采用导电信号通信的电子魔方及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有相互之间可移动元件的智力玩具领域，具体为一种采用导电信号通信的电子魔方及其使用方法。
【背景技术】
[0002]魔方是结构简单、富于变化、深受欢迎的智力玩具，传统的机械式魔方在使用中存在变化多、复原难的缺点，在智能硬件高度发展的今天，市场亟需一种电子智能魔方。电子魔方必须要实现魔方体块相互之间有连接电路，由于魔方体块是可移动且位置角度会旋转变化的，直接决定了这样的电子魔方很难制作；目前有一种电子智能魔方面世，但没有解决可移动的魔方体块之间间隙误差，以及连接的电路数量的控制，使其不能很好批量生产。
[0003]公开号为101291711A的中国专利于2008年10月22日公开了一种带有可编程发光拼块的游戏器具和公开号为104874176A的中国专利于2015年09月02日公开了一种带有步骤提示的智能魔方及其使用方法，都采用了一种硬接触导体方法，不能有效解决魔方有弹性的结构特征，使魔方很难旋转，而且所选接触导体接触点太多，不易生产。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、制造方便、提示明确、便于使用的智力玩具，本发明公开了一种采用导电信号通信的电子魔方及其使用方法电子魔方内外电信号通讯方法。
[0005]本发明通过如下技术方案达到发明目的:
一种采用导电信号通信的电子魔方，包括魔方块，魔方块拼合成正多面体的魔方体，设于魔方体顶角处的魔方块为角块，设于魔方体棱线中部的魔方块为边块，设于魔方体中部被角块和边块包围的区域内的魔方块为中块，其特征是:
还包括中央球体，中央球体设于魔方体的中心处，中央球体内设有电子芯片，相邻的魔方块之间以及中央球体和魔方块之间通过导电介质电气连接，魔方块和中央球体间通过由至少两路导电介质成的导电回路电气接触，导电介质具有弹性且在受挤压时产生形变。
[0006]所述的采用导电信号通信的电子魔方，其特征是:魔方体包括至少8个魔方块，魔方块组合成n Xn Xn阶的六面立方体，η为2 2的正整数，魔方块包括8个角块、12(n-2)个边块和6(n-2)2个中块，8个角块分别设于所述六面立方体的8个顶角处；12(n-2)个边块分别设于所述六面立方体12条边的每条边两个角块之间；6(n-2)2个中块分别设于所述六面立方体6个面的每个面由角块和边块包围的区域内。除标准三阶魔方、标准二阶魔方、标准四阶魔方外，还可由角块、边块、中块组成其他正多面体的异形魔方，如正四面体金字塔形魔方、正12面体魔方，以及正8面体和正20面体等。
[0007]所述的采用导电信号通信的电子魔方，其特征是:
连接角块和中央球体之间的导电回路由至少两路导电介质构成;角块有三个面分别代表三种不同的状态特征，所述三种不同的状态特征通过两路导电介质的电气接触方式是:一路导电介质是设于角块中心点和对应该角块中心点在中央球体上投影点位置的之间；另一路导电介质是设于角块偏中心点和对应该偏中心点在中央球体上投影点之间，角块旋转时该偏中心点在中央球体上投影点位置有三个，至少和一个导电介质电气接触以构成导电回路；
连接边块和中央球体之间的导电回路由至少两路导电介质构成;边块有两个面分别代表两种不同的状态特征，所述两种不同的状态特征通过两路导电介质的电气接触方式是:一路导电介质是设于边块中心点和对应该边块中心点在中央球体上投影点位置的之间；另一路导电介质是设于边块偏中心点和对应该偏中心点在中央球体上投影点之间，边块旋转时该偏中心点在中央球体上投影点位置有两个，至少和一个导电介质电气接触以构成导电回路；
连接中块和中央球体之间的导电回路由至少两路导电介质构成；中块有一个面代表一种状态特征，若不需要识别角度旋转状态，所述一种状态特征通过两路导电介质的电气接触方式是:一路导电介质是设于中块中心点和对应该中块中心点在中央球体上投影点位置的之间，另一路导电介质是设于中块偏中心点和对应该偏中心点在中央球体上投影点之间，中块旋转时该偏中心点在中央球体上投影点位置构成一个以该中块中心点在中央球体投影点为中心的圆形，至少和一个导电介质电气接触所述圆形的一部分以构成导电回路；若需要识别中块角度旋转状态，所述一种状态特征通过两路导电介质的电气接触方式是:一路导电介质是设于中块中心点和对应该中块中心点在中央球体上投影点位置的之间，另一路导电介质是设于中块偏中心点和对应该偏中心点在中央球体上投影点之间，中块旋转时该偏中心点在中央球体上投影点位置有四个，至少和一个导电介质电气接触以构成导电回路；
角块和相邻的边块之间、角块和相邻的中块之间、边块和相邻的中块之间都通过导电介质电气接触形成导电回路。
[0008]所述的采用导电信号通信的电子魔方，其特征是:导电介质选用具有弹性且在受挤压时产生形变的导电材料，选用如下i?V中的任意一种:
1.导电海绵，所述的导电海绵由内部具有弹性以受挤压而变形的海面和外层包裹导电布组成；
?.硅胶镀金属球体，所述的硅胶镀金属球体由内部具有弹性以受挤压而变形的球体和外层导电镀金属层组成；
ii1.金属弹片滑刷，所述的金属弹片滑刷由多个具有弹性以受挤压而变形的金属薄片组成；
iv.导电毛绒垫，所述的导电毛绒垫由多根具有弹性以受挤压而变形的导电毛绒组成；
V.导电毛刷，所述的导电毛刷由多根多根具有弹性以受挤压而变形的导电毛刷组成。
[0009]所述的采用导电信号通信的电子魔方，其特征是:中央球体沿球壳上的一条大圆的剖线分成两个半球体，中央球体内设有电路芯片和电子元件；中央球体的外表面对应角块、边块和中块处分别设有导电介质。
[0010]所述的采用导电信号通信的电子魔方的使用方法，其特征是:按如下步骤实施: 测角块:根据连接角块和中央球体之间导电介质构成的两路导电回路测出角块内不同电压强度或电流大小，识别出该位置角块是8个角块中哪一个;且通过角度唯一性计算出该角块的旋转状态；
测边块:根据连接边块和中央球体之间导电介质构成的两路导电回路测出边块内不同电压强度或电流大小，识别出该位置边块是12(n-2)个边块中哪一个;且通过角度唯一性计算出该边块的旋转状态；
测中块:根据连接中块和中央球体之间导电介质构成的两路导电回路测出中块内不同电压强度或电流大小，识别出该中块是6(n-2)2个中块中哪一个;且通过角度唯一性计算出该中块的旋转状态。
[0011]本发明采用了一种弹性电气接触电路，并且使电路接触点降低为理论最少。本发明电子魔方内部是一个的置入电子芯片的球体，通过魔方各体块和球体表面的一种可以挤压变形、有弹性的、能够导电的介质，实现电信号的发送和接收。本发明解决了可移动元件电路开路和位置角度多变的难题，将可移动元件间导电线路数量降低为最少，具有结构简单、制造方便、便于使用的优点。
【附图说明】
[0012]图1是典型的3X3X3魔方的结构示意图；
图2是典型的2X2X2魔方的结构示意图；
图3是典型的4X4X4魔方的结构示意图；
图4是异形魔方三角魔方的结构示意图；
图5是异形魔方五面魔方的结构示意图；
图6是基本魔方结构内部为一个球体的结构示意图；
图7是魔方内部球体沿剖线分为两半的结构示意图；
图8是球体剖开两半的结构