TWM487124U - 智慧型魔術方塊 - Google Patents

Description

智慧型魔術方塊

本創作係關於一種魔術方塊，特別是關於一種智慧型魔術方塊。

魔術方塊是一種益智玩具，其外型通常為一正多面體（regular polytope）或是一半正多面體（semiregular polytope），且劃分有複數個可旋轉以調換位置的塊體。魔術方塊之玩法便是將各面上的塊體藉由旋轉而調整至相同的色彩或圖案，而在過程中能夠讓玩家認識立體空間旋轉關係的幾何邏輯概念。由於魔術方塊此種寓教於樂的效果，使其廣為大眾喜愛，而因此也有許多大大小小的國內、國外、及國際性的魔術方塊比賽舉辦。

然而，魔術方塊的玩法雖然單純，但是要將魔術方塊恢復至各面上的塊體為相同的色彩或圖案卻有相當複雜度。對於剛接觸不久的新手玩家而言，常常在最初因為單一面的調整無法做到，又無法恢復原狀，於是感到挫折而對魔術方塊失去興致。對於想要對幾何邏輯概念深入研究的中階玩家而言，因習知的魔術方塊缺乏能夠反映狀態的工具來協助，故只能土法煉鋼，而事倍功半。對於精通操作而朝著比賽努力的高階玩家而言，習知的魔術方塊亦缺少能夠幫助練習的機制，無法滿足所需。

緣此，本創作之一目的即是提供一種智慧型魔術方塊，能夠分析管控人為轉動智慧型魔術方塊的旋轉狀態，以在學習、研究、及練習等各方面輔助玩家。

本創作為解決習知技術之問題所採用之技術手段係提供一種智慧型魔術方塊，包含：一方塊本體，包括在該方塊本體之複數個固定軸向為可旋轉的複數個塊體，該些塊體經旋轉而在該方塊本體之複數個塊體區位之間位移；複數個識別單元，分別設置於該些塊體，每個識別單元具有關於對應的該塊體的一識別資訊，且該每個識別單元具有一資訊傳輸接點部，該資訊傳輸接點部係位於該塊體相鄰於相鄰的塊體區位的塊體的一相鄰表面上，而與該相鄰的塊體區位的塊體之資訊傳輸接點部經接觸而電連接；以及一分析管控模組，設置於該方塊本體內，該分析管控模組為電連接於該些識別單元，並且個別對應於該些塊體區位取得該些塊體的該識別資訊，以根據該些識別資訊以及對應的該塊體區位而分析出該方塊本體的旋轉狀態資訊。

在本創作之一實施例中，該分析管控模組包括複數個單面分析單元，分別設置於位在該方塊本體之一個表面的中央處的塊體區位的塊體，該單面分析單元通過該塊體及該些資訊傳輸接點部而電連接位於該表面上的其它塊體區位的塊體之識別單元。

在本創作之一實施例中，該智慧型魔術方塊更包括一驅動模組，電連接該分析管控模組且經設置而在該分析管控模組之控制下驅動該些塊體在該些固定軸向進行旋轉。

在本創作之一實施例中，該驅動模組包括複數個驅動子模組，分別設置於位在該方塊本體之一個表面的中央的塊體區位的塊體，而驅動位於該表面上的該些塊體區位的塊體在對應的該固定軸向上進行旋轉。

在本創作之一實施例中，該驅動子模組包括一馬達及一行星齒輪組，該馬達連接於該行星齒輪組之一太陽齒輪，位在該表面的中央的塊體區位的塊體係連接於該行星齒輪組之一環齒輪，而使該馬達為減速驅動該表面上的該些塊體區位的塊體進行旋轉。

在本創作之一實施例中，該識別單元係為一被動式應答單元，通過該資訊傳輸接點部之電連接而獲取電力並輸出該識別資訊作為應答。

在本創作之一實施例中，該分析管控模組包括一狀態儲存子模組，以儲存該方塊本體之旋轉狀態資訊、該方塊本體之一指定狀態資訊、及/或該方塊本體之一初始狀態資訊。

在本創作之一實施例中，該資訊傳輸接點部與相鄰的資訊傳輸接點部皆為一凸接點部、或者分別為一凸接點部與一凹接點部。

在本創作之一實施例中，該分析管控模組包括一通訊子模組，以無線或有線連接於一外部裝置。

在本創作之一實施例中，該分析管控模組包括一計時子模組及/或一計次子模組，以對該方塊本體之旋轉予以計時及/或計次。

在本創作之一實施例中，該分析管控模組包括一充電子模組，電連接在該通訊子模組與該智慧型魔術方塊之一電源模組之間，以通過該通訊子模組所連接之一外部電源對該電源模組予以充電。

經由本創作所採用之技術手段，智慧型魔術方塊能夠自行分析出人為轉動方塊的旋轉狀態資訊，並且亦能夠自主轉動，以提供玩家在學習、研究、及練習等方面的協助，滿足各種類型玩家的需求。另外，在本創作之實施例中，智慧型魔術方塊還提供有計時、計次、及通訊等功能，使玩家能夠更有效率且更方便進行相關的學習、研究、及練習等。

以下根據第1圖至第4圖，而說明本創作的實施方式。該說明並非為限制本創作的實施方式，而為本創作之實施例的一種。

如第1圖至第3b圖所示，根據本創作之一實施例的一智慧型魔術方塊100，包含：一方塊本體1、一分析管控模組2、及複數個識別單元3。該方塊本體1包括在該方塊本體1之複數個固定軸向A1、A2、A3為可旋轉的複數個塊體11、12、13，該些塊體11、12、13經旋轉而在該方塊本體1之複數個塊體區位之間位移。該識別單元3分別設置於該些塊體11、12、13，每個識別單元3具有關於對應的該塊體11、12、13的一識別資訊Id，且該每個識別單元3具有一資訊傳輸接點部31，該資訊傳輸接點部31係位於該塊體相鄰於相鄰的塊體區位的塊體的一相鄰表面上，而與該相鄰的塊體區位的塊體之資訊傳輸接點部經接觸而電連接。該分析管控模組2設置於該方塊本體1內，該分析管控模組2為電連接於該些識別單元3，並且個別對應於該些塊體區位取得該些塊體11、12、13的該識別資訊Id，以根據該些識別資訊Id以及對應的該塊體區位而分析出該方塊本體1的旋轉狀態資訊I。

詳細而言，如第1圖所示，該方塊本體1在本實施例中是正六面體，且為一般最常見的3×3×3魔術方塊，其由27-1=26個塊體11、12、13所構成，該些塊體11、12、13依據所處的塊體區位的不同，而被分為面塊（例，塊體11）、邊塊（例，塊體12）、及角塊（例，塊體13）。該方塊本體1內部具有可供該些塊體11、12、13在該些固定軸向A1、A2、A3旋轉的旋轉機構，該旋轉機構可與一般魔術方塊所配備者相同，故不再贅述。

如第2圖所示，該方塊本體1之每個塊體11、12、13中設置有該識別單元3，該識別單元3為一內建有識別資訊Id的識別碼電路，該識別資訊Id為代表該塊體的外露表面的色彩或圖案的資訊。該識別單元3通過各自的資訊傳輸接點部31而與相鄰的塊體區位的塊體內的識別單元3電連接，從而傳輸資訊。該些識別單元3的資訊傳輸接點部31可皆為凸接點部，在塊體旋轉至定位時，該凸接點部頂抵接觸於相鄰的凸接點部，而達成電連接。或者，該些資訊傳輸接點部31可分別為凸接點部與凹接點部，在塊體旋轉至定位時，該凸接點部與該凹接點部對扣接觸而達成電連接。

藉由此種結構，所有塊體11、12、13的識別單元3互為電連接，該分析管控模組2設置成與位處中央而只有自旋而無須位移的面塊（例，塊體11）的識別單元3電連接，則能夠經由該面塊而電連接邊塊（例，塊體12）的識別單元3，再經由該邊塊而電連接角塊（例，塊體13）的識別單元3，達成與所有識別單元3為電連接。藉此，該分析管控模組2能夠個別對應於該些塊體區位取得該些塊體11、12、13的該識別資訊Id，換言之，該分析管控模組2能夠得知每個塊體區位的目前的塊體的色彩或圖案，於是能夠分析出該方塊本體1的每個表面的塊體分佈，即該方塊本體1的旋轉狀態資訊I。附帶一提，該識別單元3並不限於為一主動式發出該識別資訊Id的電路。較佳地，該識別單元3為一被動式應答單元，通過該資訊傳輸接點部31之電連接而獲取來自該分析管控模組2方面的電力，並在獲取電力後被動地輸出該識別資訊Id作為應答，從而使該分析管控模組2在每次該方塊本體1旋轉後都會對應得到該識別單元3重獲電力而輸出的識別資訊Id。由於資訊傳輸接點部31相互接觸形成電連接才能互通傳輸該識別資訊Id，故該識別資訊Id亦能夠用作為判斷各塊體是否對齊的參數。

如第3a圖所示，在本實施例中，該分析管控模組2包括一中央處理單元21，該中央處理單元21電連接有一狀態儲存子模組22、一計時子模組23、一計次子模組24、一通訊子模組25、一操作子模組26、及一充電子模組27。

該中央處理單元21負責統籌管理該智慧型魔術方塊100，且主要用於分析該方塊本體1的旋轉狀態資訊I。在本創作之另一實施例中，如第3b圖所示，該分析管控模組2還包括複數個單面分析單元211，電連接該中央處理單元21。該些單面分析單元211分別設置於位在該方塊本體1之一個表面的中央處的塊體區位的塊體（即，塊體11），該單面分析單元211通過該塊體11及該些資訊傳輸接點部31而電連接位於該表面上的其它塊體區位的塊體12、13之識別單元3。藉此，該單面分析單元211可取得該單個表面上所有塊體區位的塊體11、12、13的識別資訊Id，並加以分析而得到一單面狀態資訊I123。該中央處理單元21接收該方塊本體的每個表面的該單面狀態資訊I123，則能夠統整分析出該方塊本體1的整體的旋轉狀態資訊I。

該狀態儲存子模組22用以儲存該方塊本體1之旋轉狀態資訊I、該方塊本體1之一指定狀態資訊Is、及/或該方塊本體1之一初始狀態資訊I0。該旋轉狀態資訊I如上所述般包含該方塊本體1的每個塊體11、12、13分佈狀態，藉由儲存該方塊本體1每次經旋轉後的旋轉狀態資訊I，該分析管控模組2亦能夠分析得出該方塊本體1一連串旋轉的動作歷程，供學習、研究來使用。該指定狀態資訊Is為一種預設定的旋轉狀態資訊，亦即用於代表使用者所指定的該塊體11、12、13的色彩、圖案的分佈狀態的資訊。該指定狀態資訊Is可用於作為競賽用的考題或是教學用範例，藉以例如：測驗玩家自該指定狀態資訊Is所指定的旋轉狀態將該方塊本體1恢復原狀。該初始狀態資訊I0即為代表該方塊本體1為恢復原狀的旋轉狀態的資訊。

該計時子模組23用於對該方塊本體1之旋轉予以計時。具體而言，該計時子模組23用於將該方塊本體1自一預設旋轉狀態（例，該指定狀態資訊Is所指定的旋轉狀態）開始旋轉的時間點作為起始點而開始計時，以紀錄該方塊本體1經旋轉至恢復原狀所需的時間。相似地，該計次子模組24用於對該方塊本體1之旋轉予以計次，以紀錄該方塊本體1自該預設旋轉狀態至恢復原狀共經過幾次旋轉。該計時子模組23及該計次子模組24可用於競賽，而且因為是直接根據該方塊本體1的旋轉而求得時間與次數，比起人工計時計次將會更為精準而低誤差。

該通訊子模組25可為一無線通訊模組或是一有線通訊模組，用以連接於一外部裝置，例如：一程式編輯器、一電腦、或一智慧型行動電話，以藉此將該旋轉狀態資訊I輸出、或者是編輯該指定狀態資訊Is、亦或是進行其它控制。在該通訊子模組25為有線通訊模組的情況時，可於該方塊本體1的外表面設置一傳輸介面（圖未示），例如：USB傳輸介面，以方便進行有線連接。較佳地，該傳輸介面為設在面塊（即，塊體11）的位置，藉此無須考慮塊體旋轉對線路造成影響，設置上較為容易。

該操作子模組26係用於供玩家直接對該智慧型魔術方塊100進行操作、控制，以及執行各種附加功能。該操作子模組26具體而言可為一功能按鈕，經壓按觸發而控制該智慧型魔術方塊100執行預設的動作。該操作子模組26可設置於該塊體11的位置，以方便操作。

該充電子模組27係用於對該智慧型魔術方塊100之一電源模組5（例，電池）進行充電。該充電子模組27電連接在該通訊子模組25與該電源模組5之間，以通過該通訊子模組25所連接之一外部電源（圖未示）對該電源模組5予以有線甚至是無線充電。

如第3a圖及第4圖所示，在本實施例中，該智慧型魔術方塊100還包含一驅動模組4，電連接該分析管控模組2且經設置而在該分析管控模組2之控制下驅動該些塊體11、12、13在該些固定軸向A1、A2、A3進行旋轉。再者，該驅動模組4在本實施例中包括複數個驅動子模組41，分別設置於位在該方塊本體1之一個表面的中央的塊體區位的塊體（例，塊體11），而驅動位於該表面上的該些塊體區位的塊體11、12、13（本實施例中一個表面有九個塊體位）在對應的該固定軸向A1上進行旋轉。較佳地，該驅動子模組41包括一馬達411及一行星齒輪組412，該馬達411連接於該行星齒輪組412之一太陽齒輪412a，該塊體11連接於該行星齒輪組412之一環齒輪412b，而使該馬達411為減速驅動該表面上的該些塊體區位的塊體11、12、13進行旋轉。藉由該驅動模組4之設置，該智慧型魔術方塊100可根據所儲存的旋轉狀態資訊I、指定狀態資訊Is、或初始狀態資訊I0而可自行恢復原狀，以讓新手玩家不再苦惱，亦可自行旋轉成任何狀態，以協助玩家的研究或練習。此外，在其它實施方式中，該驅動子模組41亦可為步進馬達，而同樣能夠達到驅動該些塊體11、12、13旋轉的效果。

藉由上述結構，該智慧型魔術方塊100能夠自行分析出旋轉狀態資訊I，提供玩家在學習、研究、及練習等方面的協助，滿足各種類型玩家的需求。該智慧型魔術方塊100還提供有計時、計次、通訊、及自行旋轉等功能，使玩家能夠更有效率且更方便進行相關的學習、研究、及練習等。

100‧‧‧智慧型魔術方塊
1‧‧‧方塊本體
11‧‧‧塊體
12‧‧‧塊體
13‧‧‧塊體
2‧‧‧分析管控模組
21‧‧‧中央處理單元
211‧‧‧單面分析單元
22‧‧‧狀態儲存子模組
23‧‧‧計時子模組
24‧‧‧計次子模組
25‧‧‧通訊子模組
26‧‧‧操作子模組
27‧‧‧充電子模組
3‧‧‧識別單元
31‧‧‧資訊傳輸接點部
4‧‧‧驅動模組
41‧‧‧驅動子模組
411‧‧‧馬達
412‧‧‧行星齒輪組
412a‧‧‧太陽齒輪
412b‧‧‧環齒輪
5‧‧‧電源模組
A1‧‧‧固定軸向
A2‧‧‧固定軸向
A3‧‧‧固定軸向
I‧‧‧旋轉狀態資訊
I0‧‧‧初始狀態資訊
I123‧‧‧單面狀態資訊
Id‧‧‧識別資訊
Is‧‧‧指定狀態資訊
P‧‧‧電力

第1圖係顯示根據本創作的一實施例的一智慧型魔術方塊的立體圖； 第2圖係顯示根據本創作的實施例的智慧型魔術方塊的前視圖； 第3a圖係顯示根據本創作的實施例的智慧型魔術方塊的電路方塊圖； 第3b圖係顯示根據本創作的另一實施例的智慧型魔術方塊的部分電路方塊圖； 第4圖係顯示根據本創作的實施例的智慧型魔術方塊的部分電路方塊圖。

100‧‧‧智慧型魔術方塊

1‧‧‧方塊本體

2‧‧‧分析管控模組

21‧‧‧中央處理單元

22‧‧‧狀態儲存子模組

23‧‧‧計時子模組

24‧‧‧計次子模組

25‧‧‧通訊子模組

26‧‧‧操作子模組

27‧‧‧充電子模組

3‧‧‧識別單元

4‧‧‧驅動模組

41‧‧‧驅動子模組

5‧‧‧電源模組

A1‧‧‧固定軸向

I‧‧‧旋轉狀態資訊

I0‧‧‧初始狀態資訊

Id‧‧‧識別資訊

Is‧‧‧指定狀態資訊

P‧‧‧電力

Claims (11)

1. 一種智慧型魔術方塊，包含： 一方塊本體，包括在該方塊本體之複數個固定軸向為可旋轉的複數個塊體，該些塊體經旋轉而在該方塊本體之複數個塊體區位之間位移； 複數個識別單元，分別設置於該些塊體，每個識別單元具有關於對應的該塊體的一識別資訊，且該每個識別單元具有一資訊傳輸接點部，該資訊傳輸接點部係位於該塊體相鄰於相鄰的塊體區位的塊體的一相鄰表面上，而與該相鄰的塊體區位的塊體之資訊傳輸接點部經接觸而電連接；以及 一分析管控模組，設置於該方塊本體內，該分析管控模組為電連接於該些識別單元，並且個別對應於該些塊體區位取得該些塊體的該識別資訊，以根據該些識別資訊以及對應的該塊體區位而分析出該方塊本體的旋轉狀態資訊。
2. 如請求項1所述之智慧型魔術方塊，其中該分析管控模組包括複數個單面分析單元，分別設置於位在該方塊本體之一個表面的中央處的塊體區位的塊體，該單面分析單元通過該塊體及該些資訊傳輸接點部而電連接位於該表面上的其它塊體區位的塊體之識別單元。
3. 如請求項1所述之智慧型魔術方塊，更包括一驅動模組，電連接該分析管控模組且經設置而在該分析管控模組之控制下驅動該些塊體在該些固定軸向進行旋轉。
4. 如請求項3所述之智慧型魔術方塊，其中該驅動模組包括複數個驅動子模組，分別設置於位在該方塊本體之一個表面的中央的塊體區位的塊體，而驅動位於該表面上的該些塊體區位的塊體在對應的該固定軸向上進行旋轉。
5. 如請求項4所述之智慧型魔術方塊，其中該驅動子模組包括一馬達及一行星齒輪組，該馬達連接於該行星齒輪組之一太陽齒輪，位在該表面的中央的塊體區位的塊體係連接於該行星齒輪組之一環齒輪，而使該馬達為減速驅動該表面上的該些塊體區位的塊體進行旋轉。
6. 如請求項1所述之智慧型魔術方塊，其中該識別單元係為一被動式應答單元，通過該資訊傳輸接點部之電連接而獲取電力並輸出該識別資訊作為應答。
7. 如請求項1所述之智慧型魔術方塊，其中該分析管控模組包括一狀態儲存子模組，以儲存該方塊本體之旋轉狀態資訊、該方塊本體之一指定狀態資訊、及/或該方塊本體之一初始狀態資訊。
8. 如請求項1所述之智慧型魔術方塊，其中該資訊傳輸接點部與相鄰的資訊傳輸接點部皆為一凸接點部、或者分別為一凸接點部與一凹接點部。
9. 如請求項1所述之智慧型魔術方塊，其中該分析管控模組包括一通訊子模組，以無線或有線連接於一外部裝置。
10. 如請求項1所述之智慧型魔術方塊，其中該分析管控模組包括一計時子模組及/或一計次子模組，以對該方塊本體之旋轉予以計時及/或計次。
11. 如請求項9所述之智慧型魔術方塊，其中該分析管控模組包括一充電子模組，電連接在該通訊子模組與該智慧型魔術方塊之一電源模組之間，以通過該通訊子模組所連接之一外部電源對該電源模組予以充電。