CN102068814A - 智能魔方 - Google Patents
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Abstract
一种具有记忆功能的新型魔方，可以指导用户完成魔方的复原，从而大大简化了魔方对与初学者的障碍，提高魔方的趣味性，尤其适合于青少年和儿童，在获得趣味的同时提高智力与动手能力。同时，通过内部电子设备，可以在用户使用时提供信息、背景音乐、灯光效果等功能，大大增加了魔方的魅力以及玩魔方的趣味性。
Description
技术领域
本发明专利涉及到魔方、位置传感器、微处理器、显示、电源管理，尤其是把微处理器的记忆功能和算法与传统魔方相结合，设计出一款更易于初学者学习的智能魔方。
背景技术
魔方是当前世界上最流行最具魅力的益智玩具。能锻炼人的动手能力、智力、空间想像力。但传统的魔方对大部分初学者而言，极具挑战性，不是每个人都可以玩成功，从而也大大制约了人的兴趣；尤其对青少年和儿童来说，由于其耐心有限，无法用长时间来复原魔方，同时大人也难以给出指导与答案，因此就会失去兴趣，从而使得很多玩家无法领悟魔方的趣味性。
本专利就是针对魔方的上述缺点，开发出一种能够在用户无法复原魔方的情况下给出指导，并指引完成魔方的复原，从而使得魔方不再是天才的玩具，而真正普及到所有人，充分发挥出了魔方的无穷魅力，使得任何人都能玩得好魔方。
发明内容
本发明的目的在于避免传统魔方对初学者的障碍，通过在传统魔方上增加旋转检测、记忆、程序分析、复原提示等电子功能，帮助初学者完成魔方的复原过程，消除初学者的障碍，提高初学者的兴趣。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施方法不构成对本发明的任何限制。
附图1是传统三阶魔方的示意图。
附图2是智能魔方的示意图。
附图3是检测面旋转的示意图。
具体实施方式
智能魔方主要由面旋转方向及角度检测单元、微处理器单元、复原提示单元组成。其基本工作原理是当魔方离开原始位置开始，智能魔方会自动记录每个面的旋转角度及方向，并记忆。当用户无法复原时，只需通过按钮或其他方法激活魔方的复原程序，智能魔方就会在微处理器的复原指引下帮助用户完成复原，用户只需要按提示的方法一步步操作，就会使魔方复原。本例以最普及的三阶魔方为例，说明智能魔方的工作原理及功能特点。
传统三阶魔方如附图1，由12个棱块，8个角块，6个中心块组成。角的色块有三种颜色，棱的色块有两种颜色，中心块只有一种颜色。其中6个中心块的相对位置是不会改变的，12棱块的位置会在不同的棱块位置内移动，8个角块的位置也会在不同的角块位置内移动。
智能魔方如附图2，智能魔方在外观及使用上与传统魔方完全相同，但智能魔方可以在用户需要学习魔方复原时提供指示，用户只需要按附图2上的面旋转指示箭头一步步旋转对应的面即可。其中附图2的右边为一个中心块的显示示意图，每个面的中心块的以显示不同的旋转方向(顺时针或逆时针)及角度(90度，180度，270度)。根据智能魔方内的微处理器控制，可以通过箭头指示用户完成这个面的旋转，如此循环，直到魔方复原。
面旋转记录：
由于魔方在旋转过程中，每个面上的色块相对位置不会改变，同时连接中心块的轴不会动，因此只要读取这个面相对于轴的转动方向、角度，就可以记录下这次旋转对于魔方的改变。其原理如附图3，在每个面的中心块上有A、B、C、D四个位置标记，当转轴转动后，通过A、B、C、D与轴的相对位置(如箭头方向)，就可以检测到当前面的旋转方向及角度。检测方法可以是机械、光电、电磁方法的编码方式。
复原指示功能：
如图2，在每个面的中心块有能够显示不同旋转方及角度的显示装置构成，可以是LCD，LED等，微处理器会根据记忆数据，给出复原的算法，并控制对应的中心块显示出旋转方向及角度，如此重复，直到魔方复原。当然，实例只是复原提示的一种途径，比如显示提示可以是魔方上的任意部位，也可以是声音提示或其它提示方式。
微处理器单元：
微处理器根据魔方从离开原始位置开始记录下的旋转数据，通过计算，就会得出复原的步骤。程序处理方法包括旋转数据的读取、记忆、处理，显示控制，还原步骤的优化计算，还原开关的读取等。
Claims (8)
1.一种智能魔方，其特征在于，包括：
可以检测到魔方每个面的旋转方向及角度，并通过微处理对记录数据进行处理、记忆，当用户需要复原时，可以提示用户完成魔方的复原。
2.根据权利要求1所述的智能魔方，其特征在于，所述智能魔方还包括：
每个面的旋转转检测可以是机械编码的方式，也可以是电子编码的方式，也可以其它编码方式。
3.根据权利要求1所述的智能魔方，其特征在于，所述智能魔方还包括：
魔方还原指示可以是LED、LCD显示指示的方式，也可以是声音提示的方式，也可以是其他人能感知的方式。
4.根据权利1所述的智能魔方，其特征在于，所述智能魔方还包括：
微处理器对数据的记忆方式，应当包含所有电子信息的存储方式。
5.根据权利1所述的智能魔方，其特征在于，所述智能魔方还包括：
微处理器根据智能魔方的记忆数据得出魔方目前状态，并由此计算出还原的程序思路及算法。
6.根据权利1所述的智能魔方，其特征在于，所述智能魔方还包括：
利用每个面的旋转及角度所记忆的数据，计算出魔方状态的程序算法。
7.根据权利3所述的智能魔方，其特征在于，所述智能魔方还包括：
LED、LCD显示指示的方式可以营造的灯光或图案特征，并衍生出新的特征；其声音指示特征所衍生的声音特征，包括音乐背景等特征。
8.根据权利4所述的智能魔方，其特征在于，所述智能魔方还包括：
微处理器对数据的处理而得出的其他魔方信息，比如目前的魔方状态信息等。
Priority Applications (1)
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN102068814A true CN102068814A (zh) | 2011-05-25 |
Family
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Family Applications (1)
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2011
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Application publication date: 20110525 |