CN214808366U - 带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种一种带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，旨在增加二阶魔方旋转时克服磁力所需要的力矩，通过将磁铁下移至二阶魔方内部，既能增大克服磁力所需要的力矩，通过棱块角块设置的磁铁对吸，使得整个魔方转动更加平稳顺畅，减少拨动二阶魔方旋转所需要的推力，提升了二阶魔方的复原速度；通过设置于角块内部的旋升装置，仅通过拨动拨杆调整磁力棒底部的块体磁铁相对于轴心磁铁的距离，即可实现磁力大小的调整。

Description

带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方

技术领域

本申请涉及一种具有相互之间可移动元件的智力玩具，尤其涉及一种二阶魔方。

背景技术

二阶魔方为2×2×2的立方体结构，由8个角块构成，总共有3,674,160种变化。二阶魔方结构与三阶魔方相近，可以用复原三阶魔方的公式进行复原。

但二阶魔方也有别于传统的三阶魔方，二阶魔方只有8个角块在外层，然后由类似于三阶魔方中的12个棱盖、6个中心盖共同组成内芯组件，所述内心组件包裹着一个类似于三阶魔方中的中心轴体，且中心轴体也与中心盖相连接，最终使得8个角块能绕球芯组件转动。

在二阶魔方比赛过程中，参赛选手需要快速转动，以求在最短的时间内完成魔方的重新排序，为了实现二阶魔方每次能精准转动特定角度，公告号为CN210186414U的在先专利申请，提供了一种具有定位系统的二阶魔方，通过所述角块主体上设有三个安装面，每个安装面上均设有两个安装通孔，每个安装通孔中均设有磁性件，每块所述色块上均设有弹性卡片，所述弹性卡片与安装通孔之间形成用于固定磁性件的弹性卡槽，所述弹性卡槽与磁性件卡接，使得两个相邻的安装面之间具有磁性引力，从而使得相邻的两层间具有磁性引力，利用磁力提高转动后定位的精度，有利于防止魔方转动时出现卡死现象，魔方转动效率高。

但是，上述现有技术，具备以下技术缺陷：

(1)现有二阶魔方的磁吸结构都为顶面定位，即磁铁设置于块体内，导致旋转魔方时克服磁力所需要的力矩过小，进而对魔方复原速度有极大影响；

(2)现有二阶魔方没有换磁后还能调挡的多级调磁力结构，因而不能有效对多级磁力进行全兼容。

实用新型内容

本申请实施例所要解决的技术问题在于提供一种带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，旨在增加二阶魔方旋转时克服磁力所需要的力矩，便于调整磁力，加大磁力调整的范围。

为了实现上述目的，本申请实施方式采用如下技术方案：

本申请实施例提供了一种带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，包括一体成型的三维十字轴、设置在三维十字轴上的内芯组件、八个安装在内芯组件上的角块；

所述角块包括角块主体、设置于所述角块主体顶部的色块和设置于所述角块主体底部的滑舌；

其特征在于，所述内芯组件的外形轮廓呈圆形；八个角块两两拼接成正方体；所述内芯组件包括中心盖和棱盖，所述中心盖和棱盖的盖口朝外，所述中心盖与三维十字轴的自由端相连接，所述棱盖被卡接于两个相邻的中心盖之间，所述滑舌被卡接于三个相邻的棱盖之间；

所述轴心磁吸定位机构包括设置于所述三维十字轴轴心的轴心磁铁，所述角块的侧壁设置有调节通孔，还包括磁力调节装置，所述磁力调节装置包括设置于角块主体内部的旋升组件和贯穿所述滑舌及块体主体底部、且可拆卸地连接于所述旋升组件底部的磁力棒，所述磁力棒底部设置有与所述轴心磁铁相对应的块体磁铁，所述旋升组件设置有延伸至所述调节通孔之内的拨杆，所述磁力棒随拨杆的拨动使旋升组件带动磁力棒上升或下降。

在本实施方式中，通过拨动旋升组件的拨杆，使得磁力棒随拨杆的拨动而升降，从而调节了磁力棒底部的块体磁铁于轴心磁铁之间的距离，进而调节了角块与轴心之间的磁吸力度。

在一种实施方式中，所述旋升组件包括基座和盖于所述基座之上并与基座旋转卡接的转板，其中，

所述基座包括：至少两个设置于下端面的、绕所述基座中心旋转对称分布的、且圆心为所述基座中心的弧形通孔，设置于所述弧形通孔首端的卡接口，设置于下端面的、且靠近弧形通孔末端的、位于弧形通孔两侧的顶升斜坡，设置于下端面中心的、用于旋接所述磁力棒的旋接部，至少两组设置于上端面的、绕基座中心弧形分布的定位凹槽；

所述转板包括：设置于下端面的、且与所述定位凹槽对应的定位凸台，设置于下端面的、且穿过所述弧形通孔的、插入所述卡接口并钩住弧形通孔两侧的顶升部，至少一条等距离设置于所述转板侧壁的、位于所述调节通孔之内的拨杆；

所述磁力棒包括：设置于底部的、用于固定所述块体磁铁的磁铁放置槽，设置于顶部的、与所述旋接部相对应的旋接头；

转板被限制升降平移地设置于块体之内，所述顶升部随拨杆绕转板的中心旋转而沿所述顶升斜坡行进后将基座顶升或下降，所述定位凸台随拨杆转动而被定位于其中的一组定位凹槽之内。

在本实施方式中，角块主体内装入旋升组件，再将色块与角块主体相固定，最后磁力棒自滑舌底部伸入角块主体内与基座的旋接部旋接。

在一种实施方式中，所述转板被设置于所述色块底部的立柱所抵紧，所述角块主体内的底部设置有弧形凸块，所述拨杆设置有与所述弧形凸块相对应的限位凹槽，所述弧形凸块的弧线与拨杆旋转时所述限位凹槽扫过的路径相对应。

在一种实施方式中，位于所述基座中心与弧形通孔之间的基座上端面处还设置至少两条与所述顶升斜坡坡度相同的定位斜坡，所述定位斜坡绕所述基座中心旋转对称分布，所述定位凹槽为三组，沿所述定位斜坡的爬升方向紧密排布，所述定位凸台对应定位凹槽的组数设置为三个。

在一种实施方式中，所述弧形通孔设置三条，所述定位斜坡也设置三条。

在一种实施方式中，所述三维十字轴的轴心设置有用于放置轴心磁铁的圆形盲孔柱，所述圆形盲孔柱与所述磁力棒共轴。

在一种实施方式中，所述角块主体的底面呈球面片状，所述角块主体的底面与内芯组件的外表面配合，角块主体的底面设置有定位件，所述色块的底面设置有固定件，色块通过所述固定件与所述定位件相扣合而固定于角块主体之上。

在一种实施方式中，所述中心盖侧壁设置有定位板，所述棱盖与所述中心相对的侧壁设有定位卡槽，所述定位板与定位卡槽卡接

在一种实施方式中，所述三维十字轴的自由端设置有限位块，所述限位块与所述中心盖通过轴心浮动弹力调节系统进行连接。

在一种实施方式中，所述角块主体与所述色块相接的角边缘均设置有圆角，每一面上的圆角围成一操作孔，轴心浮动弹力调节系统被所述操作孔所展示。

可以理解的，使用者可以用长条状的杆件穿过操作孔以实现对轴心浮动弹力调节系统进行调节。

在一种实施方式中，所述棱盖改为棱块，且棱块为由一对半棱盖盖合而成，所述半棱盖与所述角块主体相贴近的侧壁，设置有用于放置磁铁的棱块磁铁固定部，所述角块主体内的底部处与所述棱块磁铁固定部的对应位置设置有用于放置磁铁的角块磁铁固定部。

在本实施方式中，通过分别在棱块磁铁固定部和角块磁铁固定部放置磁铁，能实现棱块与角块的磁吸定位，并结合轴心磁吸定位机构，能进一步提升二阶魔方在转动时的定位准确度。

在一种实施方式中，所述角块磁铁固定部面向棱块的侧壁设置有角块通孔，所述棱块磁铁固定部对应所述角块通孔的侧壁设置有棱块通孔。

可以了解的，通过开设角块通孔和棱块通孔，使得分别位于棱块磁铁固定部和角块磁铁固定部的磁铁能更容易相互吸引，避免磁力因角块和棱块的侧壁阻挡而减弱，影响二阶魔方的磁吸定位效果。

本申请相对于现有技术，具有如下有益效果：

(1)将磁铁下移至二阶魔方内部，既能增大克服磁力所需要的力矩，又能平衡整体的重心，减少拨动二阶魔方旋转所需要的推力，提升了二阶魔方的复原速度；

(2)通过设置于角块内部的旋升装置，仅通过拨动拨杆调整磁力棒底部的块体磁铁相对于轴心磁铁的距离，即可实现磁力大小的调整。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请实施例提供的一种带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方的立体图；

图2为本申请实施例内芯组件与角块相对位置的结构示意图；

图3为本申请实施例所述内芯组件的立体图；

图4为本申请实施例所述旋升组件以及角块主体的爆炸图；

图5为本申请实施例色块底部结构示意图；

图6为本申请实施例所述三维十字轴、中心盖以及轴心浮动弹力调节系统的爆炸图；

图7为本申请实施例所述棱盖的立体结构示意图；

图8为本申请实施例所述旋升组件的转板底部结构示意图；

图9为本申请实施例所述旋升组件的基座顶部结构示意图；

图10为本申请实施例所述旋升组件的基座底部结构示意图；

图11为本申请另一实施例所述角块与半棱盖相贴近时的结构示意图；

图12为本申请另一实施例所述角块在俯视方向的结构示意图；

为了帮助理解本申请，在此提供在附图中找到的组件和/或零部件对应的编号如下：

1-三维十字轴；11-轴心；12-限位块；13-圆形盲孔柱；2-角块；21-角块主体；211-调节通孔；212-弧形凸块；213-定位件；214-角块磁铁固定部；215-角块通孔；22-色块；221-立柱；222-固定件；23-滑舌；4-轴心磁铁；5-旋升组件；51-基座；511-弧形通孔；512-卡接口；513-顶升斜坡；514-旋接部；515-定位斜坡；516-定位凹槽；517-定位斜坡；52-转板；521-定位凸台；522-顶升部；6-拨杆；61-限位凹槽；7-磁力棒；71-旋接头；8-块体磁铁；9-中心盖；91-定位板；10-棱盖；101定位卡槽；100-轴心浮动弹力调节系统；200-圆角；300-操作孔；400-半棱盖；401-棱块磁铁固定部；402-棱块通孔；

应该理解的是，附图不一定是按比例绘制的。显而易见地,上述附图仅仅是本申请的一些实施方式,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,还可以如这些附图获得其他的附图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外、垂向、横向、纵向，逆时针、顺时针、周向、径向、轴向……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

请一并参阅图1至图4，本申请的一个实施例提供的一种磁力可调的带轴心11磁吸定位机构的二阶魔方，包括一体成型的三维十字轴1、设置在三维十字轴1上的内芯组件、八个安装在内芯组件上的角块2；

角块2包括角块2主体、设置于角块2主体顶部的色块22和设置于角块2主体底部的滑舌23；

内芯组件的外形轮廓呈圆形；八个角块2两两拼接成正方体；内芯组件包括中心盖9和棱盖，中心盖9和棱盖的盖口朝外，中心盖9与三维十字轴1的自由端相连接，棱盖被卡接于两个相邻的中心盖9之间，滑舌23被卡接于三个相邻的棱盖之间；

轴心11磁吸定位机构包括设置于三维十字轴1轴心11的轴心11磁铁，角块2的侧壁设置有调节通孔211，还包括磁力调节装置，磁力调节装置包括设置于角块2主体内部的旋升组件5和贯穿滑舌23及块体主体底部、且可拆卸地连接于旋升组件5底部的磁力棒7，磁力棒7底部设置有与轴心11磁铁相对应的块体磁铁8，旋升组件5设置有延伸至调节通孔211之内的拨杆6，磁力棒7随拨杆6的拨动使旋升组件5带动磁力棒7上升或下降。

在本实施例中，通过拨动旋升组件5的拨杆6，使得磁力棒7随拨杆6的拨动而升降，从而调节了磁力棒7底部的块体磁铁8于轴心11磁铁之间的距离，进而调节了角块2与轴心11之间的磁吸力度。

进一步地，请一并参阅图5、图8至图10，作为一种可选实施例，旋升组件5包括基座51和盖于基座51之上并与基座51旋转卡接的转板52；

其中基座51包括至少两个设置于下端面的、绕基座51中心旋转对称分布的、且圆心为基座51中心的弧形通孔511，设置于弧形通孔511首端的卡接口512，设置于下端面的、且靠近弧形通孔511末端的、位于弧形通孔511两侧的顶升斜坡513，设置于下端面中心的、用于旋接磁力棒7的旋接部514，至少两组设置于上端面的、绕基座51中心弧形分布的定位凹槽516；

其中转板52包括设置于下端面的、且与定位凹槽516对应的定位凸台521，设置于下端面的、且穿过弧形通孔511的、插入卡接口512并钩住弧形通孔511两侧的顶升部522，至少一条等距离设置于转板52侧壁的、位于调节通孔211之内的拨杆6；

其中磁力棒7包括设置于底部的、用于固定块体磁铁8的磁铁放置槽(图中未示出)，设置于顶部的、与旋接部514相对应的旋接头71。

在本实施例中，转板52被限制升降平移地设置于块体之内，顶升部522随拨杆6绕转板52的中心旋转而沿顶升斜坡513行进后将基座51顶升或下降，定位凸台521随拨杆6转动而被定位于其中的一组定位凹槽516之内。角块2主体内装入旋升组件5，再将色块22与角块2主体相固定，最后磁力棒7自滑舌23底部伸入角块2主体内与基座51的旋接部514旋接。

进一步地，请参阅图8，作为一种可选实施例，转板52被设置于色块22底部的立柱221所抵紧，角块2主体内的底部设置有弧形凸块212，拨杆6设置有与弧形凸块212相对应的限位凹槽61，弧形凸块212的弧线与拨杆6旋转时限位凹槽61扫过的路径相对应。

进一步地，请一并参阅图9至图10，作为一种可选实施例，位于基座51中心与弧形通孔511之间的基座51上端面处还设置至少两条与顶升斜坡513坡度相同的定位斜坡515，定位斜坡515绕基座51中心旋转对称分布，定位凹槽516为三组，沿定位斜坡515的爬升方向紧密排布，定位凸台521对应定位凹槽516的组数设置为三个。

进一步地，请参阅图9，作为一种可选实施例，弧形通孔511设置三条，定位斜坡515也设置三条。

进一步地，请参阅图6，作为一种可选实施例，三维十字轴1的轴心11设置有用于放置轴心11磁铁的圆形盲孔柱13，圆形盲孔柱13与磁力棒7共轴。

进一步地，请一并参阅图2和图4，作为一种可选实施例，角块2主体的底面呈球面片状，角块2主体的底面与内芯组件的外表面配合，角块2主体的底面设置有定位件213，色块22的底面设置有固定件222，色块22通过固定件222与定位件213相扣合而固定于角块2主体之上。

进一步地，请参阅图7，作为一种可选实施例，中心盖9侧壁设置有定位板91，棱盖与中心相对的侧壁设有定位卡槽101，定位板91与定位卡槽101卡接。

进一步地，请一并参阅图3和图6，作为一种可选实施例，三维十字轴1的自由端设置有限位块12，限位块12与中心盖9通过轴心浮动弹力调节系统100进行连接。

进一步地，请参阅图1，作为一种可选实施例，所述角块2主体与所述色块22相接的角边缘均设置有圆角200，每一面上的圆角200围成一操作孔300，轴心浮动弹力调节系统100被所述操作孔300所展示。使用者可以用长条状的杆件穿过操作孔300以实现对轴心浮动弹力调节系统100进行调节。

上述实施例，通过将磁铁下移至二阶魔方内部，既能增大克服磁力所需要的力矩，又能减轻块体的重量，减少拨动二阶魔方旋转所需要的推力，提升了二阶魔方的复原速度；通过设置于角块2内部的旋升装置5，仅通过拨动拨杆6调整磁力棒7底部的块体磁铁8相对于轴心磁铁4的距离，即可实现磁力大小的调整。

请参阅图11至图12，作为本申请所述的另一实施例，将棱盖10改为棱块，且棱块为由一对半棱盖400盖合而成，半棱盖400与角块主体21相贴近的侧壁，设置有用于放置磁铁的棱块磁铁固定部401，角块主体21内的底部处与棱块磁铁固定部401的对应位置设置有用于放置磁铁的角块磁铁固定部214。通过分别在棱块磁铁固定部401和角块磁铁固定部214放置磁铁，能实现棱块上的半棱盖401与角块2的磁吸定位，并结合轴心磁吸定位机构，能进一步提升二阶魔方在转动时的定位准确度。角块磁铁固定部214面向半棱盖400的侧壁设置有角块通孔215，棱块磁铁固定部401对应角块通孔215的侧壁设置有棱块通孔215。通过开设角块通孔215和棱块通孔402，使得分别位于棱块磁铁固定部401和角块磁铁固定部214的磁铁能更容易地相互吸引，避免其磁力因角块2和棱块亦即对应半棱盖400的侧壁阻挡而减弱，影响二阶魔方的磁吸定位效果。

以上对本申请实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时,对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，包括一体成型的三维十字轴、设置在三维十字轴上的内芯组件、八个安装在内芯组件上的角块；

所述角块包括角块主体、设置于所述角块主体顶部的色块和设置于所述角块主体底部的滑舌；

其特征在于，所述内芯组件的外形轮廓呈圆形；八个角块两两拼接成正方体；所述内芯组件包括中心盖和棱盖，所述中心盖和棱盖的盖口朝外，所述中心盖与三维十字轴的自由端相连接，所述棱盖被卡接于两个相邻的中心盖之间，所述滑舌被卡接于三个相邻的棱盖之间；

所述轴心磁吸定位机构包括设置于所述三维十字轴轴心的轴心磁铁，所述角块的侧壁设置有调节通孔，还包括磁力调节装置，所述磁力调节装置包括设置于角块主体内部的旋升组件和贯穿所述滑舌及块体主体底部、且可拆卸地连接于所述旋升组件底部的磁力棒，所述磁力棒底部设置有与所述轴心磁铁相对应的块体磁铁，所述旋升组件设置有延伸至所述调节通孔之内的拨杆，所述磁力棒随拨杆的拨动使旋升组件带动磁力棒上升或下降。

2.如权利要求1所述带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，其特征在于，所述旋升组件包括基座和盖于所述基座之上并与基座旋转卡接的转板，其中，

所述基座包括：至少两个设置于下端面的、绕所述基座中心旋转对称分布的、且圆心为所述基座中心的弧形通孔，设置于所述弧形通孔首端的卡接口，设置于下端面的、且靠近弧形通孔末端的、位于弧形通孔两侧的顶升斜坡，设置于下端面中心的、用于旋接所述磁力棒的旋接部，至少两组设置于上端面的、绕基座中心弧形分布的定位凹槽；

所述转板包括：设置于下端面的、且与所述定位凹槽对应的定位凸台，设置于下端面的、且穿过所述弧形通孔的、插入所述卡接口并钩住弧形通孔两侧的顶升部，至少一条等距离设置于所述转板侧壁的、位于所述调节通孔之内的拨杆；

所述磁力棒包括：设置于底部的、用于固定所述块体磁铁的磁铁放置槽，设置于顶部的、与所述旋接部相对应的旋接头；

转板被限制升降平移地设置于块体之内，所述顶升部随拨杆绕转板的中心旋转而沿所述顶升斜坡行进后将基座顶升或下降，所述定位凸台随拨杆转动而被定位于其中的一组定位凹槽之内。

3.如权利要求2所述带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，其特征在于，所述转板被设置于所述色块底部的立柱所抵紧，所述角块主体内的底部设置有弧形凸块，所述拨杆设置有与所述弧形凸块相对应的限位凹槽，所述弧形凸块的弧线与拨杆旋转时所述限位凹槽扫过的路径相对应。

4.如权利要求3所述带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，其特征在于，位于所述基座中心与弧形通孔之间的基座上端面处还设置至少两条与所述顶升斜坡坡度相同的定位斜坡，所述定位斜坡绕所述基座中心旋转对称分布，所述定位凹槽为三组，沿所述定位斜坡的爬升方向紧密排布，所述定位凸台对应定位凹槽的组数设置为三个，所述弧形通孔设置三条，所述定位斜坡也设置三条。

5.如权利要求1-4任一所述带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，其特征在于，所述三维十字轴的轴心设置有用于放置轴心磁铁的圆形盲孔柱，所述圆形盲孔柱与所述磁力棒共轴。

6.如权利要求5所述带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，其特征在于，所述角块主体的底面呈球面片状，所述角块主体的底面与内芯组件的外表面配合，角块主体的底面设置有定位件，所述色块的底面设置有固定件，色块通过所述固定件与所述定位件相扣合而固定于角块主体之上。

7.如权利要求6所述带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，其特征在于，所述中心盖侧壁设置有定位板，所述棱盖与所述中心相对的侧壁设有定位卡槽，所述定位板与定位卡槽卡接。

8.如权利要求1-4、6-7任一所述带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，其特征在于，所述三维十字轴的自由端设置有限位块，所述限位块与所述中心盖通过轴心浮动弹力调节系统进行连接。

9.如权利要求5所述带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，其特征在于，所述三维十字轴的自由端设置有限位块，所述限位块与所述中心盖通过轴心浮动弹力调节系统进行连接。

10.如权利要求8所述带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，其特征在于，所述角块主体与所述色块相接的角边缘均设置有圆角，每一面上的圆角围成一操作孔，轴心浮动弹力调节系统被所述操作孔所展示。

11.如权利要求1-4任一所述带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，其特征在于，所述棱盖改为棱块，且棱块为由一对半棱盖盖合而成，所述半棱盖与所述角块主体相贴近的侧壁，设置有用于放置磁铁的棱块磁铁固定部，所述角块主体内的底部处与所述棱块磁铁固定部的对应位置设置有用于放置磁铁的角块磁铁固定部。

12.根据权利要求11所述带轴心磁吸定位机构且其磁力可调的二阶魔方，其特征在于，所述角块磁铁固定部面向棱块的侧壁设置有角块通孔，所述棱块磁铁固定部对应所述角块通孔的侧壁设置有棱块通孔。

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