专利名称：组数魔方的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种数字魔方，属于魔方玩具领域。
本玩具的技术背景有两个，其一是九宫算(即三阶幻方或三阶纵横图)，其二是可扭转的三阶拼色魔方，本实用新型是两者有机结合的产物，是由平面类推到立体的。
发明本实用新型的目的是寓知于乐、开发智力，启迪思维、促进科学。具体地说，通过玩它给人们，特别是中、小学生的启发性是很大的。它不仅对中小学生空间概念的建立、空间想象力的培养大有益处；而且更以它对称、整齐、均衡与和谐的特点给人以美的享受；还以多样的变幻给人们思维的无限扩展提供了广阔的域境；并且在变幻中妙趣横生让人拍案叫绝。更重要的是它在人工智能、空间位置解析、宇宙空间定位等很多现代应用科学中有着极其重要而又非常广泛的应用。本玩具对儿童、少年来说，又是他们很好地学习和应用这些科学的早期渗透。
目前，市场上销售的魔方有拼色的、拼图的，也有拼字母的。这些魔方各有其独特的趣味性，都很完善。
本实用新型不是解决上述魔方的设计不足，而是魔方玩具中的一种新式样。它由27个大小相同的小方块组成，每块的6个面按要求标同一个数，27块按要求标27个数。在结构原理上与现有魔方不同，这27个小方块都可以单独分开，也能任意组合、调换。这是本玩具的特点所决定的。玩时以组成一个大正方体且每个层面上的9个数之和在一个魔方上是一个确定的数为目的。本玩具中心一块由磁铁制成，其余26块由铁质材料制成。这样制作的作用是玩具在使用的过程中既可使这些小方块自由组合，随意调换，又不会使整个玩具松散零乱。
与现有魔方玩具相比，不难看出本玩具是高层次智力玩具。它不只是有趣味能取乐且责在寓知，即它本身包含着很多的科学性；还能使人在玩时受到美的熏陶；分享获得成功的喜悦。更能开发智力、启迪思维，加快现代应用科学在生活实际和生产实践中全面广泛应用和整体健康发展。因此一定会显示出一举多得的有益效果。
本实用新型共有8个附图。其中
图1至图4是组数魔方说明图，这4个图是相辅相成的。图5至图8是组数魔方成立举例图。(图4至图8都包括1个立体图和15个平面方格图)。现说明如下
图1是3阶组数魔方自然排列组合立体外观图。显然是由27个方块组成的。如果从1开始每个方块用一个自然数表示，即每块的6个面都标同一个数。这27个数字依次是1到27。这样27个数字在27个方块从左到右、自上而下地表示并排列就得到如本图所示的自然排列组合。由于立体图局限，数字11、12、14(中心数)、15、20、21、23、24，这8个数字在本图中被遮挡住，不能直观地表示和看出来，但可以通过立体想象出它们的存在及各自的位置。
图2是3阶组数魔方自然排列组合立体局部剖视图。只是用图示的形式进一步说明
图1的。它是把标有数字4、5、7、8、13、16、17这7个方块拿过后形成的。
图3是从自然数1开始的连续自然数3阶组数魔方自然排列组合剖视、剖析15个层面图示说明。图中用(1)至(15)依次分别表示。其中(1)至(9)是9个平直层面，(10)至(15)是6个斜对棱波纹式层面。这6个斜对棱波纹式层面的实际外轮廊线不是正方形，而是长方形。现说明如下(1)是从上到下三层中的第一层(2)是从上到下三层中的第二层
(3)是从上到下三层中的第三层(4)是从前到后三层中的第一层(5)是从前到后三层中的第二层(6)是从前到后三层中的第三层(7)是从左到右三层中的第一层(8)是从左到右三层中的第二层(9)是从左到右在层中的第三层以上9个平直层面，下面再分别说明其余6个斜对棱波纹式层面。
(10)是上前棱对下后棱层面(11)是上后棱对下前棱层面(12)是前左棱对后右棱层面(13)是前右棱对后左棱层面(14)是左上棱对右下棱层面(15)是左下棱对右上棱层面图4所包括的(15)个方格图是与图3(15)个立体层面图是一一对应的平面图，两图实际反映的是一个东西，而是表现形式不同。图3是立体图到平面图的过渡。图4是
图1和图3最明确的图示说明。因此它与
图1的立体图是一致的。它不仅一目了然地可以看出15个层面中每个层面包含的9个数，而且还能很容易求出它们各个的和。在此需要说明的是6个斜对棱波纹式层面的平面图本来不是正方形，只是为了与9个平直层面安排整齐，才画成正方形的。在理解上要按长方形对待。
图5至图8都是组数魔方成立举例图。只要稍加注意就可以看出，实际上组成各种命题的这些数字都是27项等差数列。下面以列表的形式统一说明每种命题的组成数字及其特征和它们各种命题的成立平均值。
图5至图8成立举例统一说明表
本实用新型的玩法十分简单。现以图4举例说明。由图4的15个层面平面图可知，从1开始的连续自然数自然排列组合中已有9个层面的数字和为126，你想法调整这些小方块的位置，使15个层面上的每9个数字和都是126视为成功。在这种命题中有好多种答案，图5与图6就是其中成立的两例。
本实用新型按设计方案可实现花色多样，能开发系列产品。如果给前面所述的组数魔方每个方块上都加1，则这27个数变成了2至28这27个数。成立的平均值为135。图7就是这种命题成立的一例另外还有都加2，都加3的等很多情形。
上面所说的都是连续自然数，实际上这些数字都是公差d为1的27项等差数列。另外还有公差d为2、公差d为3的等。图8就是组数公差d为2、组数首项为1的组数魔方成立举例。但这些玩法的道理都相同。
实现本实用新型的方法非常容易。每种确定的玩具只要给27个方块上按要求标上27个数就行，每块的6个面均标同一个确定的数字即要制哪种玩具，就得用哪组数字。
所用材料按本说明书前面所说磁铁和铁质材料更好。不过，全是塑料材料或木块也行。
权利要求1.一种组数魔方玩具，由27个方块组成大正方体，其特征在于所述中心一块由磁铁制成，其余26块由铁质材料制成。
2.根据权利要求1所述的魔方，其特征在于每个方块的6个面按要求均标同一个数，共27块标27个数。
专利摘要本实用新型是一种组数魔方玩具，它的形状是由27个方块组成的一个大正方体。每块的6个面按要求均标同一个数。其构造特征为中心一块由磁铁制成，其余26块由铁质材料制成。这27个方块可以单独分开，也能随意组合调换。玩时使大正方体每个层面上(共15个)的9个数字和在一个魔方上是一个确定的数为目的。本实用新型可寓知于乐，开发智力。按设计方案可实现花色多样，该理论在很多现代应用科学中有着极其重要而又非常广泛的应用。
文档编号A63F9/08GK2352225SQ97246229
公开日1999年12月8日 申请日期1997年11月29日 优先权日1997年11月29日
发明者李向春 申请人:李向春