CN218686242U - 一种用于魔方的智能球轴 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于魔方的智能球轴，包括：球轴下盖和球轴上盖，球轴下盖和球轴上盖内安装有上固定安装座和下固定安装座，前后左右四个侧印刷电路板均嵌入安装在上固定安装座和下固定安装座之间，上印刷电路板固定在上固定安装座上，下印刷电路板固定在下固定安装座上，前后左右四个侧印刷电路板均通过连接插头分别与上印刷电路板和下印刷电路板之间电性连接，中央处理器固定安装在下印刷电路板上，每个印刷电路板上均安装有旋转轴传感组件。本用于魔方的智能球轴采用印刷电路板拼接成智能球轴的电控系统，并配合旋转轴传感组件，可以使面位置传感更准确，降低丢步率，而且集成化程度高，成本低，安装简单。

Description

一种用于魔方的智能球轴

技术领域

本实用新型涉及魔方技术领域，具体涉及一种用于魔方的智能球轴。

背景技术

传统魔方是由富于弹性的硬塑料制成的6面正方体。核心是一个轴，并由26个方块组成。26个方块包括内中心块有6个，固定不动，只有一面有颜色。角块有8个可转动。棱块12个亦可转动。玩具在出售时，方块的排列使立方体的每一面都具有相同的颜色。当大立方体的某一面平动旋转时，其相邻的各面单一颜色便被破坏，而组成新图案的立方体，再转再变化，形成每一面都由不同颜色的方块拼成。玩法是将打乱的立方体通过转动尽快恢复成六面呈单一颜色。

目前普通使用的魔方功能都较为单一，不能与外部电子设备进行通信，缺乏趣味性。为了提高魔方操作的趣味性，现有技术中出现了一些电子魔方，即在魔方上面设置传感器等电子元件，以检测到魔方的面旋转信息等。例如公开号为CN215572668U的中国实用新型专利申请中公开了一种无接触编码器方位传感智能魔方球轴及魔方，包括：上壳体和卡合在上壳体底部的下壳体，上壳体和下壳体上安装六根旋转轴，旋转轴底部安装有径向磁铁；安装在上壳体和下壳体之间的智能控制组件，智能控制组件包括主控模块和电池模块，主控模块包括折叠成六面体的一体式FPC柔性板，FPC柔性板每个面的中心均安装有方位感应编码器芯片，FPC柔性板上还安装有主控SOC和陀螺仪芯片，六面体FPC柔性板的八个端角上均安装有轴心定位磁铁。该球轴内安装折叠成六面体的一体式FPC柔性板，使用无接触式的编码器芯片，配合轴心磁力定位，定位更精准，使得智能魔方的可控可调型大幅度上升，避免机械接触式的寿命衰退，有效寿命可以达到上千万次。但是折叠成六面体的一体式FPC柔性板生产工艺复杂，成本很高，轴心可用空间少，设计和安装均比较复杂，陀螺仪芯片的传达速度较慢、容易丢步，因此需要改进。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种用于魔方的智能球轴，采用六片常用的印刷电路板拼接成智能球轴的电控系统，并配合安装在每个印刷电路板上的旋转轴传感组件，可以使面位置传感更准确，降低丢步率，而且集成化程度高，成本低，安装简单。

为实现上述技术方案，本实用新型提供了一种用于魔方的智能球轴，包括：呈半球形状设置的球轴下盖和球轴上盖，所述球轴下盖和球轴上盖可拼接成一个球体，所述球轴下盖和球轴上盖内安装有上固定安装座和下固定安装座，前后左右四个侧印刷电路板均嵌入安装在上固定安装座和下固定安装座之间，上印刷电路板固定在上固定安装座上，下印刷电路板固定在下固定安装座上，前后左右四个侧印刷电路板均通过连接插头分别与上印刷电路板和下印刷电路板之间电性连接，中央处理器固定安装在下印刷电路板上，电池安装在上固定安装座和下固定安装座之间且通过电池传导片与上印刷电路板连接，所述上印刷电路板、下印刷电路板和四个侧印刷电路板上均安装有向外延伸至球轴下盖或者球轴上盖外侧的旋转轴传感组件。

在上述技术方案中，实际装配时，只需将四个侧印刷电路板均嵌入安装在上固定安装座和下固定安装座之间，然后再将上印刷电路板和下印刷电路板分别固定在上固定安装座和下固定安装座上即可，通过电池传导片为上印刷电路板提供电源，各个印刷电路板之间通过连接插头之间实现电源及信号的互通，并且可以通过安装在下印刷电路板上的中央处理器处理各印刷电路板收集的信息，并做出相应的反馈。实际使用时，旋转魔方的一层面90°，使旋转轴传感组件发生90°旋转，产生一次一层面90°位移传感信号，中央处理器记录该动作，每旋转一次，中央处理器就记录一次，当需要还原步骤时，中央处理器可重复记录的动作直到完成整个魔方的复原。

优选的，所述旋转轴传感组件包括旋转轴、旋转轴套和刷片传感器，其中刷片传感器对应安装在上印刷电路板、下印刷电路板或者侧印刷电路板中心设置的刷片传感器安装槽内，旋转轴通过旋转轴套固定在对应的印刷电路板上且旋转轴的底端与刷片传感器连接。实际工作时，当旋转轴旋转时，刷片传感器跟随旋转轴旋转，然后将位移信号通过印刷电路板传递至中央处理器进行记录，以方便后续位置的复原。

优选的，所述球轴下盖包括呈半球形状设置的下盖本体，所述下盖本体的底部设置有底面旋转轴孔，下盖本体的顶面端边上设置有四个侧面旋转轴下半孔，下盖本体内设置有多个螺孔柱，实际装配时，旋转轴传感组件中的旋转轴可以贯穿底面旋转轴孔和四个侧面旋转轴下半孔，以完成对旋转轴的限位。

优选的，所述球轴上盖包括半球形状设置的上盖本体，所述上盖本体的顶部设置有顶面旋转轴孔，上盖本体的底面端边上设置有四个可与下盖本体上的侧面旋转轴下半孔相匹配的侧面旋转轴上半孔，所述上盖本体的外侧面上设置有螺孔槽，螺孔槽内设置有与下盖本体内设置的螺孔柱相匹配的壳体对接螺孔，球轴上盖和球轴下盖之间通过壳体对接螺孔与螺孔柱对接后再通过螺丝固定连接，以方便球轴上盖和球轴下盖之间的快速对接。

本实用新型提供的一种用于魔方的智能球轴的有益效果在于：本用于魔方的智能球轴结构简单，设计巧妙，智能化、集成化程度高，采用六片常用的印刷电路板拼接成智能球轴的电控系统，并配合安装在每个印刷电路板上的旋转轴传感组件，可以使面位置传感更准确，降低丢步率，而且集成化程度高，成本低，安装简单。实际装配时，只需将四个侧印刷电路板均嵌入安装在上固定安装座和下固定安装座之间，然后再将上印刷电路板和下印刷电路板分别固定在上固定安装座和下固定安装座上即可，通过电池传导片为上印刷电路板提供电源，各个印刷电路板之间通过连接插头之间实现电源及信号的互通，并且可以通过安装在下印刷电路板上的中央处理器处理各印刷电路板收集的信息，并做出相应的反馈。实际使用时，旋转魔方的一层面90°，使旋转轴传感组件发生90°旋转，产生一次一层面90°位移传感信号，中央处理器记录该动作，每旋转一次，中央处理器就记录一次，当需要还原步骤时，中央处理器可重复记录的动作直到完成整个魔方的复原，智能化程度高。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图。

图2为本实用新型的立体结构爆炸示意图。

图3为本实用新型的内部结构装配示意图。

图4为本实用新型的内部结构爆炸示意图。

图中：1、球轴下盖；101、下盖本体；102、底面旋转轴孔；103、侧面旋转轴下半孔；104、螺孔柱；2、球轴上盖；201、上盖本体；202、螺孔槽；203、壳体对接螺孔；204、顶面旋转轴孔；205、侧面旋转轴上半孔；3、旋转轴传感组件；31、旋转轴；32、旋转轴套；33、刷片传感器；4、上固定安装座；5、下固定安装座；6、上印刷电路板；7、下印刷电路板；8、侧印刷电路板；9、连接插头；10、电池传导片；11、电池；12、中央处理器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本实用新型的保护范围。

实施例：一种用于魔方的智能球轴。

参照图1至图4所示，一种用于魔方的智能球轴，包括：呈半球形状设置的球轴下盖1和球轴上盖2，所述球轴下盖1和球轴上盖2可拼接成一个球体，其中，所述球轴下盖1包括呈半球形状设置的下盖本体101，所述下盖本体101的底部设置有底面旋转轴孔102，下盖本体101的顶面端边上设置有四个侧面旋转轴下半孔103，下盖本体101内设置有多个螺孔柱104，实际装配时，旋转轴传感组件中的旋转轴31可以贯穿底面旋转轴孔102和四个侧面旋转轴下半孔103，以完成对旋转轴31的限位。所述球轴上盖2包括半球形状设置的上盖本体201，所述上盖本体201的顶部设置有顶面旋转轴孔204，上盖本体201的底面端边上设置有四个可与下盖本体101上的侧面旋转轴下半孔103相匹配的侧面旋转轴上半孔205，所述上盖本体201的外侧面上设置有螺孔槽202，螺孔槽202内设置有与下盖本体101内设置的螺孔柱104相匹配的壳体对接螺孔203，球轴上盖2和球轴下盖1之间通过壳体对接螺孔203与螺孔柱104对接后再通过螺丝固定连接，以方便球轴上盖2和球轴下盖1之间的快速对接；

所述球轴下盖1和球轴上盖2内安装有上固定安装座4和下固定安装座5，前后左右四个侧印刷电路板8均嵌入安装在上固定安装座4和下固定安装座5之间，上印刷电路板6固定在上固定安装座4上，下印刷电路板7固定在下固定安装座5上，前后左右四个侧印刷电路板8均通过连接插头9分别与上印刷电路板6和下印刷电路板7之间电性连接，中央处理器12固定安装在下印刷电路板7上，电池11安装在上固定安装座4和下固定安装座5之间且通过电池传导片10与上印刷电路板6连接，所述上印刷电路板6、下印刷电路板7和四个侧印刷电路板8上均安装有向外延伸至球轴下盖1或者球轴上盖2外侧的旋转轴传感组件3；

所述旋转轴传感组件3包括旋转轴31、旋转轴套32和刷片传感器33，其中刷片传感器33对应安装在上印刷电路板6、下印刷电路板7或者侧印刷电路板8中心设置的刷片传感器安装槽内，旋转轴31通过旋转轴套32固定在对应的印刷电路板上且旋转轴31的底端与刷片传感器33连接。实际工作时，当旋转轴31旋转时，刷片传感器33跟随旋转轴31旋转，然后将位移信号通过印刷电路板传递至中央处理器12进行记录，以方便后续位置的复原。

本用于魔方的智能球轴结构简单，设计巧妙，智能化、集成化程度高，采用六片常用的印刷电路板拼接成智能球轴的电控系统，并配合安装在每个印刷电路板上的旋转轴传感组件3，可以使面位置传感更准确，降低丢步率，而且集成化程度高，相比折叠成六面体的一体式FPC柔性板，加工工艺简单，成本低，安装也简单。实际装配时，只需将四个侧印刷电路板8均嵌入安装在上固定安装座4和下固定安装座5之间，然后再将上印刷电路板6和下印刷电路板7分别固定在上固定安装座4和下固定安装座5上即可，通过电池传导片10为上印刷电路板6提供电源，各个印刷电路板之间通过连接插头9之间实现电源及信号的互通，并且可以通过安装在下印刷电路板7上的中央处理器处理各印刷电路板收集的信息，并做出相应的反馈。实际使用时，旋转魔方的一层面90°，使旋转轴传感组件3发生90°旋转，产生一次一层面90°位移传感信号，中央处理器12记录该动作，每旋转一次，中央处理器12就记录一次，当需要还原步骤时，中央处理器12可重复记录的动作直到完成整个魔方的复原，智能化程度高。

以上所述为本实用新型的较佳实施例而已，但本实用新型不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本实用新型所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本实用新型保护的范围。

Claims (4)

1.一种用于魔方的智能球轴，其特征在于包括：呈半球形状设置的球轴下盖和球轴上盖，所述球轴下盖和球轴上盖可拼接成一个球体，所述球轴下盖和球轴上盖内安装有上固定安装座和下固定安装座，前后左右四个侧印刷电路板均嵌入安装在上固定安装座和下固定安装座之间，上印刷电路板固定在上固定安装座上，下印刷电路板固定在下固定安装座上，前后左右四个侧印刷电路板均通过连接插头分别与上印刷电路板和下印刷电路板之间电性连接，中央处理器固定安装在下印刷电路板上，电池安装在上固定安装座和下固定安装座之间且通过电池传导片与上印刷电路板连接，所述上印刷电路板、下印刷电路板和四个侧印刷电路板上均安装有向外延伸至球轴下盖或者球轴上盖外侧的旋转轴传感组件。

2.如权利要求1所述的用于魔方的智能球轴，其特征在于：所述旋转轴传感组件包括旋转轴、旋转轴套和刷片传感器，其中刷片传感器对应安装在上印刷电路板、下印刷电路板或者侧印刷电路板中心设置的刷片传感器安装槽内，旋转轴通过旋转轴套固定在对应的印刷电路板上且旋转轴的底端与刷片传感器连接。

3.如权利要求1所述的用于魔方的智能球轴，其特征在于：所述球轴下盖包括呈半球形状设置的下盖本体，所述下盖本体的底部设置有底面旋转轴孔，下盖本体的顶面端边上设置有四个侧面旋转轴下半孔，下盖本体内设置有多个螺孔柱。

4.如权利要求3所述的用于魔方的智能球轴，其特征在于：所述球轴上盖包括半球形状设置的上盖本体，所述上盖本体的顶部设置有顶面旋转轴孔，上盖本体的底面端边上设置有四个可与下盖本体上的侧面旋转轴下半孔相匹配的侧面旋转轴上半孔，所述上盖本体的外侧面上设置有螺孔槽，螺孔槽内设置有与下盖本体内设置的螺孔柱相匹配的壳体对接螺孔，球轴上盖和球轴下盖之间通过壳体对接螺孔与螺孔柱对接后再通过螺丝固定连接。

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