專利名稱：新型魔方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為智力玩具。
目前已有的魔方是匈牙利的愛(ài)爾諾·魯畢克教授于1974年發(fā)明的。一個(gè)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)，6面可以還原為單一顏色的魯畢克魔方，其圖案組合數(shù)有4300億億之多，這一求值的計(jì)算是依據(jù)魯畢克魔方所具有的“邊塊排列規(guī)則”、“角塊排列規(guī)則”和“排列的偶性規(guī)則”得出的。魯畢克魔方角塊通過(guò)魔方轉(zhuǎn)動(dòng)能夠構(gòu)成的圖案組合求用數(shù)字表示為8！×37。
由于新型魔方的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，魯畢克魔方所具有的“角塊排列規(guī)則”已不能用于新型魔方。
本實(shí)用新型提供的新型魔方其目的是提高現(xiàn)有魔方的圖案組合數(shù)，使得新型魔方的規(guī)律更加隱含，更加變換無(wú)窮，開(kāi)發(fā)智力，增加趣味性。
本實(shí)用新型是在魯畢克魔方的基礎(chǔ)上，改變角塊的結(jié)構(gòu)，新型魔方主要是由邊塊，角塊，中心塊組成，其特征是角塊(1)內(nèi)部設(shè)有一個(gè)可繞軸(2)轉(zhuǎn)動(dòng)的磁性回轉(zhuǎn)體(3)，在與角塊(1)接觸側(cè)的邊塊(4)的側(cè)面上裝有永磁材料，軸(2)的軸線與魔方空間對(duì)角線重合，磁性回轉(zhuǎn)體(3)在外部磁力作用下可繞軸(2)轉(zhuǎn)動(dòng)或定位，回轉(zhuǎn)體(3)的表面著有不同顏色，角塊的三個(gè)外表面開(kāi)有小窗或由透明材料制成。
其原理是由于磁力作用具有一定的方向性，而且磁力大小與作用距離有關(guān)，這樣新型魔方角塊顏色狀態(tài)即磁性回轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)角狀態(tài)，將受到與角塊相鄰的3個(gè)邊塊之一控制，(至于受三個(gè)邊塊中那一個(gè)的控制，在魔方組裝時(shí)是隨機(jī)的)。魔方在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)角塊轉(zhuǎn)離控制它的那個(gè)邊塊時(shí)，角塊的顏色狀態(tài)將發(fā)生變化(磁性回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)120°)，這時(shí)角塊將受到該次轉(zhuǎn)動(dòng)中與該角塊無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的2個(gè)邊塊之一控制，至于受這2個(gè)邊塊中那一個(gè)的控制，與魔方該次轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向有直接關(guān)系，這樣新型魔方通過(guò)一組轉(zhuǎn)動(dòng)，可以改變?nèi)我粋€(gè)角塊的方向，并且不影響其余部分的狀態(tài)，使新型魔方角塊通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)成的圖案組合數(shù)為8！×38－K。
K的意義由于8個(gè)角塊中各磁性回轉(zhuǎn)體都只有一個(gè)磁力作用方向，若使這8個(gè)磁力作用方向在三維空間的6個(gè)方向上(＋x、－x、＋y、－y、＋z、－z)均有分布，那么新型魔方通過(guò)正常轉(zhuǎn)動(dòng)是不能實(shí)現(xiàn)的，K就是這種不可能狀態(tài)下，角塊能夠構(gòu)成的圖案組合數(shù)。
由于計(jì)算上有一定難度尚給不出K的具體數(shù)值，但通過(guò)隨機(jī)試驗(yàn)分析，K值要比魯畢克魔方角塊能夠構(gòu)成的圖案組合數(shù)小得多，即可以認(rèn)為K＜＜8！×37這樣新型魔方的圖案組合數(shù)將接近于魯畢克魔方圖案組合數(shù)的3倍。
新型魔方在6面均為單一顏色的狀態(tài)下，8個(gè)角塊上的磁力作用方向只要不分步于三維空間的6個(gè)方向上(＋x、－x、＋y、－y、＋z、－z可以分布5、4、3或2個(gè)方向上)即可以認(rèn)為是按常規(guī)概念可以還原的魔方，顯然滿足這一條件的新型魔方通過(guò)改變磁力作用方向在磁性回轉(zhuǎn)體上的位置或磁性回轉(zhuǎn)體表面顏色與磁力作用方向間位置，可以作出外觀相同，還原方法不同的很多派生品。
新型魔方作為一種智力玩具與魯畢克魔方相比較具有如下特點(diǎn)(1)由于魔方在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，角塊的顏色將發(fā)生變化，而且這種變化與轉(zhuǎn)動(dòng)方向有關(guān)，這就使得新型魔方的規(guī)律更加隱含。
(2)可以做出數(shù)目龐大，外觀相同，解法各異的派生品。
(3)圖案的組合數(shù)較魯畢克魔方有成倍增加，估算值在10000億億以上。


附圖為新型魔方結(jié)構(gòu)示意圖(1)角塊(共8塊)；(2)軸；(3)回轉(zhuǎn)體；(4)邊塊；(5)魔方空間對(duì)角線。
權(quán)利要求1.一種新型魔方主要是由邊塊，角塊、中心塊組成，其特征是角塊(1)內(nèi)部設(shè)有一個(gè)可繞軸(2)轉(zhuǎn)動(dòng)的磁性回轉(zhuǎn)體(3)，在與角塊(1)接觸側(cè)的邊塊(4)的側(cè)面上裝有永磁材料，軸(2)的軸線與魔方空間對(duì)角線重合，磁性回轉(zhuǎn)體(3)在外都磁力作用下可繞軸(2)轉(zhuǎn)或定位，回轉(zhuǎn)體(3)的表面著有不同顏色，角塊的三個(gè)外表面開(kāi)有小窗或由透明材了制成。
專利摘要新型魔方作為一種智力玩具是在魯畢克魔方基礎(chǔ)上做出的，魔方角塊內(nèi)著色的磁性回轉(zhuǎn)體在邊塊內(nèi)永磁材料的作用下，可以轉(zhuǎn)動(dòng)或定位。魔方在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，角塊的顏色會(huì)發(fā)生變化，而且這種變化與轉(zhuǎn)動(dòng)的方向有關(guān)。新型魔方能夠構(gòu)成的圖案組合數(shù)較魯畢克魔方有成倍的增加，估算值在一萬(wàn)億億以上，由于新型魔方的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以做出外觀相同，解法各異、數(shù)目龐大的派生品，使新型魔方的解法規(guī)律更加隱含。
文檔編號(hào)A63F9/08GK2036057SQ8821307
公開(kāi)日1989年4月19日 申請(qǐng)日期1988年9月5日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月5日
發(fā)明者潘凱丁 申請(qǐng)人:潘凱丁