本發(fā)明涉及智能魔方
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及的是一種具有設(shè)定和檢測(cè)狀態(tài)的智能魔方。
背景技術(shù)：
：魔方自面世以來(lái)，深受人們喜愛(ài)。然而，還原魔方的過(guò)程復(fù)雜，需要記憶大量的公式，因此降低了魔方游戲的趣味，最終也限制了魔方的推廣和普及。究其原因，傳統(tǒng)魔方缺乏與人的互動(dòng)，普通人在還原魔方的過(guò)程中得不到任何提示和幫助，因而有必要研究能與人互動(dòng)的智能電子魔方。之前，有過(guò)一些關(guān)于電子魔方的研究，有一種采用陀螺儀檢測(cè)魔方狀態(tài)的復(fù)雜方案，另有一種通過(guò)導(dǎo)電信號(hào)測(cè)量魔方各子塊電壓和電流從而檢測(cè)魔方狀態(tài)的方案。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明目的是：提供一種可設(shè)定魔方狀態(tài)、檢測(cè)魔方狀態(tài)、拓展魔方游戲功能，提升魔方游戲的趣味性的智能魔方。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種具有設(shè)定和檢測(cè)狀態(tài)的智能魔方，包括一魔方，設(shè)在魔方中的若干個(gè)角塊、若干個(gè)棱塊、若干個(gè)中心塊、中心軸；每一角塊和每一棱塊均內(nèi)設(shè)有若干發(fā)光室、及一控制模塊，所述發(fā)光室包括若干不同顏色的發(fā)光單元，所述控制模塊控制發(fā)光單元顏色的變化；每一中心塊內(nèi)設(shè)有用來(lái)識(shí)別角塊、棱塊位置和方向的主控模塊，還內(nèi)設(shè)有給發(fā)光單元、控制模塊、主控制模塊供電的電池；每一中心塊與中心軸均由一連接器連接；每一角塊、棱塊、中心塊的表面中均設(shè)置有若干個(gè)觸點(diǎn)組；任意共面的表面觸點(diǎn)組的觸點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)相連；在所述觸點(diǎn)中均設(shè)有一根連接識(shí)別中心塊的中心識(shí)別線；所述主控模塊與控制模塊、發(fā)光單元、電池通過(guò)觸點(diǎn)組電性連接；所述主控模塊編碼后通過(guò)控制模塊設(shè)定角塊、棱塊的唯一的識(shí)別碼；所述主控模塊通過(guò)中心識(shí)別線及識(shí)別碼，確定角塊、棱塊的位置；主控模塊通過(guò)若干個(gè)中心塊與相鄰的角塊、棱塊的若干發(fā)光室發(fā)光顏色確定角塊、棱塊的方向。優(yōu)選地，所述角塊設(shè)為8個(gè)，所述每一角塊中均還設(shè)置有三個(gè)獨(dú)立的發(fā)光室，所述三個(gè)獨(dú)立的發(fā)光室分別設(shè)在角塊的三個(gè)面中；所述每一發(fā)光室中均設(shè)有顯示6種不同顏色的發(fā)光單元，所述發(fā)光單元為led燈；所述每一角塊的三個(gè)面均設(shè)有觸點(diǎn)組。優(yōu)選地，所述棱塊設(shè)為12個(gè)；所述每一棱塊中均還設(shè)置有兩個(gè)獨(dú)立的發(fā)光室，所述兩個(gè)獨(dú)立的發(fā)光室均設(shè)在棱塊的兩個(gè)表面中；所述每一發(fā)光室設(shè)有顯示6種不同顏色的led燈；所述每一棱塊的四個(gè)面均設(shè)有觸點(diǎn)組。優(yōu)選地，所述中心塊設(shè)為6個(gè)中心塊；所述在中心軸設(shè)有六個(gè)觸點(diǎn)環(huán)，所述在中心塊中設(shè)置有六個(gè)碳刷；所述在中心塊旋轉(zhuǎn)時(shí)六個(gè)碳刷均與六個(gè)觸點(diǎn)環(huán)連接；所述六個(gè)碳刷均與中心塊表面中的觸點(diǎn)組連接，所述每一中心塊的四個(gè)面均設(shè)有觸點(diǎn)組。優(yōu)選地，所述每個(gè)觸點(diǎn)組均包含6個(gè)觸點(diǎn)，所述6個(gè)觸點(diǎn)上分別還設(shè)有與電池連接的兩根正負(fù)極電源線、兩根供主控模塊讀寫的信號(hào)線、一根識(shí)別角塊或棱塊的第一識(shí)別線，所述觸點(diǎn)均呈同心圓狀分布。優(yōu)選地，所述主控模塊通過(guò)角塊識(shí)別碼和三個(gè)中心塊確定角塊位置；所述主控模塊通過(guò)三個(gè)中心塊與分別相鄰塊三個(gè)面的發(fā)光室發(fā)出的顏色可以確定角塊的方向。優(yōu)選地，所述主控模塊通過(guò)棱塊識(shí)別碼和兩個(gè)中心塊確定棱塊的位置，所述主控模塊通過(guò)兩個(gè)中心塊與分別相鄰兩個(gè)面的發(fā)光室發(fā)出的顏色可以確定棱塊的方向。優(yōu)選地，所述主控模塊包括mcu芯片及mcu芯片外圍電路。優(yōu)選地，所述控制模塊由鎖存器、緩沖器組成的電路模塊，所述控制模塊還用于對(duì)主控模塊編寫的識(shí)別碼進(jìn)行鎖存。優(yōu)選地，所述中心塊中還設(shè)有通信模塊、按鍵a、按鍵b、按鍵c；所述按鍵a、按鍵b為功能鍵，按鍵c為電源開關(guān)鍵；所述通信模塊、按鍵a、按鍵b、按鍵c均與主控模塊連接；所述主控模塊通過(guò)通信模塊與手機(jī)、電腦終端通信；所述按鍵a、按鍵b通過(guò)長(zhǎng)按、短按或不同組合，改變魔方的狀態(tài)。采用上述方案，本發(fā)明有益效果是：(1)、本發(fā)明在魔方中的所有角塊和棱塊中均設(shè)有獨(dú)立的發(fā)光室，能通過(guò)控制模塊控制各發(fā)光室發(fā)出指定顏色的光，因此本發(fā)明可達(dá)到快速設(shè)置魔方狀態(tài)的效果；(2)、本發(fā)明所在子塊中設(shè)有能記憶本子塊的識(shí)別碼和表面顏色的控制模塊、主控模塊；主控模塊通過(guò)控制模塊讀取各角塊、棱塊的識(shí)別碼和顏色信息，并結(jié)合各角塊、棱塊與中心塊的相對(duì)位置，就能完全確定角塊和棱塊的位置和方向，因此本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對(duì)魔方狀態(tài)的檢測(cè)；(3)、本發(fā)明能夠設(shè)置魔方的狀態(tài)，并能檢測(cè)魔方的狀態(tài)，因此本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)人與魔方交互的效果，在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步拓展魔方的游戲功能，提升魔方游戲的趣味性。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明的中心塊結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明的角塊觸點(diǎn)組分部圖；圖4為本發(fā)明的棱塊觸點(diǎn)組分布圖；圖5為本發(fā)明的觸點(diǎn)組連線圖；圖6為本發(fā)明的角塊發(fā)光室結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明的棱塊發(fā)光室結(jié)構(gòu)圖；圖8為本發(fā)明的觸點(diǎn)組內(nèi)部連線圖；圖9為本發(fā)明的電路方框圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明；如圖1至圖9所示：本實(shí)施例提供了一種具有設(shè)定和檢測(cè)狀態(tài)的智能魔方，包括一魔方1，設(shè)在魔方1中的若干個(gè)角塊8、若干個(gè)棱塊9、若干個(gè)中心塊2、中心軸6；每一角塊8和每一棱塊9均內(nèi)設(shè)有若干發(fā)光室11、及一控制模塊10b，所述發(fā)光室11包括若干不同顏色的發(fā)光單元，所述控制模塊10b控制發(fā)光單元顏色的變化；每一中心塊2內(nèi)設(shè)有用來(lái)識(shí)別角塊8、棱塊9位置和方向的主控模塊10，還內(nèi)設(shè)有給發(fā)光單元、控制模塊10b、主控制模塊10供電的電池10a；每一中心塊2與中心軸6均由一連接器4連接；每一角塊8、棱塊9、中心塊2的表面中均設(shè)置有若干個(gè)觸點(diǎn)組7；任意共面的表面觸點(diǎn)組7的觸點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)相連；在所述觸點(diǎn)中均設(shè)有一根連接識(shí)別中心塊2的中心識(shí)別線7c；所述主控模塊10與控制模塊10b、發(fā)光單元、電池10a通過(guò)觸點(diǎn)組7電性連接；所述主控模塊10編碼后通過(guò)控制模塊10b設(shè)定角塊8、棱塊9的唯一的識(shí)別碼；所述主控模塊10通過(guò)中心識(shí)別線7c及識(shí)別碼，確定角塊8、棱塊9的位置；主控模塊10通過(guò)若干個(gè)中心塊2與相鄰的角塊8、棱塊9的若干發(fā)光室11發(fā)光顏色確定角塊8、棱塊9的方向。所述角塊8設(shè)為8個(gè)，所述每一角塊8中均還設(shè)置有三個(gè)獨(dú)立的發(fā)光室11，所述三個(gè)發(fā)光室分別為第一發(fā)光室11a、第二發(fā)光室11b、第三發(fā)光室11c；所述三個(gè)獨(dú)立的發(fā)光室11分別設(shè)在角塊8的三個(gè)面中；所述每一發(fā)光室11中均設(shè)有顯示6種不同顏色的發(fā)光單元，所述發(fā)光單元為led燈；所述每一角塊8的三個(gè)面均設(shè)有觸點(diǎn)組7。所述棱塊9設(shè)為12個(gè)；所述每一棱塊中均還設(shè)置有兩個(gè)獨(dú)立的發(fā)光室11，所述兩個(gè)獨(dú)立的發(fā)光室分別為第四發(fā)光室11d、第五發(fā)光室11e所述兩個(gè)獨(dú)立的發(fā)光室11均設(shè)在棱塊9的兩個(gè)表面中；所述每一發(fā)光室11設(shè)有顯示6種不同顏色的led燈；所述每一棱塊9的四個(gè)面均設(shè)有觸點(diǎn)組7。所述中心塊2設(shè)為6個(gè)中心塊2；所述在中心軸6設(shè)有六個(gè)觸點(diǎn)環(huán)3，所述在中心塊2中設(shè)置有六個(gè)碳刷5；所述在中心塊2旋轉(zhuǎn)時(shí)六個(gè)碳刷5均與六個(gè)觸點(diǎn)環(huán)3連接；所述六個(gè)碳刷5均與中心塊2表面中的觸點(diǎn)組7連接，所述每一中心塊2的四個(gè)面均設(shè)有觸點(diǎn)組7。所述每個(gè)觸點(diǎn)組7均設(shè)為6個(gè)觸點(diǎn)，所述6個(gè)觸點(diǎn)上分別還設(shè)有與電池連接的兩根正電源線7a、負(fù)極電源線7g、兩根供主控模塊10讀寫的信號(hào)線、一根識(shí)別角塊8或棱塊9的第一識(shí)別線7b，所述兩根供主控模塊10讀寫的信號(hào)線分別為第一信號(hào)線7d、第二信號(hào)線7e；所述觸點(diǎn)均呈同心圓狀分布。所述主控模塊10通過(guò)角塊8識(shí)別碼和三個(gè)中心塊2確定角塊8位置；所述主控模塊10通過(guò)三個(gè)中心塊2與分別相鄰塊三個(gè)面的發(fā)光室11發(fā)出的顏色可以確定角塊8的方向。所述主控模塊10通過(guò)棱塊9識(shí)別碼和兩個(gè)中心塊2確定棱塊9的位置，所述主控模塊19通過(guò)兩個(gè)中心塊2與分別相鄰兩個(gè)面的發(fā)光室11發(fā)出的顏色可以確定棱塊9的方向。所述主控模塊10包括mcu芯片及mcu芯片外圍電路。所述控制模塊10b由鎖存器、緩沖器組成的電路模塊，所述控制模塊10b還用于對(duì)主控模塊10編寫的識(shí)別碼進(jìn)行鎖存。所述中心塊2中還設(shè)有通信模塊、按鍵a10c、按鍵b10d、按鍵c10e；所述按鍵a、按鍵b為功能鍵，按鍵c為電源開關(guān)鍵；所述通信模塊、按鍵a、按鍵b、按鍵c均與主控模塊連接；所述主控模塊通過(guò)通信模塊與手機(jī)、電腦終端通信；所述按鍵a、按鍵b通過(guò)長(zhǎng)按、短按或不同組合，改變魔方1的狀態(tài)。實(shí)施例1魔方1回位成為一個(gè)正方體的狀態(tài)時(shí)，角塊8表面上的觸點(diǎn)組7與相鄰的棱塊9面上的觸點(diǎn)組7的觸點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)相連，棱塊9表面上的觸點(diǎn)組7與相鄰的中心塊2面上的觸點(diǎn)組7的觸點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)相連，這樣，整個(gè)電子魔方的所有角塊、棱塊、中心塊就保持6個(gè)觸點(diǎn)的連接，并通過(guò)電池10a能夠給為所有角塊8、棱塊9、中心塊2供電，同時(shí)能與主控模塊10進(jìn)行通信；用戶操作按鍵，可以設(shè)定魔方1到某一狀態(tài)，按下c鍵可以開啟或關(guān)閉魔方1，魔方1啟動(dòng)電源時(shí)，將恢復(fù)到最原始的狀態(tài)；操作a鍵、b鍵，通過(guò)點(diǎn)擊、短按、長(zhǎng)按及組合，可以進(jìn)行多種不同類型的操作。a鍵、b鍵對(duì)應(yīng)的操作具體如下：a鍵b鍵功能說(shuō)明短按不按當(dāng)前狀態(tài)下的上一項(xiàng)不按短按當(dāng)前狀態(tài)下的下一項(xiàng)短按短按復(fù)位到當(dāng)前狀態(tài)的初始狀態(tài)長(zhǎng)按不按在三種訓(xùn)練模式中循環(huán)切換不按長(zhǎng)按在計(jì)時(shí)、計(jì)步兩種模式中切換長(zhǎng)按長(zhǎng)按復(fù)位到開機(jī)時(shí)的初始狀態(tài)主控模塊10通過(guò)控制模塊10b發(fā)出命令，并設(shè)定或檢測(cè)魔方1狀態(tài)；在設(shè)定魔方1狀態(tài)時(shí)，主控模塊10生成各角塊8、棱塊9的識(shí)別碼，并初始設(shè)定角塊8、棱塊9表面的發(fā)光顏色，這些信息逐一發(fā)送給相應(yīng)的角塊8、棱塊9，并在角塊8、棱塊9內(nèi)部的控制模塊10b中存儲(chǔ)；檢測(cè)魔方1狀態(tài)時(shí)，主控模塊10按照預(yù)定順序，逐一向各角塊8、棱塊9的內(nèi)部控制模塊10b發(fā)送命令，并讀取各角塊8、棱塊9的識(shí)別碼和各表面的發(fā)光顏色。實(shí)施例2主控模塊10通過(guò)控制角塊8、棱9塊中的控制模塊10b，并通過(guò)鎖存器實(shí)現(xiàn)對(duì)角塊8、棱塊9識(shí)別碼和各表面發(fā)光顏色的存儲(chǔ)，通過(guò)緩沖器響應(yīng)主控模塊10的存儲(chǔ)命令；所述以棱塊9的存儲(chǔ)具體過(guò)程為：(1)、在主控模塊設(shè)置位于兩個(gè)中心塊2之間的棱塊9的識(shí)別碼為“0001”，并與其中的一中心塊2相鄰面的發(fā)光顏色為紅色，與另一中心塊2相鄰面的發(fā)光顏色為藍(lán)色；(2)、主控模塊10首先設(shè)置兩個(gè)中心塊2的中心識(shí)別線7c分別為低電平，其他中心塊2的中心識(shí)別線7c均為高電平，同時(shí)主控模塊10設(shè)置棱塊9的第一識(shí)別線7b為低電平，這樣主控模塊10就選中棱塊9；反之第一識(shí)別線7b為高電平則主控模塊10就選中角塊8；(3)棱塊9被選中后，其鎖存器被選中，主控模塊通過(guò)第一信號(hào)線7d、第二信號(hào)線7e；將控制信號(hào)或識(shí)別碼存儲(chǔ)到鎖存器中，并通過(guò)鎖存器的輸出端輸出，所述鎖存器總共有10條輸出線；其中4條信號(hào)線輸出識(shí)別碼，其電平依次為“低低低高”，即“0001”；另外6條分別控制棱塊9中的第四發(fā)光室11d、第五發(fā)光室11e發(fā)光。實(shí)施例3檢測(cè)角塊8、棱塊9位置的具體方法是：(1)、主控模塊10為所有的角塊8、棱塊9分別生成一個(gè)唯一的識(shí)別碼，這些識(shí)別碼在初始設(shè)定時(shí)被動(dòng)態(tài)地分配到各角塊8、棱塊9中，直到下一次設(shè)定，這些識(shí)別碼不會(huì)發(fā)生改變；(2)、在魔方1初始化時(shí)，在兩個(gè)中心塊2之間的棱塊9的識(shí)別碼設(shè)為00002時(shí)；(3)、當(dāng)魔方1發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，棱塊9位于另外兩中心塊2之間時(shí)，存儲(chǔ)棱塊9的識(shí)別碼仍是00002不會(huì)改變；主控模塊10通過(guò)讀取另外兩塊中心塊2之間棱塊9的識(shí)別碼時(shí)；就能確定識(shí)別碼為00002的棱塊9，設(shè)在另外的兩個(gè)中心塊2之間；(4)、確定角塊8位置的與棱塊9位置方法原理相同，讀取三個(gè)中心塊2之間的角塊8的識(shí)別碼，就可以確定這個(gè)角塊8的位置。實(shí)施例4檢測(cè)角塊8、棱塊9位置具體方法是：每一棱塊9與中心塊2相鄰面上的觸點(diǎn)組7，僅與一個(gè)中心塊2相連接；每一個(gè)角塊8與棱塊9相鄰面上的觸點(diǎn)組7僅與一個(gè)棱塊9相連接；因此主控模塊10能夠逐一單獨(dú)讀取角塊8、棱塊9有幾個(gè)面的發(fā)光顏色，從而確定角塊8、棱塊9的方向。以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12