ЛОГИЧЕСКАЯ ИГРА-ГОЛОВОЛОМКА
LOGICAL BRAIN TWISTER

Использование: изобретение относится к области домашних игр и досуга. Также оно применимо в различных викторинах как соревновательная игрушка и для тренировки скорости мышления и логической комбинаторики школьников.
Сущность изобретения: объемная комбинационная логическая головоломка выполнена в виде двадцатигранника с возможностью свободного перемещения наружных граней по внутреннему устройству с целью подбора цифровых или цветовых комбинаций в зависимости от обозначения граней.
Известна игра-головоломка по авторскому свидетельству SU №1378881, которая предполагает повышение занимательности. В описании работы этой головоломки совершенно не отображена сама возможность перемещения игровых элементов в направляющих пазах, особенно в местах перехода из одной пары параллельных пазов в другую пару параллельных пазов. Причем повышение занимательности этой игрушки не может быть изменено за счет применения двух параллельных пазов кольцевых направляющих. Причем на головоломке никак не указано, какие игровые элементы с метками и в каком порядке их необходимо упорядочивать.
Объемная комбинаторная головоломка по авторскому свидетельству SU №2253496. Изделие состоит из 8 сегментов шара и наружного оформления в виде куба с отверстиями для манипулирования сегментами. Игра или работа с головоломкой не представляет особой сложности. Собрать комбинацию из игровых элементов только из четырех одинаковых цифр, обозначающих углы сегментов, не представляет особой трудности. Точек сопряжения углов сегментов всего шесть, как и цифровых обозначений. Из их числа можно собрать только одну комбинацию одинаковых цифр и только в определенном месте.
За прототип принята игра-головоломка, выполненная в виде шара, игровые элементы которой образованы рассечением шара меридиональными и горизонтальными плоскостями, перпендикулярными центральной оси, проходящей через полюса. По этой разработке за №2064315 игровые элементы выстраиваются на местах, только для них определенных и предназначенных. Полной заменяемостью друг друга игровые элементы в ней не обладают. При работе с головоломкой для подбора какой-то комбинации необходимо перемещать половину игровых элементов.
Задачей разработки игры головоломки двадцатигранника явилось доведение ее, в сравнении с разработкой по авторскому свидетельству SU №1378881 до возможности занять роль занимательного и увлекательного инструмента для игры, а также для тренировки и развития пространственного воображения и логического мышления.
Задача достигается тем, что логическая игра-головоломка выполнена в виде икосаэдра, сложенного из двадцати равносторонних граней, перемещаемых по пересекающимся направляющим пазам внутреннего узла, выполненного в виде шара. Равносторонние грани выполнены со скошенной торцевой стороной в шестьдесят девять градусов для сопряжения с соседними гранями и имеют т-образную опору для перемещения грани по направляющим пазам внутреннего узла с возможностью одновременного перемещения пяти граней около своей вершины последовательно за перемещением предыдущей пятерки граней около своей, одной из шести осей вращения. В стационарном положении все грани своей т-образной опорой находятся в пересечении направляющих пазов.
Предлагаемая игра головоломка состоит из двадцати правильных, ограничивающих ее трехсторонних граней и центрального внутреннего узла в виде шара. Равносторонние грани выполнены на т-образной опоре по центру, фиг.3. Она необходима для перемещения грани по направляющим внутреннего узла и удержания ее на шаре. В стационарном положении все грани своей т-образной ножкой находятся в пересечении направляющих пазов. Стороны граней выполнены со скошенной торцевой стороной под углом в шестьдесят девять градусов с целью четкого сопряжения с соседней гранью. Все грани обозначены арабскими цифрами от первого до двадцатого номера. Каждые две противоположные связки-пятерки граней визуально находятся на одной оси. Перемещение граней выполняется посредством вращения каждой связки-пятерки граней около своей общей вершины. Шесть таких осей вращения-перемещения граней на двадцатиграннике дают возможность комбинировать номерные грани в зависимости от поставленной задачи. Оси вращения на чертеже обозначены буквами русского алфавита и визуально соединяют противоположные полюса или точки сопряжения углов противоположных пяти граней: А-А прим, Б-Б прим, В-В прим, Г-Г прим, Д-Д прим, Е-Е прим.
В начальном стационарном положении грани на двадцатиграннике расположены в следующем прядке:
на оси А-А слева находятся грани 1-2-3-4-5, справа находятся грани 6-7-8-9-10, по центральному поясу находятся грани 11-12-13-14-15-16-17-18-19-20;
на оси Б-Б слева находятся грани 3-2-14-14-15, справа находятся грани 6-7-20-19-18, по центральному поясу находятся грани 8-9-10-12-11-1-5-4-17-16, на оси В-В слева расположены грани 1-5-19-20-11, справа находятся грани 9-8-16-15-14, по центральному поясу находятся грани 10-6-7-18-17-4-3-2-13-12;
на оси Г-Г слева находятся грани 8-7-18-17-16, справа находятся 11-12-13-2-1 и по центральному поясу расположены грани 6-9-10-14-15-3-4-5-19-20, на оси Д-Д слева расположены грани 6-10-12-11-20, справа находятся грани 4-3-15-16-17 и по центральному поясу расположены грани 9-8-7-18-19-5-1-2-13-14;
на оси Е-Е слева расположены грани 5-4-17-18-19, справа расположены 10-9-14-13-12 и по центральному поясу находятся грани 3-2-1-11-20-6-7-8-16-15.
Внутренний узел является основой для перемещения внешних граней. На нем выполнены пересекающиеся направляющие пазы для т-образной ножки граней, фиг.1. Двенадцать концентрически пересекающихся направляющих пазов образуют связную систему перевода любой грани из одной связки-пятерки граней около оси А-А в другую связку-пятерку граней около оси Б-Б.
Пример. Возьмем положение граней на двадцатиграннике на видимой стороне фиг.5. При вращении пятерки граней 5-4-3-2-1 против часовой стрелки около оси Д на семьдесят два градуса или на один шаг, фиг.6, получим положение граней 4-3-2-1-5 по часовой стрелке около оси Д, фиг.7. Вращением граней 1-2-7-17-16 около оси Е, фиг.7, против часовой стрелки на один шаг получим положение граней 2-7-17-16-1, фиг.8. Грань 1 оказалась слева от первоначального положения на видимой стороне и в пятерке граней 5-2-1-…-11-12, (невидимы). Эту пятерку граней около полюса Б перемещаем против часовой стрелки на два шага, фиг.8. Грань 1 переместилась на прежнее место, справа от полюса Б на фиг.9, но она оказалась развернутой на прежнем месте на сто двадцать градусов. Таково свойство и признак взаимозаменяемости граней двадцатигранника. В результате других подобных перемещений любую грань можно развернуть в любую сторону, а также переместить на любое необходимое место.
Пример. Возьмем исходное положение, фиг.9, граней около полюса Д в порядке 1-4-3-7-11 по часовой стрелке. На полюсе Е положение граней по часовой стрелке 11-7-17-16-12. Задача перемещений - выставить грани 1-4-3-5-2 по часовой стрелке на полюсе Д в порядке 1-2-3-4-5. Задача выполняется следующими перемещениями граней:
1 - фиг.10, вращением связки-пятерки граней 1-4-3-7-11 против часовой стрелки около полюса Д на семьдесят два градуса или на один шаг получаем на полюсе Д, фиг.11, расположение граней 4-3-7-11-1 по часовой стрелке;
2 - фиг.11, вращением связки-пятерки граней 2-8-6 - (невидимы) -3-4 около полюса А на один шаг против часовой стрелки получим расположение граней на полюсе А 3 - не видна… 4-2-…-8-6 - не видны, фиг.12;
3 - фиг.12, вращением связки-пятерки граней 3-13-9 - (невидимы)… -7-4 против часовой стрелки около полюса В на один шаг получим расположение граней на полюсе В 13-9-7 - (невидимы) -4-3, фиг.13;.
4 - фиг.13, вращением около полюса В связки-пятерки граней 12-16-…-19-14-5 (невидимы) на два шага по часовой стрелке получим расположение граней на полюсе В 14-5-…-12-16-19, (невидимы) фиг.14;
5 - фиг 14, вращением около полюса Г связки-пятерки граней 4-…-7-10 (невидимы) 17-11 на один шаг против часовой стрелки получим расположение граней на полюсе Г 7-10,17 (невидимы) - 11-4, фиг.15;
6 - фиг.15, вращением около полюса А граней 11, -17-15-12 (невидимы)… 5, на один шаг по часов стрелке получим расположение граней на полюсе А 5-…-11-17-15 - (невидимы) -12, фиг.16;
7 - фиг.16, вращением связки-пятерки около полюса Г граней 7-…-10-11 (невидимы) 5-4 по часовой стрелке на один шаг получим расположение граней на полюсе Г 4-…-7-10 (невидимы) -11-5, фиг.17.
8 результате семи выполненных перемещений пятерок граней получены выстроенные по часовой стрелке около полюса Д грани 1-2-3-4-5. На противоположной стороне выкладываются грани в зависимости расклада и задуманной комбинации. По центру между этими полюсами можно выставить все остальные в любом порядке.
Таким способом работы с гранями двадцатигранника возможно получение любых комбинаций на его поверхности. Связная система с помощью плавного перехода ножки грани из одного концентрического паза в другой и далее позволила усовершенствовать качество работы с головоломкой. В результате стало возможным набирать на полюсах и по центральному поясу любые числовые комбинации. Обозначение граней головоломки различными цветовыми формами или орнаментом функционально разнообразит игровые варианты. В случае маркирования граней картинками с четкими цветовыми границами можно использовать игрушку как тренажер для тренировки зрительной памяти. Использование цифровых обозначений граней, сложенных в суммы по полюсам и центральному поясу, позволит желающим потренироваться в математической сфере.
Двадцатигранник собирается из 2-х групп совершенно одинаковых деталей. Производственно-техническое изготовление сборных элементов не требует сложного технического оборудования.
Иллюстрации: фиг.1-фиг.17
Источники информации
Патент RU 2253496 аналог.
Патент RU 2064315 прототип.