專利名稱:五層魔方和五層魔球的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于三維五層立方體和五層表面為球體的，共有六個5×5表面，由98個小塊組成作為一個整體，可以圍繞其中心轉(zhuǎn)動而不會散開的高智能玩具裝置。
魔方是魔術(shù)立方體的簡稱，匈牙利教授魯畢克發(fā)明的共有六個3×3表面的三層魔方，于1975年取得專利權(quán)，該魔方表面由26個小方塊組成，六面涂有六種不同的顏色，組裝后可以圍繞其中心轉(zhuǎn)動而不會散開。該魔方所有可能的顏色圖案一共有4.3252003×1019個。魔方的問世，引起了世界上許多人的興趣，也引起了許多數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、化學(xué)家、建筑學(xué)家、計算機程序?qū)＜业淖⒁狻ＤХ浇夥ǖ谋旧砭褪且粋€數(shù)學(xué)問題。數(shù)學(xué)家應(yīng)用群論研究魔方，甚至已發(fā)展為一門新的數(shù)學(xué)分支-獨立的立方體學(xué)魔方與近代粒子物理學(xué)《夸克禁閉原理》有趣的巧合，引起了物理學(xué)者的注意化學(xué)家將研究分子結(jié)構(gòu)而編制的計算機程序用于開解魔方上在我國也曾產(chǎn)生過一時的魔方熱。因此，魔方不僅僅是一種有趣的智力玩具，而且有更深的科學(xué)意義。魯畢克和其他立方體愛好者都正在為研制六個4×4的四層魔方及各種類型的立方體努力探索著。
注[1][2]。
本發(fā)明的目的是為了提供一種共有六個5×5表面的五層立方體和五層球體裝置。其表面由98小塊組成，其任何一組小塊都可以圍繞其中心轉(zhuǎn)動，達到移動小塊位置的目的。六個表面層涂有六種不同顏色，該裝置可組成的顏色圖案共有8！×12！×24！×24！×24！×38×236×1/60＝3.466355677×1097個。
由于有上述天文數(shù)字的圖案變化，可以組成我們?nèi)粘嵱玫膱D案、阿拉伯?dāng)?shù)字、漢語拼音字母、英文字母等，其深遠的科學(xué)意義是無法估計的。本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下實施例及其附圖給出。
圖1是本發(fā)明五層魔方的外形圖。
圖2是本發(fā)明五層魔球的外形圖。
圖3是本發(fā)明五層魔方的剖面圖。
圖4是本發(fā)明五層魔球的剖面圖。
為了說明圖1、圖2外形圖中98個小塊在結(jié)構(gòu)上所處的原始準(zhǔn)確位置和方向，現(xiàn)以英文第一個字母的大寫分別表示六面體的上U、下D、前F、后B、左L、右R六個面層，并且用矩陣表示法下標(biāo)表示該塊在該面所處的準(zhǔn)確位置和方向。在制造產(chǎn)品時可不標(biāo)出。
(1)、6個中心塊分別為U33、D33、F33、B33、L33、R33(2)、24個內(nèi)中邊塊分別為U23、U32、U34、U43、D23、D32、D34、D43、F23、F32、F34、F43、B23、B32、B34、B43、L23、L32、L34、L43、R23、R32、R34、R43;
(3)、24個內(nèi)邊角塊分別為U22、U24、U42、U44、D22、D24、D42、D44、F22、F24、F42、F44、B22、B24、B42、B44、L22、L24、L42、L44、R22、R24、R42、R44(4)、12個中邊塊分別為(U53F13)、(U13B13)、(U31L13)、(U35R13)、(D13F53)、(D53B53)、(D31L53)、(D35R53)、(F35R31)、(F31L35)、(B31R35)、(B35L31)(5)、24個左右邊塊分別為(U52F12)、(U54F14)、(U12B14)、(U14B12)、(U21L12)、(U41L14)、(U25R14)、(U45R12)、(D12F52)、(D14F54)、(D52B54)、(D54B54)、(D21L54)、(D41L52)、(D25R52)、(D45R54)、(F21L25)、(F41L45)、(F25R21)、(F45R41)、(B21R25)、(B41R45)、(B25L21)、(B45L41)(6)、8個邊角塊分別為(U55F15R11)、(U51F11L15)、(U11B15L11)、(U15B11R15)、(D11F51L55)、(D15F55R51)、(D51B55L51)、(55B51R55)。
下面結(jié)合圖3、圖4剖面圖詳細說明依據(jù)本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)裝置的細節(jié)及工作情況。在圖3、圖4中可以看出五層魔方和五層魔球裝置，內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全一樣，只是兩者外形不同。依據(jù)本發(fā)明裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將邊角塊(6)、左右邊塊(5)、中邊塊(4)改變外形，還可設(shè)計出其他形狀的多面體，如多棱形多面體，由于其表面增多，涂上六種以上顏色，就可以組成多于3.466355677×1097個的圖案。從圖3、圖4剖面圖可以看出該兩種裝置各包括一個六分支連軸節(jié)(7)，其六個端點用螺釘(8)及彈簧(9)與6個中心塊(1)連接，24個內(nèi)中邊塊(2)分別卡在各自不同方位的中心塊上，24個內(nèi)邊角塊(3)分別卡在各自相應(yīng)的中心塊和內(nèi)中邊塊上，12個中邊塊(4)分別卡在內(nèi)中邊塊上，24個左右邊塊(5)分別卡在內(nèi)邊角塊上，8個邊角塊(6)分別卡在左右邊角塊上，這樣組合起來，調(diào)整6個中心塊(1)上的螺釘(8)的松緊，即可使各小塊轉(zhuǎn)動自如，最后貼上六個中心塊的蓋板(10)。
以上各塊另件均可用硬塑料或其他材料加工。組裝后六個面層表面的不同顏色，可以用帶顏色塑料片粘貼或涂復(fù)不同顏色，使圖案變化無窮。制造成功后只要順序轉(zhuǎn)動各組小塊，就可以把任何小塊移動到相應(yīng)位置上，組成需要的圖案、阿拉伯?dāng)?shù)字、各種字母等。
注
1
見附件1《魔方解法》附錄部分，(美)詹·諾爾斯著，世界知識出版社出版。
2
見附件2《怎樣玩魔方》三、四、五、六、部分，鄧治民編。廣東科技出版社出版。
權(quán)利要求
五層魔方和五層魔球是有六個5×5表面的五層立方體和五層球體裝置，其表面由98小塊組成，其任何一組小塊都可以其中心轉(zhuǎn)動，達到移動小塊位置的目的。其特征在于1、該裝置包括一個六分支連軸節(jié)(7)，其六個端點用螺釘(8)及彈簧(9)與6個中心塊(1)連接，24個內(nèi)中邊塊(2)分別卡在各自不同方位的中心塊上，24個內(nèi)邊角塊(3)分別卡在相應(yīng)的中心塊和內(nèi)中邊塊上，12個中邊塊(4)分別卡在內(nèi)中邊塊上，24個左右邊塊(5)分別卡在內(nèi)邊角塊上，8個邊角塊(6)分別卡在左右邊角塊上，這樣組合起來，調(diào)整6個中心塊(1)上的螺釘(8)的松緊，即可使各小塊轉(zhuǎn)動自如，最后貼上六個中心塊的蓋板(10)。2、五層魔方和五層魔球裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全一樣，只是兩者外形不同，依據(jù)本發(fā)明裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將邊角塊(6)、左右邊塊(5)、中邊塊(4)改變外形，還可設(shè)計出其他形狀的多面體，如多棱形多面體。
專利摘要
五層魔方和五層魔球是本發(fā)明提供的關(guān)于三維五層立方體和五層表面為球體的，共有六個5×5表面由98個小塊組成作為一個整體，可以圍繞其中心轉(zhuǎn)動而不會散開的高智能玩具裝置。該裝置的特點是比匈牙利教授魯畢克發(fā)明的共有六個3×3表面的三層魔方圖案顏色變化信息量加大了。該三層魔方圖案顏色變化一共有4.3252×10
文檔編號A63F9/06GK85106592SQ85106592
公開日1986年7月2日 申請日期1985年9月3日
發(fā)明者溫金純, 史玉鳳, 溫蕾, 溫泉 申請人:溫金純導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan