[实用新型]高阶魔方

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种玩具，尤其是一种高阶魔方。

背景技术

此类玩具一般称为魔方，它可以沿3个轴向分别分为相同数量的可独立旋转的旋转层，通常具有立方体或接近立方体的外形，因此也称作立方形魔方。根据每个中心轴方向，即轴向，旋转层数N的不同，也称为N阶魔方。N不小于6时即为本文所指的高阶魔方。

目前用于生产的高阶魔方结构由专利CN200480013109.3所提出，其构造分为轴心、位于轴向的固定装置以及层层悬挂于其上的外围活动块三个部分，它主要采用圆锥面及球面作为内部旋转层之间的分界面。该专利给出了2、3、4、5、6、7、8、9、10、11阶魔方的设计，其中11阶是目前高阶魔方设计的最高阶，但是该方案存在以下不足：

1、偶数阶高阶魔方存在隐藏层，从而在实际使用中容易发生内外层错位、卡壳的问题，其根本原因在于使用轴向固定装置固定外围活动块，

2、零件嵌套层次过多，其根本原因在于没有有效地利用有限的固定装置，同时导致内部凹凸槽结构横向伸展不足，容易发生外围活动块弹出，

3、采用球面作为外观面的设计不适合应用于高于10阶的魔方，因为此时的魔方将不便于把握和旋转。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种结构上高度一致且可扩展的新型高阶魔方，消除存在于偶数阶高阶魔方中的隐藏层结构，减少高阶魔方零件的嵌套层次，提升高阶魔方的稳定性和旋转性能，提升魔方的益智效果和竞技性能。

本发明的主要内容是一种高阶魔方，它在三维空间中是具有接近立方体外观的规则几何体，所述几何体的八个顶点构成一个立方体的八个顶点，过所述立方体的几何中心且平行于所述立方体的一条棱可以定义三条两两正交于所述立方体几何中心的中心轴简称为轴向，其特征在于所述几何体的六个面皆为外观面且所述六个外观面皆为旋转曲面的一部分且所述旋转曲面的旋转轴分别为与该旋转曲面相正交的中心轴，所述几何体沿所述三个轴向分别分为N个由多个零件组成的可独立旋转的旋转层，所述几何体内部有一个球心与所述几何体几何中心重合的外观不可见的内核球，所述内核球是一个由多个零件构成的、可分层旋转的球形装置，并且所述内核球沿着所述几何体的对角连线方向连接于8个固定伞，具体来讲，

1)所述内核球沿着所述几何体对角线的8个方向分别连接于一个处于所述几何体8个顶点与所述几何体几何中心之间的具有球面三角形形状的固定伞，

2)所述固定伞沿着所述几何体对角线方向连接于处于所述几何体相应顶角位置的零件，即角块。

该高阶魔方的特征在于所述内核球沿着所述中心轴方向连接于6个固定伞，具体来讲，

1)所述内核球沿着所述中心轴的6个方向分别连接于一个处于所述几何体6个外观面正中心与所属几何体几何中心之间的具有球面四边形形状的固定伞，

2)所述固定伞沿着所述中心轴方向连接于处于所述几何体外观面正中心处的零件。

该高阶魔方的特征在于使用了回转固定结构，即存在一个旋转层，它在径向具有不少于两个的横向凹凸槽结构，并且其中一个凸槽的处于径向外侧的侧面在旋转过程中紧贴所述固定伞所在的旋转层的处于径向内侧的侧面进行旋转。

该高阶魔方的特征在于使用旋转轴为中心轴的旋转曲面的一部分作为外观面。

该高阶魔方的特征在于N不小于6。

该高阶魔方的特征在于所述内核球和所述固定伞之间通过套有弹簧的螺丝连接。

该高阶魔方的特征在于所述内核球和所述中心轴方向的固定伞之间通过套有弹簧的螺丝连接。

该高阶魔方的特征在于

a)对于N为奇数，内核球在任一中心轴方向可以分为3个独立可旋转层，

b)对于N为偶数，内核球在任一中心轴方向可以分为2个独立可旋转层。

该高阶魔方的特征在于

a)对于N为奇数，外观可见的独立零件数为[(N-1)*(N-1)+8]/4个，

b)对于N为偶数，外观可见的独立零件数为[(N-1)*(N-1)+3]/4个。

对于高阶魔方，

1)为消除偶数阶高阶魔方中的隐藏层结构，引入位于对角线方向的固定装置固定外围活动块，

2)为减少零件嵌套层次、解决内部凹凸槽结构横向伸展不足的问题，引入回转式固定结构，

3)为使高阶魔方更易于把握和旋转，引入一般性的旋转曲面作为外观面，

4)为提高高阶魔方的径向结构稳定性以及结构的可扩展性，引入结构一致、可分层旋转的内核球。