高阶魔方的利记博彩app

专利名称：高阶魔方的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种玩具，尤其是一种高阶魔方。
背景技术：
此类玩具一般称为魔方，它可以沿3个轴向分别分为相同数量的可独立旋转的旋转层，通常具有立方体或接近立方体的外形，因此也称作立方形魔方。根据每个中心轴方 向，即轴向，旋转层数N的不同，也称为N阶魔方。N不小于6时即为本文所指的高阶魔方。目前用于生产的高阶魔方结构由专利CN200480013109. 3所提出，其构造分为轴 心、位于轴向的固定装置以及层层悬挂于其上的外围活动块三个部分，它主要采用圆锥面 及球面作为内部旋转层之间的分界面。该专利给出了 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11阶魔方的设 计，其中11阶是目前高阶魔方设计的最高阶，但是该方案存在以下不足1、偶数阶高阶魔方存在隐藏层，从而在实际使用中容易发生内外层错位、卡壳的 问题，其根本原因在于使用轴向固定装置固定外围活动块，2、零件嵌套层次过多，其根本原因在于没有有效地利用有限的固定装置，同时导 致内部凹凸槽结构横向伸展不足，容易发生外围活动块弹出，3、采用球面作为外观面的设计不适合应用于高于10阶的魔方，因为此时的魔方 将不便于把握和旋转。
发明内容本实用新型的目的在于提出一种结构上高度一致且可扩展的新型高阶魔方，消除 存在于偶数阶高阶魔方中的隐藏层结构，减少高阶魔方零件的嵌套层次，提升高阶魔方的 稳定性和旋转性能，提升魔方的益智效果和竞技性能。本发明的主要内容是一种高阶魔方，它在三维空间中是具有接近立方体外观的规 则几何体，所述几何体的八个顶点构成一个立方体的八个顶点，过所述立方体的几何中心 且平行于所述立方体的一条棱可以定义三条两两正交于所述立方体几何中心的中心轴简 称为轴向，其特征在于所述几何体的六个面皆为外观面且所述六个外观面皆为旋转曲面的 一部分且所述旋转曲面的旋转轴分别为与该旋转曲面相正交的中心轴，所述几何体沿所述 三个轴向分别分为N个由多个零件组成的可独立旋转的旋转层，所述几何体内部有一个球 心与所述几何体几何中心重合的外观不可见的内核球，所述内核球是一个由多个零件构成 的、可分层旋转的球形装置，并且所述内核球沿着所述几何体的对角连线方向连接于8个 固定伞，具体来讲，1)所述内核球沿着所述几何体对角线的8个方向分别连接于一个处于所述几何 体8个顶点与所述几何体几何中心之间的具有球面三角形形状的固定伞，2)所述固定伞沿着所述几何体对角线方向连接于处于所述几何体相应顶角位置 的零件，即角块。该高阶魔方的特征在于所述内核球沿着所述中心轴方向连接于6个固定伞，具体来讲，1)所述内核球沿着所述中心轴的6个方向分别连接于一个处于所述几何体6个外 观面正中心与所属几何体几何中心之间的具有球面四边形形状的固定伞，2)所述固定伞沿着所述中心轴方向连接于处于所述几何体外观面正中心处的零 件。该高阶魔方的特征在于使用了回转固定结构，即存在一个旋转层，它在径向具有 不少于两个的横向凹凸槽结构，并且其中一个凸槽的处于径向外侧的侧面在旋转过程中紧 贴所述固定伞所在的旋转层的处于径向内侧的侧面进行旋转。该高阶魔方的特征在于使用旋转轴为中心轴的旋转曲面的一部分作为外观面。该高阶魔方的特征在于N不小于6。该高阶魔方的特征在于所述内核球和所述固定伞之间通过套有弹簧的螺丝连接。该高阶魔方的特征在于所述内核球和所述中心轴方向的固定伞之间通过套有弹 簧的螺丝连接。该高阶魔方的特征在于a)对于N为奇数，内核球在任一中心轴方向可以分为3个独立可旋转层，b)对于N为偶数，内核球在任一中心轴方向可以分为2个独立可旋转层。该高阶魔方的特征在于a)对于N为奇数，外观可见的独立零件数为[(N-I)* (N-I)+8]/4个，b)对于N为偶数，外观可见的独立零件数为[(N-I)* (N-I)+3]/4个。对于高阶魔方，1)为消除偶数阶高阶魔方中的隐藏层结构，引入位于对角线方向的固定装置固定 外围活动块，2)为减少零件嵌套层次、解决内部凹凸槽结构横向伸展不足的问题，引入回转式 固定结构，3)为使高阶魔方更易于把握和旋转，引入一般性的旋转曲面作为外观面，4)为提高高阶魔方的径向结构稳定性以及结构的可扩展性，引入结构一致、可分 层旋转的内核球。引入对角线方向的固定装置突破了高阶魔方制作中使用轴向固定装置固定外围 活动块的惯例。众所周知，对于偶数阶高阶魔方而言其外围活动块中并没有一个真正位于 轴向的外围活动块，因此位于轴向的固定装置无法直接与外围活动块固连，从而该固定装 置必须被隐藏起来并进而形成与外围活动块不固连的隐藏层，这就导致了外围活动块和该 隐藏层之间可能出现错位，从而在旋转过程中出现磕碰、卡死等情形，并且这一隐藏层的存 在也增加了高阶魔方制作的困难。本发明紧扣任意阶次的立方形魔方必然存在的共同特征 即处于魔方顶角处的八个角块，并在对角线方向添加固定装置，这就保证该固定装置可以 固连于外围活动块，从而消除了隐藏层、提升了高阶魔方的旋转性能和稳定性。同时，该结 构所依赖的特征的通用性也保证了该结构对任意阶次魔方的通用性，也即反映了本实用新 型在结构上的一致性。在引入对角线方向的固定装置的同时，本实用新型对奇数阶高阶魔方依然沿用传 统的轴向固定装置。由于采用了轴向以及对角线方向的两套固定装置，因此外围活动块可以通过更多的固定装置得到固定，从而减少了零件嵌套层次、提高了魔方的稳定性。引入球形的内核球可以使高阶魔方的径向结构更为稳定，横向旋转也更为顺滑， 并且厂家可以通过调整内核球的大小、在不改变设计图的前提下有效地调节高阶魔方的整 体重量。尽管目前有些4阶魔方也采用了对角线方向的固定结构，并且也使用了球形的内 部支撑结构，但是由于该球形支撑结构不能分层旋转，因此该结构无法应用于更高阶次的 魔方。本实用新型所引入的内核球可以分层旋转，这就保证了它可以充当任意阶次，尤其是 高阶魔方的内部支撑及旋转机构，可以说它是传统魔方的轴心的升级。回转式固定结构是一种利用轴向或对角线方向的固定装置固定外围活动块的有 效方法，其特征是其中一组处于同等位置旋转层的凹凸槽结构包含两个或多个分支，其中 一个分支的径向外侧面靠在轴向或对角线方向的固定伞所处的旋转层的径向内侧面上，其 余的分支则延续了轴向或对角线方向固定伞的作用，即用来固定该分支周围的其它外围活 动块。引入回转式固定结构使得高阶魔方的零件嵌套层次大为减少，并且该结构使外围活 动块之间的凹凸槽结构得以充分地横向扩展，使得高阶魔方的稳定性大为提高，也使之可 以适应高强度、高速度的竞技比赛。通过采用此结构，我们可以制作更高阶，因而状态数更 多的魔方，从而增强魔方的益智效果。理论上来说高阶魔方的外观可以采用更广泛的形式，但是习惯上人们把高阶魔方 的每一个外围活动块的外观面做成一样的大小，这种情形下当顶层发生旋转时，处于对角 线方向也就是顶角位置的活动块，也就是角块，将部分地处于悬空状态，而当超过6阶时角 块将完全悬空，因此将出现角块掉落的情形。为了给角块提供支撑，人们通常把与顶层相邻 的旋转层稍微沿轴向凸出，这就影响了魔方的整体外观。目前使用于高阶魔方的外观面通 常是平面或大半径的球面，但是使用球面将会使越高阶魔方的外观越接近球形，不便于把 握和旋转，而使用平面将不可避免地导致角块的尺寸与其余块的尺寸比例随着阶次的增加 而增加。引入一般性的旋转曲面作为外观面可以在保持角块得到支撑的前提下尽可能地保 持角块的尺寸和其余块的尺寸接近，并且可以使高阶魔方的外观更为平坦，更易于把握和 旋转。本实用新型的一个重要的特点是只要将一组处于同等位置、不处在边缘或奇数 阶魔方正中间的旋转层一分为二，并调整层与层之间的相对尺寸，即可得到比原先的魔方 高2阶的魔方，并且无需更改内核球的设计，因此本发明具有明显的可扩展性。本实用新型的有益效果是，提出具有一致、可扩展结构的新型高阶魔方，突破了传 统魔方设计中依赖于轴向固定装置的利记博彩app，简化了偶数阶高阶魔方的设计，减少了魔 方零件的嵌套层次，提高了高阶魔方结构稳定性和旋转性能，提升了魔方的益智效果和竞 技性能，改善了高阶魔方的外形使之便于把握和旋转。本实用新型可以应用于任意N阶魔方，对于高阶魔方应用本设计效果更佳。以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。


图1为内核球实施例。图2为
图1中各零件的装配示意图。图3为图2反面的视图。[0042]图4为图3中编号为1的零件，即内核球面心块。图5为图3中编号为2的零件，即内核球滑块。图6为图3中编号为3的零件，即内核球角块。图7为图3中编号为4的零件，即内核球轴心。图8为
图1中编号为5的零件，即套有弹簧的螺栓。图9为本实用新型中对角线方向固定装置的实施例。
图10为图9的I-I剖视图。
图11为本实用新型中轴向固定装置的实施例。
图12为
图11的I-I剖视图。
图13为内核球面心块的固定方案实施例。
图14为本实用新型的固定装置在偶数阶魔方上的实施例。
图15为本实用新型的固定装置在奇数阶魔方上的实施例。
图16为本实用新型的6阶魔方实施例。
图17为本实用新型的7阶魔方实施例。
图18为本实用新型的8阶魔方实施例。
图19为本实用新型的9阶魔方实施例。图20为本实用新型的10阶魔方实施例。图21为本实用新型的11阶魔方实施例。图22为本实用新型的12阶魔方实施例。图23为本实用新型的13阶魔方实施例。图24为本实用新型的14阶魔方实施例。图25为本实用新型的15阶魔方实施例。图26为本实用新型的6阶魔方实施例整体外观。图27为本实用新型的7阶魔方实施例整体外观。图28为本实用新型的8阶魔方实施例整体外观。图29为本实用新型的9阶魔方实施例整体外观。图30为本实用新型的10阶魔方实施例整体外观。图31为本实用新型的11阶魔方实施例整体外观。图32为本实用新型的12阶魔方实施例整体外观。图33为本实用新型的13阶魔方实施例整体外观。图34为本实用新型的14阶魔方实施例整体外观。图35为本实用新型的15阶魔方实施例整体外观。图中1.内核球面心块，2.内核球滑块，3.内核球角块，4.内核球轴心，5.套有弹簧的固定螺丝，6.对角线方向的固定伞，7.角块，8.角块连杆，9.轴向固定伞;A 轴向固定 装置，C对角线方向的固定装置，R 回转式固定结构。
具体实施方式
本实用新型的整体结构由内而外分为内核球、固定装置、外围活动块。内核球内 部有一个轴心，用来支撑内核球，固定装置固连于内核球上，除了与固定装置直接固连的外围活动块块如角块及处于奇数阶魔方外观面正中心的活动块之外，其余外围活动块均通过 凹凸槽结构套接在固定装置或回转式固定结构上。当包含角块的旋转层转动时会带动内核 球角块所属的内核球旋转层进行转动，当转动奇数阶魔方的中间层时会带动内核球面心块 所属的内核球旋转层进行转动。不同于目前存在于偶数阶高阶魔方中的隐藏层结构，这里 的外围活动块带动内核球旋转层的传动是通过固定螺丝实现的，因此不存在错位的问题。
图1是内核球实施例，它由内核球面心块(图4)、内核球滑块(图5)、内核球角块 (图6)、内核球轴心(图7)以及套有弹簧的螺杆(图8)五种零件构成。图2和图3展示 了该实施例中零件的装配关系，其中平面h、i相互平行，球面f、g重合，锥面d、c重合，平 面b、a重合且皆与平面h垂直，图3中的球面u与图2中的球面g重合，图3中锥面v、w重 合。图4零件的中孔与
图1零件的中孔同轴。该内核球实施例使用了 1个内核球轴心(图 7)，6个内核球面心块(图4)，12个内核球滑块(图5)、8个内核球角块(图6)以及适当数 量的套有弹簧的螺杆 (图8)。对于偶数阶魔方而言，为了防止内核球中间层错位，需要将其中一个内核球角块 与其周围相邻的三个内核球滑块、三个内核球面心块粘合在一起。奇数阶魔方则无此工序。内核球上所安装的固定装置分为两种，一种是只用于奇数阶魔方的轴向固定伞， 另一种是可应用于任意阶次魔方的对角线方向的固定伞，它们的实施例分别如图9和
图11 所示。对于偶数阶魔方而言，为了避免出现隐藏层，因此并不使用轴向固定伞，于是内核球 面心块直接安装在内核球轴心上，其实施例如
图13所示。图9和
图11也展示了魔方的角块，也就是处于魔方整体外观的顶角处的零件，以 及奇数阶魔方的面心块，即处于奇数阶魔方某一个外观面正中心的零件，与固定装置之间 固连的实施例。图9中角块连杆用来固连角块和对角线方向的固定伞，它通常使用强度较 高的材料，其直径在0. 5mm至3mm之间，两端通过胶水、螺纹、铆钉或者大头针结构分别固定 在固定伞、角块上。
图11中，s为奇数阶魔方某个外观面正中心的外围活动块，它直接和轴 向固定伞做成一个零件，或者通过扣合、粘合的方式固连到该固定伞上。对于偶数阶魔方而言，内核球上共安装有8个固定伞，分别沿对角线方向安装于8 个内核球角块上，形成如
图14所示的固定架构；对于奇数阶魔方而言，内核球上共安装有 14个固定伞，其中6个沿轴向安装于内核球面心块上，其余8个沿对角线方向安装于内核球 角块上，形成如
图12所示的固定架构。外围活动块的设计等价于三个轴向的各个旋转层的设计，由于三个轴向的旋转层 具有完全一样的划分结构，因此只需要设计一个轴向的旋转层。进一步，由于旋转层的内 部结构是旋转结构，因此只需要设计旋转层的剖面。最后，由于剖面的对称性，理论上只需 要设计由魔方的两条旋转轴所确定的平面上的剖面图的八分之一对称部分。为便于观察效 果，我们以所述剖面图的四分之一对称部分的草图展示其内部设计。
图16为6阶魔方的实施例，其中C部分出现的垂直于径向的横向伸展结构显示该 实施例采用了对角线方向的固定结构，而R部分有两个处于不同径向位置的横向凸结构， 其中半径较小的凸结构的径向外侧直接搭在对角线方向的固定伞所在的旋转层的径向内 侧上，并且该部分的另一个凸结构用来为其它活动块提供固定作用，因此显示该结构使用 了回转固定结构。图21展示了 7阶魔方的实施例，其中C部分显示该结构使用了对角线方向的固定结构，A部分显示该结构使用了轴向固定结构，R部分则显示该设计使用了回转式固定结 构。正是由于采用了 A、R、C这三种结构，整个魔方的内部结构相当简明。为了保证角块不 掉落，图中角度t应大于54. 7度，ρ点应在左、下边线交点之上，这是为了将角块通过细杆 固连于对角线方向的固定伞从而防止角块掉落而作的设计，8、9、10、11、12、13、14、15阶魔 方的实施例也都遵循了这一点。
图18、19、20、21、22、23、24、25 分别展示了 8、9、10、11、12、13、14、15 阶魔方的实施
例，为了有效地展示其内部结构，我们用设计图来展示，图中标有A的部分显示该实施例采 用了轴向固定装置，标有R的部分显示该实施例采用了回转式固定结构，标有C的部分显示 该设计采用了对角线方向的固定装置。从这些实施例中可以看到，R、C两种结构是被普遍 使用的，而A结构则只被应用于奇数阶魔方。
图18、19、20、21、22、23、24、25 也分别展示了 8、9、10、11、12、13、14、15 阶魔方实施
例的外观面，即绕轴向生成的旋转面图中右边、上边的弧线即为生成魔方的旋转外观面所 采用的旋转曲线，旋转轴则相应为图中的水平和竖直边缘。图 26、27、28、29、30、31、32、33、34、35 分别展示了图 16、17、18、19、20、21、22、23、
24、25实施例的整体效果示意图。所有零件的边角位置应进行适当的圆角或倒角打磨，并对所有外围活动块的外观 面贴上贴纸、塑料片或喷漆。
权利要求一种高阶魔方，它在三维空间中是具有接近立方体外观的规则几何体，所述几何体的八个顶点构成一个立方体的八个顶点，过所述立方体的几何中心且平行于所述立方体的一条棱可以定义三条两两正交于所述立方体几何中心的中心轴简称为轴向，其特征在于所述几何体的六个面皆为外观面且所述六个外观面皆为旋转曲面的一部分且所述旋转曲面的旋转轴分别为与该旋转曲面相正交的中心轴，所述几何体沿所述三个轴向分别分为N个由多个零件组成的可独立旋转的旋转层，所述几何体内部有一个球心与所述几何体几何中心重合的外观不可见的内核球，所述内核球是一个由多个零件构成的、可分层旋转的球形装置，并且所述内核球沿着所述几何体的对角连线方向连接于8个固定伞，具体来讲，1)所述内核球沿着所述几何体对角线的8个方向分别连接于一个处于所述几何体8个顶点与所述几何体几何中心之间的具有球面三角形形状的固定伞，2)所述固定伞沿着所述几何体对角线方向连接于处于所述几何体相应顶角位置的零件，即角块。
2.根据权利要求1所述的高阶魔方，其特征在于所述内核球沿着所述中心轴方向连接 于6个固定伞，具体来讲，1)所述内核球沿着所述中心轴的6个方向分别连接于一个处于所述几何体6个外观面 正中心与所属几何体几何中心之间的具有球面四边形形状的固定伞，2)所述固定伞沿着所述中心轴方向连接于处于所述几何体外观面正中心处的零件。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的高阶魔方，其特征在于使用了回转固定结构，即 存在一个旋转层，它在径向具有不少于两个的横向凹凸槽结构，并且其中一个凸槽的处于 径向外侧的侧面在旋转过程中紧贴所述固定伞所在的旋转层的处于径向内侧的侧面进行 旋转。
4.根据权利要求1所述的高阶魔方，其特征在于使用旋转轴为中心轴的旋转曲面的一 部分作为外观面。
5.根据权利要求1所述的高阶魔方，其特征在于N不小于6。
6.根据权利要求1所述的高阶魔方，其特征在于所述内核球和所述固定伞之间通过套 有弹簧的螺丝连接。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的高阶魔方，其特征在于所述内核球和所述中心 轴方向的固定伞之间通过套有弹簧的螺丝连接。
8.根据权利要求1所述的高阶魔方，其特征在于a)对于N为奇数，内核球在任一中心轴方向可以分为3个独立可旋转层，b)对于N为偶数，内核球在任一中心轴方向可以分为2个独立可旋转层。
9.根据权利要求1所述的高阶魔方，其特征在于a)对于N为奇数，外观可见的独立零件数为[(N-I)*(N-I)+8]/4个，b)对于N为偶数，外观可见的独立零件数为[(N-I)*(N-I)+3]/4个。
专利摘要一种高阶魔方。为提供一种结构上高度一致且可扩展的新型高阶魔方，消除存在于偶数阶高阶魔方中的隐藏层结构，减少高阶魔方零件的嵌套层次，提升高阶魔方的稳定性和旋转性能，提升魔方的益智效果和竞技性能，提出本实用新型。它为由可分层旋转的内核球、对角线方向和轴向的固定装置以及通过凹凸槽相互套合的外围活动块组成，并且每个外观面都采用了旋转曲面。
文档编号A63F9/08GK201572513SQ20092013464
公开日2010年9月8日 申请日期2009年8月11日 优先权日2009年8月11日
发明者乐旭立 申请人:乐旭立