魔方的制作方法

本发明属于，具体涉及一种魔方。

背景技术：

魔方又称魔术方块或鲁比克方块，是一种流传广泛的益智玩具。

但是，初学者往往不清楚如何操作魔方才能将其恢复为初始状态(即每面都为一种颜色的而状态)，而现有魔方的指导、教程等，都是恢复魔方的通用方法，而并不能根据每个魔方当前的状态给出具体的操作提示。

技术实现要素：

本发明至少部分解决现有的魔方不能根据当前状态给出具体操作提示的问题，提供一种可根据当前状态给出具体操作提示的魔方。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种魔方，其具备初始状态，且所述魔方包括：

本体单元，其包括多个能相对运动的子块；

检测单元，用于检测各子块的相对位置，且所述检测单元包括多个子传感器，所述子传感器设于子块上；

计算单元，用于根据检测单元的检测结果计算出将魔方恢复到初始状态的操作；

提示单元，用于给出将魔方恢复到初始状态的操作的提示。

优选的是，所述本体单元还包括：固定架；所述子块包括定子块和动子块，其中所述定子块与固定架的相对位置固定，所述动子块与固定架的相对位置能改变。

进一步优选的是，每个所述动子块上均设有子传感器。

进一步优选的是，所述计算单元和提示单元设于所述固定架上。

进一步优选的是，所述魔方还包括：设于每个所述动子块上的无线通信模块，用于将相应动子块上的子传感器的检测结果发送给所述计算单元。

进一步优选的是，所述检测单元还包括：设于所述固定架上的中心传感器。

进一步优选的是，所述中心传感器包括加速度传感器和角速度传感器；每个所述子传感器包括加速度传感器和角速度传感器。

进一步优选的是，所述角速度传感器为陀螺仪传感器。

进一步优选的是，所述魔方为三阶魔方；所述固定架包括三个相互垂直、长度相等且在中部固定连接的中心杆；所述定子块包括六个分别与各中心杆的端部转动连接的中心块；所述动子块包括八个位于魔方角部的角块，以及位于相邻角块间的十二个棱块。

优选的是，所述提示单元为喇叭，用于播放将魔方恢复到初始状态的操作的语音。

本发明的魔方包括检测单元，其可检测出各子块的相对位置，也就是确定出当前魔方每个面的颜色情况；再通过计算单元的计算，即可确定出要如何操作魔方才能将其恢复为初始状态；而提示单元则用于给出以上操作的提示，操作者只要根据提示即可顺利的还原魔方。因此，本发明的魔方可根据自身的状态给出具体的操作提示，方便操作者将其还原。

附图说明

图1为本发明的实施例的一种魔方的结构示意图；

图2为本发明的实施例的一种魔方中固定架的结构示意图；

其中，附图标记为：1、固定架；21、中心块；22、角块；23、棱块；3、计算单元；4、提示单元；51、子传感器；52、中心传感器。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

如图1、图2所示，本实施例提供一种魔方，其具备初始状态，且包括：

本体单元，其包括多个能相对运动的子块；

检测单元，用于检测各子块的相对位置，且检测单元包括多个子传感器51，子传感器51设于子块上；

计算单元3，用于根据检测单元的检测结果计算出将魔方恢复到初始状态的操作；

提示单元4，用于给出将魔方恢复到初始状态的操作的提示。

其中，初始状态是指在操作魔方中希望达到的目标状态，通常为每个面的颜色都相同的状态。

本体单元是指可供操作的魔方的主体部分，其具有多个位置可相对运动的子块，每个块具有一个或多个面，每个面具有相应的颜色，而魔方整体的每个面由多个子块的面构成；故当各子块相对运动时，魔方整体的每个的颜色状况也会变化。

本实施例的魔方包括检测单元，其可检测出各子块的相对位置，也就是确定出当前魔方每个面的颜色情况；再通过计算单元3的计算，即可确定出要如何操作魔方才能将其恢复为初始状态；而提示单元4则用于给出以上操作的提示，操作者只要根据提示即可顺利的还原魔方。因此，本实施例的魔方可根据自身的状态给出具体的操作提示，方便操作者将其还原。

优选的，提示单元4为喇叭，用于播放将魔方恢复到初始状态的操作的语音。

从方便的角度考虑，以上提示单元4可为喇叭，用于播放还原操作的语音，例如将“中心块21为黄色的面向中心块21为蓝色的面的方向转动90度”等。

优选的，以上本体单元还包括：

固定架1；

子块包括定子块和动子块，其中定子块与固定架1的相对位置固定，动子块与固定架1的相对位置能改变。

虽然魔方有许多不同的形式，但多数魔方中都具有本身不会运动的固定架1，且有部分子块连接在固定架1上，这些子块称为定子块，它们与固定架1的相对位置是固定的(当然各定子块的相对位置也是固定的)；而其它的子块则称为动子块，它们可相对于固定架1(当然也相对于定子块)运动，正是这些动子块的运动使魔方具有不同的状态。

优选的，魔方为三阶魔方；固定架1包括三个相互垂直、长度相等且在中部固定连接的中心杆；定子块包括六个分别与各中心杆的端部转动连接的中心块21；动子块包括八个位于魔方角部的角块22，以及位于相邻角块22间的十二个棱块23。

如图1所示，本实施例的魔方可为三阶魔方的形式，三阶魔方是最常见的魔方，其共有六个面，每个面由3×3共9个子块的小面构成。

如图2所示，三阶魔方的固定架1由三个长度相等的中心杆构成，各中心杆在中部相连，且相互垂直。由此，三个中心杆共有六个端部，每个端部可连接一个中心块21，中心块21对应魔方的面的中心位置。同时，三阶魔方共有八个角，每个角有一个角块22，每个角块22具有三个相互垂直的面；而相邻角块22之间为魔方的棱部，每个棱部设有一个棱块23，棱块23共十二个，每个棱块23有两个相互垂直的面。

显然，以上中心块21与固定架1(中心杆)间的相对位置是固定的(可绕中心杆旋转，但相对位置不变)，故为固定块，即不论三阶魔方如何旋转，其各面的中心的颜色是不会变化的；而角块22和棱块23则可相对于固定架1运动，故均为动子块。当然，不论角块22和棱块23如何运动，角块22始终位于魔方的角部，而棱块23始终位于魔方的棱部，中心块21则始终位于魔方各面的中部。

当然，虽然以上以三阶魔方为例进行了详细说明，但本实施例的魔方也可为四阶魔方等其它形式，而这些魔方中也均可含有固定架。例如，四阶魔方中设有一个球体，该球体的中心即为固定架。本实施例的魔方还可为华容道、独立钻石，或各种内部转动轨道结构的魔方。

更优选的，每个动子块上均设有子传感器51。

显然，当魔方具有固定架1、定子块、动子块时，由于定子块的相对位置不变，故没有必要在其中设置传感器，而只要在每个动子块中设置子传感器51即可。

更优选的，计算单元3和提示单元4设于固定架1上。

显然，计算单元3和提示单元4并不直接检测位置，故它们没有必要随着动子块一起运动，而可设在固定架1上，如设于中心杆内部。

更优选的，魔方还包括：设于每个动子块上的无线通信模块，用于将相应动子块上的子传感器51的检测结果发送给计算单元3。

显然，子传感器51采集到的数据必须要发送给计算单元3，而动子块相对于固定架1的活动方式是很多的，故若要通过连线等方式将子传感器51与固定架1上的计算单元3相连是很困难的，因此可在每个动子块上设置无线通信模块，用于将相应子传感器51的检测结果发送给计算单元3。

当然，若要实现以上信息的发送，则固定架1上也应设有相应的无线通讯模块，且每个子块上的无线通信模块还应发送其所对应的子块的信息(如编号)，以使计算单元3可区分信息是对应哪个子块的。

更优选的，检测单元还包括：设于固定架1上的中心传感器52。

虽然固定架1本身并不运动，但也可在其上设置中心传感器52，与子传感器51共同作用以确定各子块的位置。

进一步优选的，中心传感器52包括加速度传感器和角速度传感器，每个子传感器51包括加速度传感器和角速度传感器。

作为本实施例的一种具体方式，传感器可包括加速度传感器和角速度传感器，其中加速度传感器可检测出运动速度信息，而角速度传感器则可检测出转动的信息，由此，中心传感器52可将魔方整体的运动轨迹检测出来，而子传感器51则可将各动子块的运动轨迹检测出来，动子块的运动轨迹除去魔方整体的运动轨迹后，就是各子块相对于固定架1的运动轨迹，而将该运动轨迹累积下来，即可在任意时刻确定各动子块相对于固定架1的位置。

例如，具体可如图1所示，以固定架1的中心(即三个中心杆的交点)为原点建立坐标系，而三个中心杆的方向即分别为x、y、z方向。这样，每个子块所在的位置即可获得一个确定的坐标(图1中示例性的标出了部分坐标)。在对魔方进行操作时，处于同一坐标的子块会放生变化，例如，假设原本处于图1中(1,1,1)位置的是1号角块22，处于(-1,1,1)位置的是2号角块22，若此时将图1中魔方的最上层顺时针转动90度，则1号角块22会移动到(-1,1,1)位置，即处于(-1,1,1)位置的成了1号角块22。显然，一个子块在确定坐标时其各面的颜色和朝向也是确定的，故只要能确定出各子块(如通过编号区分)分别位于什么坐标(或者说各坐标分别是什么子块)，即可确定出当前魔方各面的颜色情况，再根据颜色情况进行计算，即可得出将魔方恢复到初始状态所需的操作，并通过语音播放出来作为指导。

当然，按照以上的坐标体系，每个中心块21的坐标位置是确定的，故不必计算中心块21的坐标。

进一步优选的，角速度传感器为陀螺仪传感器。

也就是说，可选用陀螺仪传感器作为以上的角速度传感器。

当然，应当理解，虽然以上用加速度传感器和角速度传感器作为例子，但检测单元的具体例子并不限于此，例如，各子块上也可设有向固定架1发射不同频率电磁波的发射器，而固定架1上设有能接收电磁波的接收器件，通过分析不同波长的电磁波相对于接收器件的来源角度，即可确定各子块的相对位置。

当然，应当理解，以上魔方中还应包括其它必要的器件，例如，各传感器、无线通信模块、计算单元3、提示单元4等应具有相应的电源(如在每个动子块和固定架1上设置的电池)，在此不再详细描述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。