阅读说明：本技术 一种新型教学魔方 (Novel teaching magic cube ) 是由 陈安 杨璞光 于 2019-11-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种新型教学魔方。所述魔方主体为三阶魔方立方体，中心位置设有无线通信模块和扬声器，每个角块、棱块和中心块中都设有LED点阵屏和无线通信模块；无线通信模块接收上位机发送的指定编码信号，将其解码转换成相应电信号并将电信号传递给与自身处于同一魔方块中的LED点阵屏或者与自身同处于立方体中心处的扬声器，扬声器根据接收的电信号播放语音信息，LED点阵屏根据接收的电信号显示图像信息。本发明在进行拼接时，接收上位机发送的编码信号，使得对应魔方块显示特定的图像信息，给初学者以视觉指引，同时，扬声器在魔方拼接时给出声音上的提示。在视觉和声音的同时刺激下，达到加深记忆的教学目的。(The invention discloses a novel teaching magic cube. The magic cube main body is a three-order magic cube, a wireless communication module and a loudspeaker are arranged in the center of the magic cube main body, and an LED dot matrix screen and a wireless communication module are arranged in each corner block, each edge block and each center block; the wireless communication module receives a specified coding signal sent by the upper computer, decodes the specified coding signal into a corresponding electric signal, and transmits the electric signal to the LED dot matrix screen in the same magic cube or the loudspeaker in the center of the cube together with the LED dot matrix screen, the loudspeaker plays voice information according to the received electric signal, and the LED dot matrix screen displays image information according to the received electric signal. When the magic cube splicing device is used for splicing, the coding signal sent by the upper computer is received, so that the corresponding magic cube displays specific image information, a beginner is guided by vision, and meanwhile, the loudspeaker gives an audible prompt when the magic cube is spliced. Under the stimulation of vision and sound, the teaching purpose of deepening memory is achieved.)

一种新型教学魔方

技术领域

本发明涉及魔方领域，具体涉及一种新型教学魔方。

背景技术

魔方是一种大众普及的玩具，其不仅具有良好的可玩性，也能够锻炼智力，但是长久以来，魔方的样式没有做出很大的改变，结构简单。魔方虽然只是由六个中心块,八个角块和十二个棱块组成,初始状态下,魔方每一面的九格色块是同一种颜色,整个魔方六个面是六种颜色,但是通过转动,将色块打乱,魔方能够产生43,252,003,274,489,856,000种变化。还原魔方,特别是快速还原魔方,需要记忆大量魔方公式,每个公式对应解决指定形态,且其中单个形态出现的概率低。如手动复现指定形态,需操作人对魔方的运动规律有深入理解,门槛极高,从而导致大部分魔方爱好者无法高效率的学习和记忆魔方公式。传统魔方对于新手来说上手难度大,趣味性也随之降低。

传统魔方在使用中存在如下缺陷,初学者在不记得公式的情况下,很难复原或变出想要图案,即使知道公式,复杂的变化情况和步骤也难以令初学者记住操作过的步骤。初学者学习的过程中如果单纯靠死记硬背公式来还原魔方，将会耗费大量的时间和精力。

公开号为CN104874176A的中国专利公开了一种带有LED灯的智能魔方及其使用方法,该专利的每个魔方块内设有发光装置、电阻和弹性导电触点。该专利的功能主要是转动的时候伴随LED灯闪烁，增加魔方的趣味性。但只是单纯的灯闪烁效果并没有指导意义，也没有通信功能。而公开号CN208274998U的中国专利公开了一种可检测状态的魔方，该专利每个魔方块内设有测量传感器，可以测出旋转块相对于中心块的转动量。但只是测量，没有通信功能，无法与外界交互。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种新型教学魔方。本发明加入通信模块实现与上位机的交互，使得LED灯信号能够成为可控制的指导性视觉信息源，并且加入扬声器，使之成为可控制的声音信息源。该魔方能够在初学者学习魔方的时候通过声音和图像同时作用的方式给予魔方下一步还原方法的提示，通过眼看同时耳听的方式加深印象，强化记忆。提高初学者学习魔方的效率。

本发明的目的至少通过以下技术方案之一实现。

一种新型教学魔方，主体为三阶魔方立方体，包括六块中心块、十二块棱块和八块角块；每个魔方面由若干个魔方块拼接而成；三阶魔方立方体中心位置设有无线通信模块和扬声器，每个角块、棱块和中心块中都设有LED点阵屏和无线通信模块；其中无线通信模块用于接收上位机发送的指定编码信号，扬声器用于根据指定编码信号播放语音信息，LED点阵屏用于根据指定编码信号显示图像信息。

进一步地，每个角块、棱块和中心块中都设有独立的无线通信模块和LED点阵屏，无线通信模块用于接收上位机发送的指定编码信号，从而控制对应的LED点阵屏显示相应的图像信息。

进一步地，所述LED点阵屏设置在每个角块、棱块和中心块上的向外显示的面上，每个角块上设置有3个LED点阵屏，每个棱块上设置有2个LED点阵屏，每个中心块上设置有1个LED点阵屏。

进一步地，三阶魔方立方体中心位置中设有独立的无线通信模块和扬声器，无线通信模块接收上位机发送的指定编码信号，从而控制扬声器播放相应的语音信息。

进一步地，每个角块、棱块和中心块以及魔方立方体中心处设置有一个无线通信模块，用于控制相应的LED点阵屏或扬声器。

进一步地，无线通信模块接收上位机发送的指定编码信号，然后将其解码转换成相应电信号并将电信号传递给与自身处于同一魔方块中的LED点阵屏或者与自身同处于立方体中心处的扬声器，扬声器根据接收的电信号播放相应的语音信息，LED点阵屏根据接收的电信号显示相应的图像信息。

进一步地，每一个魔方块的电子元件以及立方体中心处的电子元件均由独立的电池供电，电池和充电管理电路位于每一个魔方块的中心位置；所有独立的电磁由无线充电线圈和充电管理电路进行充电，无线充电线圈紧贴魔方块的盖板。

进一步地，通过无线通信模块接收上位机发送的数据信号，根据上位机发送的数据信号来改变相应的LED点阵屏所能显示的图像信息以及扬声器所能播放的语音信息。

相比于现有技术，本发明所达到的有益效果是：

通过在三阶魔方每个角块、棱块和中心块设置无线通信模块和LED点阵屏，令三阶魔方在进行拼接时能够接收上位机发送的编码信号，使得对应魔方块显示特定的图像信息，给初学者以视觉指引。并且，通过在三阶魔方中心位置设置无线通信模块和扬声器，使得三阶魔方在拼接时给出声音上的提示。在视觉和声音的同时刺激下，达到加深记忆的教学目的。

附图说明

图1为本发明实施例中魔方转动时的状态图；

图2为本发明实施例中魔方主体中心位置的设计方案图；

图3为本发明实施例中魔方角块的设计方案图；

图4为本发明实施例中魔方棱块的设计方案图；

图5为本发明实施例中魔方中心块的设计方案图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的具体实施进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：

一种新型教学魔方，主体为三阶魔方立方体，包括六块中心块、十二块棱块和八块角块；每个魔方面由若干个魔方块拼接而成；魔方中心块和中心轴的连接方式图2所示,通过弹簧和螺丝将中心块固定在中心轴上,六个中心块的相对位置不会因为转动而改变。

魔方转动时状态如图2所示,六个面均可独立自由转动,但是相邻两个面无法同时转动。魔方每一面的转动都是由中心块带动该面的四个棱块和四个角块共同转动,所以中心块的运动状态即为该面的运动状态。

三阶魔方立方体中心位置设有无线通信模块和扬声器，每个角块、棱块和中心块中都设有LED点阵屏和无线通信模块；其中无线通信模块用于接收上位机发送的指定编码信号，扬声器用于根据指定编码信号播放语音信息，LED点阵屏用于根据指定编码信号显示图像信息。

每个角块、棱块和中心块中都设有独立的无线通信模块和LED点阵屏，无线通信模块用于接收上位机发送的指定编码信号，从而控制对应的LED点阵屏显示相应的图像信息。

每个角块、棱块和中心块以及魔方立方体中心处设置有一个无线通信模块，用于控制相应的LED点阵屏或扬声器。

所述LED点阵屏设置在每个角块、棱块和中心块上的向外显示的面上，每个角块上设置有3个LED点阵屏，每个棱块上设置有2个LED点阵屏，每个中心块上设置有1个LED点阵屏。

本实施例中，角块的设计方案如图3所示，魔方角块6的三个向外显示的面上均设置有LED点阵屏模块2，魔方块盖板1覆盖在LED点阵屏模块2上；魔方角块6中包括一个无线通信模块3以及一个无线电源模块4；无线通信模块3接收上位机发送的指令并转换成相应的电信号并传递给LED点阵屏模块2，LED点阵屏模块2根据接收的电信号显示相应的图像信息，无线电源模块4为无线通信模块3和LED点阵屏模块2供电。

本实施例中，棱块的设计方案如图4所示，魔方棱块5的两个向外显示的面上均设置有LED点阵屏模块2，魔方块盖板1覆盖在LED点阵屏模块2上；魔方棱块5中包括一个无线通信模块3以及一个无线电源模块4；无线通信模块3接收上位机发送的指令并转换成相应的电信号并传递给LED点阵屏模块2，LED点阵屏模块2根据接收的电信号显示相应的图像信息，无线电源模块4为无线通信模块3和LED点阵屏模块2供电。

本实施例中，中心块的设计方案如图5所示，魔方中心块7的一个向外显示的面上均设置有LED点阵屏模块2，魔方块盖板1覆盖在LED点阵屏模块2上；魔方中心块7中包括一个无线通信模块3以及一个无线电源模块4；无线通信模块3接收上位机发送的指令并转换成相应的电信号并传递给LED点阵屏模块2，LED点阵屏模块2根据接收的电信号显示相应的图像信息，无线电源模块4为无线通信模块3和LED点阵屏模块2供电。

三阶魔方立方体中心位置中设有独立的无线通信模块和扬声器，无线通信模块接收上位机发送的指定编码信号，从而控制扬声器播放相应的语音信息。

本实施例中，魔方主体中心位置的设计方案如图3所示,中心位置9处包括无线通信模块和扬声器，中心位置9通过转轴连接处8连接各个角块4、棱块5和中心块7。

无线通信模块接收上位机发送的指定编码信号，然后将其解码转换成相应电信号并将电信号传递给与自身处于同一魔方块中的LED点阵屏或者与自身同处于立方体中心处的扬声器，扬声器根据接收的电信号播放相应的语音信息，LED点阵屏根据接收的电信号显示相应的图像信息。

每一个魔方块的电子元件以及立方体中心处的电子元件均由独立的电池供电，电池和充电管理电路位于每一个立方体的中心位置；所有独立的电磁由无线充电线圈和充电管理电路进行充电，无线充电线圈紧贴立方体的外壳。

通过无线通信模块接收上位机发送的数据信号，根据上位机发送的数据信号来改变相应的LED点阵屏所能显示的图像信息以及扬声器所能播放的语音信息。

所有的无线通信模块,都设有不同序号,使得上位机可以识别是哪个无线通信模块发送来的数据。

具体实现为，拿到打乱的魔方后，将魔方的状态通过手工的方式输入上位机或者摄像机识别的方式输入上位机，上位机解算出还原所需要的步骤，通过发送到指定角块的无线通信模块，使得对应角块的LED点阵屏显示出指导性动画效果，比如整个侧面显示逆时针旋转闪烁的箭头，如图1所示。同时扬声器接收到无线通信模块的信号播放相应的指示性语音，通过声音和图像同时作用的方式给予魔方下一步还原方法的提示，加深学习者的记忆。

最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。