一种面位传感结构及智能魔方制造技术

本发明专利技术公开了一种面位传感结构，通过将六块印刷电路板拼合在一起形成一正六面体作为智能魔方的轴心，仅仅通过刷片刷过铜箔以引起电平变化来让主控芯片组识别层面转动，在使得层面的位置变化识别更准确、丢步率更低的同时，实现零部件的减少和组装工艺的简化，还公开了一种智能魔方，通过将面位传感相关的零部件全部集中在轴心，使得魔方的角块、棱块和中心块内部具备空间安装其他功能性组件如轴心浮动弹力调节系统和磁性定位系统，使得该智能魔方在旋转发力时更轻松自如的同时，其智能功能更加运行顺畅，提升用户体验度。

【技术实现步骤摘要】
一种面位传感结构及智能魔方
本专利技术涉及具有相互之间可移动元件的智力玩具领域，具体为一种带有提示、记录功能的智能魔方以及该智能魔方的中心轴结构。
技术介绍
魔方是结构简单、赋予变化、深受欢迎的智力玩具。对于传统的三阶魔方，由一个中心轴，与中心轴相连接的6个中心块，嵌在每两个中心块之间的12个棱块以及嵌在三个棱块之间的8个角块所构成。对于传统的三阶魔方，具有如下缺陷：(1)复原难，魔方变化多端，在不知公式的情况下，很难复原，而所述公式形式庞杂，使用者难以记忆；(2)难以准确计时，目前的魔方复原比赛中，选手在复原成功后需要自行按下停止计时的按钮，因此始终会存在0.5秒左右的计时误差；(3)不便于玩家之间的技术交流，因为复原操作时手部遮挡的原因，旁观者或者摄像头很难观察到完整的操作过程，同时也很难记录魔方还原过程步骤。为了解决上述技术问题，现有技术中提供了公开号为WO/2016/173476的一种带有提示、记录功能的智能魔方，但具有如下缺点：(1)电子配件及塑胶件繁多，使得重量偏重，不利于选手爆发速度；(2)组装工艺复杂，导致制造成本过高，也不便于使用者拆解及调试；(3)面方位传感相关的零部件由于布置过多，容易出现感应误差，进而导致智能魔方中的主控判断错误，影响使用体验；(4)智能魔方的面位传感器，亦即现有技术文本中的物理检测模块电路，一般安装在中心块内，致使使用者无法通过使用公开号为CN210384805U这一在先申请中的轴心浮动弹力调节系统来对智能魔方的轴心及浮动幅度进行调整；(5)智能魔方的各种感应器和面位检测机构，都采用电线焊接、FPC扁平线焊接，焊接成本高，电线布局凌乱，在长期使用容易出现虚焊和断线致使智能魔方无法正常使用。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术的第一个目的是提供一种面位传感结构，旨在减少智能魔方的零配件、提升感应精度以及具备较高的长期使用稳定性。为了解决上述技术问题，本专利技术第二个目的是提供一种智能魔方，旨在使其具备传统智能魔方的基础功能的前提下，能使魔方比赛的选手能对魔方的弹力、浮动幅度以及定位性能进行调节以获得更好的参赛表现。为了实现第一个目的，本专利技术采用如下技术方案：一种面位传感结构，其特征在于，包括：六块的印刷电路板，所述印刷电路板相互电性连接并组成一个正六面体，每块印刷电路板的外表面设置一圆心在所述印刷电路板中心处的圆环形铜箔，所述圆环形的外围等间距设置共圆心、等半径的四条弧形铜箔，且所述圆环形铜箔和弧形铜箔共圆心；六根轴杆，所述轴杆的杆体底部设置有圆盘底座，所述圆盘底座的底面固定一底盘铜箔，所述底盘铜箔设置有三根向所述印刷电路板一侧凸起的刷片，分别为第一刷片、第二刷片和第三刷片；位于所述印刷电路板上的所述圆心处开设一通孔，所述圆盘底座的底面中心处设置一与所述通孔对应的、贯穿所述底盘铜箔的凸柱，所述轴杆通过凸柱插入所述通孔而可沿自身中轴线旋转地安装于印刷电路板上；所述底盘铜箔在随轴杆转动时，所述第一刷片和第二刷片扫过的路径位于所述圆环形铜箔之上且与所述印刷电路板电性连接，同时所述第三刷片扫过的路径覆盖四条所述的弧形铜箔，且第三刷片扫过弧形铜箔时与所述印刷电路板电性连接；所述正六面体内设置有主控芯片组以及用于为主控芯片组供电的电池，所述主控芯片组与所述圆环形铜箔电性连接，当其中一条的所述轴杆旋转时，主控芯片组接收第三刷片刷过弧形铜箔时所引起的电平变化信号；还包括由上、下半圆球盖盖合而成的球盖，所述正六面体设置于所述球盖之内，所述轴杆贯穿球盖并延伸出球盖之外。进一步地，所述球盖的缝隙线位于四根轴杆的所共有的水平面之上，所述的四根所述轴杆所对应球盖的所述位置设置均有上半圆管和下半圆管，所述上半圆管均位于所述上半圆球盖，所述下半圆管均位于所述下半圆球盖，所述上、下半圆球盖盖合后每个对应的上、下半圆管均盖合成一套接所述轴杆杆体的圆管，每个所述圆管均被球轴所套接。进一步地，所述正六面体中一个面的印刷电路板的内侧，设置一用于安装CR纽扣电池的电池槽，所述球盖对应于电池槽的所在位置开设一用于取出或放入所述CR纽扣电池的电池出入口，对应电池出入口处的印刷电路板底部被裁断。进一步地，还包括一电池盖用于该合所述电池出入口。为了实现第二个目的，本专利技术采用如下技术方案：一种智能魔方，包括中心轴，与所述中心轴相连接的六个中心块，嵌在每两个中心块之间的十二个棱块，以及嵌在三个所述棱块之间的八个角块，其特征在于：所述中心轴为所述面位传感结构。进一步地，所述轴杆末端设置有凸块，与所述中心块通过轴心浮动弹力调节系统相连接。进一步地，所述角块内与所述棱块相邻的三侧位置上均设置有第一磁铁，棱块内与角块相邻的两侧位置上均设置有与所述第一磁铁相对应的第二磁铁。本专利技术相对于现有技术，具有如下有益效果：(1)将六块印刷电路板拼合在一起形成一正六面体作为智能魔方的轴心，仅仅通过刷片刷过铜箔以引起电平变化来让主控芯片组识别层面转动，在使得层面的位置变化识别更准确、丢步率更低的同时，实现零部件的减少和组装工艺的简化；(2)通过将面位传感相关的零部件全部集中在轴心，使得魔方的角块、棱块和中心块内部具备空间安装其他功能性组件如轴心浮动弹力调节系统和磁性定位系统，使得该智能魔方在旋转发力时更轻松自如的同时，其智能功能更加运行顺畅，提升用户体验度。附图说明图1为本专利技术所述的六块印刷电路板所组成的正六面体的立体图；图2为图1为所述正六面体的结构爆炸图；图3为本专利技术所述面位传感结构的立体图；图4为本专利技术所述面位传感结构去除电池时的结构示意图；图5为图3所述面位传感结构的部分零部件爆炸示意图；图6为本专利技术所述智能魔方的部分零部件爆炸示意图；图7为本专利技术主控芯片组与各检测位的电路结构框图；图8为本专利技术所述检测位的结构爆炸图；图9为本专利技术所述的一根轴杆顺时针转动360°时，主控芯片组所检测到的电平变化图；图10为本专利技术所述的一根转轴在一个弧形铜箔范围内循环一次转动时，主控芯片组所检测到的电平变化图；其中：1中心块；2棱块；3角块；4正六面体；41顶PCB；42底PCB；43前PCB；44后PCB；45左PCB；46右PCB；5圆环形铜箔；6弧形铜箔；7电池槽；8球盖；81上半圆球盖；82下半圆球盖；9电池出入口；10电池盖；11轴杆；111圆盘底座；112凸柱；113凸块；114杆体；12缝隙线；13圆管；131上半圆管；132下半圆管；14球轴套；15底盘铜箔；151第一刷片；152第二刷片；153第三刷片；16第一磁铁；17第二磁铁；18CR纽扣电池；19轴心浮动弹力调节系统；20通孔。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面位传感结构，其特征在于，包括：/n六块的印刷电路板，所述印刷电路板相互电性连接并组成一个正六面体，每块印刷电路板的外表面设置一圆心在所述印刷电路板中心处的圆环形铜箔，所述圆环形的外围等间距设置共圆心、等半径的四条弧形铜箔，且所述圆环形铜箔和弧形铜箔共圆心；/n六根轴杆，所述轴杆的杆体底部设置有圆盘底座，所述圆盘底座的底面固定一底盘铜箔，所述底盘铜箔设置有三根向所述印刷电路板一侧凸起的刷片，分别为第一刷片、第二刷片和第三刷片；/n位于所述印刷电路板上的所述圆心处开设一通孔，所述圆盘底座的底面中心处设置一与所述通孔对应的、贯穿所述底盘铜箔的凸柱，所述轴杆通过凸柱插入所述通孔而可沿自身中轴线旋转地安装于印刷电路板上；/n所述底盘铜箔在随轴杆转动时，所述第一刷片和第二刷片扫过的路径位于所述圆环形铜箔之上且与所述印刷电路板电性连接，同时所述第三刷片扫过的路径覆盖四条所述的弧形铜箔，且第三刷片扫过弧形铜箔时与所述印刷电路板电性连接；/n所述正六面体内设置有主控芯片组以及用于为主控芯片组供电的电池，所述主控芯片组与所述圆环形铜箔电性连接，当其中一条的所述轴杆旋转时，主控芯片组接收第三刷片刷过弧形铜箔时所引起的电平变化信号；/n还包括由上、下半圆球盖盖合而成的球盖，所述正六面体设置于所述球盖之内，所述轴杆贯穿球盖并延伸出球盖之外。/n...

【技术特征摘要】
1.一种面位传感结构，其特征在于，包括：
六块的印刷电路板，所述印刷电路板相互电性连接并组成一个正六面体，每块印刷电路板的外表面设置一圆心在所述印刷电路板中心处的圆环形铜箔，所述圆环形的外围等间距设置共圆心、等半径的四条弧形铜箔，且所述圆环形铜箔和弧形铜箔共圆心；
六根轴杆，所述轴杆的杆体底部设置有圆盘底座，所述圆盘底座的底面固定一底盘铜箔，所述底盘铜箔设置有三根向所述印刷电路板一侧凸起的刷片，分别为第一刷片、第二刷片和第三刷片；
位于所述印刷电路板上的所述圆心处开设一通孔，所述圆盘底座的底面中心处设置一与所述通孔对应的、贯穿所述底盘铜箔的凸柱，所述轴杆通过凸柱插入所述通孔而可沿自身中轴线旋转地安装于印刷电路板上；
所述底盘铜箔在随轴杆转动时，所述第一刷片和第二刷片扫过的路径位于所述圆环形铜箔之上且与所述印刷电路板电性连接，同时所述第三刷片扫过的路径覆盖四条所述的弧形铜箔，且第三刷片扫过弧形铜箔时与所述印刷电路板电性连接；
所述正六面体内设置有主控芯片组以及用于为主控芯片组供电的电池，所述主控芯片组与所述圆环形铜箔电性连接，当其中一条的所述轴杆旋转时，主控芯片组接收第三刷片刷过弧形铜箔时所引起的电平变化信号；
还包括由上、下半圆球盖盖合而成的球盖，所述正六面体设置于所述球盖之内，所述轴杆贯穿球盖并延伸出球盖之外。


2.根据权利要求1所述智能魔方的面位传感结构，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：江淦源，
申请(专利权)人：广州淦源智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44