CN101102825A - 三维魔方或魔方平台或显示平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三维魔方或魔方平台或显示平台，其基本为球形，并具有由基本为方形的区域(第一游戏片)和基本为三角形的区域(第二游戏片)限定的基本具有花纹的表面，其在三个笛卡尔轴线中的每一个上具有限定了所述表面的所述区域的至少两个平行的分界面，其中，所述方形区域和三角形区域的弦长基本近似。所述魔方或游戏平台可与悬浮器结合。

Description

三维魔方或魔方平台或显示平台

技术领域

本发明涉及魔方(puzzle)和玩具，尤其涉及由多个相关的魔方片组成的三维物体。

背景技术

众所周知，三维魔方的典型代表是Rubik的立方体(Rubik’s cube)和球状魔方。

本发明的目的是提供一种新三维魔方或显示平台。

因此，本发明的一个方面是提供一种改进的三维魔方或显示平台，其至少给公众提供一个有用的选择。

本发明的其它目的可通过下面以实例方式给出的描述而清楚地体现。

发明内容

本发明的另一方面是一种三维魔方或魔方平台或显示平台，在实心或非实心的核与接触或非接触地保持到球核的多个片之间具有磁相互作用，

其中，所述多个片具有两个种类，所述两个种类的片共同提供了基本具有花纹的表面，以及

其中，当朝向所述核观察时，一个种类的片至少近似为方形，当朝向所述核观察时，第二种类的片至少近似为三角形，以及

其中，各个片的弦长基本相等，各个所述至少近似为方形的片具有四个弦，各个所述至少近似为三角形的片具有三个弦。

本发明的另一方面是一种三维魔方或显示平台，其基本具有花纹的表面(此处定义的“具有花纹的”或“基本具有花纹的”并不依赖于单个形状的重复)，可以认为基本是球形，其中在三个笛卡尔轴线的每一个上的多个等间距的平行分界面可以认为基本限定了区域的形式，从而限定了基本为方形的区域和基本为三角形的区域；其中基本为方形的区域和基本为三角形的区域的弦长基本近似。

本发明的另一方面是一种三维球形魔方或显示平台，

其中，当从凸出部向理论上的中心看时，可以基本认为表面具有两个种类的区域：

a)限定了基本为方形的第一游戏片，以及

b)限定了基本为三角形的第二游戏片，以及

其中所述魔方或平台允许所述游戏片形成的环绕理论上的球心转动，以及

其中，所述魔方或平台允许所述游戏片形成的罩相对于所述环绕理论上的球心转动。

优选地，所述三维魔方或或显示平台的所述游戏片对称地设置于质心的周围。

本发明的另一方面是一种分成多个游戏片的三维球形魔方，所述游戏片由分界面分成个体，

其中，所述分界面相对三个笛卡尔轴线中每一个的赤道面对称设置，以及

其中，所述赤道面可以是也可以不是分界面。

本发明的另一方面是一种三维魔方，所述魔方包括

a)质心，

b)至少两个魔方片(任选地一体模制)，包括区域和连接器(任选地一体模制)，

其中，各所述连接器由间隔物和连接元件组成，

其中，各魔方片的所述区域具有独特的形式，以及

其中，各魔方片与其它的至少一个或多个魔方片换位，且其中各所述魔方片的换位表面具有基本近似的长度。

优选地，至少一个所述游戏片包括基本为方形的区域。

优选地，至少一个所述游戏片包括基本为三角形的区域。

本发明的另一方面是一种三维魔方，所述魔方包括质心和质心周边的至少两个或多个魔方片(“游戏片”)，

其中，各所述至少两个或多个魔方片由连接器和独特的可移动游戏片(任选地一体模制)组成，其中所述两个或多个游戏片中的每一个的显示区域具有独特的形状，该形状具有独特的边数，

其中，所述连接器将所述区域与所述质心连接，

其中，各游戏片的各独特区域彼此联合以形成外表面，且各游戏片的各独特区域可相对于所述质心运动，以及

其中，各区域的换位边的长度基本近似于所述游戏片换位到的区域的边长。

优选地，至少一个所述游戏片包括基本为方形的区域。

优选地，至少一个所述游戏片包括基本为三角形的区域。

本发明的另一方面是上述任何形式的三维魔方，其中运动形式基本如下所述：

a)游戏片的环绕第一、第二、第三笛卡尔轴线转动，所述轴线贯穿所述质心的中央，所述环包括一圈游戏片，

b)游戏片的罩绕所述轴线转动；所述罩使片运动。

在一种实施方案中，所述环仅仅包括基本为方形的游戏片。优选地，所述环对称地位于所述赤道线上，所述环在三个笛卡尔轴线中的每一个上重复出现。

在一种实施方案中，所述环包括基本为方形的游戏片和基本为三角形的游戏片。优选地，这些环包括在赤道分界线各侧设置为双环的两个种类的片，并且在三个笛卡儿轴线的每一个上重复出现。

在一种实施方案中，所述三维球体包括26个游戏片，其中18个基本为方形，8个基本为三角形。优选地，所述基本为方形的游戏片设置于沿三个笛卡尔轴线的每一个的三个赤道环上，每个赤道环上设有8个方形游戏片。

在一种实施方案中，所述三维球体包括62个游戏片，其中30个基本为方形，32个基本为三角形。优选地，所述基本为方形的游戏片设置于沿三个笛卡尔轴线的每一个的三个赤道环上，每个赤道环上设有12个方形游戏片。

在一种实施方案中，所述三维球体包括54个游戏片，其中30个基本为方形，24个基本为三角形。优选地，所述基本为方形和基本为三角形的游戏片设置于沿三个笛卡尔轴线的每一个的双赤道环上。优选地，所述双赤道环的设置在三个笛卡尔轴线的每一个上重复。优选地，每个环设有8个基本为方形的游戏片和4个基本为三角形的游戏片。

在上述的魔方的一种实施方案中，所述单个区域可由连接器(一体的或分立的)以瓦片连接的方式与质心连接。

在一种实施方案中，所述游戏片在游戏位置之间运动。

在另一种实施方案中，在所述三维魔方内部具有下述一个或多个磁相互作用：

·相邻的所述游戏片之间；

·所述游戏片和所述质心之间；或

·相邻的所述游戏片之间以及所述游戏片与所述质心之间。

在一种实施方案中，所述游戏片在游戏位置之间的运动给用户提供反馈。所述反馈允许用户确定游戏片何时被正确地换位至游戏位置。优选地，运动过程中的所述反馈提供至少一个或多个下述结果：

a)运动超过换位位置的判定，以及

b)换位至正确的游戏位置的判定。

在一种实施方案中，所述反馈机构可以是噪声、“感觉”，即由于物理机构产生的，或者是能指示用户游戏片何时被移动，或何时被正确换位至游戏位置的所述三维球体的物理特征上的变化。

在一种实施方案中，所述反馈机构由棘轮机构提供，当所述游戏片被移动时，棘轮机构发出声音和/或产生感觉。

优选地，所述反馈由所述棘轮机构与能与所述棘轮机构相互作用的物理凸起的相互作用而产生。

在一种实施方案中，所述棘轮机构位于所述游戏片的表面上。优选地，所述棘轮机构位于所述基本为方形的游戏片上。

在一种实施方案中，所述物理凸起是这种凸起形式，其位于不具有棘轮机构的游戏片上。优选地，所述物理凸起能与所述棘轮机构相互作用，以给用户提供关于游戏片何时被移动的反馈。

在所述棘轮机构位于所述基本为方形的游戏片上的实施方案中，所述物理凸起位于所述基本为三角形的游戏片上。优选地，所述物理凸台具有球轴承或类似形式。

在一种实施方案中，所述球轴承从所述基本为三角形的游戏片一侧的空穴中凸出，以与所述棘轮机构相互作用。

在一种实施方案中，所述球轴承与弹簧机构连接，弹簧机构使所述球轴承向所述棘轮机构施加压力。

在一种实施方案中，位于与包含球轴承的游戏片相互作用的游戏片一侧的凹痕提供允许使用者判定游戏片何时正确地换位的反馈。在该实施方案中，球轴承与棘轮机构及凹痕的相互作用允许使用者分别确定游戏片何时被移动、何时被正确地对准。

在一种实施方案中，所述反馈可由所述质心与所述游戏片之间的相互作用来提供。所述反馈机构可以是如上所述的机构，或者是任何其它允许用户确定游戏片何时被移动、何时被分别正确地对准的机构。

在一种实施方案中，所述三维魔方是球体，其中所述区域形成所述球形魔方的外表面。

在一种实施方案中，所述区域基本是平坦的。在替换的实施方案中，所述区域可具有变化、凹痕、凸起、起伏、标记等。

优选地，所述区域的表面变化、凹痕、凸起、起伏、标记等具有这样的形式，其允许所述游戏片在所述三维球体中移动而不会受到相邻游戏片的干扰。

在一种实施方案中，游戏片的一个或多个(或全部)边缘或边缘的一部分的是圆的。优选地，游戏片的至少一个转角是圆的。更优选地，基本为三角形的游戏片的每个转角(魔方区域的外围表面)都是圆的。

在一种实施方案中，所述表面变化、凹痕、凸起、起伏、标记等可以是不同的形式，包括不同的形状、颜色等。

在一种实施方案中，所述球体可被配置成“月球”，其中所述表面变化将提供具有月球风景的感觉。

在另一种实施方案中，所述球体可配置成地球，其中所述表变化将传递类似于地球的球体。

在另一种实施方案中，所述球体可配置成一个面，其中所述游戏片展示面部特征，并且所述游戏片的移动能形成面部特征的不同结构。

在另一种实施方案中，本发明是按照如上所述的三维魔方，其中游戏的目标是对准所给出的图案，使球体完整。例如，这种图案可以用以促进教育，例如拼写。

本发明的上述形式的一个特征是避免三角形组件的尺寸大于单个方形组件的尺寸。

在本发明的一些方式中，一些相邻的方形形状可替代地为矩形，即，通过相互接合，但这不够优选。

上述魔方的构造形式的例子优选地基本上如下面有关磁性核的描述，但此处对组件相互作用的任何形式的任何变化都可与例如Rubik的立方体一起使用。

优选地，基本为方形和基本为三角形的边是相等的，尽管在一些实施方案中可进一步对三角形进行缩小，从而多个三角形的子集共同作用以形成上述的三角形。

优选地，在魔方的使用者或平台的使用者的输入情况下，选择性的区域将共同地相对于其它区域移动，反之亦然。

在一种实施方案中，各魔方片利用磁性引力与质心连接。

在一种实施方案中，所述质心具有磁性。优选地，所述磁性质心的磁力是由稀土磁体提供的。优选地，所述游戏片具有连接元件，连接元件促进对于质心的磁性引力。优选地，所述连接元件是黑色金属。

在一种实施方案中，所述连接元件是磁体或包括磁体。优选地，所述磁体是天然稀土金属。优选地，所述磁体位于所述魔方片的表面远端。在该实施方案中，所述质心促进对于所述游戏片的所述磁性引力。优选地，所述质心是黑色金属、钢球或中空钢球，或者包括黑色金属、钢球或中空钢球。优选地，所述磁体嵌入或陷入魔方片内，从而不与质心接触。

优选地，所述游戏片对称地设置于所述质心的周围。

优选地，每一魔方片是单个的模制单元。

包括游戏片(区域、间隔物和连接元件)的三个元件的许多不同组合可一体地模制。

在一种实施方案中，所述区域具有瓦片形式，所述瓦片与所述间隔物连接，所述间隔物与所述连接元件连接。

优选地，所述连接元件被磁化。

优选地，各魔方片于所述质心连接为相对于所述质心设置在魔方位置处。

优选地，所述三维魔方由木材、塑料或金属或其结合物或其它任何合适的材料制成。

另一方面，本发明共同地或者独立地在于：

1.第一种类型的组件

2.第二种类型的组件，以及

3.铁磁体或磁性元件，一种或两种所述组件能通过磁力吸引至该铁磁体或磁性元件，该铁磁体或磁性元件基本具有花纹，从而以组件的单个区域限定大致球形的效果。

优选地，所述第一种类型的组件在显示区域中是方形的，和/或第二种类型的组件是三角形的。优选地，各组件是具有截顶的端部的轮廓的或实际的楔式类型，以适于磁性附接。较大面积的端部是显示端。

另一方面，本发明可包括上述的三维魔方或显示区域组成，还具有不同于球体的外部形状。例如，魔方或显示区域可形成为任何外部形状(如方形)只要每个游戏片可移动而不受相邻游戏片的干扰即可。

另一方面，本发明是一种组合件，其包括此处描述的三维魔方或显示平台，并结合有悬浮器，所述悬浮器使所述三维魔方或显示平台能够悬浮。

另一方面，本发明是一种魔方，包括：

质心(实心或非实心)，以及

多个片，其能够提供所述片的基本具有花纹的排列以围绕所述质心

其中，各个片与质心之间具有磁性引力相互作用，以及

其中，各个片接近质心的区域带有能与质心进行磁性交互作用的材料，以及

其中，对于各个片，(a)当从围绕核的所述片径向观察时，最大的片与片的接触区域尺寸等于或大于(B)从所述接触区域至所述片的接近所述质心的材料处的深度。

优选地，所述悬浮器包括其中一个：

1.至少两个支架，位于所述三维魔方或显示平台的上方和下方，

2.一个支架，位于所述三维魔方或显示平台的上方，利用磁性吸力使所述三维魔方或显示平台悬浮，或者

3.一个支架，位于所述三维魔方或显示平台的下方，利用磁性斥力使所述三维魔方或显示平台悬浮。

另一方面，本发明包括此处描述的三维魔方或显示平台与至少一个悬浮装置的结合，所述悬浮装置或各个悬浮装置与使所述三维魔方或魔方平台或显示平台悬浮的支架分离和/或依附于所述支架。

优选地，所述三维魔方或显示平台的外表面基本为一个极性(即南或北)。

在利用上述(1)的一种实施方案中，所述上部支架的极性与所述三维魔方或显示平台的极性相反。所述下部支架的极性与所述三维魔方或显示平台的极性相同。

优选地，所述三维魔方或显示平台的表面的极性基本为北。优选地，上部支架的极性是南，下部支架的极性是北。

在利用上述(2)的一种实施方案中，所述支架的极性与所述三维魔方或显示平台的极性相反。

优选地，所述三维魔方或显示平台的表面的极性基本为北。优选地，支架的极性是南。

在利用上述(3)的实施方案中，所述支架的极性与所述三维魔方或显示平台的极性相同。

优选地，所述三维魔方或显示平台的表面的极性基本为北。优选地，支架的极性是北。

在一种实施方案中，所述三维魔方或显示平台被限定为包括：

1、非磁性的质心核，

2、围绕所述质心布置的游戏片。

优选地，游戏片至少间隔地包括磁性元件。更优选地，每个游戏片包括磁性元件。

优选地，所述悬浮器包括一个或多个磁体。

在一种实施方案中，所述悬浮器是盘形的，所述盘的角相对于所述盘的中心部分向上翘起。优选地，每个角部分包含磁体，更优选地，磁体设于各个角部分，且至少一个或多个磁体中心地设置于所述盘。

在一种替换的实施方案中，所述悬浮器可包括朝向所述球体的外表面，所述球体具有混合极性。因此优选地，所述悬浮器由至少两个具有垂直设置的极性的磁体环组成。优选地，每个磁体环具有与所述悬浮器中的至少一个其它磁体环相反的极性。

优选地，所述悬浮器包括电磁体。

本发明的其它方面可从下面仅仅通过示例方式和参照附图的描述中更清楚地呈现。

本文所使用的“具有花纹的(tessellated)”、“基本具有花纹的”等，是指一个以上的单个形状在所形成的表面中重复。

本文所使用的术语“和/或”是指“和”或者“或”。

本文所使用的跟在名词后面的术语“s”意味着该名词的复数形式或单数形式比较合适，而并不必依赖于应该符合的语法。

本文所使用的“基本为方形”或“方形”可与“第一游戏片”交换使用。

本文所使用的“基本为三角形”或“三角形”可与“第二游戏片”交换使用。

本文所使用的由以复数或单数形式限定的定义对于其相反的形式(即单数或复数形式)仍然适用。

可以理解，本文所公开的参考数值范围(例如1至10)也包括该范围内的所有有理数(例如，1，1.1，2，3，3.9，4，5，6，6.5，7，8，9和10)和该范围内的任何有理数范围(例如，2至8，1.5至5.5，3.1至4.7)。

本文所使用的“方形”，是指当考虑基本垂直于球体魔方的一般表面时，就设置片的转角位置而言，魔方片基本为方形，而其周边没有任何较小的凹痕、标记或凹陷。

本文所使用的术语“核(core)”可与术语“质心(centroid)”交换使用。

本文所使用的“三角形”，是指当考虑基本垂直于球体魔方的一般表面时，就设置片的转角位置而言，魔方片基本为三角形，而其周边没有任何较小的凹痕、标记或凹陷。

本文所使用的“赤道(equatorial)”是指其轴线穿过质心中心的、任何围绕所述质心的环。

本文所使用的“笛卡尔轴线”是指运动自由度的三个轴线，各轴线相互间隔90°。

本文所使用的“一般球体”是指尽管设置了凹痕、凸起、起伏或表面结构，但仍具有球形的物体。

本发明也可广泛地包括本申请的说明书共同地或个别地提到或指出的部分、元件或特征，以及两个或多个部分、元件、特征的任何或全部组合，如果本文所提到的具体整体在本发明所涉及的领域内已知其等同物，则这种已知的等同物被认为如同单独进行了描述那样并入本文。

下面仅仅通过示例方式并参考附图对本发明进行描述：

附图说明

图1是包括26个游戏片的三维球的实施方案的立体图；

图2是沿图1的AA平面获取的剖面的立体图；

图3是包括62个游戏片的三维球的实施方案的立体图；

图4是包括54个游戏片的三维球的实施方案的立体图；

图5是图1所示球状魔方的剖视图；

图6是图1所示魔方的侧视图，示出了弦长(chord length)；

图7是魔方片的立体图；

图8是魔方片的立体图；

图9是魔方片的立体图；

图10是魔方片的立体图；

图11是游戏片的侧视图，示出了棘轮机构和表面凹痕(indentation)；

图12是游戏片的侧视图，示出了物理凸起；

图13是两个游戏片之间交互作用的侧视图，示出了反馈机构；以及

图14是游戏片的立体图；

图15是游戏片沿BB的剖视图；

图16是游戏片沿BB的剖视图；以及

图17是一种优选实施方案的侧视图，同时示出了悬浮器(levitator)和三维魔方或显示平台。

具体实施方式

参见图1，图中示出了按照一种优选实施方案的三维球1。图2示出了沿A-A通过该球的剖视图。

图7至10示出了魔方游戏片2的不同配置。每一游戏片2具有形成三维球1外表面的外部区域3。该外部区域3通过连接器与质心连接，连接器包括间隔物4和连接元件5。

包括每一魔方片的元件的许多不同组合可一体地模制。例如，如图7所示，魔方区域2可与间隔物4一体地模制。作为一种选择，如图8所示，魔方游戏片2可包括独立的魔方区域2，魔方区域2然后与一体模制的连接器相关，该连接器包括间隔物4和连接元件5。

在一些实施方案中，所述区域3可具有凹痕、凸起、轮廓或凸出形成球常规表面的表面结构。另外，由于球体是圆形的，因而每一魔方片2的区域3可在其边缘向下弯曲，以有利于形成更圆的球面。

在一种实施方案中，游戏片的一个或多个(或全部)边缘或边缘的一部分的是圆的。优选地，游戏片的至少一个转角是圆的。更优选地，基本为三角形的游戏片的每个转角(魔方区域的外围表面)都是圆的。这有利于促进各个相邻游戏片2之间平滑的相互作用。

如图9和10所示，所述魔方片2可包括瓦片形式的区域3。在一种实施方案中，每一瓦片通过连接器5与质心7连接，所述连接器包括间隔物4和连接元件5。如上所述，每一元件的多种不同结合可一体地模制。

在一种优选实施方案中，每一魔方片2利用磁引力而连接到质心7。

应当理解，可提供用于产生磁引力的多种不同结构。例如，每一所述连接器5或连接器5的一部分可由磁性元件(例如稀土磁体)形成；而质心7或质心7的一部分则由黑色金属形成。在该实施方案中，质心7可形成为球体、中空球体或环绕质心周边的钢制格栅球(latticeball)。也可采用其它允许游戏片2绕质心转动的结构。当被配置为钢制格栅球时，所述质心7被设置为钢制格栅线绕质心7定位，从而与游戏片2的分界线一致。作为一种选择，环绕质心7周边的钢制格栅线可被定位为使得游戏片2在所述钢制格栅线上方绕球体移动。

在一种替换的实施方案中，质心7或质心7的一部分可包括磁性元件，因此连接器5或连接器5的一部分包含铁元素。优选地，所使用的磁性元件是稀土磁体。在这种示例中，质心7可为例如球状磁体、中空球状磁体或环绕磁体周边的格栅球状磁体。也可使用允许所述游戏片绕质心7转动的其它结构。当作为磁性格栅球使用时，所述质心7被设置为质心磁体的格栅线绕质心7定位，从而与游戏片2的分界线一致。作为一种选择，环绕质心周边的磁体的格栅线可定位为使得游戏片2在所述格栅线上方绕球体移动。

尽管图8至10将连接器元件5描述为与间隔物4和区域3分离的实体(同时也可选择性地一体模制)，但应当预见，连接元件也可形成每一魔方片2的整体组件。例如，所述魔方游戏片2可全部或部分地包括具有磁性的模制材料。

优选地，当所述魔方片2包括磁体时，所述磁体设于所述区域3的远端，即，设于所述质心7的表面附近。

在一种实施方案中，整个连接器可以是磁体。在一种替换的实施方案中，磁体可仅仅形成连接器的一小部分，仅仅该磁体的、位于或接近所述魔方片2下表面的下部表面(即邻近所述质心7的表面)嵌入连接器。参见图15，图中示出连接器5为凹入游戏片2中的磁体。可以看见，魔方片的下周边15凸起而超出磁体下周边。因此，当游戏片2绕质心7运动时，游戏片2下周边的材料(例如塑料)而并非实际的磁体本身与质心7接触。如图15中所示，磁体仅仅在游戏片2内凸起一小段距离。应当理解，磁体可为各种尺寸。例如，磁体可具有进入魔方片2中延伸较大比例距离的尺寸，和/或相对于游戏片2的宽度具有变化宽度。

应当意识到，如果所述质心7是中空形式的，则任何数量的物体(如发光球等)可装入所述质心7的周边内。

如图7至10所示，所述魔方区域3形成直径大于质心7直径的球形表面。为实现该目的，每一魔方片2包括使得魔方区域3从质心表面凸出的间隔元件。图7和8示出了楔形间隔物4，而图9和图10示出了类似于杆的机构。替换的实施方案也可包括其形状可使魔方区域3从轮廓表面凸出的间隔物。例如，可以使用起伏的(contoured)或扇形的类似楔的间隔物。这种间隔物的优点在于：其能使得魔方区域3从质心的表面凸出，同时使用更少的材料，并保持强度，从而给每一魔方片2提供使用所需的足够弹性。

应当意识到，质心7相对于魔方的总体尺寸的相对尺寸可以变化，即，换言之，应当意识到，游戏片2的高度可相对于质心7的尺寸具有很大变化。例如，可以看见，与图16相比，图15所示的魔方片2的高度与宽度的比例较大。也应当意识到，随着游戏片2的高度相对于其宽度减小，磁体至游戏片边缘的距离会增加，因此减小了与其它相邻游戏片的磁相互作用。这可从对图16所示的魔方片2与图15所示的魔方片2的比较中看出。

还应当意识到，磁性元件可延伸穿过游戏片的任何部分。

人们可以想到许多不同类型的三维球，下面列举一些非限制性的例子：

球体1

参见图1和2，在一种实施方案中所述三维球1包括26个游戏片，其中18个基本为方形，8个基本为三角形。在该具体实施方案中，基本为方形的游戏片2设置于沿三个笛卡尔轴线的三个赤道环上，每一赤道环方向具有8个方形游戏片。因此，每一赤道环可相对于彼此绕质心7转动90°。因此，那些位于两个笛卡尔环(例如：x轴和y轴)之间的交叉部分的游戏片能在两个笛卡尔轴线的每一个的各个方向(例如：水平或垂直方向)上转动。如上所述，每一方形游戏片可在某个方向上转动，因此每一方形游戏片可换位至前一个游戏片所占据的位置。例如，如果方形游戏片绕所述质心7转动一个位置，则其将占据先前由相邻的方形游戏片所占据的游戏位置。所述基本为方形的游戏片可转动任意数目的游戏位置。

就单一的笛卡尔赤道环而言，还存在由基本为方形和基本为三角形的游戏片2组成的旋转罩。由于有三个笛卡尔赤道环，很明显每个笛卡尔轴线具有两套旋转罩，即，每个球有六套所述旋转罩。

在一种优选实施方案中，所述旋转罩由五个基本为方形的游戏片和四个基本为三角形的游戏片组成。所述旋转罩在同一平面内在质心周围转动，但远离所述的单一笛卡尔参照赤道环。

优选地，所述旋转罩一次旋转两个游戏位置。这样能保证所述基本为三角形的游戏片可占据先前由另一个三角形游戏片所占据的游戏位置。

优选地，每一基本为方形和基本为三角形的游戏片的换位边的长度基本近似于其所换位到的游戏片的换位边的长度。更优选地，每一游戏片的各换位边的弦长8大致近似。本文所使用的“弦长”是指游戏片的边从一个角到另一个角的长度。如图6所示，三维球体在赤道环上包括8个游戏片，当在球中排列成八边形时，弦长8是指每一游戏片2的边长(角到角)。

球体2

参见图3，在接下来的实施方案中，所述三维球体包括62个游戏片，其中30个基本为方形，32个基本为三角形。在该具体实施方案中，基本为方形的游戏片2设置于沿三个笛卡尔轴线的三个赤道环上，每一赤道环包括12个方形游戏片。因而，每个赤道环能相对于彼此绕质心7转动90°。因此，那些位于两个笛卡尔环(例如x轴和y轴)之间的交叉部分的游戏片能在两个笛卡尔轴线的每一个的各个方向(例如水平或垂直)上转动。如上所述，每一游戏片可在某个方向上转动，从而换位至前一个游戏片所占据的位置。例如，如果方形游戏片绕所述质心7转动一个位置，则其会占据先前由相邻的方形游戏片所占据的游戏位置。所述基本为方形的游戏片可转动任意数目的游戏位置。

就单一的笛卡尔赤道环而言，还存在由基本为方形和基本为三角形的游戏片2组成的两个旋转罩。由于有三个笛卡尔赤道环，很明显每个笛卡尔轴线有两套旋转罩，即，每个球有六套所述旋转罩(每一套包括第一和第二所述旋转罩)。

质心的第一所述旋转罩在相同赤道平面，但远离所述单一笛卡尔参考环，因而所述旋转罩的底部是所述单一笛卡尔赤道参考环的周界。所述第一旋转罩由9个基本为方形的游戏片和16个基本为三角形的游戏片组成。所述基本为方形的游戏片被排列成多个三角形子集的形式，这些三角形子集共同作用以形成较大的三角形片。

在一种实施方案中，所述多个三角形子集包括不再细分的较大的三角形片。

第二所述旋转罩远离所述旋转罩，并形成所述第一旋转罩的游戏片的子集。优选地，所述第二旋转罩包括5个基本为方形的游戏片和4个基本为三角形的游戏片。

优选地，所述第一旋转罩一次转动三个游戏位置，这样能保证所述基本为三角形的游戏片占据先前由另一个三角形游戏片所占据的游戏位置。

优选地，所述第二旋转罩一次旋转两个游戏位置，这样能保证所述基本为三角形的游戏片占据先前由另一个三角形游戏片所占据的游戏位置。

优选地，每一基本为方形和基本为三角形的游戏片的换位边的长度基本近似于其换位到的游戏片的换位边长度。更优选地，每一游戏片的各换位边的弦长8大致近似。本文所使用的“弦长”是指游戏片的边从一个角到另一个角的长度。

球体3

参见图4，在一种实施方案中，所述三维球体1包括48个游戏片，其中24个基本为方形，24个基本为三角形。在该具体实施方案中，所述基本为方形的游戏片和基本为三角形的游戏片被排列在沿各笛卡尔轴线的双赤道环上。此处所使用的“双赤道环”是这样一种布置：游戏片2的两个相邻带被设置成绕质心7，其中每一赤道环位于球体赤道的一例。三个笛卡尔轴线的每一个都重复这种双赤道环的布置。每个环包括8个基本为方形的游戏片和4个基本为三角形的游戏片(如图4所示)

每一双赤道环能相对彼此绕质心7转动90°，同时各双赤道环在同一平面内旋转。因此，那些位于两个笛卡尔环(例如x轴或y轴)之间的交叉部分的游戏片能在两个笛卡尔轴线中的每一个的各个方向(例如水平的或垂直的)上转动。各赤道环可绕所述质心7转动90°或多个90°

就单一的笛卡尔赤道环而言，还存在由基本为方形和基本为三角形的游戏片组成的两个旋转罩。由于有三个笛卡尔赤道环，很明显每个笛卡尔轴线有两套旋转罩，即，每个球有六套所述旋转罩(每一套包括第一和第二所述旋转罩)。

由于存在赤道分界线10，因而第一所述旋转罩允许球体的一半相对于剩余的一半转动。所述第一旋转罩由12个基本为方形的游戏片和12个基本为三角形的游戏片组成。

第二所述旋转罩远离所述旋转罩，并形成所述第一旋转罩的游戏片的子集。优选地，所述第二旋转罩包括4个基本为方形的游戏片和8个基本为三角形的游戏片。

优选地，所述第一旋转罩一次转动90°。这样能保证所述基本为三角形和方形的游戏片占据先前分别由另一三角形和方形游戏片所占据的游戏位置。

优选地，所述第二旋转罩一次转动90°。这样能保证所述基本为三角形和方形的游戏片占据先前分别由另一三角形和方形游戏片所占据的游戏位置。

优选地，每一基本为方形和三角形的游戏片的换位边的长度基本近似于其换位到的游戏片的换位边的长度。更优选地，每一游戏片的各换位边的弦长8大致近似。本文所使用的“弦长”是指游戏片的边从一个角到另一个角的长度。

换位

在一种实施方案中，所述游戏片2在游戏位置之间的运动给使用者提供反馈。所述反馈允许使用者确定游戏片何时正确地换位到游戏位置。优选地，在运动过程中的所述反馈提供至少一个或多个下述结果：

a)运动超过换位位置的判定，以及

b)换位至正确的游戏位置的判定。

所述反馈机构可以是噪声、“感觉”，即，由于物理机构而产生的，或者可指示使用者游戏片2何时被移动、或何时被正确换位至游戏位置2的所述球体1的物理特征上的变化。

参见图11、13，在一种实施方案中，所述反馈机构由棘轮机构11提供，由于所述游戏片2具有和所述棘轮机构11相互作用的物理凸起，当所述游戏片2被移动时，由于其与棘轮机构的相互作用，棘轮机构能发出声音或产生感觉。

在一种实施方案中，所述棘轮机构11位于所述游戏片的表面上(参见图11)。优选地，所述棘轮机构11位于所述基本为方形的游戏片上。

在一种实施方案中，所述物理凸起是这种形式的凸起，其位于不具有棘轮机构的游戏片上。优选地，所述物理凸起能与所述棘轮机构11相互作用，以给使用者提供关于游戏片何时被移动的反馈。

在所述棘轮机构11位于所述基本为方形的游戏片上的一种实施方案中，所述物理凸起位于基本为三角形的游戏片上。优选地，所述物理凸起具有球轴承12或类似的形式。

在一种实施方案中，所述球轴承12从所述基本为三角形的游戏片一侧的空穴中凸出，以与所述棘轮机构11相互作用(参见图12、13)。

在一种实施方案中，所述球轴承12与弹簧机构13连接，弹簧机构13使球轴承12向所述棘轮机构施加压力。

在一种实施方案中，位于与包含球轴承12的游戏片2相互作用的游戏片一侧的凹痕14提供允许使用者判定游戏片何时正确地换位的反馈(参见图13)。在该实施方案中，球轴承12与棘轮机构11及凹痕14的相互作用允许使用者分别确定游戏片何时被移动、何时被正确地对准。

在一种实施方案中，所述反馈可由所述质心7与所述游戏片之间的相互作用来提供。所述反馈机构可以是如上所述的机构，或者是任何其它允许用户确定游戏片何时被移动、何时被分别正确地对准的机构。

表面形状

在一种实施方案中，所述区域3基本是平坦的。在替换的实施方案中，所述区域3可具有凹痕、凸起、起伏(contour)、标记等。如图14所示，所述区域可具有表面变化，同时还保持基本为方形或三角形的区域形式。

有损于区域2的基本平坦的表面的区域2的变化可具有任何形式，只要这些变化能允许游戏片2相对于彼此被移动或换位而不会受到相邻游戏片2的干扰。这种表面变化可具有多种不同形式，包括不同的形状、颜色等。

在一种实施方案中，所述球体1可配置成“月球”，其中所述表面变化将提供具有月球风景的感觉。

在另一种实施方案中，所述球体1可配置成地球，其中所述表面变化将传递类似于地球的球体。

在另一种实施方案中，所述球体1可配置成一个面，其中所述游戏片展示面部特征，并且所述游戏片2的移动能形成面部特征的不同结构。

在另一种实施方案中，魔方的整体形状可具有任何其它几何形状，如方形或三角形。这可通过将每一游戏片的区域组装成使得魔方的整体形状成为期望的几何形状而实现。由于非球形外部几何形状绕球形的质心7转动(例如方形绕球形质心7转动)，因而游戏片的转动会导致不均匀的表面凸起。

这种新颖的三维球形魔方或显示平台易于变换和更改，这些变换和修改可以提出而不脱离本发明的思想。例如，游戏片2的数量和区域2的形状可以被更改。

另外，应当意识到，尽管本发明的优选实施方案是球形表面区域，但外部区域也可形成其它形状，如从Rubik′s的立方体可看见的方形。

悬浮器

参见图17，其示出了三维球体1，该三维球体1与位于其下方的单个悬浮器16相互作用。如图1所示，三维球体1的外表面优选为极性一致(即北或南)。

应当意识到，在一些实施方案中，球体表面不必具有绝对一致的极性，只要该表面的整体极性是一个极性即可。

作为一种选择，所述悬浮器具有混合的极性。在一种实施方案中，所述悬浮器16由至少两个磁体环组成。所述外部磁体环的极性与球体表面的极性相同，而内部磁体环的极性则与之相反。还可包括具有任意极性的其它内部磁体环。

悬浮器16能通过利用磁性引力或斥力或引力和斥力的结合而对三维球体1施加作用。即，如图17所示，如果在使用的三维球体1的下方放置单个悬浮器16，则所述悬浮器16的表面的极性必须和所述三维球体1的表面的极性相同。如果单个悬浮器16位于所述三维球体1的上方，则其利用磁体引力来保持所述三维球体1的悬浮。在这个例子中，朝向所述三维球体1的悬浮器16表面的整体极性必须与所述三维球体1的极性相反。如果使用两个悬浮器，一个位于所述三维球体1上方，一个位于所述三维球体1下方，则底部的悬浮器16具有朝向所述三维球体的、极性与三维球体1的表面极性相同的表面，而所述三维球体1上方的悬浮器16朝向所述三维球体1的表面的极性与所述三维球体1表面的极性相反。

如图16所示，悬浮器16的角优选为倾斜的。这将产生使得所述三维球体1悬浮在盘体中部的磁通线。应当意识到，任何形状的悬浮器16均可使用，只要磁通线的方向能够使得悬浮器保持在稳定位置即可。

在一种替换的实施方案中，磁体可回转地设置于所述质心7内部，这样磁体极性的方向相对于魔方极性的方向是固定的。在这种实施方案中，魔方片的连接元件5可由黑色金属形成。因此，随着魔方片2绕质心旋转，黑色金属的感应极性会改变，从而保持对质心7具有吸引磁力。

例子1

球体1形式的魔方可基于与Rubik的立方体同样的观点使用。即，各游戏片可通过颜色、标记、起伏等进行各种识别，因此，可进行游戏片的旋转，从而实现特殊的图案或游戏目的(如，图案排列)。

例子2

此游戏的目的可仅从质心开始，每个比赛者增加一块游戏片。因此，当所述游戏片都安装在质心周围时，游戏的目标就如上所述。

Claims (56)

1、一种三维魔方或魔方平台或显示平台，在实心或非实心的核与接触或非接触地保持到球核的多个片之间具有磁相互作用，

其中，所述多个片具有两个种类，所述两个种类的片共同提供了基本具有花纹的表面，以及

其中，当朝向所述核观察时，一个种类的片至少近似为方形，当朝向所述核观察时，第二种类的片至少近似为三角形，以及

其中，各个片的弦长基本相等，各个所述至少近似为方形的片具有四个弦，各个所述至少近似为三角形的片具有三个弦。

2、根据权利要求1所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其在限定了所述具有花纹的表面的区域的三个笛卡尔轴线的每一个上具有至少两个平行的分界平面。

3、根据权利要求1或2所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述魔方或平台允许所述片形成的环绕理论上的球心转动，以及

其中，所述魔方或魔方平台或显示平台允许所述片形成的罩相对于所述环绕理论上的球心转动。

4、根据权利要求1至3中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，每个所述片与至少一个或多个其它片换位。

5、根据权利要求1至4中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，每一所述方形片与其它四个片换位，每一所述三角形片与其它三个片换位。

6、根据权利要求1至5中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述片对称地设置于所述核的周围。

7、根据权利要求1至6中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中：每一所述片包括：

a)外表面，以及

b)连接器，其包括间隔物和连接元件。

8、根据权利要求7所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述外表面位于所述连接器的远端，以及，所述连接元件位于所述连接器的近端。

9、根据权利要求8所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述连接器的所述近端区域接触或非接触地保持到所述核。

10、根据权利要求7至9中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述连接器是一体模制的。

11、根据权利要求1至10中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述片是一体模制的。

12、根据权利要求1至11中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其包括26个片。

13、根据权利要求12所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其包括8个所述三角形片和18个所述方形片。

14、根据权利要求13所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述方形片设置为在所述三个笛卡尔轴线中每一个的赤道周围的环，并对称地排列在所述核的周围。

15、根据权利要求1至11中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其包括54个游戏片。

16、根据权利要求15所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其包括30个方形片和24个三角形片。

17、根据权利要求16所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述方形片以沿所述三个笛卡尔轴线中的每一个的双环方式对称地设置于所述核的周围。

18、根据权利要求1至11中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其包括62个游戏片。

19、根据权利要求15所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其包括30个方形片和32个三角形片。

20、根据权利要求16所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述方形片以沿所述三个笛卡尔轴线的每一个的三个相邻环的方式对称地设置于所述核的周围。

21、根据权利要求1至20中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述片能够绕所述核转动。

22、根据权利要求21所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述片在被移动时换位至相邻位置。

23、根据权利要求21或22所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，当所述片绕所述核转动时，所述三维球体魔方或魔方平台或显示平台提供反馈。

24、根据权利要求23所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，在所述运动过程中的反馈提供至少一个或多个下述结果：

a)运动超过换位位置的判定，以及

b)换位至正确的游戏位置的判定。

25、根据权利要求23或24所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，用以提供所述反馈的机构是由棘轮机构或换位机构提供的。

26、根据权利要22至25中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述换位机构或反馈机构位于所述方形片上。

27、根据权利要求24或25所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述机构包括球轴承和弹簧，所述弹簧可定位于单个所述片上且可换位至在相邻的所述片中形成的空穴内。

28、根据权利要求27所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述球轴承从所述三角形片的侧边的空穴凸出，从而伸入至位于相邻片的空穴中。

29、根据权利要求1至29中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述三维球体魔方或魔方平台或显示平台具有任意的整体形状，所述形状的特征在于：所述片能够不受约束地绕所述核转动。

30、根据权利要求1至29中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述外表面是基本平坦的。

31、根据权利要求1至29中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述外表面具有变化、凹痕、凸起、起伏、标记等。

32、根据权利要求1至31中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述三角形片被细分成4个或更多的三角形片。

33、根据权利要求1至32中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，在所述三维魔方内部具有下述一个或多个磁相互作用：

相邻的所述片之间；

所述片和所述核之间；或

相邻的所述片之间以及所述片与所述核之间。

34、根据权利要求1至33中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述片的边缘或边缘的一部分是圆的。

35、根据权利要求24所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述游戏片的至少一个转角是圆的。

36、根据权利要求34或35所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述三角形片的每个转角是圆的。

37、根据权利要求7至36中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述连接元件是磁体或黑色金属。

38、根据权利要求1至37中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述核是黑色金属、钢球或中空钢球或者包括黑色金属、钢球或中空钢球。

39、根据权利要求1至38中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述核具有磁性。

40、根据权利要求1至39中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述三维魔方或魔方平台或显示平台由木材、塑料、金属或结合物或任何其它合适的材料制成。

41、根据权利要求1至40中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，对于各个片，(A)当从围绕核的所述片径向观察时，最大的片与片的接触区域尺寸等于或大于(B)从所述接触区域至所述片的接近所述质心的材料处的深度。

42、根据权利要求1至41中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其结合有至少一个悬浮装置，所述悬浮装置或各个悬浮装置与使所述三维魔方或魔方平台或显示平台悬浮的支架分离和/或依附于所述支架。

43、根据权利要求42所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述悬浮器包括下述之一：

1.至少两个支架，其位于所述三维魔方或显示平台的上方和下方，

2.一个支架，其位于所述三维魔方或显示平台的上方，利用磁性引力使所述三维魔方或显示平台悬浮，或者

3.一个支架，其位于所述三维魔方或显示平台的下方，利用磁性斥力使所述三维魔方或显示平台悬浮。

44、根据权利要求42或43所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述悬浮器基本具有一个极性(即，南或北)。

45、根据权利要求43所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，(1)所述上部支架的极性与所述三维魔方或显示平台的极性相反；所述下部支架的极性与所述三维魔方或显示平台的极性相同。

46、根据权利要求43所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，(2)所述支架的极性与所述三维魔方或显示平台的极性相反。

47、根据权利要求43所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，(3)所述支架的极性与所述三维魔方或显示平台的极性相同。

48、根据权利要求21至47中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述悬浮器包括一个或多个磁体。

49、根据权利要求21至48中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述悬浮器是盘形的，所述盘的角相对于所述盘的中心部分向上翘起。

50、根据权利要求21至49中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述磁体设于各个角部分，且至少一个或多个磁体中心地设置于所述盘。

51、根据权利要求21至50中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述悬浮器包括朝向所述球体的外表面，所述球体具有混合极性。

52、根据权利要求51所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述悬浮器包括磁体环。

53、根据权利要求21至52中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台，其中，所述悬浮器包括电磁体。

54、根据权利要求1至53中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台的使用。

55、一种制造根据权利要求1至53中任意一项所述的三维魔方或魔方平台或显示平台的方法。

56、一种在本文中参照或不参照一幅或多幅附图充分描述的三维魔方或魔方平台或显示平台。

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