Объёмное игровое устройство в форме куба "латинский куб"

Объёмное игровое устройство в форме куба "латинский куб"

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для ведения логических игр – головоломок, и может использоваться в период досуга.

Известен игровой куб, содержащий боковые, угловые и центральные элементы с растяжимой связью и упорами на гранях элементов, магические квадраты третьего порядка на гранях игрового куба, причем сумма центральных цифр на противоположных гранях величина постоянная, причем он снабжен свободным шарниром и жесткой связью с упорами, боковые элементы выполнены в форме прямых трапециидальных призм с ребрами а, а, а/2, и и с площадью основания 3а²/4, угловые элементы - в форме прямых треугольных призм с ребрами а, а/2, и и с площадью основания а²/4, центральные элементы - в форме куба с ребрами а, а, а, причем боковые элементы соединены связью попарно, каждый угловой элемент с упором связи на грани и свободном шарнире, центральные элементы соединены жесткой связью с упорами на внешних и внутренних гранях, боковые и угловые элементы установлены с возможностью вращения на 360° в плоскостях соприкосновения граней этих элементов с гранями центральных элементов, при этом угловые элементы могут менять свое местоположение на периметре игрового куба (Патент РФ №12036, A63F 9/12, 9/06, 1999).

Недостаток аналога - сложная конструкция игрового куба.

Известно объемное устройство в форме куба «Магический куб», содержащие игровые элементы, соединенные между собой связями и образующие в совокупности шесть граней по девять единичных квадратов, в каждый из которых нанесено число, причем сумма двух центральных чисел на противоположных гранях куба - величина постоянная, причем оно состоит из двух компонентов, каждый из которых содержит четыре прямоугольных параллелепипеда с ребрами а, а, 3а и с площадью основания а2 и один единичный куб с ребрами а, а, а, причем первый компонент имеет диагональное, а второй компонент - осевое размещение параллелепипедов у центрального единичного куба и установлены с возможностью вращения на 360° вокруг двух взаимно перпендикулярных осей в диагональном и осевом направлениях, проходящих через центр тяжести единичного куба, причем у первого компонента грань единичного куба лежит в плоскости верхних оснований параллелепипедов, а у второго компонента - лежит в плоскости нижних оснований параллелепипедов, связь между параллелепипедами и единичным кубом выполнена растяжимой с упорами и установлена по оси вращения, а числа взяты из ряда последовательных целых чисел а, b, с, d, е, f, g, h, i, j, k, l, m и n, из которых формируются на гранях куба шесть магических квадратов третьего порядка: а, b, с, d, е, f, g, h, i; b, с, d, e, f, g, h, i, j; c, d, e, f, g, h, i, j, k; d, e, f, g, h, i, j, k, l; e, f, g, h, i, j, k, l, m; f, g, h, i, j, k, l, m, n, с центральными числами e, f, g, h, i и j. Таблица 1: a=-3, b=-2, с=-1, d=0, e=1, f=2, g=3, h=4, i=5, j=6, k=7, l=8, m=9, n=10 (Патент РФ №2132712, A63F 9/12, 1999).

Недостаток прототипа - сложная конструкция куба, который состоит из двух компонентов, каждый из которых содержит четыре прямоугольных параллелепипеда, причем первый компонент имеет диагональное, а второй компонент - осевое размещение параллелепипедов у центрального единичного куба и установлены с возможностью вращения на 360° вокруг двух взаимно перпендикулярных осей.

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное решение выбрано в качестве прототипа заявляемого технического решения.

Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию, содержащую шесть квадратных пластин с центральными круглыми, сквозными отверстиями, которые нанизаны на стержень и закреплены с возможность вращения вокруг него на 360° и образуют куб, на поверхности верхней и нижней граней куба размещены наклейки магических квадратов четвертого порядка, по периметру каждой внутренней квадратной пластины размещены четыре наклейки с числами от 1 до 16 в следующей последовательности: 14, 1, 15, 4; 11, 8, 10, 5; 2, 13, 3, 16; 7, 12, 6, 9.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в упрощении конструкции объемного игрового устройства в форме куба «Латинский куб».

Для достижения технического результата в объемном игровом устройстве в форме куба «Латинский куб», содержащем игровые элементы, соединенные между собой связями и образующие в совокупности шесть граней, на которых из чисел формируются магические квадраты, причем игровые элементы выполнены в виде квадратных пластин со стороной а, толщиной b и с центральным круглым отверстием, шесть квадратных пластин нанизаны на стержень с верхним и нижним узлом крепления и образуют куб с ребрами а=6b, и установлены с возможность вращения каждой квадратной пластины вокруг стержня на 360°, на поверхности верхней и нижней грани куба размещены наклейки магических квадратов четвертого порядка, в ячейках которых вписаны числа от 1 до 16, по периметру каждой внутренней квадратной пластины размещены четыре наклейки, к каждой из которых в ячейках вписаны четыре числа из набора от 1 до 16, а сумма чисел в наклейке равна 34.

Кроме того, заявленное решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, а именно:

- на поверхности верхней грани куба размещена наклейка магического квадрата четвертого порядка

- на поверхности нижней грани куба размещена наклейка магического квадрата четвертого порядка

- по периметру каждой внутренней квадратной пластины размещены наклейки по четыре числа в каждой в следующей последовательности: 14, 1, 15,4; 11,8, 10,5; 2, 13,3, 16; 7, 12, 6, 9.

Отличительными признаками предлагаемого изобретения являются то, что игровые элементы выполнены в виде квадратных пластин со стороной а, толщиной b и с центральным круглым отверстием, шесть квадратных пластин нанизаны на стержень с верхним и нижним узлом крепления и образуют куб с ребрами а=6b, и установлены с возможность вращения каждой квадратной пластины вокруг стержня на 360°, на поверхности верхней и нижней грани куба размещены наклейки магических квадратов четвертого порядка, в ячейках которых вписаны числа от 1 до 16, по периметру каждой внутренней квадратной пластины размещены четыре наклейки, к каждой из которых в ячейках вписаны четыре числа из набора от 1 до 16, а сумма чисел в наклейке равна 34.

Предлагаемое объемное игровое устройство в форме куба «Латинский куб», иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-14.

На фиг. 1 показан общий вид игрового устройства в форме куба «Латинский куб».

На фиг. 2 - вид А на грань куба.

На фиг. 3 - вид Б на грань куба.

На фиг. 4 - вид В на грань куба.

На фиг. 5 - сборка куба.

На фиг. 6 - поперечный разрез А-А на фиг. 5.

На фиг. 7 - верхняя и нижняя квадратные пластины куба.

На фиг. 8 - поперечный разрез Б-Б на фиг. 7.

На фиг. 9 - внутренняя квадратная пластина куба.

На фиг. 10 - поперечный разрез В-В на фиг. 9.

На фиг. 11 - развертка четырех граней куба с магическими квадратами четвертого порядка по замкнутому контуру 13.

На фиг. 12 - развертка четырех граней куба с магическими квадратами четвертого порядка по замкнутому контуру 14.

На фиг. 13 - развертка четырех граней куба с магическими квадратами четвертого порядка по замкнутому контуру 15.

На фиг. 14 - размещение замкнутых контуров на гранях куба.

Объемное игровое устройство в форме куба «Латинский куб» содержит: игровой элемент 1 - квадратные пластины верхней и нижней грани куба; отверстие - углубление 2; игровой элемент 3 - внутренние квадратные пластины куба (игровые элементы 1 и 3 установлены с возможностью вращения на 360° в горизонтальной плоскости); центральное отверстие 4; стержень 5; верхний и нижний узел 6 крепления; наклейку 7 с числами 14, 1, 15, 4 на внутренних квадратных пластинах 3; наклейку 8 с числами 11, 8, 10, 5 на внутренних квадратных пластинах 3; наклейку 9 с числами 2, 13, 3, 16 на внутренних квадратных пластинах 3; наклейку 10 с числами 7, 12, 6, 9 на внутренних квадратных пластинах 3; наклейку 11 магического квадрата четвертого порядка на верхней квадратной пластине 1; наклейку 12 магического квадрата четвертого порядка на нижней квадратной пластине 1; замкнутый контур 13 на гранях куба; замкнутый контур 14 на гранях куба; замкнутый контур 15 на гранях куба.

Принятые обозначения на фиг. 1-14:

а=6b - ребро куба, где b - толщина квадратной пластины 1, 3 и ширина наклеек 7, 8, 9 и 10; b×а/4 - ячейка наклеек 7, 8, 9 и 10 (фиг. 2); а/4×а/4 -ячейка наклеек 11 и 12 (фиг. 4).

Работа устройства заключается в следующем. Работа сводится к построению на шести гранях куба (фиг. 1) Латинского куба. Латинским квадратом называется квадрат n×n клеток в которых написаны числа 1, 2, …, n, притом так, что в каждой строке и каждом столбце встречаются все эти числа по одному разу (http://yunc.org.). Латинским кубом будем называть куб, у которого в трех замкнутых контурах 13, 14. 15 граней куба в строках (фиг. 11, контур 13) и столбцах (фиг. 12, 13, контур 14 и 15) магических квадратов четвертого порядка написаны числа от 1 до 16, притом так, что в каждой строке и каждом столбце встречаются все эти числа по одному разу.

Построение Латинского куба включает три этапа в соответствии с наличием трех замкнутых контурах 13, 14. 15 граней куба (фиг. 14).

Первый этап, построение на замкнутом контуре 13. Путем вращая внутренних квадратных пластин 3 с наклейками 7, 8, 9, 10 вокруг стержня 5, проходящего в отверстиях - углублениях 2 и центральных отверстиях 4 и закрепленного при помощи верхнего и нижнего узлов 6, устанавливаем (методом проб и ошибок) на периметрах внутренних квадратных пластин 3 магические квадраты четвертого порядка (фиг. 11), у которых в строках, столбцах и диагоналях сумма чисел равна 34. Отметим, что в строках (фиг. 11) с ячейками, размера b×а/4, по замкнутому контуру 13 имеются все числа от 1 до 16 без повтора.

Второй этап, построение на замкнутом контуре 14. Путем вращения внешних (верхней и нижней) квадратной пластин 1 с наклейками 11, 12, на которых изначально построены магические квадраты четвертого порядка, выполняется совмещение столбцов двух магических квадратов четвертого порядка внутренних квадратных пластин 3 со столбцами магических квадратов четвертого порядка на верхней и нижней квадратных пластинах 1, так чтобы во всех столбцах по периметру имелись числа от 1 до 16 (фиг. 12).

Третий этап, построение на замкнутом контуре 15. Третий этап повторяет второй этап, отличие заключается в том, что выполняется совмещение столбцов двух других магических квадратов четвертого порядка внутренних квадратных пластин 3 со столбцами магических квадратов четвертого порядка на верхней и нижней квадратных пластинах 1, так чтобы во всех столбцах по периметру имелись числа от 1 до 16 (фиг. 13).

По завершении третьего этапа завершена работа по построению объемного игрового устройства в форме куба «Латинский куб». Конструкция объемного игрового устройства в форме куба «Латинский куб» позволяет выполнять другие построения с другими магическими квадратами четвертого порядка на внутренних квадратных пластин 3 и построения, когда отсутствуют магические квадраты четвертого порядка на внутренних квадратных пластинах 3.

Использование устройства позволит упростить конструкцию объемного игрового устройства в форме куба «Латинский куб».

1. Объемное игровое устройство в форме куба «Латинский куб», включающее игровые элементы, соединенные между собой связями и образующие в совокупности шесть граней, на которых из чисел формируются магические квадраты, отличающееся тем, что игровые элементы выполнены в виде квадратных пластин со стороной a, толщиной b и c центральным круглым отверстием, шесть квадратных пластин нанизаны на стержень с верхним и нижним узлами крепления и образуют куб с ребрами a=6b, и установлены с возможностью вращения каждой квадратной пластины вокруг стержня на 360°, на поверхности верхней и нижней грани куба размещены наклейки магических квадратов четвертого порядка, в ячейках которых вписаны числа от 1 до 16, по периметру каждой внутренней квадратной пластины размещены четыре наклейки, к каждой из которых в ячейках вписаны четыре числа из набора от 1 до 16, а сумма чисел в наклейке равна 34.

2. Объемное игровое устройство в форме куба «Латинский куб» по п. 1, отличающееся тем, что на поверхности верхней грани куба размещена наклейка магического квадрата четвертого порядка

3. Объемное игровое устройство в форме куба «Латинский куб» по п. 1, отличающееся тем, что на поверхности нижней грани куба размещена наклейка магического квадрата четвертого порядка

4. Объемное игровое устройство в форме куба «Латинский куб» по п. 1, отличающееся тем, что по периметру каждой внутренней квадратной пластины размещены наклейки, по четыре числа в каждой, в следующей последовательности: 14, 1, 15, 4; 11, 8, 10, 5; 2, 13, 3, 16; 7, 12, 6, 9.