三维魔方制造技术

用于开发想象力和空间概念的教育型玩具三维魔方（１），由ｎ↑［３］（ｎ×ｎ×ｎ）个大小相等的立方体形状的块，称之为方块（２）组成，ｎ是大于１的整数，所述方块（２）相互之间具有连接装置，用来确定一个每边有ｎ个方块（２）的立体方块或主方块，主方块的图案对应于为６ｎ个不同的二维魔方选定图案的一部分，这６ｎ个二维魔方的图案构成所说的三维魔方的所有的图形，其特征在于用于获得所说三维魔方图案组合的方法，由以下步骤组成： ａ）建造一个每边有ｎ个方块的主方块，该主方块代表该三维魔方的ｎ个解中的一个，该主方块以下称之为方块组合体； ｂ）按照方块在方块组合体中所处位置的特点，将包含在所说的方块组合体中方块数分成小组，如： －角方块小组，包括放置在该方块组合体角位置的那些方块； －边方块小组，包括放置在该方块组合体边位置的那些方块，所说的角方块除外； －中间方块小组，包括放置在该方块组合体表面中间位置的那些方块；和 －内部方块小组，包括放置在该方块组合体内部位置的那些方块，因此它们被藏在内部； ｃ）对方块组合体的角、边、和中间小组的方块的暴露面制作图案（插图）； ｄ）从所说的分割小组开始，将一个或几个方块从一个小组移动到一个不同的小组，建造第二个方块组合体； ｅ）将包含在所说的方块组合体中的方块分成角、边、中间和内部小组； ｆ）对方块组合体的边、角和中间小组的方块的暴露面制作图案，无论是否同时制作，凡同一方块中包含两个面的图案，要求该图案覆盖成一个立体角，无论是否同时制作，凡同一方块中包含３个面的图案，要求该图案覆盖一个三面体； ｇ）逐次建造不同的方块组合体，重复步骤（ｄ）－（ｆ），直到完成ｎ个方块组合体。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术如标题所示，涉及一种三维魔方，即一种开发想象力和空间概念的教育玩具；和获得三维魔方表面图案(adornment)组合的方法，与市场上现有教育玩具相比，具有明显的优点。目前，已知的各种教育玩具如魔方、拼版玩具等，由一给定数目的块组成，玩耍者必须将它们适当地放置或拼装，以得到一个确定的图像，如一幅图画，或一个图案等。这种玩具难度的增加与玩具块数有关，同时在很大程度上也取决于构成图形的抽象性。然而，这种教育玩具是在一个表面上，即在二维空间编排，并且，在大多数情况下可得到一个唯一的解或图形(立体魔方为6)。所以，一旦它们被解出，即得到一幅图形之后，玩耍者还要继续玩时，他唯一的可能就是重复该构造过程。本专利技术研制的三维魔方目的在于提供一种开发想象力和空间概念的新的教育玩具。本专利技术的第一个目的(intention)在于提供一个教育玩具，玩耍者同时组合二维面或三维体，寻找三维魔方各方块的定位或位置，以开发想象力和空间概念。本专利技术的第二个目的是提供一种获得所说的三维魔方图案(illustration)组合的方法。这种图案组合理解为一种制造过程(manufacturing phase)。作为三维魔方一部分的每一块的装饰图案(adornment)是玩耍魔方时构成各种不同图形的一部分。而且，本专利技术的三维魔方包括一个教育拼版玩具，由一套n3(n×n×n)块等尺寸立方形块(以下称为方块)组成，n是大于1的整数。所说的方块具有内部连接元件，以便得到一个每边有n个方块的主立方块。所说的主立方块的图案(illustration)由6n个不同的二维魔方构成，它通常有n组不同的图形(alternative visualization)，每组6个二维魔方，立方体形的主方块面每个面上一个。每个方块的图案最好由图形印刷、镂蚀或排字技术制成，但不排除其它的已知印刷技术。对应于为6n个不同的二维魔方所选的图案的各个不同部分的每个方块印刷面构成了本专利技术三维魔方的图面，具有任何类型的图案，如图形、艺术品、图画等。不同方块之间的连接装置适于确定每边有n个方块的主立方块，其构成包括下述方案第一种构造方案，由纸、塑料、纸板、木材、金属或其它类似材料制成的小圆棒组件，它被插入钻在方块面中心的相应孔中，这些孔的尺寸大小适合于安装小圆棒，其深度最好小于方块边长的一半，这些孔必须足够小，当构成三维魔方体时不要影响每个二维魔方的形象化的图形。所提到的连接元件适于确定每边具有n个方块的主立方块，并且在第二种构造方案中，由一个用透明材料，如丙烯酸脂、塑料等类似材料制成的外壳组成。紧紧地装有全部方块并能从外面看到组合三维魔方时所得到的不同图形。尽管如此，所说的盒子可以加工成不同式样，只要它满足上文提出的要求。在第三种构造方案中，方块连接元件适于确定每边有n个方块的主立方块，并且由三个相互垂直的平面所构成的框架组成。最好是装有转动装置(handling means)，如手柄、球形手柄或类似物。最后，第四种构造方案，各方块之间的连接元件由适于将三维魔方的各方块面连接在一起的磁器件构成。以这种方式，用放置每个方块组成一个每边有n个方块的主立方块制作本专利技术的三维魔方，得到展示于每个表面上的不同画面，移动方块，可以得到不同的组合，以便可以看到包含于该三维魔方中的6n个不同的画面。这种组合的三维魔方，增加了方块的数量和设计复杂性，形成具有复杂性的教育玩具，适用于各种年龄的玩要者，并向玩要者提供了多于一种解的消遣和娱乐用游戏。正如上面所提到的，本专利技术的第二个目的涉及获得所述的三维魔方图案组合的方法，这种图案组合理解为一种制作过程，用该制作过程，在玩魔方的过程中，一旦所要获得的6n个画面被选定，每个方块面的图案就被确定。所说的图案组合过程确定了6n个二维魔方的每个不同部分或被选定的图案部分，这对应于包含在该三维魔方中的方块的每个面。这是魔方游戏中求解的实质。魔方游戏中求解的实质就是通过所说的图案组合过程，确定6n个二维魔方的不同部分或所选定的图案部分，这6n个二维魔方与构成三维魔方的方块的每个面相关联，这对魔方游戏中求解是必需的。获得三维魔方图案组合的方法用于制造或构成样机或模型机，它以后被成批制造。用于获得所述的三维魔方图案组合的方法根据三维魔方的大小，主要有两种，而第一种方法可以用于任何大小的三维魔方。用于获得三维魔方图案的组合方法包括下列步骤a)建造一个每边有6n个方块的主方块(以下简称方块组合体)，这个方块组合体是三维魔方n个解中的一个；b)将方块组合体按照方块在方块组合体中所占位置的特征分成更小的组合体，如-角方块小组，包括处于方块组合体角上的那些方块；-边方块小组，包括处于方块组合体边上的那些方块，但角方块除外；-中间方块小组，包括放置在方块组合体表面中间区域的那些方块；-内部方块小组，包括放置在方块组合体内部区域因而不暴露的那些方块；c)对角方块小组、边方块小组和中间方块小组各方块的暴露面制作图案；d)将上述小组中的一个或多个方块从一个小组移动到另一个小组，用这种方式组合第二个方块组合体；e)将第二个方块组合体分成角方块小组、边方块小组、中间方块小组和内部方块小组；f)对角、边、中间和内部方块的暴露面制作图案，无论是否同时制作图案，凡在一个方块中包含两个面的图案，要求必须描绘成一个立体角；无论是否同时绘制图案，凡在同一个方块中的包含三个面的图案，要求必须描绘成一个三面体；g)按照步骤d)-f)，继续构造不同的方块组合体，以便完成n个方块组合体。上文所述方法用于n小于等于6时很方便，对于更大的三维魔方其方法更复杂。用于获得所述的三维魔方图案组合的方法，当三维魔方每边的方块数n大于或等于6时，其步骤包括a)按照所述的每个方块在所有方块组合体和每个方块组合体中所占位置的特点，将三维魔方的方块组合体分成小组，如-角方块小组，由放置在主方块组合体角上的方块构成，方块数目为4n；-边方块小组，由放置在每个方块组合体边上的方块组成，角方块除外，方块数目为4n×(n-2)；-中间方块小组，由总是放置在方块组合体表面中间区域的方块组成，其方块数目为n×(n-2)×(n-2)；b)对于所提到的各小组，用所述小组在方块组合体的位置数P除给定小组方块的总数，求商和余数R；c1)对步骤(b)的除法，当余数不等于零时，用步骤(b)所做除法的余数R除该组方块的总数，对每个小组计算出三维魔方余数R(步骤(b)除法的余数)方块的组数GPT；c2)当步骤(b)为整除时，即R等于零，用步骤(b)做过运算的P为除数除所述小组方块的总数，计算出方块组合体所述小组位置组P(步骤(b)运算中的除数)方块的组数GPT；d1)当步骤(b)为非整除时，即R不等于零，用步骤(b)所做除法之余数R除一个给定方块组合体中所说小组的位置数，对每个小组计算出R(步骤(b)中的余数)方块的组数GCC；d2)当步骤(b)为整除时，即R等于零，用步骤(b)所做除法的因数P除给定方块组合体所说小组的位置数，计算出每个方块组合体所说组的位置组P(步骤(b)中所做运算中的除数)方块的组数GCC，即GCC等于1；e)在步骤(c1)、(c2)和(d1)、(d2)所做的除法中，在其结果有一组或几个组不为整数的情况下，对每个小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赫苏斯曼努埃尔·迪亚赛斯卡纽，
申请(专利权)人：赫苏斯曼努埃尔·迪亚赛斯卡纽，
类型：发明
国别省市：