[发明专利]魔方及其面转动传感器和轴心结构

说明书

本发明公开了魔方及其面转动传感器和轴心结构，魔方的面转动传感器中包括码盘、第一电刷以及第一转子，码盘上设置有第一电极和第二电极，第一电极和第二电极布置在码盘面的第一圆周上；第一电刷安装在第一转子上并且沿着第一电极和第二电极所在第一圆周布置，第一电刷通过第一转子带动其沿着第一圆周相对第一电极和第二电极进行转动；其中第一电极包括多个电极，将第一电极中的n个电极分别对应布置在等份第一圆周的任意n等份上；将第一电刷沿着上述等份第一圆周中的任意等份第一圆周进行布置；第二电极布置在上述第一圆周上使得第一电刷转动到任何位置时均和第二电极接触。本发明魔方的面转动传感器具有结构更加简单以及体积更小的优点。

技术领域

本发明涉及魔方技术领域，特别涉及魔方及其面转动传感器和轴心结构，本发明中的魔方涵盖魔方类智力玩具，具体指的是进入WCA（国际魔方协会）比赛的全部魔方类智力玩具含2~7阶魔方、金字塔魔方、12面体5魔球、斜转魔方和SQ魔方。

背景技术

魔方，也称鲁比克方块，中国台湾称为魔术方块，中国香港称为扭计骰，英文名字是：Rubik's Cube，魔方是在八十年代曾风靡全球的一项智力玩具，作为开发智力的玩具，深受大家喜欢。魔方复原指的是魔方从非原始状态到原始状态的过程，是一个集观察、动手和想象于一体的过程，可以很好的培养人的动手、动脑能力、训练记忆力、空间想象力和判断力。

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，但是现有技术中由于传感器体积和面积等问题无法放入魔方中心的内球中，使得魔方的内部结构比较复杂。例如公开号为CN106110651A的中国发明专利申请中公开了智能魔方及其使用的感应轴心结构计时方法，其中用于生成状态信号的状态信号发送组即传感器设置在管状轴上处于内球外的魔方中心块，传感器与内球的数据和电气连接采用空心的管状轴进行穿线相连，在魔方的面旋转过程中由于管状轴及其上的状态信号发送组也会跟随一起转动，势必会引起管状轴内线路的扭绞，魔方在使用一定时间后，将导致管状轴内线路的绞断，降低了魔方的使用寿命；另外由于管状轴结构的特殊性，上述发明专利申请中公开的魔方轴心结构需要配套相应的魔方模块（包括中心块、角块和棱块），无法兼容传统魔方的各模块。

现有技术中用于进行角度检测的传感器一般使用绝对型编码器，这种绝对型编码器每一个二进制位都要占据一个圆环，如果是3位二进制数的话加上中心电源电极必须使用4个圆环，因此编码器结构复杂且体积比较庞大，应用在电子魔方的话势必会给电子魔方的结构和重量带来影响。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种魔方的面转动传感器，该传感器具有结构简单以及体积小的优点。

本发明的第二目的在于提供一种魔方的轴心结构。

本发明的第三目的在于提供一种魔方。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种魔方的面转动传感器，其特征在于，包括码盘、第一电刷以及第一转子，所述码盘上设置有第一电极和第二电极，第一电极和第二电极布置在码盘面的同一圆周上，定义该圆周为第一圆周；所述第一电刷安装在第一转子上并且沿着第一电极和第二电极所在第一圆周进行布置，所述第一电刷通过第一转子带动其沿着第一圆周相对第一电极和第二电极进行转动；当第一电刷转动到第一电极相对位置时，与第一电极接触；

所述第一电极包括多个电极，第一电极中电极的个数n根据面转动传感器针对魔方面的角度检测精度进行设置；

将第一电极中的n个电极分别对应布置在等份第一圆周的任意n等份上；将第一电刷沿着上述等份第一圆周中的任意等份进行布置；