1.能够运动状态自调节的益智教具,其特征是,包括:
益智教具本体结构及控制系统,所述益智教具本体结构为包含空腔的结构,所述益智教具本体结构的中心块能够转动,空腔内设置有控制系统;
所述中心块中固定有动触点,其包含两个已电气连接的触头;
所述控制系统包括舵机及控制模块,所述舵机的输出轴与中心块连接,所述舵机的周边布置有两对静触点,每对静触点的两个触头彼此不导通并分别经由导线与控制模块相连;
所述动触点转动到一定位置时会与静触点接触,并将静触点置于导通状态;
所述控制模块基于接收的静触点导通信号确定中心块是否旋转到位,并基于旋转位置控制舵机运动,实现益智教具运动状态自调节至原始状态。
2.如权利要求1所述的能够运动状态自调节的益智教具,其特征是,每个中心块均由顶盖、块体及1对动触点组成,2对静触点分别固定于舵机的上表面,其四个触头分布于连接舵机两侧边缘中点的直线上且在舵机输出轴两侧对称布置,每对动触点中触头之间的间隔距离与每对静触点中触头之间的间隔距离相等。
3.如权利要求1所述的能够运动状态自调节的益智教具,其特征是,所述益智教具本体结构为四色三阶粽子魔方的本体结构,由双色中心块、角块、单色梯形棱块组成。
4.如权利要求1所述的能够运动状态自调节的益智教具,其特征是,所述控制系统中舵机输出轴带动中心块的转动,控制系统不随中心块的转动而转动。
5.如权利要求1所述的能够运动状态自调节的益智教具,其特征是,所述控制系统通过固定框架固定在一起,成为一体化结构。
6.如权利要求3所述的能够运动状态自调节的益智教具,其特征是,所述双色中心块为
8个,所述角块为8个,12个单色梯形棱块,所述舵机为8个。
7.如权利要求1所述的能够运动状态自调节的益智教具,其特征是,所述控制系统还包括供电模块及无线通信模块,所述控制模块通过无线通信模块与益智教具外部的无线遥控器通信。
8.如权利要求1所述的能够运动状态自调节的益智教具,其特征是,所述控制系统将打乱后的益智教具自动按照各轴的历史轨迹进行倒序复原,即其复原轨迹与打乱轨迹的步数相同、时序相反;
所述控制系统将打乱后的益智教具根据当前状态自主计算出还原运动序列,并依此控制益智教具实现复原。
9.基于权利要求1-8任一所述的能够运动状态自调节的益智教具的控制方法,应用于粽子魔方,其特征是,包括:舵机在控制模块的作用下驱动中心块转动,中心块带动动触点转动到一定位置时与舵机周边的静触点接触,并将静触点置于导通状态;
控制模块基于接收的静触点导通信号确定中心块是否旋转到位,并获得中心块的运动位置轨迹,并基于旋转位置控制舵机运动,实现益智教具运动状态自调节至原始状态。
10.如权利要求9所述的能够运动状态自调节的益智教具的控制方法,其特征是,益智教具运动状态自调整至原始状态时,采用自解算复原方法或倒序复原方法;
自解算复原方法中,控制系统会根据益智教具当前状态自主计算出还原运动序列,并依此控制舵机运动,实现复原;
倒序复原方法中,控制系统会控制舵机运动将打乱后的益智教具自动按照各轴的历史轨迹进行倒序复原,即其复原轨迹与打乱轨迹的步数相同、时序相反。