具体实施方式

以下，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。在说明本发明的过程中，若判断对于相关已知技术的具体说明有可能使本发明的主旨模糊，则将省略其详细说明。为了在附图中明确说明本发明，省略了与说明无关的部分，并且在整个说明书中，对于相似的部分赋予了相似的附图标记。并且，在整个说明书中，当说明为某个部分“包括”某个组件时，除非另有特别相反的记载，否则意味着还可以包括其他组件，而不是排除其他组件。

智能魔方

图1为示出本发明一实施例的智能魔方的整体外观的图，图10为示出本发明一实施例的智能魔方的结构图。

如图1及图10所示，本发明一实施例的智能魔方可以包括：芯壳200，在内部具有收容空间；多个块111～137，在内侧形成有与上述芯壳200的外周面相对应的面，以能够围绕上述芯壳200成组旋转的方式紧固；以及控制部310，用于识别上述块111～137中的至少一个块的位置，计算解决方案使得上述魔方的至少一面由具有相同外侧面的块组成。

但是，图1及图10所示的组件不是必需的，因此可以实现具有比这些组件更多或更少的组件的智能魔方。

以下，依次观察每个组件。

如图1所示，本发明一实施例的魔方100呈由6个面组成的正方形，其可以是由26个块，即位于上端的9个块、位于中端的8个块以及位于下端的9个块组成的3列3层魔方，但不限于此。

上述魔方100可以具有在内部形成内收容空间的芯壳200，如下述，电池320和/或上述通过电池320驱动的控制部310以及可实现通信部330等的电路板211～216等可以位于上述芯壳200的收容空间。

图4为示出本发明一实施例的芯壳的外观的图。

如图4所示，上述芯壳200大致可以呈球形，在至少一个侧面可以形成有至少一个第一光排出口201～206，使得与位于上述芯壳200的内部收容空间的电路板211～216连接的发光单元的光可以朝向外侧方向穿过。

并且，在上述芯壳200中可以暴露有用于与位于侧面和下部面的块相结合的旋转连接部211b～216b的至少一部分。即，旋转连接部211b～216b可以贯通上述芯壳200的外部面来设置。

如图7所示，旋转连接部211b～216b的一端与编码器211a～216a相结合，另一端与轴中间固定部111a～116a相结合，旋转连接部211b～216通过紧固单元211c～216c固定于轴中间固定部111a～116a，并且能够以使上述轴中间固定部111a～116a以围绕上述编码器211a～216a旋转的方式结合。

如上所述，紧固于旋转连接部211b～216b的块可以是轴块111～112，上述轴块111～112位于上述魔方100的每个面的中心，并在原地自转。上述魔方100的轴块111～112共有6个，但与上述紧固部201～205相结合的轴块111～112有5个，另一个轴块111～112可以通过电缆等与控制部310或至少一个电路板211～216电连接。

并且，边块121～129以与上述轴块111～112的每个侧面接触的方式结合，共设置有12个，角块131～137以介于相邻的边块121～129之间的方式结合，共设置有8个。

结果，魔方100共由26个块组成，在上述魔方100的每个面，1个轴块111～112、4个边块121～129、4个角块131～137以可视的方式结合，多个块能够以形成每列或每行的多个块可成组旋转的方式结合。

图3为示出本发明一实施例的块的组件的图。

上述轴块111～112、边块121～129及角块131～137结合在上述芯壳200的外侧面，如图3所示，上述块111～137可以包括：块盖111b～116b、121b～129b、131b～137b，形成魔方的外部面；以及中间固定部111a～116a、121a～129a、131a～137a，用于支撑上述块盖111b～116b、121b～129b、131b～137b，具有与芯壳200的外周面接触的面。优选地，中间固定部的内侧面，即与芯壳200相向的面以对应于上述芯壳200的外周面的方式形成，以便在块与芯壳200接触并旋转时防止干扰。

作为一例，如图3的(a)部分所示，轴块111～112可以包括轴块盖111b～116b以及用于使其旋转并支撑其的轴中间固定部111a～116a，并且，如图3的(b)部分所示，边块121～129可以包括边块盖121b～129b以及用于支撑其的边中间固定部121a～129a，并且，如图3的(c)部分所示，角块131～137可以包括角块盖131b～137b以及用于支撑其的角中间固定部131a～137a。

智能魔方除各块的盖之外的外观及剖视图如图2、图6及图7所示，将一同参照图2、图6及图7等对本发明进行说明。

上述轴块111～112中的一个可以通过电缆等与控制部310或至少一个电路板211～216电连接。具有面板102的轴块当然也以可自转的方式结合，门101能够以可开闭的方式铰链结合在上述轴块的外侧面。

当打开上述门101时，具有位于上述轴块111～112的外侧面的各种按钮或电缆连接器等的面板102被暴露，当关闭上述门101时，可以具有与其他相邻的多个块相同的外部面。

为了将上述面板102、上述控制部310或至少一个电路板212～216相互电连接，根据一实施例，可以将电缆铺设为跨越一个编码器211a～216a的中心旋转轴和旋转连接部211b～216b的中心轴，但不限于此，也可以通过使用旋转连接部211b～216b和/或紧固单元211c～216c作为连接器来实现为使得形成于旋转连接部211b～216b和/或紧固单元211c～216c的外周面的至少一个带接触。

另一方面，如上所述，在芯壳200的内部可以收容电路板211～216，对于电路板的数量、形态、配置等没有特别限制，但图7所示，本发明一实施例的电路板共由2个圆形基板211、212和4个方形基板213～216这6个电路板组成，每个电路板211～216以与魔方的每个面相向的方式设置，在每个电路板211～216可以设置有与魔方的轴块111～112轴结合的编码器211a～216a。

将2个圆形电路板211～216分别配置于上下，将4个电路板213～216配置于上下圆形电路板211～216之间的4面，优选地，在4个电路板中相邻的2个电路板之间的相向的每个角之间形成空间，以能够配置发光单元L1～L8。结果，8个发光单元L1～L8可以朝向每个角块131～137设置。

优选地，配置于前后左右的每个侧面的4个电路板213～216为方形基板，以便容易固定以如上所述的方式配置的8个发光单元L1～L8。这是因为方形基板比圆形基板有利于使电路板最靠近发光单元L1～L8周边。

另一方面，图10为示出本发明一实施例的智能魔方的结构图。

如图10所示，本发明一实施例的智能魔方100可以包括控制部310，上述控制部310用于识别上述块111～137中的至少一个块的位置，计算解决方案，使得上述魔方100的至少一面由同种面组成。

针对任意混合的块，上述控制部310使魔方100的至少一面由同种面组成，该解决方案可以利用以往已知的逐层(LVL，Layer By Layer)法、弗里德里希法、舒尔茨法、帕特鲁斯法、卢氏法等，但本发明中没有特别限制特定解决方案。

为了计算上述解决方案，上述控制部310可以利用用于识别上述块111～137的位置的位置识别单元311。

上述位置识别单元311用于识别上述块111～137的位置，可以利用用于识别多个上述块201～205的位置的各种方法，但根据本发明的一实施例，上述控制部310可以利用编码器识别块的位置。

编码器211a～216a为用于检测旋转的轴块或轴中间固定部111a～116a位置的单元，控制部310可以利用位于魔方的每个旋转轴的编码器211a～216a计算每个旋转轴的旋转方向、旋转量、旋转速度等。控制部310可以利用按每个旋转轴计算的旋转方向及旋转量识别轴块111～112以及与轴块111～112结合的边块121～129和/或角块131～137的位置。

本发明一实施例的编码器211a～216a一般有光学式、磁性式、电感式等方式，但本发明不特别限定编码器方式。

并且，根据本发明的再一实施例，可以利用电感式传感器感测块的旋转并识别多个块的位置。

电感式传感器可以利用振荡器和与其电连接的传感器线圈来感测因靠近传感器线圈的导体而改变的振荡频率，从而感测导体的旋转。

为此，根据本发明的另一实施例，可以在上述基板设置包括振荡器及振荡电路的电感式传感器，在轴块111～112的中间固定部111a～116a内侧能够以与电感式传感器的线圈相向的方式设置导体板400。

在此情况下，如图8所示，导体板400是沿着圆周方向形成的宽度不同的板状导体，当导体板400随着轴块111～112的旋转而围绕中心旋转时，控制部310可以通过感测因传感器线圈而相应地改变的振荡频率来感测导体的旋转方向和/或旋转量。

传感器线圈可以有多个，优选地，2对差动线圈可以基于导体板400的中心，分别在上下每个位置以及左右每个位置对应配置，但本发明对此没有特别限定。

结果，上述控制部310可以利用各种方法等识别上述块111～137各自的位置，并且根据识别的单个块111～137的位置，计算出可使魔方100的至少一面由具有同种外侧面的块111～137组成的解决方案。

在此情况下，上述解决方案可以由至少一个步骤组成，最佳地，在3×3×3魔方的情况下，可以由20转数以内的步骤组成。由此，上述控制部310根据当前块111～137的位置计算解决方案，可以通过可视地输出多个步骤中的当前步骤的下一步骤来提示解决方案，以便用户可以拼出魔方块。

上述解决方案可以通过上述魔方100以各种方式提示给用户，但是本发明一实施例的魔方100包括至少一个发光单元340，使得至少一个上述块能够发光，上述发光单元340可以根据通过上述控制部310计算的解决方案使待旋转的多个上述块中的至少两个块沿着旋转方向依次闪烁。

作为一例，如图11所示，假设在当前步骤中，为了拼出魔方块而需要使由附图标记137、128、135、126、137的多个块组成的多个组朝向右侧方向旋转，则可通过使附图标记137、128、135、126、137的多个块分别依次闪烁来向用户可视地提示下一步骤的解决方案。

为此，根据本发明的一实施例，智能魔方100包括至少一个发光单元340，上述多个发光单元L1～L8可以分别设置在与每个上述块111～137对应的位置，但根据一实施例，如图9所示，可以设置在上述芯壳200的外周面中与上述块的角块131～137分别对应的位置。因此，在上述芯壳200的外周面能够以与每个角块131～137的位置对应的方式贯通形成第一光排出口201～206，同样地，每个角块131～137的内侧面，具体在角中间固定部131a～137a可以具有第二光排出口131c～137c，使得通过上述第一光排出口201～206暴露的光朝向外侧方向穿过。

当然，根据还有一实施例，在上述芯壳200的外周面中，可以与上述块的角块131～137一同设置，或设置在与边块121～129分别对应的位置。因此，上述第一光排出口可以在上述芯壳200的外周面中与每个边块121～129的位置对应的位置贯通形成，同样地，每个边块121～129的内侧面，具体在边中间固定部121a～129a也可以在与第一光排出口对应的位置贯通形成第二光排出口。

结果，随着上述发光单元L1～L8的点亮，光可以朝向外侧方向依次穿过上述第一光排出口201～206及上述第二光排出口131c～137c来点亮块111～137。优选地，上述块111～137，尤其块盖111b～116b、121b～129b、131b～137b的材质优选具有透光性，上述发光单元L1～L8优选为具有直行性及高光度的发光二极管(LED)光源。

在此情况下，根据本发明的一实施例，上述发光单元L1～L8可以输出至少6种颜色，可根据用户的输入，直接提示由任意颜色组成的多个块的组合，或者根据用户的输入，可以将块状态变更为任意状态或预设状态，例如，将每个块的状态变更为预先存储的状态的块组合等。

另一方面，本发明一实施例的魔方100可以包括通过与外部终端通信连接来传输至少一个上述块的位置的通信部330。

其中，对于终端，没有特别限制其为便携式终端还是固定用终端，上述通信部330也可以是诸如无线局域网(WLAN，Wireless LAN)、直通互联(WiFi，Wireless Fidelity)Direct)、数字生活网络联盟(DLNA，Digital Living Network Alliance)、无线宽带(Wibro，Wireless broadband)、微波接入世界互通(Wimax，World Interoperability forMicrowave Access)、高速下行数据包(HSDPA，High Speed Downlink Packet Access)之类的无线互联网模块或移动通信模块，或者也可以是诸如蓝牙(Bluetooth^TM)、射频识别(RFID，Radio Frequency Identification)、红外线数据协会(Infrared DataAssociation；IrDA)、超宽带(UWB，Ultra Wideband)、无线个域网(ZigBee)、近场通讯(NFC，Near Field Communication)之类的短程通信(short range communication)模块。

上述控制部310利用通信部330向外部中断传输至少一个块的位置，从而可以提供用户通过终端提高对拼图能力的学习或者提高兴趣诱导等的各种环境，例如，用户通过终端在终端的画面输出该块的状态，或者将通过终端设置或预先存储的块的状态传输到魔方100进行同步，利用用户开始拼块的时间和完成拼块的时间来测量拼出该块所需的时间，或者用户为了拼块而存储块的移动历史，或者与另一个不特定用户在线连接来在短时间内进行拼块竞争等。

并且，通过利用以各种方式旋转的智能魔方100的特性，可以执行用于输入各种终端的内容(作为一例，游戏)的操作的控制器功能。即，根据本发明的一实施例，上述通信部330可以向上述外部终端传输魔方块的旋转方向、旋转速度和/或旋转量，使得智能魔方100可以作为通信连接的外部终端的输入单元(或控制器)进行操作。具体地，智能魔方100可以作为在上述外部终端中再生的内容的控制输入单元来进行操作。

当魔方的至少一面被用户旋转时，可以向外部终端输入随着上述魔方的旋转而再生的内容的各种控制指令。

作为一例，本发明一实施例的智能魔方可以用作各种游戏的控制器，例如根据魔方一面的旋转方向传递向前或向后移动指令，或者根据魔方一面的旋转速度向外部终端传递与旋转速度相对应的移动速度指令，或者根据魔方的旋转面的种类向外部终端传递用于确定旋转对象的选择指令等。

具体地，图12为示出本发明一实施例的智能魔方可以用作外部终端的控制器的内容的示例的图。

如图12的(a)部分所示，与用户的智能魔方通信连接的外部终端输出与自身的智能魔方在线连接的远程不特定用户的每个智能魔方的当前块状态，并提供可在短时间内进行拼块竞争的内容。

并且，如图12的(b)部分所示，外部终端可以再生节奏/节拍游戏，智能魔方根据与音乐相应地提示的要求接收各种旋转方向，并将其作为上述外部终端的输入来传递。

并且，如图12的(c)部分所示，外部终端可以再生格斗游戏，并根据智能魔方的各种旋转输入控制角色的移动。作为一例，以智能魔方的当前魔方状态为基准，若使上端面沿着顺时针方向旋转，则角色可进行重拳攻击，或者若使下端面沿着顺时针方向旋转，则角色可进行踢腿攻击，或者若使上端面或下端面沿着逆时针方向旋转，则角色可进行防御，若输入拼魔方公式(U型公式等)，则角色可进行特殊技术。

作为另一例，当外部终端为遥控电动车或自动驾驶娱乐设备时，用户可通过进行用于使魔方的至少一面旋转的操作来控制汽车以魔方旋转速度前进或后退，或者通过用户操作，可根据魔方的旋转面的种类进行控制以转换转向方向。

本发明一实施例的智能魔方100能够以门101所在的方向为绝对基准，可以判断旋转面的种类、旋转方向，但不限于此，也可通过使用智能魔方100中包含的加速度计传感器(未示出)来识别魔方的当前姿势，并且以当前魔方的姿势为基准，判断旋转面的种类、旋转方向等。

另一方面，如上所述，块111～137中的一个具有能够开闭的门101，当打开门101时，该块的暴露面102可以设置有用于从用户接收各种输入的输入单元或用于对电池进行充电的充电端子。

上述输入单元没有特别限制，但可以包括用于打开/关闭(ON/OFF)操作电源的电源按钮、用于在发生错误例如识别块的位置时发生错误识别等时，进行重新设置的复位按钮、用于计算并显示解决方案的答案输出按钮、用于与终端通信连接的按钮、用于使终端与当前块状态同步的按钮等。

像这样，根据本发明，通过直观地向用户提供解决方案以便任何人都可以容易地拼出难度较大的魔方来积极吸引一般用户对魔方的兴趣，从而可以提高作为大脑发育用教具等的使用度。

智能魔方的操作方法

图13为本发明一实施例的智能魔方的操作方法的分步流程图。

如图13所示，在本发明一实施例的智能魔方的操作方法中，上述智能魔方包括多个块，多个上述块在内侧形成有与在内部具有收容空间的芯壳200的外周面相对应的面，以能够围绕上述芯壳200成组旋转的方式紧固，上述智能魔方的操作方法包括：控制部310识别多个上述块中的至少一个块的位置的步骤S10；控制部310计算解决方案，使得上述魔方的至少一面由具有相同外侧面的块组成的步骤S20；以及多个上述块可视地输出由多个步骤组成的上述解决方案中当前步骤的下一步骤的步骤S30，从而能够直观地向用户提供解决方案，使得任何人都可以容易地拼出难度较大的魔方。

在此情况下，上述块111～137的种类可以包括：轴块111～112，与上述芯壳的上部面、下部面及前后左右面各自的中心相结合；边块121～129，与上述轴块的每个侧面面接触；以及角块131～137，介于相邻的多个上述边块之间，在上述位置识别步骤S10中，控制部310可以基于上述轴块111～137的旋转方向及旋转量识别上述块111～137中的至少一个块的位置。

并且，根据本发明的一实施例，在上述输出步骤S30中，用于使上述块111～137发光的至少一个发光单元340可以根据上述解决方案使待旋转的多个上述块111～137沿着旋转方向依次闪烁。

根据再一实施例，还包括与外部终端通信连接的通信部330向上述终端传输至少一个上述块的位置的步骤(未示出)，从而可以提供用户通过终端提高对拼图能力的学习或者提高兴趣诱导等的各种环境。

除此之外，根据本发明的另一实施例，还可以包括上述通信部330向上述外部终端传输魔方块的旋转，使得智能魔方100可以作为通信连接的外部终端的输入单元(或控制器)进行操作的步骤(未示出)。即，可以操作本发明一实施例的智能魔方使其可以用作各种游戏的控制器。

但是，图13所示的步骤或上述本发明一实施例的多个步骤不是必需的，因此也可以实现具有比这些步骤更多或更少的步骤的智能魔方的操作方法。

对于每个步骤的说明与上述内容重复，因此将省略对此的说明，而由上述内容来代替。

计算机可读记录介质

以上说明的本发明一实施例的智能魔方的操作方法能够以可以通过各种计算机组件执行的程序指令的形式来实现，并记录于计算机可读记录介质中。

上述计算机可读记录介质可以单独或通过组合来包括程序指令、数据文件、数据结构等。记录在上述计算机可读记录介质的程序指令可以是为本发明专门设计和配置的，或者也可以是计算机软件领域的普通技术人员已知和可用的。计算机可读记录介质的示例包括：硬盘；诸如软盘和磁带之类的磁介质；诸如CD-ROM、DVD之类的光记录介质；诸如软式光盘(floptical disk)之类的磁光介质(magneto-optical media；以及诸如ROM、RAM、闪存之类的专门配置以用于存储和执行程序指令的硬件装置。程序指令的示例不仅包括诸如由编译器制成的机器语言代码，而且还包括可以由计算机使用解释器等执行的高级语言代码。上述硬件装置可以被配置为作为一个以上的软件模块工作，反之亦然。

以上，通过参照附图详细说明了本发明的优选实施例。本发明的说明用于例示，本发明所属技术领域的普通技术人员可以理解，可在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下，可简单地将本发明变形为其他具体形式。

因此，相对于详细说明，本发明的范围通过后述的发明要求保护范围来体现，从发明要求保护范围的含义、范围以及其等同概念导出的所有变更或变形形态应当解释为包含于本发明的范围之内。