采用导电信号通信的电子魔方的制作方法
【专利摘要】本实用新型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。一种采用导电信号通信的电子魔方，包括魔方块(10)，魔方块(10)拼合成正多面体的魔方体(100)，其特征是：还包括中央球体(4)，相邻的魔方块(10)之间以及中央球体(4)和魔方块(10)之间通过导电介质(5)电气连接。本实用新型结构简单，制造方便，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。
【专利说明】
采用导电信号通信的电子魔方
技术领域
[0001]本实用新型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。
【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，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。
【实用新型内容】
[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，本实用新型公开了一种采用导电信号通信的电子魔方电子魔方内外电信号通讯方法。
[0005]本实用新型通过如下技术方案达到发明目的:
[0006]—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:
[0007]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。
[0008]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。
[0009]所述的采用导电信号通信的电子魔方，其特征是:
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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；
[0013]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。
[0014]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:
[0015]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；
[0016]?.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；
[0017]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；
[0018]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；
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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:
[0022 ]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；
[0023 ]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；
[0024]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。
[0025]本实用新型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。本实用新型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。本实用新型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】
[0026]图1是典型的3X3X3魔方的结构示意图；
[0027]图2是典型的2X2X2魔方的结构示意图；
[0028]图3是典型的4X4X4魔方的结构示意图；
[0029]图4是异形魔方三角魔方的结构示意图；
[0030]图5是异形魔方五面魔方的结构示意图；
[0031]图6是基本魔方结构内部为一个球体的结构示意图；
[0032]图7是魔方内部球体沿剖线分为两半的结构示意图；
[0033]图8是球体剖开两半的结构示意图；
[0034]图9是角块和角块介质位置的结构示意图；
[0035]图10是角块和球体组合导电介质关系的结构示意图；
[0036]图11是边块和边块介质位置的结构示意图；
[0037]图12是4阶以上魔方边块和边块介质位置的结构示意图
[0038]图13是角块、边块、中块与球体导电介质关系的示意图；
[0039]图14是角块、边块、中块组合导电介质关系的结构示意图；
[0040]图15是介质选用导电海绵的结构示意图；
[0041]图16是介质选用导电镀金球的结构示意图；
[0042]图17是介质选用导电金属弹片的结构示意图；
[0043]图18是介质选用导电绒垫的结构示意图；
[0044]图19是介质选用导电毛刷的结构示意图；
[0045]图20是中央求体半球的展开示意图。
【具体实施方式】
[0046]以下通过具体实施例进一步说明本实用新型。
[0047]实施例1
[0048]—种米用导电信号通信的电子魔方，包括魔方块10和中央球体4，如图所不，具体结构是:
[0049]魔方块10拼合成正多面体的魔方体100，设于魔方体100顶角处的魔方块10为角块I，设于魔方体100棱线中部的魔方块10为边块2，设于魔方体100中部被角块I和边块2包围的区域内的魔方块1为中块3;
[0050]中央球体4设于魔方体100的中心处，中央球体4内设有电子芯片，相邻的魔方块1之间以及中央球体4和魔方块1之间通过导电介质5电气连接，魔方块1和中央球体4之间通过由两路导电介质5构成的导电回路电气接触，导电介质5具有弹性且在受挤压时产生形变。
[0051 ]本实施例中:魔方体100包括至少8个魔方块10，魔方块10组合成n Xn Xn阶的六面立方体，η为2 2的正整数，魔方块10包括8个角块1、12(11-2)个边块2和6(11-2)2个中块3，8个角块I分别设于所述六面立方体的8个顶角处；12(η-2)个边块2分别设于所述六面立方体12条边的每条边两个角块I之间;6(η-2)2个中块3分别设于所述六面立方体6个面的每个面由角块I和边块2包围的区域内。标准三阶正六面体魔方如图1所示，标准二阶正六面体魔方如图2所示，标准四阶正六面体魔方如图3所示，此外还可由角块1、边块2、中块3组成异形魔方，如图4所示的正四面体金字塔形魔方和图5所示的正12面体，此外尚有正8面体和正20面体等形状。
[0052]本实施例中:连接角块I和中央球体4之间的导电回路由至少两路导电介质5构成；角块I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5的电气接触方式是:一路导电介质5是设于角块I中心点即图14的A、B和C中下三角形内“一”位置和对应该角块I中心点在中央球体4上投影点位置的之间即图14的Α、Β和C中上三角形内“一”位置;另一路导电介质5是设于角块I偏中心点和对应该角块I偏中心点即图14的A、B和C中上三角形内点e位置在中央球体4上对应中央球体4偏心点位置即图14的A、B和C中上三角形内点e位置的以角块I中心点为中心构成的等边三角形的三个顶点上的任意一点之间，角块I旋转时至少和一个导电介质5电气接触以构成导电回路；
[0053]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5是设于角块I中心点即图14的A、B和C中下三角形内“一”位置和对应该角块I中心点在中央球体4上投影点位置的之间即图14的A、B和C中上三角形内“一”位置;另一路导电介质5是设于角块I偏中心点即图14的A、B和C中上三角形内点e位置和对应该偏中心点在中央球体4上投影点之间即图14的A、B和C中上三角形内点e位置的以角块I中心点为中心构成的等边三角形的三个顶点上的任意一点，角块I旋转时该偏中心点在中央球体4上投影点位置有三个，至少和一个导电介质5电气接触以构成导电回路;根据这两路导电回路测出角块I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I的旋转状态。
[0054]连接边块2和中央球体4之间的导电回路由至少两路导电介质5构成;边块2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5的电气接触方式是:一路导电介质5是设于边块2中心点即图14的D和E中上矩形内“一”位置和对应该边块2中心点在中央球体4上投影点位置的之间即图14的D和E中下矩形内“一”位置;另一路导电介质5是设于边块2偏中心点即图14的D和E中上矩形内点g位置和对应该偏中心点在中央球体4上投影点之间即图14的D和E中下矩形内点d和点f位置的任意一点，边块2旋转时该偏中心点在中央球体4上投影点位置有两个，至少和一个导电介质5电气接触以构成导电回路；
[0055]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5是设于中块3中心点即图14的F中上矩形内“一”位置和对应该中块3中心点在中央球体4上投影点位置的之间即图14的F中下矩形内“一”位置，另一路导电介质5是设于中块2偏中心点即图14的F中上矩形内点j位置和对应该偏中心点在中央球体4上投影点之间即图14的F中下矩形内圆周的任意一点k上，中块3旋转时该偏中心点在中央球体4上投影点位置构成一个以该中块3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5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3角度旋转状态，所述一种状态特征通过两路导电介质5的电气接触方式是:一路对应中央球体4中心点位置即图14的G中上矩形内“一”位置的导电介质5设于中块3中心点处;另一路导电介质5是设于中块2偏中心点即图14的G上矩形内点ο位置和对应该偏中心点在中央球体4上投影点之间即图14的G中下矩形内的四个点m、n、p、q的任意一点上，中块3旋转时该偏中心点在中央球体4上投影点位置构成一个以该中块3中心点在中央球体投影点为中心的矩形四个顶点，至少和一个导电介质5电气接触以构成导电回路；
[0056]角块I和相邻的边块2之间、角块I和相邻的中块3之间、边块2和相邻的中块3之间都通过导电介质5电气接触形成导电回路。
[0057]本实施例中:导电介质5可以选用如下i?V中的任意一种:
[0058]1.导电海绵，如图15所示:所述的导电海绵内部具有弹性以受挤压而变形的软物体52、外层包裹导电布51;
[0059]?.硅胶镀金属球体，如图16所示:所述的硅胶镀金属球体内部具有弹性以受挤压而变形球体54、外层导电镀金属层53;
[0060]ii1.金属弹片滑刷，如图17所示:所述的金属弹片滑刷由多个具有弹性以受挤压而变形金属薄片55组成；
[0061]iv.导电毛绒垫，如图18所示: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56;
[0062]V.导电毛刷，如图19所示: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57。
[0063]本实施例中，如图8所示:中央球体4沿球壳上的一条大圆的剖线11分成两个半球体，中央球体4内设有电路芯片和电子元件；中央球体4的外表面对应角块1、边块2和中块3处分别设有导电介质5。
[0064]本实施例使用时，按如下步骤实施:
[0065]测角块1:根据连接角块I和中央球体4之间导电介质5构成的两路导电回路测出角块I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I的旋转状态；
[0066]测边块2:根据连接边块2和中央球体4之间导电介质5构成的两路导电回路测出边块2内不同电压强度或电流大小，识别出该位置边块2是12(n-2)个边块2中哪一个;且通过角度唯一性计算出该边块2的旋转状态；
[0067 ]测中块3:根据连接中块3和中央球体4之间导电介质5构成的两路导电回路测出中块3内不同电压强度或电流大小，识别出该中块3是6(n-2)2个中块3中哪一个;且通过角度唯一性计算出该中块3的旋转状态。
【主权项】
1.一种采用导电信号通信的电子魔方，包括魔方块(10)，魔方块(10)拼合成正多面体的魔方体(100)，设于魔方体(100)顶角处的魔方块(1)为角块(I)，设于魔方体(100)棱线中部的魔方块(10)为边块(2)，设于魔方体(100)中部被角块(I)和边块(2)包围的区域内的魔方块(10)为中块(3)，其特征是: 还包括中央球体(4)，中央球体(4)设于魔方体(100)的中心处，中央球体(4)内设有电子芯片，相邻的魔方块(10)之间以及中央球体(4)和魔方块(10)之间都通过导电介质(5)电气连接，魔方块(10)和中央球体(4)之间通过由至少两路导电介质(5)构成的导电回路电气接触，导电介质(5)具有弹性且在受挤压时产生形变。2.如权利要求1所述的采用导电信号通信的电子魔方，其特征是:魔方体(100)为正4面体、正6面体、正8面体、正12面体和正20面体中的任意一种。3.如权利要求1所述的采用导电信号通信的电子魔方，其特征是:魔方体(100)包括至少8个魔方块(10)，魔方块(10)组合成η X η X η阶的六面立方体，11为2 2的正整数，魔方块(10)包括8个角块(1)、12(η-2)个边块(2)和6(η-2)2个中块(3)，8个角块(I)分别设于所述六面立方体的8个顶角处；12(η-2)个边块(2)分别设于所述六面立方体12条边的每条边两个角块(I)之间；6(η-2)2个中块(3)分别设于所述六面立方体6个面的每个面由角块(I)和边块(2)包围的区域内。4.如权利要求1至3中任意一项所述的采用导电信号通信的电子魔方，其特征是: 连接角块(I)和中央球体(4)之间的导电回路由至少两路导电介质(5)构成；角块(I)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(5)的电气接触方式是:一路导电介质(5)是设于角块(I)中心点和对应该角块(I)中心点在中央球体(4)上投影点位置的之间；另一路导电介质(5)是设于角块(I)偏中心点和对应该偏中心点在中央球体(4)上投影点之间，角块(I)旋转时该偏中心点在中央球体(4)上投影点位置有三个，至少和一个导电介质(5)电气接触以构成导电回路； 连接边块(2)和中央球体(4)之间的导电回路由至少两路导电介质(5)构成;边块(2)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(5)的电气接触方式是:一路导电介质(5)是设于边块(2)中心点和对应该边块(2)中心点在中央球体(4)上投影点位置的之间；另一路导电介质(5)是设于边块(2)偏中心点和对应该偏中心点在中央球体(4)上投影点之间，边块(2)旋转时该偏中心点在中央球体(4)上投影点位置有两个，至少和一个导电介质(5)电气接触以构成导电回路； 连接中块(3)和中央球体(4)之间的导电回路由至少两路导电介质(5)构成；中块(3)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(5)的电气接触方式是:一路导电介质(5)是设于中块(3)中心点和对应该中块(3)中心点在中央球体(4)上投影点位置的之间，另一路导电介质(5)是设于中块(2)偏中心点和对应该偏中心点在中央球体(4)上投影点之间，中块(3)旋转时该偏中心点在中央球体(4)上投影点位置构成一个以该中块(3)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(5)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(3)角度旋转状态，所述一种状态特征通过两路导电介质(5)的电气接触方式是:一路导电介质(5)是设于中块(3)中心点和对应该中块(3)中心点在中央球体(4)上投影点位置的之间，另一路导电介质(5)是设于中块(2)偏中心点和对应该偏中心点在中央球体(4)上投影点之间，中块(3)旋转时该偏中心点在中央球体(4)上投影点位置有四个，至少和一个导电介质(5)电气接触以构成导电回路； 角块(I)和相邻的边块(2)之间、角块(I)和相邻的中块(3)之间、边块(2)和相邻的中块(3)之间都通过导电介质(5)电气接触形成导电回路。5.如权利要求4所述的采用导电信号通信的电子魔方，其特征是:导电介质(5)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绵(52)和外层包裹导电布(51)组成； ?.硅胶镀金属球体，所述的硅胶镀金属球体由具有弹性以受挤压而变形的球体(54)和外层导电镀金属层(53)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(55)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(56); 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(57)。6.如权利要求5所述的采用导电信号通信的电子魔方，其特征是:中央球体(4)沿球壳上的一条大圆的剖线(11)分成两个半球体，中央球体(4)内设有电路芯片和电子元件；中央球体(4)的外表面对应角块(1)、边块(2)和中块(3)处分别设有导电介质(5)。
【文档编号】A63F9/08GK205494934SQ201620091755
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月30日
【发明人】陈德杰, 孙鹏
【申请人】上海点画数字科技有限公司