[發(fā)明專(zhuān)利]智能魔方

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110042278.1
• 申請(qǐng)日: 2011-02-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102068814A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 劉輝
• 主分類(lèi)號(hào): A63F9/08
• 分類(lèi)號(hào): A63F9/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專(zhuān)利涉及到魔方、位置傳感器、微處理器、顯示、電源管理，尤其是把微處理器的記憶功能和算法與傳統(tǒng)魔方相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一款更易于初學(xué)者學(xué)習(xí)的智能魔方。

背景技術(shù)

魔方是當(dāng)前世界上最流行最具魅力的益智玩具。能鍛煉人的動(dòng)手能力、智力、空間想像力。但傳統(tǒng)的魔方對(duì)大部分初學(xué)者而言，極具挑戰(zhàn)性，不是每個(gè)人都可以玩成功，從而也大大制約了人的興趣；尤其對(duì)青少年和兒童來(lái)說(shuō)，由于其耐心有限，無(wú)法用長(zhǎng)時(shí)間來(lái)復(fù)原魔方，同時(shí)大人也難以給出指導(dǎo)與答案，因此就會(huì)失去興趣，從而使得很多玩家無(wú)法領(lǐng)悟魔方的趣味性。

本專(zhuān)利就是針對(duì)魔方的上述缺點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出一種能夠在用戶(hù)無(wú)法復(fù)原魔方的情況下給出指導(dǎo)，并指引完成魔方的復(fù)原，從而使得魔方不再是天才的玩具，而真正普及到所有人，充分發(fā)揮出了魔方的無(wú)窮魅力，使得任何人都能玩得好魔方。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于避免傳統(tǒng)魔方對(duì)初學(xué)者的障礙，通過(guò)在傳統(tǒng)魔方上增加旋轉(zhuǎn)檢測(cè)、記憶、程序分析、復(fù)原提示等電子功能，幫助初學(xué)者完成魔方的復(fù)原過(guò)程，消除初學(xué)者的障礙，提高初學(xué)者的興趣。

附圖說(shuō)明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施方法不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。

附圖1是傳統(tǒng)三階魔方的示意圖。

附圖2是智能魔方的示意圖。

附圖3是檢測(cè)面旋轉(zhuǎn)的示意圖。

具體實(shí)施方式

智能魔方主要由面旋轉(zhuǎn)方向及角度檢測(cè)單元、微處理器單元、復(fù)原提示單元組成。其基本工作原理是當(dāng)魔方離開(kāi)原始位置開(kāi)始，智能魔方會(huì)自動(dòng)記錄每個(gè)面的旋轉(zhuǎn)角度及方向，并記憶。當(dāng)用戶(hù)無(wú)法復(fù)原時(shí)，只需通過(guò)按鈕或其他方法激活魔方的復(fù)原程序，智能魔方就會(huì)在微處理器的復(fù)原指引下幫助用戶(hù)完成復(fù)原，用戶(hù)只需要按提示的方法一步步操作，就會(huì)使魔方復(fù)原。本例以最普及的三階魔方為例，說(shuō)明智能魔方的工作原理及功能特點(diǎn)。

傳統(tǒng)三階魔方如附圖1，由12個(gè)棱塊，8個(gè)角塊，6個(gè)中心塊組成。角的色塊有三種顏色，棱的色塊有兩種顏色，中心塊只有一種顏色。其中6個(gè)中心塊的相對(duì)位置是不會(huì)改變的，12棱塊的位置會(huì)在不同的棱塊位置內(nèi)移動(dòng)，8個(gè)角塊的位置也會(huì)在不同的角塊位置內(nèi)移動(dòng)。

智能魔方如附圖2，智能魔方在外觀及使用上與傳統(tǒng)魔方完全相同，但智能魔方可以在用戶(hù)需要學(xué)習(xí)魔方復(fù)原時(shí)提供指示，用戶(hù)只需要按附圖2上的面旋轉(zhuǎn)指示箭頭一步步旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的面即可。其中附圖2的右邊為一個(gè)中心塊的顯示示意圖，每個(gè)面的中心塊的以顯示不同的旋轉(zhuǎn)方向(順時(shí)針或逆時(shí)針)及角度(90度，180度，270度)。根據(jù)智能魔方內(nèi)的微處理器控制，可以通過(guò)箭頭指示用戶(hù)完成這個(gè)面的旋轉(zhuǎn)，如此循環(huán)，直到魔方復(fù)原。

面旋轉(zhuǎn)記錄：

由于魔方在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，每個(gè)面上的色塊相對(duì)位置不會(huì)改變，同時(shí)連接中心塊的軸不會(huì)動(dòng)，因此只要讀取這個(gè)面相對(duì)于軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、角度，就可以記錄下這次旋轉(zhuǎn)對(duì)于魔方的改變。其原理如附圖3，在每個(gè)面的中心塊上有A、B、C、D四個(gè)位置標(biāo)記，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)后，通過(guò)A、B、C、D與軸的相對(duì)位置(如箭頭方向)，就可以檢測(cè)到當(dāng)前面的旋轉(zhuǎn)方向及角度。檢測(cè)方法可以是機(jī)械、光電、電磁方法的編碼方式。

復(fù)原指示功能：

如圖2，在每個(gè)面的中心塊有能夠顯示不同旋轉(zhuǎn)方及角度的顯示裝置構(gòu)成，可以是LCD，LED等，微處理器會(huì)根據(jù)記憶數(shù)據(jù)，給出復(fù)原的算法，并控制對(duì)應(yīng)的中心塊顯示出旋轉(zhuǎn)方向及角度，如此重復(fù)，直到魔方復(fù)原。當(dāng)然，實(shí)例只是復(fù)原提示的一種途徑，比如顯示提示可以是魔方上的任意部位，也可以是聲音提示或其它提示方式。

微處理器單元：

微處理器根據(jù)魔方從離開(kāi)原始位置開(kāi)始記錄下的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算，就會(huì)得出復(fù)原的步驟。程序處理方法包括旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的讀取、記憶、處理，顯示控制，還原步驟的優(yōu)化計(jì)算，還原開(kāi)關(guān)的讀取等。