專利名稱：一類組合魔方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及回轉(zhuǎn)式立體組合玩具。文教用品、包裝盒。
以前曾流行立方體魔方，但玩起來難且功能單一。
本實(shí)用新型針對這點(diǎn)提供一類魔方，玩起來容易且伴有其他功能與樂趣。
用n記大于1的奇數(shù)，n＝3，5，7，……n棱柱魔方(圖1，按n＝3作出)是一個(gè)叫外形體的幾何體，如球，橢球或其他幾何體(圖1以正六棱柱2為例)被n個(gè)過縱軸1(圖2)相鄰兩個(gè)夾180°／n角的平面3分為2n個(gè)小塊，n個(gè)平面叫切平面系。每個(gè)小塊和相鄰小塊的界面上或帶圓弧形燕尾凸條4，叫凸小塊5(圖3，4，5)，或帶圓弧形燕尾凹槽6，叫凹小塊7(圖7，8，9)。凸、凹小塊各n個(gè)，相鄰小塊用凸條4和凹槽6嵌合連接見過縱軸1中點(diǎn)P的橫剖面圖6，被平面3分開的兩部分可相對轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)180°后結(jié)構(gòu)復(fù)原為圖1，但2n個(gè)小塊的排列次序改變了，故構(gòu)成智力玩具。
初始狀態(tài)時(shí)的排列叫初始排列。初始排列2n個(gè)小塊順時(shí)針方向排列，用序號K記之，K＝1，2，……，2n(圖6)。小塊K，K＋1間的界面叫界面K(注意2n+1＝1，1-1＝2n)。帶電路的n棱柱魔方是每個(gè)小塊K做成中空的或中空有開口的(圖10，略去凸條、凹槽)，且含有導(dǎo)線8，導(dǎo)線8在小塊K的界面K-1，K上各有一個(gè)觸點(diǎn)9，也記為觸點(diǎn)K,K-1,K,K在界面K上的兩個(gè)觸點(diǎn)K,K，K+1,K互相接觸。即二者在界面K上有相同的位置(圖11)。2n個(gè)界面上的2n個(gè)觸點(diǎn)位置中沒有任何兩個(gè)相同，因而只有在初始排列時(shí)2n根導(dǎo)線8成閉合回路，其他任何排列都不是閉合回路，在回路中接入電池及揚(yáng)聲器、電珠、發(fā)光二極管、小電機(jī)等元件，當(dāng)小塊復(fù)原到初始排列時(shí)，閉合電路按預(yù)先存入的程序發(fā)出聲光等。初始排列時(shí)的閉合回路(圖11)叫初級電路。
在平面3上作過P垂直于軸1的橫軸24，再在平面3上作若干條以橫軸24為對稱軸的曲線10、11(圖12，以兩條為例)，曲線10、11繞縱軸1回轉(zhuǎn)生成的面叫回轉(zhuǎn)面12，13(圖13、14)，用回轉(zhuǎn)面12，13切割n棱柱魔方得到的魔方叫帶邊塊的n棱柱魔方(圖15)。它由被回轉(zhuǎn)面12從2n個(gè)小塊上切下的2n個(gè)0級邊塊15，被回轉(zhuǎn)面13從2n個(gè)小塊上切下的4n個(gè)1級邊塊16，2n個(gè)切去0，1級邊塊的小塊(叫心塊17)構(gòu)成，邊塊除隨心塊繞橫軸轉(zhuǎn)180°外，還可繞縱軸轉(zhuǎn)180°／n。但是無論怎樣轉(zhuǎn)，心塊只能取代心塊的位置，0級邊塊只能取代0級邊塊的位置，1級邊塊只能取代1級邊塊位置。還可以把部分或全部邊塊改成小球18而成為帶邊塊和小球的n棱柱魔方(圖16)或帶小球的n棱柱魔方。每個(gè)邊塊、心塊有三個(gè)界面，兩個(gè)由平面3切割產(chǎn)生的平面界面和一個(gè)回轉(zhuǎn)面界面。帶邊塊的n棱柱魔方有兩種方法帶電路，一種是心塊，0級邊塊，1級邊塊有各自的觸點(diǎn)在平面界面上的初級電路19、20、21、22(圖17)，另一種是某些或全部初級電路通過回轉(zhuǎn)面界面上的觸點(diǎn)23(圖18)串、并聯(lián)起來。圖18是將初級電路19，20，21并聯(lián)起來的例。帶小球或帶小球和邊塊的n棱柱魔方也可類似地帶電路。
把凸小塊5，凹小塊7，心塊17做成中空有開口的(參見圖10)薄壁結(jié)構(gòu)，n棱柱魔方，帶邊塊的n棱柱魔方，帶邊塊和小球的n棱柱魔方，以及帶小球的n棱柱魔方都可以用作存放物品、食物的盒子，如文具盒、食品盒等。從而兼有智力玩具和盒子的功能，本實(shí)用新型的各種魔方還可以用作教具，向?qū)W生示空間幾何關(guān)系及其變化。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是易實(shí)施，多功能。


圖1，n棱柱魔方；圖2，切平面系；圖3，凸小塊；圖4，凸小塊B向視圖；圖5，凸小塊A－A視圖；圖6，n棱柱魔方過縱軸中心P的橫剖面圖；圖7，凹小塊；圖8，凹小塊B向視圖；圖9，凹小塊A－A視圖；圖10，帶電路的n棱柱魔方小塊局部剖視圖；圖11，n棱柱魔方的初級電路；圖12，切平面3上對稱于橫軸24的曲線10、11；圖13，曲線10，11的回轉(zhuǎn)面一半；圖14，圖13回轉(zhuǎn)面的B向視圖；圖15，帶邊塊的n棱柱魔方；圖16，帶邊塊和小球的n棱柱魔方；圖17，帶電路和邊塊的n棱柱魔方初始排列時(shí)的一種電路原理圖；圖18，帶電路和邊塊的n棱柱魔方初始排列時(shí)另一種電路原理圖。附圖和有關(guān)術(shù)語給出了本實(shí)用新型的一個(gè)最優(yōu)實(shí)施，對于用同樣方法達(dá)到同樣目的的其他結(jié)構(gòu)圖(如挖去部分材料)和術(shù)語均視為技術(shù)等同的。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的最好方式是用塑料制成薄壁型的各種小塊，用各種色彩的玻璃彈子作小球18，利用薄壁塑料件的彈性將小塊壓配成魔方整體。
權(quán)利要求1.一種n棱柱魔方(n＜30)，其特征是含有2n個(gè)小塊，它們是外形體被n個(gè)過縱軸[1]相鄰兩個(gè)夾180°/n角的平面[3]分割得到的，其中n個(gè)是帶圓弧形燕尾凸條[4]的凸小塊[5]，n個(gè)是帶圓弧形燕尾凹槽[6]的凹小塊[7]，凸、凹小塊的凸條、凹槽互相嵌合構(gòu)成魔方整體。
2.如權(quán)利要求1所述的魔方，其特征是帶有用回轉(zhuǎn)面切割n棱柱魔方生成的邊塊。
3.如權(quán)利要求2所述的魔方，其特征是全部邊塊改為小球〔18〕。
4.如權(quán)利要求1所述的魔方，其特征是全部小塊的界面有電路開關(guān)觸點(diǎn)。
5.如權(quán)利要求2所述的魔方，其特征是全部邊、心塊的界面有電路開關(guān)觸點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求3所述的魔方，其特征是全部邊、心塊的界面有電路開關(guān)觸點(diǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及回轉(zhuǎn)式立體組合玩具。是一類各種各樣的魔方。有的適宜幼兒簡單淺易，有的稍難適宜于小學(xué)生。更難的適宜于小學(xué)生，更難的適宜于中學(xué)生及成人，有的魔方有聲，光等功能，即玩到高潮時(shí)魔方會發(fā)出美妙的音樂或出現(xiàn)燈光閃爍，此外這類魔方還可作為存放物品。食品的盒子，如文具盒，食品盒等。放巧克力、冷飲，鉛筆成為魔方巧克力，魔向冰淇淋，魔方文具盒。很有趣味，還可以作為教具，向?qū)W生演示空間幾何關(guān)系及其變化，這些產(chǎn)品都是薄壁塑料件拼合而成，易制造。
文檔編號A63F9/06GK2089357SQ9120060
公開日1991年11月27日 申請日期1991年1月11日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月11日
發(fā)明者崔世泰 申請人:崔世泰