轴心系统及包含其的魔方的制作方法

1.本实用新型涉及魔方技术领域，尤其涉及一种轴心系统及包含此轴心系统的魔方。


背景技术：

2.魔方，也称鲁比克方块，中国台湾称为魔术方块，中国香港称为扭计骰，属于机械益智玩具。魔方是由多个单元块和多维连轴组成的，以传统的三阶魔方为例，其主体呈正方体结构，包括二十六个小方块和一个三维的中心轴，小方块包括六个分别位于魔方每个面中心位置的中心块，八个位于魔方端角部的角块，十二个分别位于相邻两角块之间的棱块。魔方的每个面均为九个小方块，基于中心轴的转动特性，魔方的每一层均可自由转动。在组装魔方时，将六个中心块对应的连接在三维的中心轴的端部，然后，将角块和棱块卡于中心块内侧，以防止魔方散架。
3.现有的魔方的松紧调节一般采用螺钉和弹簧实现调节，如中国专利文献 cn212166495u公开的一种魔方的中心块结构，其中心块包括壳体和与壳体可拆卸连接壳盖，壳体与壳盖之间设置有调节中心块松紧程度的松紧装置，此松紧装置包括弹簧、螺钉和包裹壳，弹簧设置在包裹壳内，螺钉依次穿过包裹壳、弹簧和壳体与中心轴旋接。需要调节中心块的松紧时，打开壳盖，通过旋拧螺丝实现调节。现有技术存在以下问题：螺丝旋拧调节没有提示，只能凭借手感来调节魔方的松紧程度，无法做到精确的调节。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：提供一种轴心系统及包含其的魔方，其结构简单，可以精确调节魔方的松紧程度，降低调节难度。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.第一方面，提供一种轴心系统，包括：
7.中心轴，所述中心轴的端部设置有螺纹孔；
8.中心块，所述中心块包括壳体和与所述壳体可拆卸连接的壳盖，所述壳体和所述壳盖之间形成容纳腔，所述壳体上贯穿开设有与所述容纳腔连通的通孔；
9.松紧装置，所述松紧装置包括限位座、调节件、调节螺钉和弹性件，所述限位座安装于所述容纳腔内，所述限位座相对于所述壳体固定，所述限位座上贯穿开设有第一限位孔，所述调节件可转动地设置在所述第一限位孔内，所述第一限位孔的孔壁和所述调节件的外侧壁两者中的一个凸出设置有调节凸部，两者中的另一个凹设有供所述调节凸部插接的调节凹槽，所述调节凸部至少有一个，所述调节凹槽有多个，多个所述调节凹槽绕所述调节件的转动中心的轴线环形均布，所述调节件上贯穿开设有第二限位孔，所述调节螺钉穿过所述第二限位孔和所述通孔与所述螺纹孔旋接，所述调节螺钉与所述第二限位孔之间设置有防止所述调节螺钉相对于调节件转动的限位结构，所述弹性件设置在所述调节件和所述壳体之间。
10.作为轴心系统的一种优选方案，所述调节凸部的截面呈弧形，所述调节凹槽为弧形槽。
11.作为轴心系统的一种优选方案，所述调节凸部的截面尺寸小于所述调节凹槽的截面尺寸。
12.作为轴心系统的一种优选方案，所述调节件的外侧壁设置两个所述调节凸部，两个所述调节凸部沿所述调节件的转动中心对称，所述调节凹槽开设在所述第一限位孔内，所述调节凹槽的长度沿所述调节螺钉的移动方向延伸并至少贯穿所述限位座的一端。
13.作为轴心系统的一种优选方案，所述调节凹槽开设在所述第一限位孔内，所述调节凹槽的长度沿所述调节螺钉的移动方向延伸并分别贯穿所述限位座的两端。
14.作为轴心系统的一种优选方案，所述限位结构包括限位凸起和限位凹槽，所述限位凸起和所述限位凹槽中的一个设置在所述第二限位孔的孔壁上，所述限位凸起和所述限位凹槽中的另一个设置在所述调节螺钉的螺帽上。
15.作为轴心系统的一种优选方案，所述限位凸起至少有一个，所述限位凹槽的数量与所述限位凸起的数量一致。
16.作为轴心系统的一种优选方案，所述壳体外环设有外环，所述外环通过连接杆与所述限位座连接，所述壳体上开设有供所述连接杆通过的避让结构，所述外环上设置有定位用的第一磁铁。
17.作为轴心系统的一种优选方案，所述避让结构为开设在所述壳体上的避让缺口，所述避让缺口朝向所述壳盖，所述壳盖与所述壳体装配后，所述壳盖的端面将所述连接杆抵紧于所述避让缺口内。
18.第二方面，提供一种魔方，包括角块和棱块，还包括所述的轴心系统，所述角块和所述棱块分别与所述轴心系统的所述中心块连接。
19.作为魔方的一种优选方案，所述中心块的壳体外环设有外环，所述外环通过连接杆与所述限位座连接，所述壳体上开设有供所述连接杆通过的避让结构，所述外环上设置有第一磁铁；
20.所述中心块具有第一贴合侧面，所述外环凸出于所述第一贴合侧面，所述棱块具有与所述第一贴合侧面贴合的第二贴合侧面，所述第二贴合侧面凹设有卡接槽，所述外环部分插接于所述卡接槽内，所述棱块内设置有第二磁铁，所述第二磁铁能够与所述第一磁铁磁吸配合，所述第二磁铁嵌设于所述卡接槽的槽壁，或所述第二磁铁设置在所述壳体内并邻近于所述卡接槽。
21.本实用新型实施例的有益效果为：通过设置调节凸部和调节凹槽，在调节中心块与中心轴的轴心之间的距离的时候，旋转调节件，使调节凸部可以插入到不同的调节凹槽内，可以观察到调节凸部旋转经过几个调节凹槽，以判定出调节螺钉旋转的圈数，进而精确调节魔方的松紧程度，降低调节难度；通过设置限位结构，可以保证调节螺钉旋转能够带动调节件旋转，实现松紧调节。
附图说明
22.下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
23.图1为本实用新型实施例的魔方的结构示意图。
24.图2为本实用新型实施例的轴心系统的结构示意图。
25.图3为本实用新型实施例的轴心系统的局部示意图(示出了部分棱块)。
26.图4为本实用新型实施例的轴心系统的第一视角的分解示意图。
27.图5为本实用新型实施例的轴心系统的第二视角的分解示意图。
28.图6为本实用新型实施例的轴心系统的局部剖视示意图。
29.图7为本实用新型实施例的轴心系统的局部示意图(未示出中心块的壳盖)。
30.图8为图7的俯视示意图。
31.图9为图8中a处局部放大示意图。
32.图10为本实用新型实施例的魔方的剖视示意图。
33.图中：
34.1、中心轴；101、轴杆；102、螺纹孔；2、中心块；201、壳体；2011、通孔；2012、避让缺口；2013、围壁；2014、第二容纳槽；202、壳盖；203、容纳腔；3、限位座；301、第一限位孔；302、调节凹槽；4、调节件；401、调节凸部；402、第二限位孔；403、限位凹槽；404、第一容纳槽；5、调节螺钉； 501、螺帽；502、限位凸起；6、弹簧；7、外环；8、连接杆；9、第一磁铁； 10、角块；11、棱块；111、卡接槽；12、第二磁铁。
具体实施方式
35.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.本实用新型实施例公开一种轴心系统，具体公开一种魔方的轴心系统，如图1至图9所示，此轴心系统包括中心轴1、中心块2和松紧装置，其中，中心轴1为多维连轴，每个中心轴1都包括多个呈空间夹角的轴杆101，每个轴杆 101的端部开设有螺纹孔102，中心块2安装在轴杆101的端部，中心块2包括壳体201和与所述壳体201可拆卸连接的壳盖202，所述壳体201和所述壳盖 202之间形成容纳腔203，所述壳体201上贯穿开设有与所述容纳腔203连通的通孔2011，壳体201位于壳盖202与轴杆101的端部之间，所述松紧装置包括限位座3、调节件4、调节螺钉5和弹性件，所述限位座3安装于所述容纳腔203 内，所述限位座3相对于所述壳体201固定，所述限位座3上贯穿开设有第一限位孔301，所述调节件4可转动地设置在所述第一限位孔301内，所述第一限位孔301的孔壁和所述调节件4的外侧壁两者中的一个凸出设置有调节凸部 401，两者中的另一个凹设有供所述调节凸部401插接的调节凹槽302，所述调节凸部401至少有一个，所述调节凹槽302有多个，多个所述调节凹槽302绕所述调节件4的转动中心的轴线环形均布，所述调节件4上贯穿开设有第二限位孔402，所述调节螺钉5穿过所述第二限位孔402和所述通孔2011与所述螺纹孔102旋接，所述调节螺钉5与所述第二限位孔402之间设置有防止所述调节螺钉5相对于调节件4转动的限位结构，所述弹性件设置在所述调节件4和所述壳体201之间。通过设置调节凸部401和调节凹槽302，在调节中心块2与中心轴1的轴心之间的距离的时候，旋转调节件4，使调节凸部401可以插入到不同的调节凹槽302内，可以观察到调节凸部401旋转经过几个调节凹槽302，以判定出调节
螺钉5旋转的圈数，进而精确调节魔方的松紧程度，降低调节难度；通过设置限位结构，可以保证调节螺钉5旋转能够带动调节件4旋转，实现松紧调节。
37.在本实施例中，所述调节件4的外侧壁设置两个所述调节凸部401，两个所述调节凸部401沿所述调节件4的转动中心对称，所述调节凹槽302开设在所述第一限位孔301内，所述调节凹槽302的长度沿所述调节螺钉5的移动方向延伸并至少贯穿所述限位座3的一端。设置两个调节凸部401，可以使调节件4 的调节过程更加稳定，且调节凸部401的数量越少，调节件4与限位座3之间的摩擦就越小，降低旋拧调节件4的力度。调节凹槽302的数量不限，根据实际需要进行设定，当调节凹槽302的数量一定，第一限位孔301的孔径一定，且调节螺钉5的螺距一定后，就能得出调节螺钉5的旋拧圈数与调节凹槽302 的数量之间的关系。
38.优选地，所述调节凹槽302的长度沿所述调节螺钉5的移动方向延伸并分别贯穿所述限位座3的两端。此设计可以降低限位座3的加工难度，还能增加调节螺钉5可以调节的长度。
39.在本实施例中，所述调节凸部401的截面呈弧形，所述调节凹槽302为弧形槽。弧形结构的调节凸部401和调节凹槽302，可以降低调节件4的旋转难度，使得调节凸部401能够顺畅地从一个调节凹槽302进入到另一个调节凹槽302，即保证调节件4旋转能够顺畅。
40.进一步地，所述调节凸部401的截面尺寸小于所述调节凹槽302的截面尺寸。此设计可以使调节凸部401能够顺畅地从一个调节凹槽302进入到另一个调节凹槽302，保证调节件4旋转能够顺畅。
41.一实施例中，所述限位结构包括限位凸起502和限位凹槽403，限位凸起 502设置在调节螺钉5的螺帽501上，限位凹槽403开设在第二限位孔402的孔壁上，限位凸起502插接于限位凹槽403内，使得调节螺钉5旋转能够带动调节件4旋转。
42.在本实施例中，所述限位凸起502至少有一个，所述限位凹槽403的数量与所述限位凸起502的数量一致。
43.优选地，调节螺钉5的螺帽501的外周环形分布有四个限位凸起502，在第二限位孔402的孔壁上开设有四个限位凹槽403，每个限位凹槽403沿调节螺钉 5的长度方向延伸，且限位凹槽403连通调节件4靠近壳盖202的一侧面。通过设置四个限位凸起502和四个限位凹槽403，使得调节螺钉5与调节件4的配合更加稳定，旋转过程中限位凸起502可以分摊调节螺钉5与调节件4之间的扭力，延长调节螺钉5的使用寿命；通过将限位凹槽403连通调节件4靠近壳盖 202的一侧面，可以降低调节螺钉5与调节件4的装配难度。
44.进一步地，第二限位孔402为台阶孔，第二限位孔402包括依次连通的第一孔和第二孔，第一孔的尺寸大于第二孔的尺寸，第一孔与第二孔之间形成台阶面，限位凹槽403开设在第一孔内，调节螺钉5的螺帽501与台阶面抵接，调节螺钉5的螺杆穿过第二孔、通孔2011与螺纹孔102旋接。通过设置台阶面，可以避免调节螺钉5脱离调节件4，使调节螺钉5始终能够与调节件4形成有效的连接，进而保证调节螺钉5始终能与调节件4同步转动。
45.调节件4具有相对设置的第一侧面和第二侧面，第一侧面朝向壳盖202，第一孔连通第一侧面，当第一侧面与限位座3朝向壳盖202的一侧面平齐时，此时中心块2距离中心轴1的中心的距离最远，即魔方为出厂的轴距，如果玩家需要调松或者调紧，可以通过旋转调节螺钉5，使调节件4相对于限位座3移动。
46.当然，不限于将限位凸起502设置在调节螺钉5的螺帽501上，限位凹槽 403开设在第二限位孔402的孔壁上，还可以将限位凸起502和限位凹槽403的位置互换，即限位凸起502凸出设置在第二限位孔402的孔壁上，而限位凹槽 403则开设在调节螺钉5的螺帽501上。
47.一实施例中，所述壳体201外周环设有外环7，所述外环7通过连接杆8与所述限位座3连接，所述壳体201上开设有供所述连接杆8通过的避让结构，所述外环7上设置有定位用的第一磁铁9。
48.第一磁铁9是用于对魔方的棱块11进行定位的结构，在棱块11上设置有与第一磁铁9磁吸配合的第二磁铁12。
49.具体地，如图1、图3和图10所示，所述中心块2具有第一贴合侧面，所述外环7凸出于所述第一贴合侧面，所述棱块11具有与所述第一贴合侧面贴合的第二贴合侧面，所述第二贴合侧面凹设有卡接槽111，所述外环7部分插接于所述卡接槽111内，所述棱块11内设置有第二磁铁12，所述第二磁铁12能够与所述第一磁铁9磁吸配合，所述第二磁铁12嵌设于所述卡接槽111的槽壁，或所述第二磁铁12设置在所述壳体201内并邻近于所述卡接槽111。
50.外环7上设置有四个第一磁铁9，四个第一磁铁9所在的外环7的部分分别插入到四个棱块11的卡接槽111内，即魔方在旋转后，第一磁铁9始终位于卡接槽111内，以保证第一磁铁9能够与第二磁铁12磁吸配合。
51.在本实施例中，所述避让结构为开设在所述壳体201上的避让缺口2012，所述避让缺口2012朝向所述壳盖202，所述壳盖202与所述壳体201装配后，所述壳盖202的端面将所述连接杆8抵紧于所述避让缺口2012内。此设计可以省去额外对连接杆8固定的结构，在壳盖202与壳体201分离的时候，限位座3、外环7和连接杆8这一个整体结构就能与壳体201分离，固定结构非常简单，有效地减少了零部件的数量。
52.限位座3的中心与外环7的中心同心，限位座3的外周环形设置四个连接杆8，每个连接杆8远离限位座3的一端均与外环7的内壁固定连接。
53.优选地，限位座3、连接杆8和外环7采用塑料一体注塑成型。
54.避让缺口2012的开口处设置有倾斜的导向面，此导向面用于对连接杆8卡入到避让缺口2012内导向。优选地，避让缺口2012的开口的相对两侧均设置导向面，两个导向面形成喇叭形的导向结构。
55.除了采用上述卡接的方式固定限位座3，使限位座3与壳体201保持相对固定，还可以采用粘接、螺钉连接、卡扣连接等方式将限位座3固定在壳体201 内，此时限位座3可以单独设置，也可以与外环7连接。
56.一实施例中，调节件4的第二侧面环绕第二限位孔402开设有一圈第一容纳槽404，壳体201正对第二侧面的一侧面凸出设置有一圈围壁2013，围壁2013 环绕在通孔2011的外周，围壁2013的端面凹设有一圈第二容纳槽2014，弹性件为弹簧6，弹簧6的一端插接于第一容纳槽404内，另一端插接于第二容纳槽2014内。通过设置第一容纳槽404和第二容纳槽2014，可以对弹簧6的位置进行限定，防止弹簧6位置偏移。
57.当然，第一容纳槽404和第二容纳槽2014不限于同时设置，还可以仅设置一个容纳槽。
58.如图1所示(参照附图2和附图3)，本实用新型实施例一种魔方，包括如上任意实施
例所述的轴心系统，还包括角块10和棱块11，所述角块10和所述棱块11分别与所述轴心系统的所述中心块2连接。
59.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。