RU2199364C2

RU2199364C2 - Constructor

Info

Publication number: RU2199364C2
Application number: RU2000130898/12A
Authority: RU
Inventors: П.И. Федотов; А.О. Макеев; С.А. Киселёв; Л.В. Европейцев; М.В. Воловикова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Производственная фирма "Тедико"
Priority date: 2000-12-09
Filing date: 2000-12-09
Publication date: 2003-02-27

Abstract

FIELD: entertaining industry. SUBSTANCE: constructor has set of parts, set of members arranged in layers and connected with one another through at least one connection unit for forming carcass of three-dimensional figure. At least one of said members is equipped with at least one connection unit for attachment of at least one part. Parts and members are made from resilient porous material, such as resilient foamed plastic with apparent density of 0.012-0.220 g/cu. cm. Members of set for obtaining maximal dimension of carcass have total weight providing deformation of three-dimensional figure carcass under its own weight by value less than 5%. Such construction has rigidity sufficient to allows carcass standing various loads of its own weight to be formed without changing three-dimensional shape of object. Object may be repeatedly assembled and disassembled. Constructor may be used for building and modeling of different objects from soft resilient material and allows children to develop creative skills and imaginative thinking and form polytechnic conceptions. EFFECT: increased entertaining and training effect and simplified construction. 3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к легкой промышленности, а именно к средствам для конструирования и моделирования из мягкого упругого материала, предназначенным для развития у детей и юношей творческих навыков, образного мышления и формирования политехнических понятий. The invention relates to light industry, and in particular to means for designing and modeling from soft elastic material, intended for the development in children and youths of creative skills, imaginative thinking and the formation of polytechnic concepts.

Известны различные по исполнению конструкторы, представляющие набор элементов с узлами для присоединения к ним деталей конструктора для формирования различных пространственных фигур. В качестве материала для изготовления деталей и элементов используют твердые пластмассы (Промышленный образец СССР 28307, МПКО 21-01, опубл. Бюллетень промышленных образцов 3, 1990). Однако подобные конструкторы обладают повышенной опасностью для детей, обусловленной наличием твердых острых элементов, являющихся причиной нанесения различных травм во время игры. Designers of various designs are known that represent a set of elements with nodes for attaching designer parts to them to form various spatial shapes. Hard plastics are used as the material for the manufacture of parts and elements (Industrial Design of the USSR 28307, MPKO 21-01, publ. Bulletin of Industrial Designs 3, 1990). However, such designers have an increased danger for children, due to the presence of solid sharp elements, which cause various injuries during the game.

Известны конструкторы из мягкого материала, представляющие собой набор элементов с узлами для присоединения к ним деталей конструктора для формирования различных пространственных фигур (Журавлева А.П. и др. Начальное техническое моделирование, М.: Просвещение, 1982, с. 72-77). Однако существующие конструкторы обладают ограниченными техническими возможностями ввиду невозможности изготовления изделий, максимально приближенных к реально существующим их аналогам, в частности автомобилю, самолету, птице, различным животным и насекомым. Кроме этого, подобные модели обладают существенным преимуществом перед своими аналогами из твердой пластмассы, они абсолютно безопасны и удобны в обращении, имеют малый вес и обладают повышенной прочностью. Known designers of soft material, which are a set of elements with nodes for attaching designer parts to them to form various spatial figures (Zhuravleva A.P. et al. Initial Technical Modeling, Moscow: Education, 1982, pp. 72-77). However, existing designers have limited technical capabilities due to the impossibility of manufacturing products that are as close as possible to their really existing counterparts, in particular a car, plane, bird, various animals and insects. In addition, such models have a significant advantage over their counterparts made of hard plastic, they are absolutely safe and easy to use, lightweight and have high strength.

В качестве ближайшего аналога принят конструктор, содержащий набор деталей, набор элементов, расположенных послойно и соединенных между собой, по меньшей мере, одним узлом соединения с возможностью формирования каркаса пространственной фигуры, при этом, по меньшей мере, один из элементов выполнен с, по меньшей мере, одним узлом соединения, предназначенным для прикрепления, по меньшей мере, одной детали конструктора, а набор элементов выполнен из упругого пористого материала (WO 94/15688 A1, опубл. 21.07.1994). As the closest analogue, a constructor containing a set of parts, a set of elements arranged in layers and connected by at least one connection node with the possibility of forming a spatial figure frame is adopted, at least one of the elements is made with at least at least one connection node for attaching at least one part of the designer, and the set of elements is made of elastic porous material (WO 94/15688 A1, publ. 21.07.1994).

Сущность изобретения
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка каркаса конструктора, обладающего расширенными техническими возможностями, позволяющими формировать на его базе широкий круг пространственных фигур или изделий, не опасаясь за деформационное нарушение формы ввиду действия сил тяжести от собственной массы фигуры на граничных ее участках, и обеспечения при этом повышенной безопасности при ее использовании детьми во время конструирования и последующих игр с использованием собранных фигур. Технический результат заключается в обеспечении жесткости и надежности каркаса, позволяющей выдерживать различные нагрузки от собственной массы без изменения пространственной формы модели, а также обеспечивать повторяемость процессов сборки и разборки изделий.SUMMARY OF THE INVENTION
The problem to which the present invention is directed is the development of a designer frame with advanced technical capabilities, allowing to form on its basis a wide range of spatial figures or products, without fear for deformation violation due to the action of gravity from its own mass of the figure at its boundary sections, and at the same time ensuring increased safety during its use by children during construction and subsequent games using assembled figures. The technical result is to ensure rigidity and reliability of the frame, which can withstand various loads from its own mass without changing the spatial shape of the model, as well as to ensure the repeatability of the assembly and disassembly of products.

Для достижения технического результата при решении поставленной задачи в известном конструкторе, содержащем набор деталей, набор элементов, расположенных послойно и соединенных между собой, по меньшей мере, одним узлом соединения с возможностью формирования каркаса пространственной фигуры, при этом, по меньшей мере, один из элементов выполнен с, по меньшей мере, одним узлом соединения, предназначенным для прикрепления, по меньшей мере, одной детали, а детали и элементы выполнены из упругого пористого материала, в качестве которого применен эластичный интегральный пенопласт с кажущейся плотностью, равной 0,012-0,22 г/см³, при этом общее количество элементов в наборе для получения максимального габарита каркаса выполнено с массой, обеспечивающей деформацию каркаса пространственной фигуры под действием его собственной массы на величину не более 5%.To achieve a technical result in solving the problem in a known constructor containing a set of parts, a set of elements arranged in layers and interconnected by at least one connection node with the possibility of forming a spatial figure frame, at least one of the elements made with at least one connection node for attaching at least one part, and the parts and elements are made of elastic porous material, for which ene resilient integral foam with an apparent density equal to 0,012-0,22 g / cm ^3, the total number of elements in the set to obtain a maximum frame dimension is satisfied with a mass that provides a spatial frame shape deformation under the action of its own weight by no more than 5 %

Возможны другие варианты выполнения полезной модели, в которых целесообразно, чтобы:
- в качестве эластичного интегрального пенопласта был применен пенополиуретан, и/или пенополистирол, и/или пенорезина, и/или пенофенопласт, и/или пенополиэтилен, и/или этиловинилацетат;
- каркас был бы выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру структуры сооружения и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего сооружения;
- каркас был бы выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру фюзеляжа модели летательного аппарата и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего летательного аппарата;
- каркас был бы выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру кузова модели железнодорожного, или наземного безрельсового, или водного транспортного средства и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего железнодорожного, или наземного безрельсового, или водного транспортного средства;
- каркас был бы выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру корпуса модели космического корабля и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего космического корабля;
- каркас был бы выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру тела млекопитающего, или животного, или птицы, или насекомого и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего млекопитающего, или животного, или птицы, или насекомого.Other embodiments of the utility model are possible, in which it is advisable that:
- as a flexible integral foam, polyurethane foam and / or polystyrene foam and / or foam rubber and / or foam plastic and / or polyethylene foam and / or ethyl vinyl acetate were used;
- the frame would be made in the form of a set of layered flat elements that form the figure of the structure of the structure and made with nodes for connection with the details of the designer to form the configuration of the corresponding structure;
- the frame would be made in the form of a set of layered flat elements that form the shape of the fuselage of the model of the aircraft and made with nodes for connection with the details of the designer to form the configuration of the corresponding aircraft;
- the frame would be made in the form of a set of layer-by-layer flat elements that form the body shape of a model of a railway or land rail-free or water vehicle and made with nodes for connection with designer parts to form the configuration of the corresponding railway or land rail-free or water vehicle ;
- the frame would be made in the form of a set of layer-by-layer flat elements that form the shape of the spacecraft model body and are made with nodes for connecting with the designer parts to form the configuration of the corresponding spacecraft;
- the frame would be made in the form of a set of layered flat elements that form the shape of the body of a mammal, or animal, or bird, or insect and made with nodes to connect with the details of the designer to form the configuration of the corresponding mammal, or animal, or bird, or insect.

Указанные признаки являются существенными и связанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения указанного технического результата. These signs are essential and interconnected causal relationship with the formation of a set of essential features sufficient to achieve the specified technical result.

Краткое описание чертежей. A brief description of the drawings.

На фиг.1 изображен каркас фюзеляжа модели самолета с узлом соединения. Figure 1 shows the frame of the fuselage of an airplane model with a connection node.

На фиг. 2 изображен каркас фюзеляжа модели самолета в сборе с присоединенной деталью. In FIG. 2 shows the fuselage frame of an airplane model assembly with an attached part.

На фиг.3 изображена модель самолета в сборе. Figure 3 shows the complete model of the aircraft.

Изобретение поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью признаков технического результата. The invention is illustrated by a specific implementation example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving this set of features of a technical result.

В качестве примера выполнения изобретения на чертежах поэтапно представлен процесс сборки конструктора самолета. На фиг.1, 2 изображен процесс сборки каркаса фюзеляжа модели самолета, который содержит набор плоских элементов 1 разной формы, расположенных послойно и соединенных между собой несколькими узлами 2 соединения с возможностью формирования пространственной фигуры фюзеляжа модели самолета. Элементы 1 снабжены узлами 3 соединения, предназначенными для прикрепления деталей 4 конструктора самолета, в частности его оперение, шасси и другие. Все элементы 1, а также и детали 4 выполнены из упругого пористого материала, в качестве которых применены пенополиуретан, и/или пенополиэтилен, и/или этилвинилацетат с кажущейся плотностью, равной 0,060-0,0150 г/см. Применение указанных выше марок пенополиматериалов, с одной стороны, исключает нанесение травм как в процессе сборки конструктора, так и в процессе игр с собранными моделями, с другой стороны, применение этих материалов расширяет технические возможности за счет возможности получения широкого спектра разнообразных фигур с использованием известных способов раскроя, позволяющих в свою очередь создание изделий сложной формы, максимально приближенной к реально существующим объектам техники или живой природы. As an example of carrying out the invention, the assembly process of an aircraft constructor is presented in stages in the drawings. Figure 1, 2 shows the process of assembling the fuselage frame of an airplane model, which contains a set of flat elements 1 of various shapes arranged in layers and interconnected by several connection nodes 2 with the possibility of forming a spatial figure of the fuselage of the airplane model. The elements 1 are equipped with connection units 3 for fixing parts 4 of the airplane’s designer, in particular its plumage, landing gear and others. All elements 1, as well as parts 4 are made of elastic porous material, which are used as polyurethane foam and / or polyethylene foam and / or ethyl vinyl acetate with an apparent density of 0.060-0.0150 g / cm. The use of the above brands of polystyrene materials, on the one hand, eliminates injuries both in the process of assembling the designer and in the process of playing with assembled models, on the other hand, the use of these materials expands the technical capabilities due to the possibility of obtaining a wide range of different shapes using known methods cutting, allowing in turn the creation of products of complex shape, as close as possible to really existing objects of technology or wildlife.

Одним из условий создания сложных по форме фигур необходимо, чтобы общее количество элементов 1 в наборе максимального габарита каркаса выполнено с массой, обеспечивающей деформацию пространственной фигуры конструктора под действием его собственной массы на величину не более 5%. Экспериментально получено, что максимальная деформация собираемой конструктором фигуры не должна превышать 5%, дальнейшее увеличение сил, действующих на максимально удаленные участки элементов 1 от собственной их массы, приводит к невозможности удержания заданной формы элементов и фигуры в целом, при этом существенным признаком в реализации этого условия является выбор упругого материала. Применение в качестве упругого пористого материала материалов семейства эластичных интегральных пенопластов, а именно: пенополиуретана, и/или пенополистирола, и/или пенорезина, и/или пенофенопласта, и/или пенополиэтилена, и/или этилвинилацетата с кажущейся плотностью, равной 0,060-0,0150 г/см³, обеспечило достижение технического результата. Изменение плотности упругого пористого материала в сторону увеличения, а именно более 0,060 г/см³, приводит к необоснованному увеличению материала, сложности конструирования сложных фигур конструктора и энергетических затрат. Нижний предел плотности материала обусловлен невозможностью формирования пространственных фигур ввиду того, что элементы 1 и детали 4, выполненные из такого материала, перестают быть несущими.One of the conditions for creating shapes that are complex in shape is that the total number of elements 1 in the set of maximum frame dimensions is made with a mass that ensures the deformation of the spatial figure of the designer under the action of its own mass by no more than 5%. It was experimentally obtained that the maximum deformation of the figure assembled by the designer should not exceed 5%, a further increase in the forces acting on the most remote sections of the elements 1 from their own mass, makes it impossible to maintain the given shape of the elements and the figure as a whole, with an essential sign of this conditions is the choice of elastic material. The use as an elastic porous material of materials from the family of elastic integral foams, namely: polyurethane foam and / or polystyrene foam and / or foam rubber and / or foam plastic and / or polyethylene foam and / or ethyl vinyl acetate with an apparent density of 0.060-0, 0150 g / cm ³ , ensured the achievement of a technical result. The change in the density of the elastic porous material in the direction of increase, namely more than 0.060 g / cm ³ leads to an unreasonable increase in the material, the complexity of constructing complex figures of the designer and energy costs. The lower limit of the density of the material is due to the impossibility of forming spatial figures due to the fact that the elements 1 and parts 4 made of such material cease to be bearing.

Сборка конструктора осуществляется следующим образом. Assembly of the designer is as follows.

Элементы 1 конструктора, формирующие конструкцию фюзеляжа самолета (фиг. 1, 2) послойно собираются и соединяются при помощи узлов соединений 2, для чего одна часть узла 2 (фиг.1) деформируется таким образом, чтобы, охватив элементы 1 своими выступами в деформированном состоянии, зафиксировать элементы 1 относительно друг друга. Аналогичным образом собираются детали 4 посредством узлов 3 (фиг.2) соединения с элементами конструктора с возможностью формирования соответствующей фигуры, в данном случае фигуры самолета (фиг.3). Designer elements 1 forming the aircraft fuselage structure (Fig. 1, 2) are assembled in layers and connected using connection nodes 2, for which one part of node 2 (Fig. 1) is deformed in such a way that it covers the elements 1 with their protrusions in a deformed state , fix elements 1 relative to each other. In a similar manner, parts 4 are assembled by means of nodes 3 (FIG. 2) of connection with constructor elements with the possibility of forming the corresponding figure, in this case the figure of an airplane (FIG. 3).

Изобретение соответствует критерию "промышленная применимость", поскольку его изготовление возможно при использовании существующих средств производства с применением известных технологий. The invention meets the criterion of "industrial applicability", since its manufacture is possible using existing means of production using known technologies.

Предлагаемое устройство эффективно в работе, просто в изготовлении и удобно в эксплуатации. Применение изобретения позволяет формировать на его базе широкий круг пространственных фигур или изделий, не опасаясь за деформационное нарушение формы ввиду действия сил тяжести от собственной массы фигуры на граничных ее участках, обеспечивая при этом повышенную безопасность при ее использовании детьми во время конструирования и последующих игр с использованием собранных фигур. Технический результат заключается в обеспечении повышенной жесткости и надежности каркаса, позволяющей выдерживать различные нагрузки от собственной массы без изменения пространственной формы модели, а также обеспечивать повторяемость процессов сборки и разборки изделий. The proposed device is effective in operation, easy to manufacture and convenient to operate. The application of the invention allows to form on its basis a wide range of spatial figures or products, without fear of deformational distortion due to the action of gravity from the body’s own mass of the figure at its boundary sections, while ensuring increased safety when children use it during construction and subsequent games using assembled figures. The technical result is to provide increased rigidity and reliability of the frame, which can withstand various loads from its own mass without changing the spatial shape of the model, as well as to ensure the repeatability of the assembly and disassembly of products.

Claims

1. Конструктор, содержащий набор деталей, набор элементов, расположенных послойно и соединенных между собой, по меньшей мере, одним узлом соединения с возможностью формирования каркаса пространственной фигуры, при этом, по меньшей мере, один из элементов выполнен с, по меньшей мере, одним узлом соединения, предназначенным для прикрепления, по меньшей мере, одной детали, а детали и элементы выполнены из упругого пористого материала, отличающийся тем, что в качестве упругого пористого материала применен эластичный пенопласт с кажущейся плотностью, равной 0,012-0,220 г/см³, при этом общее количество элементов в наборе для получения максимального габарита каркаса выполнено с массой, обеспечивающей деформацию каркаса пространственной фигуры под действием его собственной массы на величину не более 5%.1. A designer containing a set of parts, a set of elements arranged in layers and connected to each other by at least one connection node with the possibility of forming a spatial figure frame, at least one of the elements is made with at least one a connection unit for attaching at least one part, and the parts and elements are made of elastic porous material, characterized in that an elastic foam with an apparent density is applied as an elastic porous material awn equal 0,012-0,220 g / cm ^3, the total number of elements in the set to obtain a maximum frame dimension is satisfied with a mass that provides frame spatial deformation shape under the action of its own weight by no more than 5%.

2. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что в качестве эластичного пенопласта применен пенополиуретан, и/или пенополистирол, и/или пенорезина, и/или пенофенопласт, и/или пенополиэтилен, и/или этилвинилацетат. 2. The designer according to claim 1, characterized in that polyurethane foam and / or polystyrene foam and / or foam rubber and / or foam plastic and / or polyethylene foam and / or ethyl vinyl acetate are used as flexible foam.

3. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру структуры сооружения и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего сооружения. 3. The designer according to claim 1, characterized in that the frame is made in the form of a set of layer-by-layer flat elements that form the figure of the structure of the structure and are made with nodes for connection with the details of the designer to form the configuration of the corresponding structure.

4. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру фюзеляжа модели летательного аппарата и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего летательного аппарата. 4. The designer according to claim 1, characterized in that the frame is made in the form of a set of layer-by-layer flat elements forming the fuselage shape of the aircraft model and made with nodes for connecting to the designer parts to form the configuration of the corresponding aircraft.

5. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру кузова модели железнодорожного, или наземного безрельсового, или водного транспортного средства и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего железнодорожного, или наземного безрельсового, или водного транспортного средства. 5. The designer according to claim 1, characterized in that the frame is made in the form of a set of layer-by-layer flat elements forming the body shape of a railway or land rail-free or water vehicle and made with nodes for connecting to designer parts to form the configuration of the corresponding railway , or land roadless, or water vehicle.

6. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру корпуса модели космического корабля и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего космического корабля. 6. The designer according to claim 1, characterized in that the frame is made in the form of a set of layer-by-layer flat elements that form the shape of the spacecraft model body and are made with nodes for connecting to the designer parts to form the configuration of the corresponding spacecraft.

7. Конструктор по п.1, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде набора послойно расположенных плоских элементов, формирующих фигуру тела млекопитающего, или животного, или птицы, или насекомого и выполненных с узлами для соединения с деталями конструктора для формирования конфигурации соответствующего млекопитающего или животного, или птицы, или насекомого. 7. The designer according to claim 1, characterized in that the frame is made in the form of a set of layer-by-layer flat elements that shape the body of a mammal, or animal, or bird, or insect and are made with nodes to connect with the details of the designer to form the configuration of the corresponding mammal or animal, or bird, or insect.