专利名称:玩具魔方的制作方法
一种可用于开发儿童和成人智力的玩具魔方。
现有的3×3×3魔方，是由一个位于中央的固定的六重心轴和依次被控制着的中方块、棱方块和角方块组成。其中方块是位于轴端且可自转的，共六个，棱方块位于魔方每条棱的中间，共十二个，角方块位于魔方的顶角，共八个，上述三种方块均呈方形。整个魔方由二十六个小方块组成一个立方体，它有六个面，每个面上有九个小方块，还原了的魔方每个面为单一颜色。魔方的每一层都可以围绕其中心旋转，每一个小方块都可以随同它所在的那个面绕中心向各个方向旋转，并使这个小方块同相邻的方块分开，任何一个角方块和棱方块都可以通过不同方式的转动变换到其他的角方块和棱方块的位置上。
本发明是2×2×2魔方、魔三角、4×4×4魔方、2×2×2转角魔方，在这些魔方中，有的小块是方形的，我们就叫它某某方块，在它的符号的右下角画上一个小方块来表示，有的小块是球面形的，我们就叫它某某球面块，在它的符号的右下角写上“球面”两个小字来表示，如魔三角的角块d是平面三角形的，我们就用d△来表示。
2×2×2魔方，它有一个位于中央的六重心轴，由这个六重心轴依次控制的中球面块b球面和棱球面块c球面都是球面形的，六重心轴轴端a′6是一个圆台形限制器，中球面块b球面就是安装在它上面的，它使中球面块b球面只能绕轴自转不能脱出。但是，在它的六个中球面块b球面中要有三个相邻的是固定在轴端不能绕轴自转的，有三个相邻的是不固定可绕轴自转的。其固定三个中球面块b球面的原因是因为，由这六个中球面块b球面和十二个棱球面块c球面组成的三维球面中间层，在组装好的魔方中是被八个角方块d□复盖起来失去了控制的，如果有三个相邻的中球面块b球面被固定，那么就保证了这三维球面中间层在旋转过程中，总有一维球面中间层和某一相邻层作同步地转动，总处在一个可向任何方向旋转的状态。2×2×2魔方的八个角方块d□是方形的。
魔三角的中央是一个六重心轴，由这个六重心轴依次控制的中球面块b球面和棱球面块c球面都是球面形的，六重心轴轴端a′6是一个圆台形限制器，中球面块b球面就是安装在它上面的，它使中球面块b球面只能绕轴自转不能脱出。但是，在它的六个中球面块b球面中要有三个相邻的固定在轴端不能绕轴自转，有三个相邻的不固定可以绕轴自转。其固定三个相邻的中球面块b球面的原因和2×2×2的魔方相同。魔三角的八个角块d△是平面三角形的，由这八个平面三角形角块d△构成一个正八面体，在对着顶角的四个平面三角形角块d△上，分别安装着可以自转的小正四面体i共四个，构成了一个大的正四面体，即魔三角。
4×4×4魔方，它的中央是一个六重心轴，在轴端的圆台形限制器a′6上，还连结着一小段细轴A6，细轴轴端是一个圆锥形限制器A′6，在每个圆锥形限制器A′6上，安着一个薄的外层中球面块B球面共六个，在每个角球面块d球面上连接着一个附加的小体d′□构成外角方块D□共八个，在每个棱球面块c球面上连接着一个附加小体c′球面构成外中棱球面块C球面共十二个。在外层中球面块B球面和外角方块D□之间安装着附加的内角方块d□，在外层中球面块B球面和外中棱球面块C球面之间安装着附加的内棱球面块F球面，在外角方块D□和外中棱球面块C球面之间安装着附加的外侧棱方块E□，它们各二十四块，共七十二块。所有外层中球面块B球面、外中棱球面块C球面和内棱球面块F球面是被内角方块G□和外侧棱方块E□复盖起来的。在中球面块b球面中，有三个相邻的是固定在轴端不能绕轴自转的，有三个相邻的不固定可以绕轴自转，其固定三个相邻的中球面块b球面的原因和2×2×2的魔方相同。
2×2×2转角魔方，它的中央是一个六重轴心，由这个六重心轴依次控制的中球面块b球面、棱球面块c球面和角球面块d球面都是球面形的，它有安装着棱角卡j的八根轴，它的每根轴A是由角球面块d球面上延伸出来的，在每两个相邻的棱角卡之间，都卡着两个相同大小的棱角K。在它的中球面块b球面中，要有三个相邻的是固定在轴端不能绕轴自转的，有三个相邻的不固定是可以绕轴自转的。其固定三个相邻的中球面块b球面的原因和2×2×2的魔方相同。在它的八根轴中每处在同一侧的四根轴都能围绕其中心旋转并可互换位置。它共有十二条棱，每条棱上有两个棱角，因此它有二十四个棱角。
本发明是一组玩具魔方，所用的原材料和设备与3×3×3的魔方相同，只是所用的模具不同，每种魔方的每个面上可为单一颜色或者各种图案。另外，2×2×2魔方和魔三角中六重心轴轴端a′6以及4×4×4魔方的细轴轴端A′6，应该做成圆台或圆锥形限制器的结构，否则不好安装。再有，固定三个相邻的中块b球面，可用粘接剂把围绕着一个角块的三个球面形中块和三个球面棱块粘在一起。
2×2×2的转角魔方的每两个棱角卡之间的棱角，都能围绕其所在角的中心轴旋转并可互换位置。每三个围绕着一个棱角卡的棱角和2×2×2魔方的每个角方块，都能围绕其所在面的中心旋转并可互换位置。魔三角上的八个平面三角形角块都能围绕其所在的顶角旋转并可互换位置，因为其中有四个平面三角形角块是安着小正四面体的，所以它能够变形。4×4×4魔方的每一层都可以围绕其中心旋转，每一个小方块都可以随同它所在的那个面绕中心向各个方向旋转，并使这个小方块同相邻的方块分开。任何一个外角方块、内角方块和外侧棱方块都可以通过不同方式的旋转变换到其他的外角方块、内角方块和外侧棱方块的位置上去。
从外观上看，2×2×2的转角魔方、2×2×2和4×4×4魔方，都是一个正方体，有六个面。魔三角是一个正四面体，有四个面。2×2×2转角魔方的每个面上有八个等腰直角三角形块，2×2×2魔方的每个面上有四个正方形块，魔三角的每个面上有四个正三角形块，它们均比3×3×3魔方每个面上的块数少，因此玩法就比较简单，适合于儿童的智力水平。尤其是魔三角，它的面数少，块数也少，即能对色又能变形，对幼儿很适用。4×4×4魔方的每个面上有十六个正方形块，比3×3×3魔方每个面上的块数多，因而玩法就比较复杂，它适用于开发成人的智力。
附图图12×2×2魔方的立体剖视图a6－－六重心轴；a′6－－圆台形限制器；b球面－－中球面块，共六个；c球面－－棱球面块，共十二个；d□－－角方块，共八个。
图2魔三角的立体剖视图a6－－六重心轴；a′6－－圆台形限制器；b球面－－中球面块，共六个；c球面－－棱球面块，共十二个；d△－－平面三角形角块，共八个；i－－小正四面体，共四个。
图34×4×4魔方的立体剖视图a6－－六重心轴；a′6－－圆台形限制器；A6－－细轴；A′6－－圆锥形限制器；b球面－－中球面块，共六个；B球面－－附加的外层中球面块，共六个；c球面－－棱球面块；c′球面－－棱球面块上附加的球面形小体；C球面－－外中棱球面块，共十二个；d球面－－角球面块；d′□－－角球面块上附加的方形小体；
D□－－外角方块，共八个；E□－－附加的外侧棱方块，共二十四个；F球面－－附加的内棱球面块，共二十四个；G□－－附加的内角方块，共二十四个。
图42×2×2转角魔方的立体剖视图a6－－六重心轴；a′6－－圆台形限制器；b球面－－中球面块，共六个；c球面－－棱球面块，共十二个；d球面－－角球面块；A－－角球面块上的延伸轴，共八个；j－－棱角卡，共八个；K－－棱角，共二十四个；M－－沿平面xyz方向切割的剖视图。
参考文献《怎样玩魔方》1982年8月广东科技出版社出版。
权利要求
1.一种魔方，它有一个位于中央的六重心轴，其特征在于，由这个重心轴依次控制的中球面块b球面和棱球面块c球面都是球面形的，其中有三个相邻的中球面块b球面是固定在轴端不能自转的，有三个相邻的中球面块b球面是不固定可以自转的。
2.根据权利要求
1所说的魔方，其特征在于它为2×2×2魔方，它的八个角块d□是能够把所有中球面块b球面和棱球面块c球面复盖起来的方形角块。
3.根据权利要求
1所说的魔方，其特征在于它为魔三角，它的八个角块d□是能够把所有中球面块b球面和棱球面块c球面复盖起来的平面三角形角块，由这八个角块d△构成一个正八面体，在对着顶角的四个角块d△上，分别安装着可自转的小正四面体i共四个，构成了一个大的正四面体，即魔三角。
4.根据权利要求
1所说的魔方，其特征在于它为4×4×4魔方，在它的六重心轴轴端，还连接着一小段细轴A6，细轴轴端为圆锥形限制器A′6。
5.根据权利要求
1或4所说的六重心轴，其特征在于，在每个圆锥形限制器A′6上，安着一个薄的外层中球面块B球面共六个，在每个角球面块d球面上连接着一个附加小体d′构成外角方块D□共八个，在每个棱球面块c球面上连接着一个附加小体c′球面构成外中棱球面块C球面共十二个。在外层中球面块B球面和外角方块D□之间安装着附加的内角方块G□，在外层中球面块B球面和外中棱球面块C球面之间安装着附加的内棱球面块F球面，在外角方块D□和外中棱球面块C球面之间安装着附加的外侧棱方块E□，它们各二十四块，共七十二块。所有外层中球面块B球面、外中棱球面块C球面和内棱球面块F球面是被内角方块G□和外侧棱方块E□复盖起来的。
6.根据权利要求
1所说的魔方，其特征在于它为2×2×2转角魔方，它有安装着棱角卡j的八根轴，它的每根轴A是由角球面块d球面上延伸出来的，在每两个相邻的棱角卡之间，都卡着两个相同大小的棱角K。
专利摘要
2×2×2转角魔方、2×2×2魔方、魔三角、4×4×4魔方，其特征在于重心轴的个数、结构和运动状态各不相同，组成魔方的各种小块的形状、数量、结构和运动状态也各不相同，其重心轴和小块之间以及小块与小块之间的结合方式也各不相同。前三种魔方玩法较简单，适合于儿童的智力水平，尤其是魔三角，既能对色又能变形，对幼儿很适用。后一种魔方玩法较复杂，适用于开发成人的智力。
文档编号A63H33/04GK85201857SQ85201857
公开日1986年8月6日 申请日期1985年5月14日
发明者李建新 申请人:李建新导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan