CN106110651A - 智能魔方及其使用的感应轴心结构、计时方法 - Google Patents

智能魔方及其使用的感应轴心结构、计时方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能魔方及其使用的感应轴心结构、计时方法。感应轴心结构包括内部具有空腔的核心，以及若干根与核心连通的管状轴，空腔内设有中控模块，中控模块包括状态获取单元，管状轴上设有状态信号发送组，状态信号发送组包括一个信号选择器和多个信号激发器，信号选择器可与任一个信号激发器进行配对，并生成相应的状态信号，状态获取单元被配置为可接收由状态信号发送组发出的状态信号。由于该智能魔方使用了新式的感应轴心结构，使之具有获取魔方实时状态的能力，可以实现联网在线的魔方比赛联动。并且由于该获取魔方实时状态的能力并非由影象捕捉的方式实现，所以技术、设备门槛都很低，容易普及推广，改变传统的魔方玩乐方式。

Description

智能魔方及其使用的感应轴心结构、计时方法
技术领域
本发明涉及魔方结构技术领域，特别是一种智能魔方,及其使用的感应轴心结构，以及计时方法。
背景技术
玩魔方是一种高雅的健身活动，它可以锻炼人的手脑并用能力，对培养人的动作技能都十分有效；可增强人的记忆力，丰富空间想象力；可培养人的耐力和毅力。有许多机构会定期组织魔方玩家进行各种速拧、盲拧和最小步数还原的比赛。但是这些赛事必须玩家亲身前往比赛场地参与，使得部分行动不便的或是身处异地无法前往的玩家被拒之门外。
发明内容
本发明提供一种智能魔方，其可搭配常规电子产品实现魔方状态数据的实时联网，使得身处异地的玩家也可以随时随地进行竞速、盲扭、最少步数还原等各种比赛。
一种智能魔方用的感应轴心结构，包括本体，所述本体包括内部具有空腔的核心，以及若干根与核心连通的管状轴，所述空腔内设有中控模块，所述中控模块包括状态获取单元，所述管状轴上设有状态信号发送组，所述状态信号发送组包括一个信号选择器和多个信号激发器，所述信号选择器可与任一个信号激发器进行配对，并生成相应的状态信号，所述状态获取单元被配置为可接收由状态信号发送组发出的状态信号。
状态获取单元接收的状态信号需要进一步处理，才能获得智能魔方所需的关于魔方实时状态的数据。其数据的处理可通过多种途径实现，包括：所述中控模块还包括信号发送单元、信号接收单元和输出单元，所述信号发送单元被配置为可将状态获取单元接收的状态信号通过无线方式发送至外设的信号接收设备，所述信号接收单元被配置为可接收由外设的处理设备的反馈数据，所述输出单元与信号接收单元连接；又或者，所述中控模块还包括处理单元、输出单元和输出数据发送单元，所述处理单元被配置为可对状态获取单元提供的状态信号进行处理，所述输出单元与处理单元连接，所述输出数据发送单元被配置为可将处理单元输出的数据发送至外设的数据接收设备。
具有上述感应轴心结构的智能魔方，还包括中心块，所述中心块的数量与管状轴的数量一一对应，所述中心块与管状轴的末端转动连接，所述中心块与对应的状态信号发送组的信号选择器或信号激发器固定连接。
所述魔方可以二阶魔方、三阶魔方，甚至是五以上的奇数阶魔方。当其为五以上的奇数阶魔方，所述管状轴上设有多组状态信号发送组，一根管状轴上的状态信号发送组的数量是智能魔方的阶数减一后的一半，所述智能魔方还包括转动环，所述转动环与管状轴转动连接，所述转动环与对应的状态信号发送组的信号选择器或信号激发器固定连接，所述转动环带动同一平面上的面块和棱块绕管状轴旋转。
进一步，还包括启动装置，所述启动装置包括加速度感应器或启动按钮，所述启动装置与中控模块连接。
进一步，还包括显示屏和/或发声装置，所述显示屏和/或发声装置与输出单元连接。
上述智能魔方的计时方法，包括中控模块实时监测状态信号发送组因智能魔方转动而造成的状态信号的改变，从而得出魔方的实时状态，还包括计时启动环节和计时终止环节，所述计时终止环节是当中控模块检测到魔方的实时状态回复到魔方的原始状态时终止计时。当智能魔方具有启动装置时，其计时启动环节是通过感应智能魔方的加速度变化启动，或是通过按键信号启动。
本发明公开的智能魔方，由于其使用了新式的感应轴心结构，使之具有获取魔方实时状态的能力，可以实现联网在线的魔方比赛联动。并且由于该获取魔方实时状态的能力并非由影象捕捉的方式实现，所以技术门槛和设备门槛都很低，容易普及推广，从而改变传统的魔方玩乐方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是所述智能魔方用的感应轴心结构的立体视图；
图2是图1中A-A处的全剖图；
图3是实施例1的全剖图；
图4是实施例2的全剖图；
图5是实施例3的结构示意图；
图6是实施例4的示意图；
图7是实施例5的示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
如图1和2所示，一种智能魔方用的感应轴心结构，包括本体，所述本体包括内部具有空腔的核心1，以及若干根与核心1连通的管状轴2，所述空腔内设有中控模块3，所述中控模块3包括状态获取单元，所述管状轴2上设有状态信号发送组4，所述状态信号发送组4包括一个信号选择器和多个信号激发器，所述信号选择器可与任一个信号激发器进行配对，并生成相应的状态信号，所述状态获取单元被配置为可接收由状态信号发送组4发出的状态信号。所述状态信号发送组4包括环形触片41、弧形触片42和电刷43，所述环形触片41环绕管状轴2外壁设置，所述弧形触片42有多片且位于与环形触片41平行设置的圆环上，所述环形触片41和各片弧形触片42分别与状态获取单元连接，所述电刷43可同时碰触环形触片41以及任一片弧形触片42，所述状态获取单元被配置为可接收环形触片41与任一片弧形触片42的状态信号。
进一步作为优选的实施方式，所述中控模块3还包括信号发送单元、信号接收单元和输出单元，所述信号发送单元被配置为可将状态获取单元接收的状态信号通过无线方式发送至外设的信号接收设备，所述信号接收单元被配置为可接收由外设的处理设备的反馈数据，所述输出单元与信号接收单元连接。本实施方式将状态获取单元接收的状态信号利用无线发送只外设的信号接收设备，由外部的处理器进行编译、处理，所得的数据再回传至信号接收单元，并由输出单元反馈给玩家。
进一步作为优选的实施方式，所述中控模块3还包括处理单元和输出单元，所述处理单元被配置为可对状态获取单元提供的状态信号进行处理，所述输出单元与处理单元连接。本实施方式直接在中控模块3内完成状态信号的处理转换，再由输出单元反馈给玩家。进一步，所述中控模块3还包括输出数据发送单元，所述输出数据发送单元被配置为可将处理单元输出的数据发送至外设的数据接收设备。
一种智能魔方，包括轴心和中心块，所述轴心是感应轴心结构，所述中心块的数量与管状轴2的数量一一对应，所述中心块与管状轴2的末端转动连接，所述中心块与对应的状态信号发送组4的信号选择器或信号激发器固定连接。还包括启动装置，所述启动装置包括加速度感应器或启动按钮，所述启动装置与中控模块连接。
实施例1：如图3所示，三阶智能魔方包括感应轴心结构、中心块7-1、棱块8-1和角块，所述管状轴2上的触片组包括一片环形触片41和四片弧形触片42，所述弧形触片42分别对应魔方的与管状轴2平行的四个平面，所述电刷43与中心块7-1固定连接，当中心块7-1所在的平面发生转动时，电刷43的位置发生变化，使得环形触片41和弧形触片42之间的连接关系发生变化，状态获取单元记录下状态信号，并通过中控模块3内的处理单元将状态信号转化成三阶智能魔方的实时状态。
实施例2：如图4所示，二阶智能魔方包括感应轴心结构、中心块7-2和角块8-2，所述管状轴2上的触片组包括一片环形触片41和四片弧形触片42，所述弧形触片42分别对应魔方的与管状轴2平行的四个平面，所述电刷43与中心块7-2固定连接，当中心块7-2所在的平面发生转动时，电刷43的位置发生变化，使得环形触片41和弧形触片42之间的连接关系发生变化，状态获取单元记录下状态信号，并通过中控模块3内的信号发送单元发送至玩家的个人电脑或手持电子设备进行数据转化，从而二阶智能魔方的实时状态。
实施例3：如图5所示，五阶智能魔方包括感应轴心结构、中心块7-2和转动环5，所述管状轴2上设有多组状态信号发送组4，一根管状轴2上有两组状态信号发送组4，所述转动环5与管状轴2转动连接，所述转动环5与对应的状态信号发送组4的信号选择器或信号激发器固定连接，所述转动环5带动同一平面上的面块和棱块绕管状轴2旋转。
进一步作为优选的实施方式，还包括显示屏和/或发声装置，所述显示屏和/或发声装置与输出单元连接。显示屏可以提示游戏时间等信息，发声装置如蜂鸣器等可以提示几时开始或终止。
实施例4：所述状态信号发送组4还可以是以光电感应的形式实现，如图6所示，所述状态信号发送组4包括一个光源44、一片挡板45，以及多个光线接收器46，所述挡板45与中心块固定连接，挡板45上留有一个缺口，当缺口对准光线接收器46时，光线接收器46就能接收光源44的光线，同时发出状态信号。
实施例5：所述状态信号发送组4还可以是以电磁感应的形式实现，如图7所示，所述状态信号发送组4包括一个霍尔感应器47和多个磁铁，各个磁铁的磁场强度互不相同，所述霍尔感应器47与中心块固定连接，中心块转动时，霍尔感应器47经过不同磁铁时，就会产生不同的电压，从而识别出转动的方向，发出状态信号。
上述智能魔方的计时方法，包括中控模块实时监测触片组因魔方转动而造成的状态信号的改变，从而得出魔方的实时状态，还包括计时启动环节和计时终止环节，所述计时终止环节是当中控模块检测到魔方的实时状态回复到魔方的原始状态时终止计时。
进一步作为优选的实施方式，所述智能魔方包括启动装置，所述启动装置包括加速度感应器或启动按钮，所述启动装置与中控模块连接，其计时启动环节通过感应加速度变化启动，或通过按键启动。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种智能魔方用的感应轴心结构，包括本体，其特征在于：所述本体包括内部具有空腔的核心（1），以及若干根与核心（1）连通的管状轴（2），所述空腔内设有中控模块（3），所述中控模块包括状态获取单元，所述管状轴（2）上设有状态信号发送组（4），所述状态信号发送组（4）包括一个信号选择器和多个信号激发器，所述信号选择器可与任一个信号激发器进行配对，并生成相应的状态信号，所述状态获取单元被配置为可接收由状态信号发送组（4）发出的状态信号。
2.根据权利要求1所述的智能魔方用的感应轴心结构，其特征在于：所述中控模块（3）还包括信号发送单元、信号接收单元和输出单元，所述信号发送单元被配置为可将状态获取单元接收的状态信号通过无线方式发送至外设的信号接收设备，所述信号接收单元被配置为可接收由外设的处理设备的反馈数据，所述输出单元与信号接收单元连接。
3.根据权利要求1所述的智能魔方用的感应轴心结构，其特征在于：所述中控模块（3）还包括处理单元和输出单元，所述处理单元被配置为可对状态获取单元提供的状态信号进行处理，所述输出单元与处理单元连接。
4.根据权利要求3所述的智能魔方用的感应轴心结构，其特征在于：所述中控模块（3）还包括输出数据发送单元，所述输出数据发送单元被配置为可将处理单元输出的数据发送至外设的数据接收设备。
5.一种智能魔方，包括轴心和中心块，其特征在于：所述轴心是如权利要求1～4任一项所述的感应轴心结构，所述中心块的数量与管状轴（2）的数量一一对应，所述中心块与管状轴（2）的末端转动连接，所述中心块与对应的状态信号发送组（4）的信号选择器或信号激发器固定连接。
6.根据权利要求5所述的智能魔方，其特征在于：所述智能魔方是五阶以上的奇数阶魔方，所述管状轴（2）上设有多组状态信号发送组（4），一根管状轴（2）上的状态信号发送组（4）的数量是智能魔方的阶数减一后的一半，所述智能魔方还包括转动环（5），所述转动环（5）与管状轴（2）转动连接，所述转动环（5）与对应的状态信号发送组（4）的信号选择器或信号激发器固定连接，所述转动环（5）带动同一平面上的面块和棱块绕管状轴（2）旋转。
7.根据权利要求5或6所述的智能魔方，其特征在于：还包括启动装置，所述启动装置包括加速度感应器或启动按钮，所述启动装置与中控模块连接。
8.一种如权利要求5～7任一项所述的智能魔方的计时方法，其特征在于：通过中控模块实时监测状态信号发送组因智能魔方转动而造成的状态信号的改变，从而得出智能魔方的实时状态，包括计时启动环节和计时终止环节，所述计时终止环节是当中控模块检测到魔方的实时状态回复到魔方的原始状态时终止计时。
9.根据权利要求8所述的智能魔方的计时方法，其特征在于：所述智能魔方为如权利要求7所述的智能魔方，其计时启动环节是通过感应智能魔方的加速度变化启动，或是通过按键信号启动。
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