CN110721462A - 魔方及其制造方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种魔方及其制造方法。一种魔方包括：中心芯组件，其包括具有彼此垂直的六个臂的中心十字构件，每个臂连接到将中心十字构件与多个中心块中的一个连接的组装构件；该多个中心块，每个中心块包括沿着该中心块的基部形成的多个翼部；多个边缘块，每个边缘块包括被形成为与中心块的该多个翼部配合的脊结构；及多个角块，每个角块包括被形成为与中心块的该多个翼部配合的突起结构，其中：边缘轨道组件形成在每个边缘块的脊结构上且包括边缘轨道构件和边缘保持器构件；该多个角块中的两个角块的两个突起结构被定位成邻接边缘轨道构件的相反端；且边缘保持器构件稳定被定位成邻接边缘轨道构件的相反端的该两个突起结构。

Description

魔方及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年7月17日提交的美国临时专利申请第62/699,267号的权益，其内容通过引用被整体并入本文中。

技术领域

所公开的主题涉及魔方(puzzle cube)。更特别地，所公开的主题涉及如下魔方，该魔方包括多个角块、多个边缘块和多个中心块，其中中心块包括翼状特征部，该翼状特征部被形成为与角块上的突出特征部配合，并且其中边缘块包括脊特征部，该脊特征部被形成为与中心块上的翼状特征部配合。

背景技术

传统的魔方(有时被称为幻方)具有中心轴以及安装在中心轴上的多个块，其中所述多个块能够相对于中心轴以枢转方式旋转，以产生多样化的拼图。不同的颜色和/或图案形成在每一个块的侧面上。为了解开魔方，使用者必须旋转魔方的块，直到魔方的每一个侧面显示相同的颜色。

在特定的示例中，传统的魔方是具有六个侧面的立方体，每一个侧面由被布置成三层(3×3)的九个可移动的较小表面组成。通常，立方体的六个侧面各自具有不同的颜色——也就是说，一个侧面上的九个较小的块分别是一种颜色。当旋转任何层以改变对应的块的位置时，该层中的每一个侧面上的小的可移动区域分别移动到不同颜色的另一侧面，并且所得到的侧面具有混杂的颜色。玩传统魔方的方法是打乱魔方的六个侧面的颜色，然后旋转魔方的层，以将每一组具有相同颜色的可移动区域移动到其合适的侧面，直到立方体的六个侧面中的每一个侧面都具有其相应的单种颜色。

然而，存在这些魔方发生故障的许多情况(例如，特别是在速度魔方或速解应用中)。例如，魔方可能没有被适当固紧，这可能导致魔方的块锁住或者魔方的块从魔方的其余部分弹出。为了提高魔方的性能，当操纵魔方时，一些使用者尝试通过施加润滑剂来改变摩擦量，从而缓解这些问题。例如，当操纵魔方时，可以施加降低旋转速度的润滑剂(例如，具有高粘度的润滑剂)，从而使得魔方较容易被魔方的使用者控制。在另一个示例中，当操纵魔方时，可以施加减少摩擦量以增加旋转速度的润滑剂。

因此，期望提供一种缓解上述问题的新魔方和用于制造该魔方的方法。

发明内容

根据所公开主题的各种实施例，提供了一种魔方和用于制造该魔方的方法。

根据所公开主题的一些实施例，提供了一种魔方，该魔方包括：中心芯组件，该中心芯组件包括中心十字构件，该中心十字构件具有彼此垂直的六个臂，其中每一个臂连接到组装构件，该组装构件将中心十字构件与多个中心块中的一个中心块连接；所述多个中心块，其中每一个中心块包括沿着该中心块的基部形成的多个翼部；多个边缘块，其中每一个边缘块包括脊结构，该脊结构被形成为与该中心块的所述多个翼部配合；以及多个角块，其中每一个角块包括突起结构，该突起结构被形成为与该中心块的所述多个翼部配合，其中：(i)边缘轨道组件形成在每一个边缘块的脊结构上，该边缘轨道组件包括边缘轨道构件和边缘保持器构件；(ii)所述多个角块中的两个角块的两个突起结构被定位成邻接边缘块的边缘轨道组件的边缘轨道构件的相反端；并且(iii)边缘轨道组件的边缘保持器构件稳定所述两个突起结构，所述两个突起结构被定位成邻接边缘块的边缘轨道组件的边缘轨道构件的相反端。

在一些实施例中，组装构件是具有螺钉头的螺钉，并且其中中心十字构件中的每一个臂接纳该螺钉。

在一些实施例中，魔方还包括盖结构，该盖结构覆盖中心块的内部，其中螺钉将中心块的基部与中心十字构件的臂连接。

在一些实施例中，魔方还包括压缩弹簧，该压缩弹簧定位在螺钉的螺钉头与中心块的基部之间。

在一些实施例中，中心块的所述多个翼部中的每一个翼部沿着中心块的基部的边缘形成。

在一些实施例中，形成在所述多个边缘块中的每一个边缘块上的脊结构包括板唇结构，该板唇结构形成在边缘轨道组件的下方，其中板唇结构的表面邻接中心块的所述多个翼部。

在一些实施例中，所述多个角块中的每一个角块的突起结构包括形成在从该角块延伸出的柱构件上的角块基座，来自所述多个角块中的每一个角块的角块基座在被定位成邻接所述多个边缘块中的每一个边缘块的边缘轨道构件时和来自所述多个边缘块的每一个板唇结构一起形成围绕中心芯组件的球形芯。

在一些实施例中，所述多个角块中的每一个角块包括形成在该角块的内部部分中的多个挤出部，其中当该角块绕着中心芯组件旋转时，所述多个挤出部阻止该角块进行扭转运动。

在一些实施例中，所述多个角块中的每一个角块的突起结构是杯形的，其中该杯形的突起结构的外表面被形成为与中心块的所述多个翼部配合。

在一些实施例中，第一多个磁性元件定位在所述多个角块中的每一个角块内，并且第二多个磁性元件定位在所述多个边缘块中的每一个边缘块内。在一些实施例中，定位在多个角块中的每一个角块内的第一多个磁性元件中的至少第一磁性元件被定位成与定位在多个边缘块中的每一个边缘块内的第二多个磁性元件中的至少第二磁性元件对准。在一些实施例中，第一磁性元件和第二磁性元件被构造成磁性联接，使得对应的块被构造成绕着中心芯组件旋转特定量。在一些实施例中，第一磁性元件和第二磁性元件具有相反的极性，使得在第一磁性元件和第二磁性元件之间产生吸引力。

在一些实施例中，所述多个角块中的每一个角块的突起结构包括第一多个磁性元件。在一些实施例中，多个角块中的每一个角块的突起结构是杯形的，其中在该杯形的突起结构内形成多个磁性插入区域，并且其中第一多个磁性元件中的每一个磁性元件放置在所述多个磁性插入区域中的每一个磁性插入区域内。在一些实施例中，在杯形的突起结构内形成三个磁性插入区域，所述三个磁性插入区域中的每一个磁性插入区域容纳第一多个磁性元件中的一个磁性元件。

在一些实施例中，形成在所述多个边缘块中的每一个边缘块上的脊结构包括板唇结构，该板唇结构形成在边缘轨道组件的下方，其中在该板唇结构的底面内形成多个磁性插入区域，并且其中第二多个磁性元件中的每一个磁性元件放置在所述多个磁性插入区域中的每一个磁性插入区域内。在一些实施例中，在板唇结构的底面内形成两个磁性插入区域，所述两个磁性插入区域中的每一个磁性插入区域容纳第二多个磁性元件中的一个磁性元件。

在一些实施例中，所述多个中心块中的每一个中心块具有一个面，所述多个边缘块中的每一个边缘块具有两个面，并且所述多个角块中的每一个角块具有三个面。

在一些实施例中，魔方包括所述多个中心块中的六个中心块、所述多个边缘块中的十二个边缘块以及所述多个角块中的八个角块。

根据所公开主题的一些实施例，提供了一种魔方，该魔方包括：中心芯组件，该中心芯组件包括中心十字构件，该中心十字构件具有彼此垂直的六个臂，其中每一个臂连接到组装构件，该组装构件将中心十字构件与所述多个中心块中的一个中心块连接；所述多个中心块；多个边缘块，其中每一个边缘块包括第一拼图连接结构，其中在第一拼图连接结构内形成第一磁性区域，并且其中第一磁体定位在第一磁性区域内；以及多个角块，其中每一个角块包括第二拼图连接结构，其中在第二拼图连接结构内形成第二磁性区域，并且其中第二磁体定位在第二磁性区域内；其中：(i)所述多个边缘块中的一个边缘块的第一拼图连接结构和所述多个角块中的一个角块的第二拼图连接结构被定位成与所述多个中心块中的一个中心块连接；并且(ii)定位在第一磁性区域内的第一磁体与定位在第二磁性区域内的第二磁体对准。

附图说明

当结合以下附图考虑时，参考所公开主题的以下详细描述，可以更全面地理解所公开主题的各种目的、特征和优点，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。

图1示出了根据所公开主题的一些实施例的魔方的说明性示例，该魔方包括：(i)中心芯组件，该中心芯组件经由组装构件连接到中心块；以及(ii)角块和边缘块，该角块和边缘块被形成为与形成在中心块上的翼状特征部邻接。

图2示出了根据所公开主题的一些实施例的魔方的中心块的说明性示例，该中心块包括：(i)翼状特征部，该翼状特征部支撑角块和边缘块；以及(ii)盖结构，该盖结构形成中心块的面。

图3A示出了根据所公开主题的一些实施例的魔方的边缘块的说明性视图，该边缘块包括脊结构，其中该脊结构包括：(i)板唇结构；以及(ii)边缘轨道组件，该边缘轨道组件具有边缘轨道构件和边缘保持器构件。

图3B示出了根据所公开主题的一些实施例的魔方的边缘块的说明性视图，其示出了图3A的边缘轨道组件的边缘保持器构件以及图3A的板唇结构的表面。

图4A示出了根据所公开主题的一些实施例的魔方的角块的说明性视图，该角块包括：(i)突起结构，该突起结构被形成为与中心块的翼状特征部配合；以及(ii)多个挤出部，所述多个挤出部被形成为接近角块的角部。

图4B示出了根据所公开主题的一些实施例的图4A中所示的魔方的角块的说明性视图，其中角块包括三个面。

图5示出了根据所公开主题的一些实施例的边缘块和角块的说明性示例，该边缘块和角块被定位成邻接中心块，其中角块的突起结构被定位成与中心块的翼状特征部和边缘块的脊结构配合。

图6A和图6B示出了根据所公开主题的一些实施例的边缘块和角块的多个视图，该边缘块和角块被定位成与中心块的翼状特征部配合。

图7示出了根据所公开主题的一些实施例的魔方的层的说明性示例，其中多个边缘块、多个角块和多个中心块配合在一起，其中形成在边缘块上的边缘轨道组件的边缘保持器构件可以将定位在边缘保持器构件的相反端上的两个角块的突起结构保持在一起。

图8和图9示出了根据所公开主题的一些实施例的部分组装的魔方的说明性示例。

图10示出了根据所公开主题的一些实施例的魔方的表面层的说明性示例，该表面层包括角块、边缘块和中心块。

图11示出了根据所公开主题的一些实施例的图7中所示的魔方层的说明性俯视图。

图12示出了根据所公开主题的一些实施例的组装好的魔方的说明性透视图，该魔方包括角块、边缘块和中心块。

图13A和图13B示出了根据所公开主题的一些实施例的磁性元件的说明性示例，该磁性元件被放置或附连在形成在魔方的边缘块内的磁性插入区域中。

图14A、图14B和图14C示出了根据所公开主题的一些实施例的磁性元件的说明性示例，该磁性元件被放置或附连在形成在魔方的角块内的磁性插入区域中。

图15示出了根据所公开主题的一些实施例的魔方的角块的第一磁性元件的说明性示例，该第一磁性元件与魔方的边缘块的第二磁性元件相互作用，其中第一磁性元件和第二磁性元件具有相反的极性。

具体实施方式

根据各种实施例，提供了一种魔方和用于制造该魔方的方法。

一般来说，魔方可以包括中心芯组件、多个中心块、多个边缘块和多个角块，它们配合在一起以形成具有球形内芯的魔方。应当注意，在本文中所述3×3魔方中，这种魔方可以包括六个中心块、十二个边缘块和八个角块，其中每一个中心块具有一个面，每一个边缘块具有两个面，并且每一个角块具有三个面(魔方上总共有五十四个面，或者魔方的每一侧有九个面)。

在一些实施例中，魔方可以包括中心芯组件。中心芯组件可以包括中心十字构件，该中心十字构件具有彼此垂直的六个臂，其中，每一个臂连接到组装构件，该组装构件将中心十字构件的臂与魔方的中心块连接。

应当注意，3×3魔方可以包括六个中心块，每一个中心块附接到中心十字构件的六个臂或延伸部中的一个上。

在一些实施例中，组装构件是具有螺钉头的螺钉，并且中心十字构件中的每一个臂或延伸部可以接纳该螺钉。例如，组装构件可以经由中心块的基部中的通孔而将中心块与中心十字构件的臂或延伸部的接纳部附接。在另一个示例中，当将中心块附接到中心十字构件的臂时，可以将螺钉从中心块的基部固紧到特定位置。

在一些实施例中，组装构件可以包括弹簧，例如压缩弹簧或任何其它合适的弹性材料，该弹簧被设置在组装构件的螺钉头与中心块的基部之间。

在一些实施例中，中心块可以包括盖结构，该盖结构覆盖中心块的内部，其中组装构件将中心块的基部与中心十字构件的臂连接。

在一些实施例中，魔方的中心块可以包括多个翼状特征部，所述多个翼状特征部形成在中心块的基部处。例如，翼状特征部可以沿着中心块的基部的边缘形成，并且翼状特征部可以被形成为在组装魔方时容纳多个角块和多个边缘块相对于中心块的定位。在更特别的示例中，翼状特征部可以被形成为容纳角块的突起结构和边缘块的脊结构。

在一些实施例中，魔方可以包括多个边缘块，其中每一个边缘块包括脊结构，该脊结构被形成为与中心块的翼状特征部配合。例如，脊结构可以包括边缘轨道组件，该边缘轨道组件包括边缘轨道构件和边缘保持器构件。在更特别的示例中，来自两个角块的突起结构可以定位在边缘轨道构件的相反端上，并且边缘保持器构件可以将这两个角块的突起结构保持或以其它方式稳定就位。在另一个示例中，脊结构可以包括板唇结构，该板唇结构形成在边缘轨道组件的下方，其中板唇结构的表面邻接中心块的翼状特征部。

应当注意，3×3魔方可以包括十二个边缘块，每一个边缘块具有脊结构，该脊结构邻接中心块的翼状特征部。例如，每一个中心块可以具有两个边缘块，这两个边缘块中的每一个边缘块包括邻接中心块的翼状特征部的脊结构。在另一个示例中，魔方的下层、中间层和上层中的每一个可以各自包括四个边缘块。

在一些实施例中，魔方可以包括多个角块，其中每一个角块包括突起结构，该突起结构被形成为与中心块的翼状特征部配合。例如，在一些实施例中，突起结构包括杯形的角块基座，该角块基座定位在从中心块延伸出的柱构件上。

在一些实施例中，角块可以包括多个挤出部或挤出区域，所述多个挤出部或挤出区域形成在角块的内部部分中，其中当角块绕着中心芯组件旋转时，挤出部阻止角块进行扭转运动。其有时被称为角块的抗扭转挤出部。

应当注意，3×3魔方可以包括八个角块。

还应当注意，当组装魔方时，来自多个角块中的每一个角块的多个突起结构和来自多个边缘块中的每一个边缘块的多个脊结构形成围绕中心芯组件的球形芯。

在一些实施例中，魔方可以包括磁性元件，该磁性元件定位在魔方的特定元件内。例如，在一些实施例中，第一组磁性元件可以被放置或附连在形成在角块的突起结构内的磁性插入区域中，并且第二组磁性元件可以被放置或附连在形成在边缘块的脊结构内的磁性插入区域中。在更特别的示例中，每一个磁性插入区域可以被形成为容纳磁性元件的放置(例如，该磁性元件可以由不同强度、不同极性等的磁性元件所代替)。

在一些实施例中，角块和边缘块中的每一个中的磁性插入区域可以被形成为使得放置在角块内的磁性元件可以与放置在边缘块内的磁性元件对准。继续该示例，放置在角块内的磁性元件可以与放置在边缘块内的磁性元件磁性联接，使得对应的边缘块和角块被构造成绕着中心芯组件旋转特定量。应当注意，放置在角块内的磁性元件和放置在边缘块内的磁性元件可以具有相反的极性，使得在磁性元件之间产生吸引力。

应当注意，磁性插入区域可以形成在每一个角块和每一个边缘块上的任何合适位置处。例如，角块中的磁性插入区域可以分布在突起结构的角块基座周围。可替代地，在另一个示例中，突起结构的角块基座可以包括接纳一个磁性元件的单个磁性插入区域。在另一个示例中，边缘块中的磁性插入区域可以形成在边缘轨道组件的下方，其中一个或多个磁性插入区域形成在板唇结构的底面内。

结合图1至图15进一步描述这些和其它特征。

转到图1，魔方可以包括中心芯组件。中心芯组件可以包括中心十字构件110，该中心十字构件110具有彼此垂直(例如，在三维笛卡尔坐标轴中彼此垂直)的六个臂或芯延伸部120，其中每一个臂120连接到组装构件130，该组装构件130将中心十字构件110的臂120与魔方的中心块140连接。

在更特别的示例中，当使用中心十字构件110组装3×3魔方时，魔方可以包括六个中心块140，每一个中心块140附接到中心十字构件110的六个臂或延伸部120中的一个臂或延伸部。

在一些实施例中，组装构件130可以是用于将中心块140附接到中心十字构件110的任何合适的构件，其中中心十字构件110的臂或延伸部120可以被构造成接纳组装构件130。例如，如图1中所示，组装构件130被示出为具有螺钉头的螺钉，其中中心十字构件110的臂或延伸部120可以通过在臂或延伸部120内具有螺纹来接纳螺钉。在更特别的示例中，也如图1中所示，组装构件130(例如螺钉)可以将中心块140附接到中心十字构件110，其中组装构件130穿过中心块140的基部中的通孔插入到中心十字构件110的臂或延伸部120的接纳部中。

应当注意，可以将组装构件130从中心块140的基部固紧到特定位置。

在一些实施例中，组装构件130可以包括弹簧150，例如压缩弹簧或任何其它合适的弹性材料，该弹簧150被设置在组装构件130的螺钉头与中心块140的基部之间。例如，可以选择弹簧150的外径，使得弹簧150的外径小于组装构件130的螺钉头的外径，这可以使弹簧150定位在组装构件130的螺钉头与中心块140的内部基部之间。附加地或可替代地，可以将间隔件、垫圈或垫片插在组装构件130的螺钉头与弹簧150之间，从而增加螺钉头的外径。

每一个中心块140内的一个或多个弹簧可以例如允许魔方的使用者修改或调整魔方的固紧(例如，特别是在速度魔方应用或速解应用中)。在更特别的示例中，使用者可以移除魔方的中心块140的盖结构，并且可以用具有不同的性质(例如不同的弹簧常数、不同的刚度、不同的强度等)的另一个弹簧来替换弹簧150。在另一个更特别的示例中，使用者可以移除魔方的中心块140的盖结构，并且可以通过固紧或松开组装构件130来调整魔方的固紧。

在一些实施例中，中心块140可以包括盖结构160，该盖结构160覆盖中心块的内部，其中组装构件130(该组装构件130包括头部以及设置在头部与内部基部之间的弹簧150)将中心块140的基部与中心十字构件110的臂120连接。例如，如图1中所示，盖结构160可以形成中心块140的面170。转而，当组装魔方时，可以将贴纸(诸如具有特定颜色的贴纸)附连到中心块140的面170。作为在中心块140的面170上附连贴纸的附加或替代，可以将中心块140形成为具有特定颜色(例如将中心块140形成为红色中心块、具有红色面部的中心块等)。

如图1和图2中所示，魔方的每一个中心块140可以包括翼状特征部210，该翼状特征部210沿着中心块140的基部的边缘形成。如图2中所示，中心块140的基部的每一个边缘可以包括翼状特征部210，该翼状特征部210从中心块140的下边缘凸起且突出离开中心块140的基部。

回来参见图1，当组装魔方时，每一个中心块140上的翼状特征部210可以用于容纳多个边缘块(例如边缘块180)和多个角块(例如角块190)的定位。如下文中所述，每一个中心块140上的翼状特征部210可以被形成为容纳角块190上的突起结构的外表面部和边缘块180上的脊结构的表面部。

转到图3A和图3B，图3A和图3B示出了根据所公开主题的一些实施例的魔方的边缘块180的说明性视图。如图3A和图3B中所示，边缘块180可以包括两个面360。在一些情况下，当组装魔方时，可以将贴纸(诸如具有特定颜色的贴纸)附连到边缘块180的面360。例如，可以将具有一种颜色的贴纸附连到边缘块180的一个面360，并且可以将具有不同颜色的贴纸附连到边缘块180的另一个面360。作为在边缘块180的表面360上附连贴纸的附加或替代，可以将边缘块180形成为在面360上具有一种或多种特定颜色(例如将边缘块180形成为具有红色面部和蓝色面部的边缘块)。

如图3A中所示，边缘块180可以包括脊结构310，其中脊结构310的一部分被形成为与中心块140的翼状特征部210配合。边缘块180的脊结构310与中心块140的翼状特征部210的配合也在图5、图6A和图6B中示出。

在一些实施例中，边缘块180的脊结构310可以包括板唇结构320。例如，板唇结构320可以被形成为配合在中心块140的翼状特征部210的下方。如图3A中所示，板唇结构320可以从脊结构310向外延伸，使得板唇结构的外表面可以设置在中心块140上的翼状特征部210中的一个翼状特征部的下方并且可以邻接该翼状特征部。

如图3B中所示，板唇结构320可以具有内表面350，在该内表面350上可以形成边缘组件。如图3A和图3B中所示，在一些实施例中，边缘组件可以包括边缘轨道构件330和边缘保持器构件340。

应当注意，边缘组件的边缘轨道构件330可以用于支撑多个角块190的突起结构。例如，如图6A中所示，角块190上的突起结构可以设置在板唇结构320的内表面350上且抵靠边缘轨道构件330的一端。在另一个示例中，如图7中所示，第一角块720上的第一突起结构710可以抵靠边缘轨道构件730的左侧设置在一端上，并且第二角块750上的第二突起结构740可以抵靠边缘轨道构件730的右侧设置在相反端上。

还应当注意，边缘组件的边缘保持器构件340可以用于保持和/或以其它方式稳定多个角块190的突起结构。例如，如图6A中所示，角块190上的突起结构可以设置在板唇结构320的内表面350上且抵靠边缘轨道构件330的一端，其中角块190的突起结构可以由边缘保持器构件340稳定就位。在另一个示例中，如图7中所示，第一角块720上的第一突起结构710可以抵靠边缘轨道构件730的左侧设置在一端上，并且第二角块750上的第二突起结构740可以抵靠边缘轨道构件730的右侧设置在相反端上，其中第一角块720的第一突起结构710和第二角块750的第二突起结构740都由边缘保持器构件730稳定就位。

在使用具有这些脊结构的边缘块时，应当注意，3×3魔方可以包括十二个边缘块，每一个边缘块具有脊结构，该脊结构邻接中心块的翼状特征部。例如，每一个中心块可以具有两个边缘块，这两个边缘块中的每一个边缘块包括邻接中心块的翼状特征部的脊结构。在另一个示例中，魔方的下层、中间层和上层中的每一个可以各自包括四个边缘块。

转到图4A，图4A示出了根据所公开主题的一些实施例的魔方的角块190的说明性视图。如图4A中所示，角块190可以包括突起结构，该突起结构被形成为与中心块140上的翼状特征部210配合。也如图4A中所示，角块190可以包括一个或多个挤出部，例如抗扭转挤出部，所述一个或多个挤出部形成在角块190的多个角处。如图4B中所示，角块190可以包括三个面405。在一些情况下，当组装魔方时，可以将贴纸(诸如具有特定颜色的贴纸)附连到角块190的面405。例如，可以将具有第一颜色的贴纸附连到角块190的第一面405，可以将具有第二颜色的贴纸附连到角块190的第二面405，并且可以将具有第三颜色的贴纸附连到角块190的第三面405。作为在角块190的面405上附连贴纸的附加或替代，可以将角块190形成为在面405上具有一种或多种特定颜色(例如将角块190形成为具有红色面部、蓝色面部和黄色面部的角块)。

如图4A中所示，角块190可以包括突起结构，该突起结构包括柱构件410和角块基座420，所述柱构件410从角块190延伸，所述角块基座420形成在柱构件410的端部处。角块基座420可以被形成为使得突起结构与中心块140上的翼状特征部210配合。例如，如图4A和图4B中所示，角块190上的突起结构可以包括杯形的角块基座420。在另一个示例中，突起结构的角块基座420可以是任何合适的形状，以与中心块140上的翼状特征部210配合。在又一个示例中，如图7中所示，当将来自魔方的顶层或底层上的四个角块的突起结构、特别是突起结构的角块基座420(以及来自多个边缘块的包括边缘轨道构件的脊结构)组装在一起时，四个突起结构可以形成围绕中心芯组件的球形芯的半球。图7中示出了魔方的下层的说明性俯视图，该图示出了来自多个角块的多个角块基座420与来自多个边缘块的多个边缘轨道构件之间的相互作用，以形成围绕中心芯组件的球形芯的半球。

还应当注意，当组装魔方时，来自八个角块中的每一个角块的多个突起结构和来自多个边缘块中的每一个边缘块的多个脊结构形成围绕中心芯组件的球形芯。魔方内的球形芯的一些部分在图8和图9中示出。例如，图8和图9示出了根据所公开主题的一些实施例的部分组装的魔方的说明性示例，其中示出了魔方内的球形芯。

在一些实施例中，角块190可以包括一个或多个挤出区域430，所述一个或多个挤出区域430形成在角块190的内部部分上。应当注意，在一些实施例中，当角块190绕着中心芯组件旋转时，所述一个或多个挤出区域430可以阻止魔方上的角块190进行扭转运动。也就是说，角块190可以形成有防弹出结构，在操纵组装好的魔方时，该防弹出结构阻止角块190弹出。

应当注意，3×3魔方可以包括八个角块。

如图10和图12中所示，可以组装包括多个角块、多个边缘块和多个中心块的魔方。例如，图10示出了根据所公开主题的一些实施例的魔方的表面层的说明性平面图，该表面层包括角块190、边缘块180和中心块140。在另一个示例中，图12示出了根据所公开主题的一些实施例的组装好的魔方的说明性透视图，该魔方包括角块190、边缘块180和中心块140。

魔方可以包括中心芯组件、多个中心块、多个边缘块和多个角块，它们配合在一起以形成具有球形内芯的魔方。应当注意，在本文中所述的3×3魔方中，这种魔方可以包括六个中心块、十二个边缘块和八个角块，其中每一个中心块具有一个面，每一个边缘块具有两个面，并且每一个角块具有三个面(魔方上总共有五十四个面，或者魔方的每一侧有九个面)。

在组装好如图10和图12中所示的魔方后，可以通过绕着中心芯组件(例如，三个正交轴线)旋转一排魔方元件来使用魔方。

在一些实施例中，魔方可以包括磁性元件。例如，在操纵魔方时，磁性元件可以提供阻力或反馈，从而实现特定的旋转。在另一个示例中，磁性元件可以在进行魔方的每一次转动时提供魔方的稳定性。

在一些实施例中，魔方可以包括定位在魔方的特定元件内的磁性元件。例如，在一些实施例中，第一组磁性元件可以放置或附连在形成在角块的突起结构内的磁性插入区域中，并且第二组磁性元件可以放置或附连在形成在边缘块的脊结构内的磁性插入区域中，其中第一组磁性元件可以被定位成与第二组磁性元件磁性对准。在更特别的示例中，每一个磁性插入区域可以形成在魔方的块内，以容纳磁性元件的放置(例如，该磁性元件可以由不同强度、不同极性等的磁性元件所代替)。

尽管本文中所述的实施例大体描述了形成在角块的突起结构和边缘块的脊结构上的磁性插入区域，但这仅仅是说明性的。应当注意，磁性元件可以定位在任何合适拼图的内部元件内。例如，在由连接到中心芯的块的组合组成的魔方中，块的一个或多个内部连接部(例如翼部、突起、板、凸缘、接合组件等)可以包括一个或多个磁性插入区域，所述一个或多个磁性插入区域形成在可以将磁性元件放置在其中的一个或多个内部连接部内。在另一个示例中，在包括边缘块和角块(例如，具有与图3A、图3B、图4A和图4B中所示的内部连接部不同的内部连接部的边缘块和角块)的拼图结构中，磁性插入区域可以形成在可以将特定磁性强度的磁性元件放置在这些磁性插入区域内的那些边缘块和角块的内部连接部上。继续该示例，边缘块中的磁性插入区域可以与角块中的磁性插入区域对准，使得在角块中的磁体与边缘块中的磁体对准时，获得特定的磁吸引力。

在一些实施例中，角块和边缘块中的每一个中的磁性插入区域可以被形成为使得放置在角块内的磁性元件可以与放置在边缘块内的磁性元件对准。继续该示例，放置在角块内的磁性元件可以与放置在边缘块内的磁性元件磁性联接，使得对应的边缘块和角块被构造成绕着中心芯组件旋转特定量。应当注意，放置在角块内的磁性元件和放置在边缘块内的磁性元件可以具有相反的极性，使得在磁性元件之间产生吸引力。

应当注意，磁性插入区域可以形成在每一个角块和每一个边缘块上的任何合适位置处。例如，角块中的磁性插入区域可以分布在突起结构的角块基座周围。可替代地，在另一个示例中，突起结构的角块基座可以包括接纳一个磁性元件的单个磁性插入区域。在另一个示例中，边缘块中的磁性插入区域可以形成在边缘轨道组件的下方，其中一个或多个磁性插入区域形成在板唇结构的底面内。

还应当注意，尽管本文中所述的实施例大体示出了将圆柱形或盘形磁体放置在磁性插入区域内，但磁性插入区域可以被形成为容纳任何合适形状的磁体。例如，磁性插入区域可以是立方体形状，以容纳立方体形状的磁体。在另一个示例中，磁性插入区域可以被形成为容纳各种不同形状的磁体(例如正方形磁体、条形磁体、盘形磁体、环形磁体等)。

图13A和图13B示出了根据所公开主题的一些实施例的磁性元件的说明性示例，该磁性元件被放置或附连在形成在魔方的边缘块内的磁性插入区域中。如图所示，两个磁性插入区域1310形成在边缘块180的内表面350内。继续该示例，边缘块180的磁性插入区域1310可以形成在接纳角块的突起结构的区域中，其中第一磁性插入区域1310形成在边缘轨道构件330的一端上，并且对应的第二磁性插入区域1310形成在边缘轨道构件330的相反端上。

在更特别的示例中，可以在后处理过程中形成磁性插入区域1310，在该后处理过程中，在边缘块180的内表面(例如底边缘面)中钻削出容纳磁性元件的区域。应当注意，可以在边缘块180内形成任何合适数量的磁性插入区域1310。例如，可以形成四个磁性插入区域1310来代替图13A和图13B中所示的两个磁性插入区域1310(例如，具有放置在四个磁性插入区域内的较小的磁性元件)。在另一个示例中，多个磁性插入区域1310可以沿着边缘块180的内表面350的周边形成。在又一个示例中，可以在边缘块180内形成单个磁性插入区域1310，以与角块上的另一个磁性插入区域对准。

转到图14A至图14C，图14A至图14C示出了根据所公开主题的一些实施例的磁性元件的说明性示例，该磁性元件放置或附连在形成在魔方的角块内的磁性插入区域中。如图所示，三个磁性插入区域1410形成在角块190上的突起结构的角块基座420的外表面内。在更特别的示例中，三个磁性插入区域1410绕着角块190上的突起结构的角块基座420的外表面的周边均匀分布。继续该示例，角块190的磁性插入区域1410可以形成在待接纳边缘块的脊结构或边缘轨道构件的区域中。

在更特别的示例中，可以在后处理过程中形成磁性插入区域1410，在该后处理过程中，在角块190的外表面中钻削出容纳磁性元件的区域。应当注意，可以在角块190内形成任何合适数量的磁性插入区域1410。例如，可以形成六个磁性插入区域1410来代替图14A至图14C中所示的三个磁性插入区域1410。在另一个示例中，可以在角块190内形成单个磁性插入区域1410，以与边缘块上的另一个磁性插入区域对准。

应当注意，尽管本文中所述的实施例示出了将磁性元件附连在每一个磁性插入区域内，但可以将这些磁性元件移除和/或替换。例如，在一些实施例中，可以将磁性元件从一个或多个磁性插入区域移除。在另一个示例中，在一些实施例中，可以将磁性元件从一个或多个磁性插入区域移除，并将其替换成不同的磁性元件——例如具有不同极性的磁性元件、具有不同磁矩的磁性元件等。

图15示出了根据所公开主题的一些实施例的魔方的角块的第一磁性元件的说明性示例，该第一磁性元件与魔方的边缘块的第二磁性元件相互作用，其中第一磁性元件和第二磁性元件具有相反的极性。如图所示，放置在角块190的磁性插入区域1410内的磁性元件可以与放置在边缘块180的磁性插入区域1510内的磁性元件对准，其中(例如由于磁性元件中相反的磁场极性)在所述磁性元件之间产生了吸引力。例如，这可以导致在操纵具有设置在魔方内的这些磁性元件的魔方时产生特定量的旋转或者降低过度旋转的可能性。应当注意，可以通过例如从磁性插入区域移除一个或多个磁性元件、用具有不同性质的磁性元件来从磁性插入区域中替换一个或多个磁性元件等来改变吸引力。

因此，提供了一种魔方和用于制造该魔方的方法。

尽管在前述说明性实施例中已经描述和说明了本发明，但应当理解，本公开仅是以示例方式进行的，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施方式的细节进行许多修改，本发明的精神和范围仅由所附权利要求所限定。可以以各种方式组合和重新排列所公开的实施例的特征。

Claims (21)

1.一种魔方，包括：

中心芯组件，所述中心芯组件包括中心十字构件，所述中心十字构件具有彼此垂直的六个臂，其中每一个臂连接到组装构件，所述组装构件将所述中心十字构件与多个中心块中的一个中心块连接；

所述多个中心块，其中每一个中心块包括沿着所述中心块的基部形成的多个翼部；

多个边缘块，其中每一个边缘块包括脊结构，所述脊结构被形成为与所述中心块的所述多个翼部配合；以及

多个角块，其中每一个角块包括突起结构，所述突起结构被形成为与所述中心块的所述多个翼部配合；

其中：

边缘轨道组件形成在每一个边缘块的所述脊结构上，所述边缘轨道组件包括边缘轨道构件和边缘保持器构件；

所述多个角块中的两个角块的两个突起结构被定位成邻接所述边缘块的所述边缘轨道组件的所述边缘轨道构件的相反端；并且

所述边缘轨道组件的所述边缘保持器构件稳定所述两个突起结构，所述两个突起结构被定位成邻接所述边缘块的所述边缘轨道组件的所述边缘轨道构件的相反端。

2.根据权利要求1所述的魔方，其中所述组装构件是具有螺钉头的螺钉，并且其中所述中心十字构件中的每一个臂接纳所述螺钉。

3.根据权利要求2所述的魔方，还包括盖结构，所述盖结构覆盖所述中心块的内部，在所述内部中，所述螺钉将所述中心块的所述基部与所述中心十字构件的臂连接。

4.根据权利要求2所述的魔方，还包括压缩弹簧，所述压缩弹簧定位在所述螺钉的所述螺钉头与所述中心块的所述基部之间。

5.根据权利要求1所述的魔方，其中所述中心块的所述多个翼部中的每一个翼部沿着所述中心块的所述基部的边缘形成。

6.根据权利要求1所述的魔方，其中形成在所述多个边缘块中的每一个边缘块上的所述脊结构包括板唇结构，所述板唇结构形成在所述边缘轨道组件的下方，并且其中所述板唇结构的表面邻接所述中心块的所述多个翼部。

7.根据权利要求6所述的魔方，其中，所述多个角块中的每一个角块的所述突起结构包括形成在从所述角块延伸的柱构件上的角块基部，来自所述多个角块中的每一个角块的角块基部在被定位成邻接所述多个边缘块中的每一个边缘块的所述边缘轨道构件时和来自所述多个边缘块的每一个板唇结构一起形成围绕所述中心芯组件的球形芯。

8.根据权利要求1所述的魔方，其中所述多个角块中的每一个角块包括形成在所述角块的内部部分中的多个挤出部，并且其中当所述角块绕着所述中心芯组件旋转时，所述多个挤出部阻止所述角块进行扭转运动。

9.根据权利要求1所述的魔方，其中所述多个角块中的每一个角块的所述突起结构包括形成在从所述角块延伸出的柱构件上的角块基座，并且其中当来自所述多个角块的每一个角块基座被定位成邻接所述多个边缘块中的每一个边缘块的所述边缘轨道构件时，该角块基座形成围绕所述中心芯组件的球形芯。

10.根据权利要求1所述的魔方，其中所述多个角块中的每一个角块的所述突起结构是杯形的，并且其中杯形的所述突起结构的外表面被形成为与所述中心块的所述多个翼部配合。

11.根据权利要求1所述的魔方，其中第一多个磁性元件定位在所述多个角块中的每一个角块内，并且其中第二多个磁性元件定位在所述多个边缘块中的每一个边缘块内。

12.根据权利要求11所述的魔方，其中定位在所述多个角块中的每一个角块内的所述第一多个磁性元件中的至少第一磁性元件被定位成与定位在所述多个边缘块中的每一个边缘块内的所述第二多个磁性元件中的至少第二磁性元件对准。

13.根据权利要求12所述的魔方，其中所述第一磁性元件和所述第二磁性元件被构造成磁性联接，使得对应的块被构造成绕着所述中心芯组件旋转特定量。

14.根据权利要求12所述的魔方，其中所述第一磁性元件和所述第二磁性元件具有相反的极性，使得在所述第一磁性元件与所述第二磁性元件之间产生吸引力。

15.根据权利要求12所述的魔方，其中所述多个角块中的每一个角块的所述突起结构包括所述第一多个磁性元件。

16.根据权利要求15所述的魔方，其中所述多个角块中的每一个角块的所述突起结构是杯形的，其中在杯形的所述突起结构内形成多个磁性插入区域，并且其中所述第一多个磁性元件中的每一个磁性元件放置在所述多个磁性插入区域中的每一个磁性插入区域内。

17.根据权利要求16所述的魔方，其中在杯形的所述突起结构内形成三个磁性插入区域，所述三个磁性插入区域中的每一个磁性插入区域容纳所述第一多个磁性元件中的一个磁性元件。

18.根据权利要求12所述的魔方，其中形成在所述多个边缘块中的每一个边缘块上的所述脊结构包括板唇结构，所述板唇结构形成在所述边缘轨道组件的下方，其中在所述板唇结构的底面内形成多个磁性插入区域，并且其中所述第二多个磁性元件中的每一个磁性元件放置在所述多个磁性插入区域中的每一个磁性插入区域内。

19.根据权利要求18所述的魔方，其中在所述板唇结构的所述底面内形成两个磁性插入区域，所述两个磁性插入区域中的每一个磁性插入区域容纳所述第二多个磁性元件中的一个磁性元件。

20.根据权利要求1所述的魔方，其中所述魔方包括所述多个中心块中的六个中心块、所述多个边缘块中的十二个边缘块以及所述多个角块中的八个角块，其中所述多个中心块中的每一个中心块具有一个面，其中所述多个边缘块中的每一个边缘块具有两个面，并且其中所述多个角块中的每一个角块具有三个面。

21.一种魔方，包括：

中心芯组件，所述中心芯组件包括中心十字构件，所述中心十字构件具有彼此垂直的六个臂，其中每一个臂连接到组装构件，所述组装构件将所述中心十字构件与多个中心块中的一个中心块连接；

所述多个中心块；

多个边缘块，其中每一个边缘块包括第一拼图连接结构，其中在所述第一拼图连接结构内形成第一磁性区域，并且其中第一磁体定位在所述第一磁性区域内；以及

多个角块，其中每一个角块包括第二拼图连接结构，其中在所述第二拼图连接结构内形成第二磁性区域，并且其中第二磁体定位在所述第二磁性区域内；

其中：

所述多个边缘块中的一个边缘块的所述第一拼图连接结构和所述多个角块中的一个角块的所述第二拼图连接结构被定位成与所述多个中心块中的一个中心块连接；并且

定位在所述第一磁性区域内的所述第一磁体与定位在所述第二磁性区域内的所述第二磁体对准。

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