальных гранях головоломки и учитывать тот факт, что движение одного ряда меняет положение фишек в пересекающих его рядах.
Для варьирования сложности и занимательности возможно изменять количество цветов и пазов, а соответственно и общее количество фишек. Также для повышения сложности игры переходы и любые грани головоломки могут быть закрыты.
Данную полезную модель экономически выгодно изготавливать из пластика, предпочтительно литьем под давлением в пресс-формах. Также возможно изготовление из других твердых материалов.