CN204073365U - 一种可展开、折叠的十四面体魔方 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可展开、折叠的十四面体魔方，是在二阶魔方八个顶点上分别削去一个正三棱锥而成，其特征在于：在组成所述十四面体的八个小立体块中，位于魔方顶面的两组横向棱，分别位于魔方左、右侧面的两组纵向棱，分别位于魔方前、后面中下部的各一组垂向棱，共计八组；其余的棱都是独立棱。位本实用新型由于设置了这些棱，使得魔方可以展开、折叠。表面制有各种图案，还可以丰富魔方的知识趣味性。

Description

一种可展开、折叠的十四面体魔方

技术领域

本实用新型涉及一种魔方，具体讲是关于一种十四面体的可展开、折叠的魔方。

背景技术

目前市场上的魔方产品，大都是只可以扭转，而不能展开、折叠，在一定程度上实现几种立体形位的变换。并且目前的魔方产品，对于魔方表面图案并没有着意设计，不能跟随魔方的折叠、展开变换图案，这是同类产品的最大欠缺之处。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种可以展开、折叠的十四面体魔方，十四面体表面设计了图案，使魔方所有可以展现出来的表面，可以组合成很多图案。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种可展开、折叠的十四面体魔方，是在构成二阶魔方的八个小正方体的外顶角上，分别削去一个正三棱锥而得到，所述正三棱锥的顶点就是二阶魔方的顶点，所述正三棱锥的底面三条边就是一个小正方体三个面上的对角线，所述正三棱锥的三条侧棱就是一个小正方体的三条棱，其特征在于：在组成所述十四面体的八个小立体块中，有些相接触的棱是粘连在一起的，它们是：位于魔方顶面的两组横向棱，分别位于魔方左、右侧面的两组纵向棱，分别位于魔方前、后面中下部的各一组垂向棱，共计八组，其余的都是独立不粘连的。

这些独立棱是：位于魔方顶面的两组纵向棱，分别位于魔方前、后面中上部的各一组垂向棱，以及前、后面的各两组横向棱，分别位于魔方左、右侧面的各两组垂向棱，位于魔方底面的横、纵四组棱，以及位于魔方横、纵、垂三条中心线上的六组棱，共计二十二组。

进一步地，在所述魔方的所有能展现的面上，都制有图案。这些图案可以组合成为一个新的图案。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型不同于普通魔方，它以部分棱为翻转轴，具备了向各个方向翻转的功能，使得各小立体块可以分开后再重组，不像以往的魔方那样，只能是沿中截面扭转，而不能翻转。2、本实用新型也不同于普通的组合积木，它由于部分棱是粘连在一起的，因而具有不可拆卸性，既具备了魔方的整体性，又具备组合积木玩具富于变化的特征，非常适合作为幼儿玩教具。3、在魔方表面制有各种图案，通过魔方的变换，图案也跟随着变换，丰富了魔方的知识趣味性。

附图说明

图1是现有十四面体魔方结构示意图；

图2是本实用新型魔方的结构示意图；

图3是魔方第一展开例的第一步变换图；

图4是魔方第一展开例的第二步变换图；

图5是魔方第一展开例的第三步变换图；

图6是魔方第二展开例的第一步变换图；

图7是魔方第二展开例的第二步变换图；

图8是魔方第二展开例的第三步变换图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，本魔方是一个十四面体可展开、折叠魔方，从表面上看，这个十四面体首先包括了前后、左右、上下三组、各自以魔方的一个中截面为对称面的六个相同的正方形面1、2、3、4、5、6，比如以三维直角坐标系来看，前后两个面1、2是以XZ向中截面为对称的，左右两个面3、4是以YZ向中截面为对称的，上下两个面5、6是以XY向中截面为对称的。(注意，这里的正方形面并不是广义无边界的面，而是以正方形的边为界限的。)这六个正方形面以是顶点对顶点方式围起来的。

其次，这个十四面体还包括了以上述六个正方形面中每首尾相连的三条边围成的八个正三角形面7～14，如图1所示，这八个面也是以每两个为一组，且每组的两个面也是对称的。

实际上，这个十四面体魔方也可以看成是，在构成二阶魔方的八个小正方体的外顶角上，分别削去一个正三棱锥而成的，即由八个相同的削去了一正三棱锥的小正方体块组合成了一个十四面体。削去的正三棱锥的顶点就是二阶魔方的顶点，这个正三棱锥的底面三条边就是二阶魔方中一个小正方体三个面上的对角线(二阶魔方是由八个相同的小正方体组成)，这个正三棱锥的三条侧棱就是小正方体的三条棱。

传统二阶魔方只能是两组小正方体以中截面为界面相互扭转，各个小正方体间并不能沿着接触的棱隙展开或折叠。

而本魔方的结构特点是：如图2所示，在构成这个魔方的八个小立体块之间，任何可以互相接触的表面，都是不粘连的，可以相对自由地分开或结合。而这些小立体块相互接触的每一组棱中，有些是粘连在一起的，不能分开；而有些是不粘连的，可以随意分开。这些粘连在一起的棱保证了八个小立体块之间存在一定的联系，使整个魔方不会散架；这些不粘连在一起的棱，可以通过展开、折叠的方式达到魔方变形的目的。

这些相互粘连在一起的棱是：位于魔方顶面的两组横向棱21，分别位于魔方左、右侧面的两组纵向棱22，分别位于魔方前、后面中下部的各一组垂向棱23，共计八组，这些棱为粘连棱，不能分开。

这些不相互粘连在一起的棱是：位于魔方顶面的两组纵向棱24，分别位于魔方前、后面中上部的各一组垂向棱25，以及前、后面的各两组横向棱26，分别位于魔方左、右侧面的各两组垂向棱27，位于魔方底面的横、纵四组棱28，以及位于魔方横、纵、垂三条中心线上的六组棱29，共计二十二组，些棱是不粘连棱，可以随意分开。

本魔方的这种结构特点，决定了它可能变换出的各种形式。当本魔方处于图2的标准状态时，有两种展开方式。

第一种展开方式是：

1)如图3所示，沿着图2中位于魔方顶面中间的两组纵向棱的缝隙和分别位于魔方前、后面中上部的垂向棱的缝隙，把魔方的上半部分向左、右两侧展开，再向下折叠，就可以得到右边的立体图形。

2)如图4所示，再在图3得到的立体图形基础上，沿着顶面的横向缝隙，和左、右侧面的垂向缝隙，将这个立体图形分向前、后展开，再向下折叠，得到右边这个类似长方体的立体图形(这个立体图形相当于一个长方体的内部，挖去了两个正四棱锥)。

3)如图5所示，再在图4得到的立体图形基础上，沿着顶面中间的纵向缝隙，和前、后面中间的垂向缝隙，分向左、右两侧展开，再向下折叠，得到右边这个正方体(这个正方体的内部是空的，相当于在内部挖去了一个正八面体)。

上面的操作过程，是本魔方在标准状态下的第一种展开方式。下面介绍第二种展开方式：

1)如图6所示，将图2水平旋转90°来看，沿魔方前、后面中间的两组垂向棱的缝隙(即图2中的左、右侧面中间的两组垂向棱)，和魔方底面中间的纵向棱缝隙(即图2中的底面中间的两组横向棱)，分向左、右展开，再向上折叠，就可以得到图6右边这个立体图形。

2)如图7所示，在图6得到的立体图形基础上，沿着底面中间的横向缝隙，和左、右侧面的垂向缝隙，分向前、后两侧展开，再向上折叠，又可以得到图7右边这个立体图形。

3)如图8所示，在图7得到的立体图形基础上，沿着位于前、后面左、右两侧的垂向缝隙，和底面左、右两侧的纵向缝隙，将这个立体图形最左边的立体块和最右边的立体块，分向左、右展开，再分别向上折叠，就可以形成图8右边这个正方体(这个正方体的内部是空的，相当于在内部挖去了一个正八面体)。

上面的两种展开、折叠过程，基本上列举出了本魔方的所有变换形式，每一组变换过程都可以逆向进行。

本魔方的这种可展开变换的特性，使得可以在它所有可以展示的面上制备图案，比如幼儿动物百科知识图案，幼儿通过观察不同的图案组合，可以获取相关知识，并能围绕魔方做游戏。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (3)

1.一种可展开、折叠的十四面体魔方，是在构成二阶魔方的八个小正方体的外顶角上，分别削去一个正三棱锥而得到，所述正三棱锥的顶点就是二阶魔方的顶点，所述正三棱锥的底面三条边就是一个小正方体三个面上的对角线，所述正三棱锥的三条侧棱就是一个小正方体的三条棱，其特征在于：在组成所述十四面体的八个小立体块中，粘连在一起的棱是：位于魔方顶面的两组横向棱，分别位于魔方左、右侧面的两组纵向棱，分别位于魔方前、后面中下部的各一组垂向棱，共计八组；其余的棱都是独立棱。

2.如权利要求1所述的可展开、折叠的十四面体魔方，其特征在于：这些独立棱是：位于魔方顶面的两组纵向棱，分别位于魔方前、后面中上部的各一组垂向棱，以及前、后面的各两组横向棱，分别位于魔方左、右侧面的各两组垂向棱，位于魔方底面的横、纵四组棱，以及位于魔方横、纵、垂三条中心线上的六组棱，共计二十二组。

3.如权利要求1或2所述的可展开、折叠的十四面体魔方，其特征在于：在所述魔方的所有能展现的面上，都制有图案。