CN112619120B - 一种三阶练习魔方 - Google Patents

Abstract

一种三阶练习魔方，包括：三阶魔方本体、LED灯闪烁控制模块、温度控制模块、充电模块和伸缩模块。本申请提供的一种三阶练习魔方对传统的三阶魔方进行了结构和电路改进，增加了三阶魔方的娱乐性和趣味性，且还拓展了三阶魔方的使用功能，具有很好的市场前景。

Description

一种三阶练习魔方

技术领域

本发明属于三阶魔方技术领域，具体涉及一种三阶练习魔方。

背景技术

魔方是一种常见的玩具，且有多种形状和结构，三阶魔方是魔方中最常见的一种，结构简单，娱乐性强，深受大众喜欢。但是现有的三阶魔方一般只能通过转动而获得娱乐乐趣，娱乐方式较为单一。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种三阶练习魔方。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种三阶练习魔方，包括：

三阶魔方本体，具有三个互相垂直且相交于一固定点的支撑轴以及六个旋转面，相对的两个所述旋转面分别与对应的所述支撑轴铰接并绕所述支撑轴旋转，所述旋转面包括固定块和转动块，所述固定块与所述支撑轴连接，所述转动块绕所述固定块布置，所述固定块和所述转动块表面均设置有LED灯；

LED灯闪烁控制模块，用于当触发所述固定块时控制各LED灯的闪烁；所述LED灯闪烁控制模块设置于所述三阶魔方本体上；

温度控制模块，用于保持所述旋转面的温度处于预设范围；所述温度控制模块设置于所述旋转面上，且与所述LED灯闪烁控制模块连接；

充电模块，用于利用所述LED灯闪烁控制模块提供的电能对外界充电；所述充电模块设置于所述三阶魔方本体内部，且与所述LED灯闪烁控制模块连接；

伸缩模块，用于在外界控制下控制所述旋转面沿所述支撑轴向外背离所述固定点运动以露出所述充电模块；所述伸缩模块设置于所述固定点处，且与所述旋转面连接。

优选地，所述LED灯闪烁控制模块包括：电池、压力传感器、处理器、稳压器和稳流器，其中，所述压力传感器设置于所述固定块表面，且与所述处理器连接，所述处理器分别与所述电池、所述稳压器和所述稳流器连接，所述稳压器和所述稳流器分别与每一所述LED灯连接。

优选地，所述温度控制模块包括：数字电位计Ro、第一电阻R1、第二电阻R2、第一热敏电阻Rk、第二热敏电阻Rz、温控芯片和处理器，其中，所述数字电位计Ro的第一固定端接地而第二固定端分别连接所述第一电阻R1的第一端和所述温控芯片的第一端，所述数字电位计Ro的滑动端连接所述处理器，所述第一电阻R1的第二端连接所述LED灯闪烁控制模块，所述第二电阻R2的第一端连接所述LED灯闪烁控制模块而第二端连接所述温控芯片的第二端，所述第一热敏电阻Rk的第一端接地而第二端连接所述温控芯片的第二端，所述第二热敏电阻Rz与所述处理器连接，所述第一热敏电阻Rk、所述第二热敏电阻Rz和所述温控芯片均设置于所述旋转面内表面。

优选地，所述充电模块包括：电路板、第一接口、第二接口、测量单元、电子继电单元、输出控制单元和蓄电单元，其中，所述第一接口、所述第二接口、所述测量单元、所述电子继电单元、所述输出控制单元和所述蓄电单元均设置于所述电路板上，所述测量单元分别与所述第一接口、所述电子继电单元和所述输出控制单元连接，所述输出控制单元分别与所述电子继电单元和所述蓄电单元连接，所述第二接口分别与所述电子继电单元和所述蓄电单元连接。

优选地，所述输出控制单元包括：自锁电源滤波插座单元和漏电检测报警单元，其中，所述自锁电源滤波插座单元分别与所述测量单元和所述漏电检测报警单元连接。

优选地，所述自锁电源滤波插座单元包括：保险丝BX、压敏电阻器RY、微动开关AN、电容C11、电容C12、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、继电器J、变压器T、电阻R、发光二极管LED、二脚插座XS1和三脚插座XS2，其中，所述保险丝BX的第一端与火线连接而第二端分别与所述压敏电阻器RY的第一端、所述微动开关AN的第一端和所述继电器J的触点J1-1的第一端连接，所述压敏电阻器RY的第二端连接零线，所述微动开关AN的第二端分别连接所述继电器J的触点J1-1的第二端、所述电容C11的第一端、所述电容C3的第一端和所述变压器T中初级线圈的第一端，所述电容C11的第二端连接所述电容C12的第一端，所述电容C12的第二端分别连接所述二极管D1的阴极和所述二极管D2的阳极，所述二极管D1的阳极连接所述零线，所述二极管D2的阴极分别连接所述电容C2的第一端、所述继电器J的第一端和所述二极管D3的阴极，所述电容C2的第二端连接所述零线，所述继电器J的第二端连接所述零线，所述二极管D3的阳极连接所述电容C3的第二端，所述变压器T中初级线圈的第二端连接所述零线，所述变压器T中次级线圈的第一端分别连接所述电容C4的第一端、所述电容C5的第一端、所述电阻R的第一端、所述二脚插座XS1的第一插脚和所述三脚插座XS2的第一插脚，所述变压器T中次级线圈的第二端分别连接所述电容C4的第二端、所述电容C6的第一端、所述发光二极管LED的阴极、所述二脚插座XS1的第二插脚和所述三脚插座XS2的第二插脚，所述电容C5的第二端和所述电容C6的第二端连接所述三脚插座XS2的第三插脚，所述电阻R的第二端与所述发光二极管LED的阳极连接，所述三脚插座XS2的第三插脚接地。

优选地，所述漏电检测报警单元包括：电阻R3、电阻R4、二极管VD1、发光二极管VD2、稳压二极管VD3、滤波电容C、模拟声芯片A和压电陶瓷片B，其中，所述电阻R3的第一端连接所述自锁电源滤波插座单元中三角插座XS2的第三插脚而第二端连接所述二极管VD1的阳极，所述发光二极管VD2的阳极与所述二极管VD1的阴极连接而阴极分别与所述稳压二极管VD3的阴极、所述滤波电容C的第一端、模拟声芯片A的SEL1引脚和Vcc引脚连接，所述稳压二极管VD3的阳极和所述滤波电容C的第二端连接所述自锁电源滤波插座单元中的零线，所述模拟声芯片A的Vee引脚连接所述零线，所述模拟声芯片A的OSC1引脚和OSC2引脚分别连接所述电阻R4的两端，所述模拟声芯片A的Vcc引脚和OUT引脚分别连接所述压电陶瓷片B的两端。

优选地，所述伸缩模块包括：支撑组件、固定组件和充气阀门组件，其中，所述支撑组件设置于所述三阶魔方本体内部，所述固定组件第一端与所述旋转面内表面连接而第二端与所述支撑组件铰接，所述充气阀门组件设置于所述旋转面上。

优选地，所述支撑组件包括：支撑杆、支撑板、支撑座和可调柄，其中，所述支撑座设置于所述三阶魔方本体内壁上，所述支撑杆螺纹旋紧于所述支撑座上，所述支撑板螺纹套设于所述支撑杆上，所述可调柄与所述支撑杆末端连接；

所述固定组件包括：固定座、固定件、固定杆、转动轴和加强筋，其中，所述固定座通过所述固定件设置于所述支撑板上，所述固定座上设置有第一转动孔和第二转动孔，所述转动轴两端对应插入所述第一转动孔和所述第二转动孔中，所述固定杆的第一端与所述转动轴连接而第二端与所述旋转面连接，所述加强筋两端分别与所述固定座和所述固定杆连接。

优选地，所述充气阀门组件包括：压缩气体仓、活动板、固定板、固定销和密封圈，其中，所述旋转面内壁上设置有凹槽，所述压缩气体仓设置于所述凹槽中，所述固定板和所述活动板设置于所述压缩气体仓开口处，所述密封圈套设于所述活动板和所述固定板上，且与所述压缩气体仓开口处密封连接，所述固定销与所述活动板连接，且伸出所述旋转面表面，当向外移动所述固定销时，所述活动板背离所述固定板运动，并于二者之间形成朝向所述三阶魔方本体内部的喷射通道，所述压缩气体仓内部的压缩气体经由开口和所述喷射通道向所述三阶魔方本体内部喷出。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请提供的一种三阶练习魔方对传统的三阶魔方进行了结构和电路改进，增加了三阶魔方的娱乐性和趣味性，且还拓展了三阶魔方的使用功能，具有很好的市场前景。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的旋转面平面示意图；

图3是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的部分电路连接示意图；

图4是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的部分结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的部分电路连接示意图；

图6是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的部分电路连接示意图；

图7是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的部分电路连接示意图；

图8是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的部分电路连接示意图；

图9是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的部分电路连接示意图；

图10是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的部分结构示意图；

图11是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的部分结构示意图；

图12是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的部分结构示意图；

图13是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的部分结构示意图；

图14是本发明实施例提供的一种三阶练习魔方的部分结构示意图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

如图1-14，在本申请实施例中，本发明提供了一种三阶练习魔方，包括：

三阶魔方本体10，具有三个互相垂直且相交于一固定点的支撑轴以及六个旋转面11，相对的两个所述旋转面11分别与对应的所述支撑轴铰接并绕所述支撑轴旋转，所述旋转面11包括固定块12和转动块13，所述固定块12与所述支撑轴连接，所述转动块13绕所述固定块12布置，所述固定块12和所述转动块13表面均设置有LED灯；

LED灯闪烁控制模块20，用于当触发所述固定块12时控制各LED灯的闪烁；所述LED灯闪烁控制模块20设置于所述三阶魔方本体上；

温度控制模块30，用于保持所述旋转面11的温度处于预设范围；所述温度控制模块30设置于所述旋转面11上，且与所述LED灯闪烁控制模块20连接；

充电模块40，用于利用所述LED灯闪烁控制模块LED灯闪烁控制模块20提供的电能对外界充电；所述充电模块40设置于所述三阶魔方本体10内部，且与所述LED灯闪烁控制模块20连接；

伸缩模块50，用于在外界控制下控制所述旋转面11沿所述支撑轴向外背离所述固定点运动以露出所述充电模块40；所述伸缩模块50设置于所述固定点处，且与所述旋转面11连接。

在本申请实施例中，当触发此三阶魔方本体10上的任一固定块12时，都会激发相应的LED灯闪烁控制模块20控制各LED灯进行闪烁；同时，用户可以根据自身需要通过温度控制模块30对旋转面11的温度进行设定，进而温度控制模块30利用LED灯闪烁控制模块20提供的电能对旋转面11进行加热或者制冷，保持旋转面11的温度为用户设定的温度值；同时，当需要使用充电模块40对外界电器进行充电时，可以控制伸缩模块50将旋转面11向外伸出，从而露出三阶魔方本体10内部的充电模块40，并与外界电器连接完成充电过程。

如图1、2和4，在本申请实施例中，所述LED灯闪烁控制模块20包括：电池、压力传感器、处理器、稳压器和稳流器，其中，所述压力传感器设置于所述固定块表面，且与所述处理器连接，所述处理器分别与所述电池、所述稳压器和所述稳流器连接，所述稳压器和所述稳流器分别与每一所述LED灯连接。

如图1、2和4，在本申请实施例中，三阶魔方本体10本身具有三个互相垂直支撑轴(分别沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向)，这三个支撑轴相较于三阶魔方本体10内部的一固定点处，每个支撑轴均对应有两个旋转面11，相对的两个旋转面11分别与对应的支撑轴铰接并绕该支撑轴旋转。每个旋转面11包括固定块12(也即图2中的数字1位置)和转动块13(也即图2中的数字2和3位置)，固定块12与支撑轴连接，转动块13绕固定块12布置。当转动旋转面11时，固定块12相对于支撑轴固定不动，而转动块13相对于支撑轴转动。每个固定块12和转动块13表面均设置有LED灯，固定块12的LED灯个数为1个，转动块13的LED灯个数为2个。

进一步地，每个支撑轴及其对应的两个旋转面11之间均布置有一个LED灯闪烁控制模块20，因而整个三阶魔方本体10内部布置了3个LED灯闪烁控制模块20。每个LED灯闪烁控制模块20包括电池、压力传感器、处理器、稳压器和稳流器，其中，所述压力传感器设置于所述固定块12表面，且与所述处理器连接，所述处理器分别与所述电池、所述稳压器和所述稳流器连接，所述稳压器和所述稳流器分别与每一所述LED灯连接。具体地，当用户按压任一固定块12表面时，会触发压力传感器，压力传感器向处理器发送指令，处理器控制电池输出电压给稳压器和稳流器，稳压器可以向LED灯提供稳定电压，稳流器可以向LED灯提供稳定电流，同时，处理器内部存储有多种LED灯闪烁程序，LED灯可以根据此LED灯闪烁程序进行闪烁。处理器内部的LED灯闪烁程序可以从外界录入。

如图5，在本申请实施例中，所述温度控制模块30包括：数字电位计Ro、第一电阻R1、第二电阻R2、第一热敏电阻Rk、第二热敏电阻Rz、温控芯片和处理器，其中，所述数字电位计Ro的第一固定端接地而第二固定端分别连接所述第一电阻R1的第一端和所述温控芯片的第一端，所述数字电位计Ro的滑动端连接所述处理器，所述第一电阻R1的第二端连接所述LED灯闪烁控制模块20，所述第二电阻R2的第一端连接所述LED灯闪烁控制模块20而第二端连接所述温控芯片的第二端，所述第一热敏电阻Rk的第一端接地而第二端连接所述温控芯片的第二端，所述第二热敏电阻Rz与所述处理器连接，所述第一热敏电阻Rk、所述第二热敏电阻Rz和所述温控芯片均设置于所述旋转面11内表面。

在本申请实施例中，数字电位计Ro、第一电阻R1、第二电阻R2和第一热敏电阻Rk共同组成一个惠斯通电桥，第一电阻R1、第二电阻R2互为对称电阻，二者选型应满足同一厂商同一批次，应保证两个对称电阻尽可能一致，尤其是温度系数，此外还应保证第一电阻R1、第二电阻R2与数字电位计Ro、第一热敏电阻Rk的阻值接近。处理器可以通过命令字对数字电位计Ro进行赋值，数字电位计Ro的具体阻值反映了旋转面11预设定的工作温度t。第一热敏电阻Rk贴于旋转面11的内表面，用以测量旋转面11的实际工作温度t’。当数字电位计Ro阻值不等于第一热敏电阻Rk阻值时，在惠斯通电桥桥两端A、B处会形成电动势梯度UAB，UAB可以为正，也可以为负，当数字电位计Ro阻值等于第一热敏电阻Rk阻值时，UAB＝0。温控芯片贴于旋转面11内表面，用以对旋转面11实施加热，其加热机制由UAB数值决定，UAB为正或负时，温控芯片则实施加热或制冷，一直持续到UAB＝0，此时旋转面11的实际工作温度已经在处理器设定的数字电位计Ro值工作点，此时第一热敏电阻Rk阻值等于数字电位计Ro阻值。第二热敏电阻Rz贴于旋转面11内表面，用以测量旋转面11实际工作温度t’，并将测量信息反馈给处理器。处理器通过设定旋转面11中的数字电位计Ro的阻值来间接设定旋转面11工作温度t1。在惠斯通电桥作用下，一旦数字电位计Ro阻值不等于第一热敏电阻Rk阻值，则恒温芯片工作，直致旋转面11工作温度恒定在预置的温度点，此时第二热敏电阻Rz的阻值应和数字电位计Ro阻值、第一热敏电阻Rk阻值接近，并将此测量信息传递至处理器。这样最终实施的效果是保持整个魔方的整体温度适宜，例如在寒冷的冬天户外玩魔方时，魔方不会冻手；在夏天则可以带来凉爽的感觉。

如图6，在本申请实施例中，所述充电模块40包括：电路板41、第一接口42、第二接口43、测量单元44、电子继电单元45、输出控制单元46和蓄电单元47，其中，所述第一接口42、所述第二接口43、所述测量单元44、所述电子继电单元45、所述输出控制单元46和所述蓄电单元47均设置于所述电路板41上，所述测量单元44分别与所述第一接口42、所述电子继电单元45和所述输出控制单元46连接，所述输出控制单元46分别与所述电子继电单元45和所述蓄电单元47连接，所述第二接口43分别与所述电子继电单元45和所述蓄电单元47连接。

在本申请实施例中，当对外界电器充电时，首先将第一接口42与电力线连接，将第二接口43与外界电器连接，测量单元44(如电子电度表)可以通过第一接口42测量电力线的功率，并将测量总数值传递给输出控制单元46(处理芯片)，输出控制单元46采集电力线的电功量数据，通过对用电数据的分析，控制电子继电单元45(电子继电器)的切断与导通。电子继电单元45可以通过对电力线的电量分析而智能地切断与接通电力线与外界电器之间的连接。蓄电单元47一方面可以通过输出控制单元46获取存储电力线上的电能，另一方面也可以将LED灯闪烁控制模块20提供的电能以及电力线的电能给用户电器供电。

充电模块40的工作原理可以通过如下实施例进一步阐述。

步骤00(开始)：设定测量单元44初始值P0，执行下一步骤；

步骤01：设定测量单元44计时时间10分钟，执行下一步骤；

步骤02：开启测量单元44开始电力线计数；

步骤03：10分钟后测量单元44访问电力线计数值P；

步骤04：输出控制单元46开始工作；

步骤05：输出控制单元46判别，若测量单元44访问的电力线计数值P小于设定值P0＝1J，则程序跳转到步骤00；若P大于指定电功P0，执行下一步骤；

步骤06：输出控制单元46控制电子继电单元45断开与第二接口43的连接，然后执行空程序。

如图7，在本申请实施例中，所述输出控制单元46包括：自锁电源滤波插座单元48和漏电检测报警单元49，其中，所述自锁电源滤波插座单元48分别与所述测量单元44和所述漏电检测报警单元49连接。

在本申请实施例中，电力线上的电流通过测量单元44传输至自锁电源滤波插座单元48，自锁电源滤波插座单元48再传输给外界电器，同时，漏电检测报警单元49可以对自锁电源滤波插座单元48进行监测，当检测到自锁电源滤波插座单元48存在漏电现象时可以发出报警。

如图8，在本申请实施例中，所述自锁电源滤波插座单元48包括：保险丝BX、压敏电阻器RY、微动开关AN、电容C11、电容C12、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、继电器J、变压器T、电阻R、发光二极管LED、二脚插座XS1和三脚插座XS2，其中，所述保险丝BX的第一端与火线连接而第二端分别与所述压敏电阻器RY的第一端、所述微动开关AN的第一端和所述继电器J的触点J1-1的第一端连接，所述压敏电阻器RY的第二端连接零线，所述微动开关AN的第二端分别连接所述继电器J的触点J1-1的第二端、所述电容C11的第一端、所述电容C3的第一端和所述变压器T中初级线圈的第一端，所述电容C11的第二端连接所述电容C12的第一端，所述电容C12的第二端分别连接所述二极管D1的阴极和所述二极管D2的阳极，所述二极管D1的阳极连接所述零线，所述二极管D2的阴极分别连接所述电容C2的第一端、所述继电器J的第一端和所述二极管D3的阴极，所述电容C2的第二端连接所述零线，所述继电器J的第二端连接所述零线，所述二极管D3的阳极连接所述电容C3的第二端，所述变压器T中初级线圈的第二端连接所述零线，所述变压器T中次级线圈的第一端分别连接所述电容C4的第一端、所述电容C5的第一端、所述电阻R的第一端、所述二脚插座XS1的第一插脚和所述三脚插座XS2的第一插脚，所述变压器T中次级线圈的第二端分别连接所述电容C4的第二端、所述电容C6的第一端、所述发光二极管LED的阴极、所述二脚插座XS1的第二插脚和所述三脚插座XS2的第二插脚，所述电容C5的第二端和所述电容C6的第二端连接所述三脚插座XS2的第三插脚，所述电阻R的第二端与所述发光二极管LED的阳极连接，所述三脚插座XS2的第三插脚接地。

在本申请实施例中，压敏电阻器RY是一种非线性特性的器件，当其电压高达某一定值时，其电阻急剧减小。通过利用这种特性可以对电路中的过压或对尖峰脉冲有较高的吸收和抑制能力，既能起到过压保护作用，又能抑制开关电源产生的干扰传输到电网，起到滤波的双重作用。当通过自锁电源滤波插座单元48连接电力线和外界电器时，先按下微动开关AN，电力线上的交流经电容C11、电容C12的降压、二极管D1的稳压、二极管D2的整流以及电容C2的滤波后向电路供12V直流电源输出给继电器J，此时继电器J的线圈吸合，进而作用到继电器J的触点J1-1，触点J1-1接通电路完成自锁。电力线上的交流电经变压器T和电容C3－电容C6组成的电源滤波器作用后通过二脚插座XS1和三脚插座XS2输出给外界电器。当遇到突然停电时，触点J1-1自动断开切断主电流，可防止来电时因外界电器未从二脚插座XS1和三脚插座XS2中拔出而遭到冲击。

如图9，在本申请实施例中，所述漏电检测报警单元49包括：电阻R3、电阻R4、二极管VD1、发光二极管VD2、稳压二极管VD3、滤波电容C、模拟声芯片A和压电陶瓷片B，其中，所述电阻R3的第一端连接所述自锁电源滤波插座单元48中三角插座XS2的第三插脚而第二端连接所述二极管VD1的阳极，所述发光二极管VD2的阳极与所述二极管VD1的阴极连接而阴极分别与所述稳压二极管VD3的阴极、所述滤波电容C的第一端、模拟声芯片A的SEL1引脚和Vcc引脚连接，所述稳压二极管VD3的阳极和所述滤波电容C的第二端连接所述自锁电源滤波插座单元48中的零线，所述模拟声芯片A的Vee引脚连接所述零线，所述模拟声芯片A的OSC1引脚和OSC2引脚分别连接所述电阻R4的两端，所述模拟声芯片A的Vcc引脚和OUT引脚分别连接所述压电陶瓷片B的两端。

在本申请实施例中，电阻R3和二极管VD1组成了半波整流电路，稳压二极管VD3组成了稳压电路，滤波电容C组成了滤波电路，电力线上的交流电经过电阻R3、二极管VD1、稳压二极管VD3和滤波电容C后可向报警电路提供稳定的5V直流电压；模拟声芯片A(型号KD－9561)和电阻R4、压电陶瓷片B组成了模拟声发生器，发光二极管VD2用于发光指示。当正常时，由于电阻R3左端与输出端口(也即三角插座XS2)的地线相接，故模拟声芯片A无工作电源，发光二极管VD2不发光，压电陶瓷片B无声音。一旦外界电器外壳漏电时，漏电电流便会通过三角插座XS2的相线、外界电器的金属外壳、三角插座XS2的地线、模拟声芯片A和电力线的零线构成回路。漏电电流通过电阻R3限流以及二极管VD1整流后，使发光二极管VD2点亮；与此同时，漏电电流通过稳压二极管VD3稳压，在它两端输出5V直流电压，经滤波电容C滤波后，使模拟声芯片A和电阻R4构成的模拟声发生器工作，压电陶瓷片B即发出警报声音来，提醒用户对外界电器及时断电进行维修。

如图10，在本申请实施例中，所述伸缩模块50包括：支撑组件510、固定组件520和充气阀门组件530，其中，所述支撑组件510设置于所述三阶魔方本体10内部，所述固定组件520第一端与所述旋转面11内表面连接而第二端与所述支撑组件510铰接，所述充气阀门组件530设置于所述旋转面11上。

在本申请实施例中，支撑组件510设置于三阶魔方本体10内部(比如可以设置在支撑轴上)，固定组件520一端与支撑组件510铰接而另一端与旋转面11内表面连接，当用户需要控制旋转面11向外背离固定点运动而露出内部的充电模块40给外界充电时，可以控制充气阀门组件530向三阶魔方本体10内部释放气体，旋转面11在气体的反冲作用下向外运动。

如图11，在本申请实施例中，所述支撑组件510包括：支撑杆511、支撑板512、支撑座513和可调柄514，其中，所述支撑座513设置于所述三阶魔方本体10内壁上，所述支撑杆511螺纹旋紧于所述支撑座513上，所述支撑板512螺纹套设于所述支撑杆511上，所述可调柄514与所述支撑杆511末端连接。

在本申请实施例中，支撑板512上钻有螺纹孔，支撑杆511为外螺纹杆，支撑杆511通过自身螺纹而旋紧于支撑板512的螺纹孔中，支撑座513为圆片形支撑片，支撑座513上设有内螺纹孔，可与支撑杆511直接螺纹相连；支撑杆511顶端设有可调柄514，通过旋转可调柄514可以使支撑杆511旋转，从而调整了支撑杆511在支撑板512和支撑座513上的高度。

如图12和13，在本申请实施例中，所述固定组件520包括：固定座521、固定件522、固定杆523、转动轴524和加强筋525，其中，所述固定座521通过所述固定件522设置于所述支撑板512上，所述固定座521上设置有第一转动孔526和第二转动孔527，所述转动轴524两端对应插入所述第一转动孔526和所述第二转动孔527中，所述固定杆523的第一端与所述转动轴524连接而第二端与所述旋转面11连接，所述加强筋525两端分别与所述固定座521和所述固定杆523连接。

在本申请实施例中，转动轴524在第一转动孔526和第二转动孔527中转动，固定杆523呈“L”形，第一端与转动轴524连接而第二端与旋转面11连接。具体地，固定杆523通过接合杆528与旋转面11内壁上的接合环529连接，在固定杆523端点设有一固定旋钮，通过固定旋钮可以调整接合杆528的伸出长度及固定的稳定程度。

如图14，在本申请实施例中，所述充气阀门组件530包括：压缩气体仓531、活动板532、固定板533、固定销534和密封圈535，其中，所述旋转面11内壁上设置有凹槽，所述压缩气体仓531设置于所述凹槽中，所述固定板533和所述活动板532设置于所述压缩气体仓531开口处，所述密封圈535套设于所述活动板532和所述固定板533上，且与所述压缩气体仓531开口处密封连接，所述固定销534与所述活动板532连接，且伸出所述旋转面11表面，当向外移动所述固定销534时，所述活动板532背离所述固定板533运动，并于二者之间形成朝向所述三阶魔方本体10内部的喷射通道536，所述压缩气体仓531内部的压缩气体经由开口和所述喷射通道536向所述三阶魔方本体10内部喷出。

在本申请实施例中，当用户控制充气阀门组件530时，具体地，用户可以拔出固定销534，此时固定销534带动活动板532背离固定板533运动，固定板533将压缩气体仓531开口由封闭状态调整为露出状态，且固定板533和活动板532之间形成一个喷射通道536，此喷射通道536与压缩气体仓531开口连接，压缩气体仓531内部的压缩气体通过喷射通道536直接喷向三阶魔方本体10内部，此时在反作用力的作用下，旋转面11会背离三阶魔方本体10内部的固定点，并沿着支撑轴向外运动，从而内部的充电模块40露出。

本申请提供的一种三阶练习魔方对传统的三阶魔方进行了结构和电路改进，增加了三阶魔方的娱乐性和趣味性，且还拓展了三阶魔方的使用功能，具有很好的市场前景。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

总之，以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种三阶练习魔方，其特征在于，包括：

三阶魔方本体，具有三个互相垂直且相交于一固定点的支撑轴以及六个旋转面，相对的两个所述旋转面分别与对应的所述支撑轴铰接并绕所述支撑轴旋转，所述旋转面包括固定块和转动块，所述固定块与所述支撑轴连接，所述转动块绕所述固定块布置，所述固定块和所述转动块表面均设置有LED灯；

LED灯闪烁控制模块，用于当触发所述固定块时控制各LED灯的闪烁；所述LED灯闪烁控制模块设置于所述三阶魔方本体上；

温度控制模块，用于保持所述旋转面的温度处于预设范围；所述温度控制模块设置于所述旋转面上，且与所述LED灯闪烁控制模块连接；

充电模块，用于利用所述LED灯闪烁控制模块提供的电能对外界充电；所述充电模块设置于所述三阶魔方本体内部，且与所述LED灯闪烁控制模块连接；

伸缩模块，用于在外界控制下控制所述旋转面沿所述支撑轴向外背离所述固定点运动以露出所述充电模块；所述伸缩模块设置于所述固定点处，且与所述旋转面连接;

所述充电模块包括：电路板、第一接口、第二接口、测量单元、电子继电单元、输出控制单元和蓄电单元，其中，所述第一接口、所述第二接口、所述测量单元、所述电子继电单元、所述输出控制单元和所述蓄电单元均设置于所述电路板上，所述测量单元分别与所述第一接口、所述电子继电单元和所述输出控制单元连接，所述输出控制单元分别与所述电子继电单元和所述蓄电单元连接，所述第二接口分别与所述电子继电单元和所述蓄电单元连接;

所述输出控制单元包括：自锁电源滤波插座单元和漏电检测报警单元，其中，所述自锁电源滤波插座单元分别与所述测量单元和所述漏电检测报警单元连接;

所述自锁电源滤波插座单元包括：保险丝BX、压敏电阻器RY、微动开关AN、电容C11、电容C12、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、二极管D1、二极管D2、二极管D3、继电器J、变压器T、电阻R、发光二极管LED、二脚插座XS1和三脚插座XS2，其中，所述保险丝BX的第一端与火线连接而第二端分别与所述压敏电阻器RY的第一端、所述微动开关AN的第一端和所述继电器J的触点J1-1的第一端连接，所述压敏电阻器RY的第二端连接零线，所述微动开关AN的第二端分别连接所述继电器J的触点J1-1的第二端、所述电容C11的第一端、所述电容C3的第一端和所述变压器T中初级线圈的第一端，所述电容C11的第二端连接所述电容C12的第一端，所述电容C12的第二端分别连接所述二极管D1的阴极和所述二极管D2的阳极，所述二极管D1的阳极连接所述零线，所述二极管D2的阴极分别连接所述电容C2的第一端、所述继电器J的第一端和所述二极管D3的阴极，所述电容C2的第二端连接所述零线，所述继电器J的第二端连接所述零线，所述二极管D3的阳极连接所述电容C3的第二端，所述变压器T中初级线圈的第二端连接所述零线，所述变压器T中次级线圈的第一端分别连接所述电容C4的第一端、所述电容C5的第一端、所述电阻R的第一端、所述二脚插座XS1的第一插脚和所述三脚插座XS2的第一插脚，所述变压器T中次级线圈的第二端分别连接所述电容C4的第二端、所述电容C6的第一端、所述发光二极管LED的阴极、所述二脚插座XS1的第二插脚和所述三脚插座XS2的第二插脚，所述电容C5的第二端和所述电容C6的第二端连接所述三脚插座XS2的第三插脚，所述电阻R的第二端与所述发光二极管LED的阳极连接，所述三脚插座XS2的第三插脚接地。

2.根据权利要求1所述的三阶练习魔方，其特征在于，所述LED灯闪烁控制模块包括：电池、压力传感器、处理器、稳压器和稳流器，其中，所述压力传感器设置于所述固定块表面，且与所述处理器连接，所述处理器分别与所述电池、所述稳压器和所述稳流器连接，所述稳压器和所述稳流器分别与每一所述LED灯连接。

3.根据权利要求1所述的三阶练习魔方，其特征在于，所述温度控制模块包括：数字电位计Ro、第一电阻R1、第二电阻R2、第一热敏电阻Rk、第二热敏电阻Rz、温控芯片和处理器，其中，所述数字电位计Ro的第一固定端接地而第二固定端分别连接所述第一电阻R1的第一端和所述温控芯片的第一端，所述数字电位计Ro的滑动端连接所述处理器，所述第一电阻R1的第二端连接所述LED灯闪烁控制模块，所述第二电阻R2的第一端连接所述LED灯闪烁控制模块而第二端连接所述温控芯片的第二端，所述第一热敏电阻Rk的第一端接地而第二端连接所述温控芯片的第二端，所述第二热敏电阻Rz与所述处理器连接，所述第一热敏电阻Rk、所述第二热敏电阻Rz和所述温控芯片均设置于所述旋转面内表面。

4.根据权利要求1所述的三阶练习魔方，其特征在于，所述漏电检测报警单元包括：电阻R3、电阻R4、二极管VD1、发光二极管VD2、稳压二极管VD3、滤波电容C、模拟声芯片A和压电陶瓷片B，其中，所述电阻R3的第一端连接所述自锁电源滤波插座单元中三角插座XS2的第三插脚而第二端连接所述二极管VD1的阳极，所述发光二极管VD2的阳极与所述二极管VD1的阴极连接而阴极分别与所述稳压二极管VD3的阴极、所述滤波电容C的第一端、模拟声芯片A的SEL1引脚和Vcc引脚连接，所述稳压二极管VD3的阳极和所述滤波电容C的第二端连接所述自锁电源滤波插座单元中的零线，所述模拟声芯片A的Vee引脚连接所述零线，所述模拟声芯片A的OSC1引脚和OSC2引脚分别连接所述电阻R4的两端，所述模拟声芯片A的Vcc引脚和OUT引脚分别连接所述压电陶瓷片B的两端。

5.根据权利要求1所述的三阶练习魔方，其特征在于，所述伸缩模块包括：支撑组件、固定组件和充气阀门组件，其中，所述支撑组件设置于所述三阶魔方本体内部，所述固定组件第一端与所述旋转面内表面连接而第二端与所述支撑组件铰接，所述充气阀门组件设置于所述旋转面上。

6.根据权利要求5所述的三阶练习魔方，其特征在于，所述支撑组件包括：支撑杆、支撑板、支撑座和可调柄，其中，所述支撑座设置于所述三阶魔方本体内壁上，所述支撑杆螺纹旋紧于所述支撑座上，所述支撑板螺纹套设于所述支撑杆上，所述可调柄与所述支撑杆末端连接；

所述固定组件包括：固定座、固定件、固定杆、转动轴和加强筋，其中，所述固定座通过所述固定件设置于所述支撑板上，所述固定座上设置有第一转动孔和第二转动孔，所述转动轴两端对应插入所述第一转动孔和所述第二转动孔中，所述固定杆的第一端与所述转动轴连接而第二端与所述旋转面连接，所述加强筋两端分别与所述固定座和所述固定杆连接。

7.根据权利要求5所述的三阶练习魔方，其特征在于，所述充气阀门组件包括：压缩气体仓、活动板、固定板、固定销和密封圈，其中，所述旋转面内壁上设置有凹槽，所述压缩气体仓设置于所述凹槽中，所述固定板和所述活动板设置于所述压缩气体仓开口处，所述密封圈套设于所述活动板和所述固定板上，且与所述压缩气体仓开口处密封连接，所述固定销与所述活动板连接，且伸出所述旋转面表面，当向外移动所述固定销时，所述活动板背离所述固定板运动，并于二者之间形成朝向所述三阶魔方本体内部的喷射通道，所述压缩气体仓内部的压缩气体经由开口和所述喷射通道向所述三阶魔方本体内部喷出。

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