專(zhuān)利名稱(chēng)：多功能變形魔方的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
它是一種涉及到機(jī)械設(shè)計(jì)方面技術(shù)的智力玩具。
玩具是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)直三面角120°，使組成它的變動(dòng)體(2)由于變換位置而與周?chē)Y(jié)構(gòu)組成另一直三面角。它象魯畢克魔方一樣，在保持翻轉(zhuǎn)前后正方體形狀不變的前提下使之表面顯示出不同的顏色的組合。但后者結(jié)構(gòu)和表面顏色較多，各種圖案共有 (12!×212×8!×38)/12 種，一定時(shí)間內(nèi)盲目翻轉(zhuǎn)，復(fù)原的概率幾乎為0，且不便觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，款式單一。
本實(shí)用新型目的是提供一種易于復(fù)原，并且為演示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)而可將構(gòu)件拆卸開(kāi)來(lái)當(dāng)作教學(xué)模型或拼塊使用的多功能智力玩具。
見(jiàn)附圖5－9，玩具的原形是一正方體，正中是正八面體形狀的固定體(4)。位于正方體三面角內(nèi)的八個(gè)旋轉(zhuǎn)體(3)呈正四面體形狀，如附圖6、7所示，其底座CGF與固定體通過(guò)孔軸(6)、(7)相連，側(cè)面底邊上各有一個(gè)圓孤槽(11)；相鄰的二個(gè)旋轉(zhuǎn)體的圓弧槽咬合一個(gè)被夾在其之間的呈鈍角四面體形狀的變動(dòng)體之榫頭(1)，每個(gè)旋轉(zhuǎn)體與其緊鄰的三個(gè)變動(dòng)體組成的直角四面體可轉(zhuǎn)動(dòng)，如附


圖1中的四面體A－BCD，卸下它后玩具成附圖5所示形狀。
若把上述玩具變動(dòng)體做小點(diǎn)，然后去掉旋轉(zhuǎn)體、固定體棱邊、頂點(diǎn)高出變動(dòng)體的部份，使它們裝配后仍然是一正方體；或者等量對(duì)稱(chēng)地去掉正方體的八個(gè)三面角，則可使之內(nèi)部結(jié)構(gòu)不變而外面顏色圖案增加。如附圖4是一種去邊、去角后呈十四面體形狀的玩具，其六個(gè)正方面的中心是固定面，另八個(gè)三角面的中心(如附圖4中影陰部份)也是位置不變的旋轉(zhuǎn)面，它們所配的顏色起定位基準(zhǔn)色作用。
另外旋轉(zhuǎn)體與固定體接觸面之間可采用孔軸過(guò)盈配合，使之既能旋轉(zhuǎn)又可軸向用力將其拔出。在此基礎(chǔ)上，還可在旋轉(zhuǎn)體、變動(dòng)體接觸面中心和某些邊上分別設(shè)一與軸(5)、(7)配合的嵌孔(8)、(9)及與榫頭配合的嵌槽(10)。這些特征及構(gòu)件自身的幾何特性，可使它們拆散后還能相互配合，拼成其它物體。
附圖2去邊玩具，外表顯示9×6＝54塊顏色附圖3去角玩具，外表顯示4×6＋4×8＝56塊顏色附圖4去邊去角玩具，外表顯示9×6＋4×8＝86塊顏色以上是三種變型產(chǎn)品，附圖3、4中的去角量處于臨界值。
附
圖1、5原形玩具立體圖，外表顯示4×6＝24塊顏色附圖6附圖5中玩具卸下的旋轉(zhuǎn)體A－GFE的立體圖附圖7附圖6中旋轉(zhuǎn)體的底面EGF附圖8附圖5卸下的四面體A－BCD中保持原狀的三個(gè)變動(dòng)體附圖9附圖8中變動(dòng)體AEDG沿AD線(xiàn)的剖面圖。
本實(shí)用新型解決了魔方不能拆散的課題，它表面顏色可多可少。從其中心的正八面體開(kāi)始構(gòu)造，收斂于外部的正方體，將玩具、教具、正八面體、正四面體有機(jī)地結(jié)合于正六面體中。合起來(lái)是內(nèi)涵豐富的魔方，拆散開(kāi)是有棱有角的拼塑。它的構(gòu)造進(jìn)一步揭示了幾何學(xué)中關(guān)于點(diǎn)、線(xiàn)、面、體之間的關(guān)系，是培養(yǎng)空間想象能力的最理想實(shí)物模型。
生產(chǎn)制作過(guò)程中，上述去邊、去角、孔軸過(guò)盈配合三項(xiàng)技術(shù)特征是互相獨(dú)立的；在孔軸過(guò)盈配合前提下，嵌孔與嵌槽二項(xiàng)特征也是彼此獨(dú)立的，它們與孔軸過(guò)盈配合在產(chǎn)品定型時(shí)存在相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均為
／3。因此，玩具有4＋16＝20種不同的技術(shù)特征組合所構(gòu)成的系列產(chǎn)品，供實(shí)施時(shí)參考選擇。下面推薦其中的特征互補(bǔ)的兩例，它們都用塑料制成第一例見(jiàn)附圖5－9，附圖5中正方體邊長(zhǎng)為
cm，其中的圓是凹進(jìn)去的，深度等于榫頭厚度4mm，半徑為27mm，小軸(7)外徑為6mm，高8mm，附圖6中旋轉(zhuǎn)體AF邊上對(duì)稱(chēng)地開(kāi)有二個(gè)相通的嵌槽(10)，底面GFE中，設(shè)有一高4mm，外徑等于大孔(9)內(nèi)徑9mm的大軸(5)，其中開(kāi)有一深8mm，等于小孔(8)內(nèi)徑6mm的深孔(6)；底邊EG上還設(shè)有一嵌槽，正四面體邊長(zhǎng)為6cm，二面角為π－2arctg
。附圖8中三個(gè)變動(dòng)體在DCB面上的三個(gè)榫頭構(gòu)成一外徑為54mm的圓的一部分；十二個(gè)變動(dòng)體中根據(jù)接觸面孔、槽的數(shù)目和相互位置分為三組，分別以附圖中的三個(gè)為其代表，每一變動(dòng)體不外乎設(shè)兩槽一孔或兩孔一槽，兩槽時(shí)不許在同一接觸面，兩孔時(shí)不許同一內(nèi)徑，以此為原則使十二個(gè)中任意兩個(gè)都不完全一樣。其接觸面邊長(zhǎng)為6cm，另一邊AD為
cm；六個(gè)二面角中四個(gè)銳角均為arctg
，直角為90°，鈍角即附圖9中三角形鈍角為2arctg
。
第二例見(jiàn)附圖4，它是一去邊去角魔方，每面邊長(zhǎng)為6cm，正方面中九個(gè)小正方色塊邊長(zhǎng)2cm；孔軸間過(guò)渡配合，接觸面不設(shè)孔、槽。
附表每種玩具各構(gòu)件的面數(shù)
權(quán)利要求1.一種多功能變形魔方，由軸心，若干個(gè)旋轉(zhuǎn)體3和變動(dòng)體2等構(gòu)件組成，其幾何中心到同類(lèi)構(gòu)件距離相等，同類(lèi)構(gòu)件大小形狀一樣，本實(shí)用新型特征是A、軸心可用一個(gè)位于正中的固定體4代替，它有八個(gè)接觸，分別與八個(gè)旋轉(zhuǎn)體接觸；B、旋轉(zhuǎn)體八個(gè)，有四個(gè)接觸面，變動(dòng)體十二個(gè)，有二個(gè)接觸面，分別與相鄰的二個(gè)旋轉(zhuǎn)體接觸；C、每個(gè)旋轉(zhuǎn)體與緊鄰的變動(dòng)體組成一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的裝置，每相鄰的二個(gè)該裝置有一共同的變動(dòng)體，D、構(gòu)件內(nèi)表面旋轉(zhuǎn)時(shí)經(jīng)常接觸摩擦的尖瑞部位，制作時(shí)倒成圓角。
2.按權(quán)利要求1所述的魔方，其特征是外形呈正方體或十四面體形狀。
3.按權(quán)利要求1所述的魔方，其特征是旋轉(zhuǎn)體底部與軸心或固定體接觸面采用孔軸過(guò)盈配合，使之既能旋轉(zhuǎn)又可軸向用力將其拔出。
4.按權(quán)利要求3所述的魔方，其特征是每個(gè)旋轉(zhuǎn)體和變動(dòng)體接觸面某些邊上凹進(jìn)去一個(gè)與其榫頭1相吻合的嵌槽10，在接觸面的中心開(kāi)有嵌孔8、9。
5.按權(quán)利要求4所述的魔方，其特征是接觸面的中心孔有二種不同的內(nèi)徑。
6.按權(quán)利要求4所述的魔方，其特征是外形呈正方體形狀。
專(zhuān)利摘要多功能變形魔方屬一種智力玩具兼教學(xué)模型，由具有規(guī)則幾何外形的固定體、八個(gè)旋轉(zhuǎn)體及十二個(gè)變動(dòng)體構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)體與其緊鄰的三個(gè)變動(dòng)體組成一可轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置。它外形呈正方體或十四面體形狀，構(gòu)件可拆散開(kāi)來(lái)，當(dāng)作拼塑積木使用。根據(jù)各項(xiàng)技術(shù)特征的組合可制成系列產(chǎn)品，廣泛用作玩具、教具、幾何模型等，是理想的魔方更新?lián)Q代產(chǎn)品。
文檔編號(hào)A63F9/06GK2124739SQ9221222
公開(kāi)日1992年12月16日 申請(qǐng)日期1992年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年2月14日
發(fā)明者李新發(fā) 申請(qǐng)人:李新發(fā)