Набор элементов для сборки структур

1 Настоящее изобретение относится к набору элементов для сборки структур. Конкретнее, изобретение касается набора вышеуказанного вида, содержащего магнитные элементы, имеющие разные и подходящие друг другу размеры, и ферромагнитные элементы,предпочтительно ферромагнитные шары. В частности, с помощью данного набора можно собирать трехмерные структуры любого вида, даже кристаллографические структуры,причем как для игровых, так и для образовательных целей, а также фигуры или модели воспроизводимых предметов. В настоящее время известно существование систем, позволяющих создавать трехмерные сложные фигуры или структуры посредством элементов, которые могут быть соединены магнитным способом. В частности, как описано в патенте Великобритании 726328, существуют магнитные элементы не только с простой полярностью СЮ (Север-Юг), но также с комбинированными полярностями СЮС или ЮСЮ, причем магнитные элементы имеют различные формы,что позволяет соединять их оригинальным способом для создания трехмерных структур. Известны системы, которые состоят из ферромагнитных элементов или стержней и металлических шаров, имеющих внутри заделанный в них магнит, что дает возможность создавать трехмерные структуры, а также некоторые кристаллографические фигуры. Кроме того, известна система, которая состоит из набора средств, включая стержнеобразные элементы, имеющие все одинаковую длину, при этом каждый из указанных элементов содержит два магнита, расположенных по одному на каждом из двух концов и разделенных ферромагнитным промежутком, а также ферромагнитные шары. Указанная система дает возможность создавать трехмерные структуры. Целью настоящего изобретения является решение проблемы, касающейся возможности создания большей разновидности трехмерных и кристаллографических структур с использованием минимального количества элементов. Кроме того, целью настоящего изобретения является то, чтобы, имея в распоряжении такие магнитные элементы, как, например,стержнеобразные элементы и ферромагнитные элементы, например шары, можно было собирать структуры, более устойчивые с конструктивной точки зрения, таким образом создавая возможность для сборки более крупных и более сложных структур. Следовательно, предметом настоящего изобретения является набор элементов для сборки сложных структур, который содержит множество первых магнитных стержневых элементов,имеющих первую длину, множество ферромагнитных элементов и множество вторых стержневых элементов, имеющих вторую длину. 2 В частности, указанные первая и вторая длины могут быть определены таким образом,что, используя только два стержневых элемента,можно создавать многие из классических двухи трехмерных структур. Предпочтительно ферромагнитные элементы согласно изобретению имеют симметричную трехмерную форму. Еще более предпочтительно ферромагнитные элементы согласно изобретению имеют сферическую форму. Кроме того, согласно изобретению указанная вторая длина вторых стержневых элементов может быть выбрана соответствующей длине диагонали квадрата со сторонами из четырех первых стержневых элементов, соединенных друг с другом в углах квадрата посредством четырех ферромагнитных элементов. Далее, согласно изобретению указанная вторая длина вторых стержневых элементов может быть выбрана соответствующей кратной целому числу доле длины диагонали квадрата со сторонами из четырех первых стержневых элементов, соединенных друг с другом в углах квадрата посредством четырех ферромагнитных элементов. Преимущественно, согласно изобретению указанная кратная целому числу доля может быть равной половине (1/2) диагонали. Согласно изобретению указанная кратная целому числу доля может быть равной одной трети (1/3) диагонали. Кроме того, согласно изобретению указанная кратная целому числу доля может быть равной одной четверти (1/4) диагонали. Согласно изобретению указанная вторая длина вторых стержневых элементов предпочтительно равна половине (1/2) диагонали квадрата со сторонами из четырех первых стержневых элементов, соединенных друг с другом в углах квадрата посредством четырех ферромагнитных элементов, за вычетом одного из главных размеров указанного ферромагнитного элемента. Главный размер ферромагнитного элемента может представлять собой, например, в элементе-параллелепипеде одно из расстояний между противоположными гранями геометрической фигуры. Преимущественно, согласно изобретению указанный главный размер представляет собой диаметр шара. Также согласно изобретению указанные ферромагнитные элементы могут быть использованы как в качестве общей точки (вершины) сложных фигур, так и в качестве соединительных элементов для указанных вторых стержневых элементов, расположенных вдоль указанных диагоналей. Кроме того, согласно изобретению указанные ферромагнитные элементы могут быть использованы как в качестве общей точки (вер 3 шины) сложных фигур, так и в качестве соединительных элементов по меньшей мере двух из указанных вторых стержневых элементов таким образом, чтобы соединяться с одинаковыми вторыми стержневыми элементами в центре сложных фигур. Согласно изобретению главный размер указанных ферромагнитных элементов предпочтительно соответствует приблизительно (32) длины канта, используемого для образования сложной фигуры, при этом указанная длина канта равна расстоянию между центрами двух используемых ферромагнитных элементов. Кроме того, согласно изобретению вышеуказанный набор элементов может содержать вторые ферромагнитные элементы, имеющие размеры, отличающиеся от размеров первых ферромагнитных элементов. Еще согласно изобретению указанные вторые ферромагнитные элементы используют в качестве соединительных элементов для указанных вторых стержневых элементов, расположенных вдоль диагоналей фигур. Более того, согласно изобретению указанные вторые ферромагнитные элементы могут быть использованы в качестве соединительных элементов, расположенных таким образом, чтобы соединяться в центре сложных фигур. Согласно изобретению указанные первые стержневые элементы могут иметь восьмиугольное поперечное сечение. Согласно изобретению указанные вторые стержневые элементы могут иметь восьмиугольное поперечное сечение. Согласно изобретению указанные первые стержневые элементы и/или указанные вторые стержневые элементы могут иметь наружное покрытие, которое не покрывает основу стержневого элемента. Кроме того, согласно изобретению указанные первые стержневые элементы и/или указанные вторые стержневые элементы могут иметь наружное покрытие, которое может частично или полностью включать в себя (охватывать) основу, при этом указанное покрытие предпочтительно состоит из пластмассы. Согласно изобретению ферромагнитные элементы предпочтительно состоят из стали. Теперь настоящее изобретение будет описано в иллюстративных, но не в ограничительных целях согласно его предпочтительным вариантам осуществления со ссылкой на фигуры,где фиг. 1 показывает первый магнитный стержневой элемент из набора согласно изобретению,фиг. 2 показывает второй магнитный стержневой элемент из набора согласно изобретению,имеющий меньшую длину, чем первый стержневой элемент,фиг. 3 показывает сферический ферромагнитный элемент из набора согласно изобретению, 004831 4 фиг. 4 показывает создание квадрата с диагональю, образованной одним модулем,фиг. 5 показывает создание квадрата с диагональю, образованной двумя модулями,фиг. 6 показывает образование квадрата с диагональю, образованной двумя модулями и соединительным сферическим блоком, и фиг. 7 показывает образование объемноцентрированного куба. Как можно видеть на фиг. 1, магнитный стержень 1 имеет определенную длину. Указанный стержень может быть покрыт пластмассой,например полипропиленом, для защиты металлического материала. Кроме того, в рассматриваемом случае стержень имеет восьмиугольное поперечное сечение. Как можно видеть на фиг. 2, магнитный стержень 2 сходен с магнитным стержнем 1, но отличается тем, что имеет другую длину, которая может быть соответственно рассчитана для получения определенных геометрических фигур. На фиг. 3 показан ферромагнитный соединительный элемент 3, который в данном случае имеет сферическую форму. Материалом для изготовления указанного элемента может быть,например, сталь. Как можно видеть на фиг. 4, четыре магнитных модуля 1 соединены в квадрат с расположением четырех сферических соединительных элементов 3 в углах. Две противоположные общие точки или вершины соединены дополнительным магнитным модулем 4, образующим диагональ этого квадрата. Принимая, что размер модуля 1 равен l, радиус соединительного щара 2 равен R и длина модуля 4 равна а, получают следующую зависимость для образования описанной структуры: а=2(l+2R)-2R На фиг. 5 показан тот же самый квадрат,что и показанный на фиг. 4, т.е. состоящий из четырех модулей 1 и четырех сферических соединительных элементов 3, но имеющий диагональ, состоящую из двух элементов 5 длиной,равной половине длины одиночного элемента 4,в результате чего образуется диагональ с двумя модулями. На фиг. 6 показан тот же самый квадрат,что и показанный на фиг. 4 и 5, т.е. состоящий из четырех модулей 1 и четырех сферических соединительных элементов 3, но имеющий диагональ, образуемую двумя модулями 6, соединенными центральным сферическим соединительным элементом 3. Таким образом, можно создавать более сложные фигуры. Зависимость между размером модуля 6, обозначенного как b,и размерами модуля 1 и соединительного элемента 3 (используются те же самые обозначения, что и указанные для фиг. 4):b=2/2x(l+2R)-2R На фиг. 7 показан объемно-центрированный куб, двенадцать кантов которого образова 5 ны модулями 1, с соединенными восемью сферическими соединительными элементами 3. Каждая вершина куба соединена одинаковым модулем 7 с дополнительным соединительным элементом 3, помещенным в центре этого куба. Зависимость между длиной канта, образуемого модулем 1, размером R (радиусом) сферы соединительного элемента 3 и размером с соединительного элемента 7, соединяющего вершину с центром куба: с=(l+2R)/2x(3)-2R Если желательно рассмотреть абсолютные размеры идеального куба, то достаточно вычесть длину а и с стержней и величину 2R, принимая во внимание окончательный размер соединительного элемента. Таким образом, отношение расстояния от вершины куба до центра куба к канту того же куба равно 3/2. Если вместо этого желательно знать размер одиночного шара, используемого во всех вершинах, оставляя размеры согласно уже определенному, то тогда указанный шар будет иметь диаметр, равный 3-2 длины канта идеального куба, соответствующего рассчитываемой структуре. Объемно-центрированный куб можно также образовать, используя только модули 1, но с использованием сферических соединительных элементов другого диаметра. С помощью настоящего изобретения можно, используя минимальное количество элементов, создавать сборные конструкции для игры или для исследований, например кристаллографические структуры, при этом делая те же самые структуры более устойчивыми и получая также экономические выгоды в отношении количества используемых элементов для образования сложных структур. Настоящее изобретение описано в иллюстративных, но не в ограничительных целях согласно его предпочтительным вариантам осуществления, но понятно, что специалистами в данной области могут быть внесены модификации и/или изменения, не выходящие за пределы изобретения, как они определены в прилагаемой формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Набор элементов для сборки сложных структур, отличающийся тем, что он содержит множество первых магнитных стержневых элементов, имеющих первую длину, множество ферромагнитных элементов и множество вторых магнитных стержневых элементов, имеющих вторую длину. 2. Набор элементов по п.1, отличающийся тем, что ферромагнитные элементы имеют симметричную трехмерную форму. 3. Набор элементов по п.1 или 2, отличающийся тем, что ферромагнитные элементы имеют сферическую форму. 6 4. Набор элементов по любому из пп.1-3,отличающийся тем, что указанная вторая длина вторых стержневых элементов соответствует длине диагонали квадрата со сторонами из четырех первых стержневых элементов, соединенных друг с другом в соответствующих углах квадрата посредством четырех ферромагнитных элементов. 5. Набор элементов по любому из пп.1-3,отличающийся тем, что указанная вторая длина вторых стержневых элементов соответствует кратной целому числу доле длины диагонали квадрата со сторонами из четырех первых стержневых элементов, соединенных друг с другом в соответствующих углах квадрата посредством четырех ферромагнитных элементов. 6. Набор элементов по п.5, отличающийся тем, что указанная кратная целому числу доля равна половине (1/2) диагонали. 7. Набор элементов по п.5, отличающийся тем, что указанная кратная целому числу доля равна одной трети (1/3) диагонали. 8. Набор элементов по п.5, отличающийся тем, что указанная кратная целому числу доля равна одной четверти (1/4) диагонали. 9. Набор элементов по любому из пп.1-3,отличающийся тем, что указанная вторая длина вторых стержневых элементов равна половине(1/2) диагонали квадрата со сторонами из четырех первых стержневых элементов, соединенных друг с другом в углах квадрата посредством четырех ферромагнитных элементов, за вычетом одного из главных размеров указанного ферромагнитного элемента. 10. Набор элементов по п.9 в случае зависимости от п.3, отличающийся тем, что указанный главный размер равен диаметру шара. 11. Набор элементов по п.9 или 10, отличающийся тем, что указанные ферромагнитные элементы использованы как в качестве общей точки сложных фигур, так и в качестве соединительных элементов для указанных вторых стержневых элементов, расположенных вдоль указанных диагоналей. 12. Набор элементов по любому из пп.9-11,отличающийся тем, что указанные ферромагнитные элементы использованы как в качестве общей точки сложных фигур, так и в качестве соединительных элементов по меньшей мере двух из указанных вторых стержневых элементов таким образом, чтобы соединяться с одинаковыми вторыми стержневыми элементами в центре сложных фигур. 13. Набор элементов по п.12, отличающийся тем, что главный размер указанных ферромагнитных элементов соответствует приблизительно (3-2) длины канта, используемого для образования сложной фигуры, при этом указанная длина канта равна расстоянию между центрами двух используемых ферромагнитных элементов. 14. Набор элементов по любому из пп.1-13,отличающийся тем, что он содержит вторые ферромагнитные элементы, имеющие размеры,отличающиеся от размеров первых ферромагнитных элементов. 15. Набор элементов по п.14, отличающийся тем, что указанные вторые ферромагнитные элементы использованы в качестве соединительных элементов для указанных вторых стержневых элементов, расположенных вдоль диагоналей фигур. 16. Набор элементов по п.14 или 15, отличающийся тем, что указанные вторые ферромагнитные элементы использованы в качестве соединительных элементов, расположенных таким образом, чтобы соединяться в центре сложных фигур. 17. Набор элементов по любому из пп.1-16,отличающийся тем, что указанные первые стержневые элементы имеют восьмиугольное поперечное сечение. 18. Набор элементов по любому из пп.1-17,отличающийся тем, что указанные вторые стержневые элементы имеют восьмиугольное поперечное сечение. 8 19. Набор элементов по любому из пп.1-18,отличающийся тем, что указанные первые стержневые элементы и/или указанные вторые стержневые элементы имеют наружное покрытие, которое не покрывает основу стержневого элемента. 20. Набор элементов по любому из пп.1-18,отличающийся тем, что указанные первые стержневые элементы и/или указанные вторые стержневые элементы имеют наружное покрытие, которое частично или полностью включает в себя основу, при этом указанное покрытие предпочтительно состоит из пластмассы. 21. Набор элементов по п.19 или 20, отличающийся тем, что ферромагнитные элементы состоят из стали. 22. Конструктор, содержащий набор главных элементов и магнитные стержни, посредством которых из главных элементов собирается объемная фигура, отличающийся тем, что главный элемент представляет собой металлический шар, а магнитный стержень выполнен составным и имеет наружное покрытие из пластмассы и основу, выполненную полностью или частично из магнитного материала.