本發明屬于益智玩具領域，具體地來說，是一種用于魔方的供電結構及魔方。

背景技術：

魔方，也稱魯比克魔方塊，是一種益智玩具。魔方零件是像卡榫一般互相咬合在一起，不容易因為外力而分開，而且可以由任何材質制作。經過幾十年的發展，魔方已是日新月異，目前已衍生多種類型和結構的魔方。

現有的魔方都有一個共同的特點，因其內部結構復雜，空間狹小，不足以安放其它零部件，如：電池、LED燈、馬達、喇叭、電路板等，同時也因為魔方是需要能夠360度任意旋轉，魔方內部的電器元件供電、導電方面非常困難，因此也就更加難以加入新的電子技術。

技術實現要素：

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種用于魔方的供電結構及魔方，利用彈簧作為導電元件，使魔方在任意旋轉時仍然能夠穩定的給魔方內部的電器元件供電。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：

一種用于魔方的供電結構，包括第一彈簧、第二彈簧及第三彈簧；

所述第一彈簧設置在所述魔方外部的魔方塊內，所述第一彈簧的一端與設置在所述魔方塊內的供電裝置的一極電連接；

所述第二彈簧設置在所述魔方內部的與所述魔方塊對應的中心軸內，所述第二彈簧的一端與設置在所述中心軸上的第一用電裝置的一極電連接；

所述第一彈簧的另一端與所述第二彈簧的另一端通過所述魔方塊和所述中心軸之間的連接件電連接；

所述第三彈簧的一端套設在所述中心軸外，并與所述第一用電裝置的另一極電連接，所述第三彈簧的另一端與所述供電裝置的另一極電連接。

作為對技術方案的改進，所述供電裝置包括電源及與所述電源電連接的第一電路板，所述第一彈簧和所述第三彈簧分別與所述第一電路板上相應的觸點電連接；和/或，所述第一用電裝置包括第二電路板，所述第二彈簧和所述第三彈簧分別與所述第二電路板上相應的觸點電連接。

作為對技術方案的改進，所述連接件的一端位于所述魔方塊內，所述連接件的另一端位于所述中心軸內，所述第一彈簧的另一端與所述連接件的一端電連接，所述第二彈簧的另一端與所述連接件的另一端電連接。

本發明還提供了一種魔方，包括中心軸和魔方塊，所述魔方內還設置有供電結構，所述供電結構包括第一彈簧、第二彈簧及第三彈簧；

所述第一彈簧設置在所述魔方塊內，所述第一彈簧的一端與設置在所述魔方塊內的供電裝置的一極電連接；

所述第二彈簧設置在與所述魔方塊對應的中心軸內，所述第二彈簧的一端與設置在所述中心軸上的第一用電裝置的一極電連接；

所述第一彈簧的另一端與所述第二彈簧的另一端通過所述魔方塊和所述中心軸之間的連接件電連接；

所述第三彈簧的一端套設在所述中心軸外，并與所述第一用電裝置的另一極電連接，所述第三彈簧的另一端與所述供電裝置的另一極電連接。

作為對技術方案的改進，所述供電裝置包括電源及與所述電源電連接的第一電路板，所述第一彈簧和所述第三彈簧分別與所述第一電路板上相應的觸點電連接；和/或，所述第一用電裝置包括第二電路板，所述第二彈簧和所述第三彈簧分別與所述第二電路板上相應的觸點電連接。

作為對技術方案的改進，所述連接件的一端位于所述魔方塊內，所述連接件的另一端位于所述中心軸內，所述第一彈簧的另一端與所述連接件的一端電連接，所述第二彈簧的另一端與所述連接件的另一端電連接。

作為對技術方案的改進，所述第一用電裝置包括發音元件和/或發光元件。進一步地，又和/或是無線充電模塊及其它智能模塊。

作為對技術方案的改進，所述魔方塊內設置有第二用電裝置，所述第二用電裝置包括發音元件和/或發光元件。

作為對技術方案的改進，所述魔方塊的外表面設置有充電插口，用于給所述供電裝置充電；和/或，所述魔方塊內設置有控制單元，用于控制所述供電結構。

作為對技術方案的改進，所述魔方為三階魔方，所述魔方塊為所述魔方外表面的中心塊。

本發明的有益效果：以彈簧作為導電元件，借助彈簧的張力及可自由伸縮的特點，當魔方在任意方向旋轉時，彈簧始終與供電結構中的其他部件保持電連接，使供電結構始終能夠導電，最終實現了穩定的向魔方內部的電器元件供電。

為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本發明實施例中用于魔方的供電結構的爆炸圖；

圖2是本發明實施例中用于魔方的供電結構的剖面圖；

圖3是本發明實施例中用于魔方的供電結構的軸測圖；

圖4是本發明實施例中魔方的軸測圖；

圖5是本發明實施例中魔方的正視圖；

圖6是本發明實施例魔方的剖面圖。

主要元件符號說明：

1-魔方塊面蓋，2-存儲卡，3-第一電路板，4-發音元件，5-第一彈簧，6-連接件，7-第四彈簧，8-魔方塊殼體，9-第三彈簧，10-第二電路板，11-第二彈簧，12-中心軸，13-發光元件，14-電源，15-開關，16-充電接頭插座，17-開關孔，18-充電插口，19-存儲卡插口，20-出音孔，21-扣鉤，22-觸點。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對用于魔方的供電結構及魔方進行更全面的描述。附圖中給出了用于魔方的供電結構及魔方的優選實施例。但是，用于魔方的供電結構及魔方可以通過許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對用于魔方的供電結構及魔方的公開內容更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。相反，當元件被稱作“直接在”另一元件“上”時，不存在中間元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在用于魔方的供電結構及魔方的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

實施例1

參見圖1、圖4，本實施例提供了一種魔方，作為示例性的說明，本實施例中具體介紹了三階魔方，其中心結構為六根分別沿前、后、左、右、上、下垂直設置且相交于魔方中心的中心軸12。實際上，本實施例中的魔方也可以據此供電、導電原理衍生其它類型的魔方。

本實施例中的魔方還包括魔方塊，魔方塊為中空結構，魔方塊由位于魔方表面的魔方塊面蓋1和位于魔方塊內部的魔方塊殼體8構成，魔方塊面蓋1扣合在魔方塊殼體8一側的開口上。

魔方還包括供電結構，該供電結構包括第一彈簧5、第二彈簧11及第三彈簧9。第一彈簧5、第二彈簧11及第三彈簧9的材質均為導電材料，優選不銹鋼材料。

參見圖2，第一彈簧5設置在至少一個魔方塊內，對于三階魔方而言，優選設置在魔方至少一個外表面的中心塊內。第一彈簧5的一端與設置在魔方塊殼體8內的供電裝置的一極電連接。在本實施例中，該電連接的具體方式優選焊接，即第一彈簧5的一端與供電裝置的一極上的相應觸點(圖中未示出)焊接在一起。在本實施例中，供電裝置的主體為電源14，電源14可以是鋰電池，也可以是其他類型的電池。優選地，供電裝置上的觸點是銅箔。

參見圖1、圖2及圖3，第二彈簧11設置在與魔方塊對應的中心軸12內，第二彈簧11的一端與設置在中心軸12上的第一用電裝置的一極電連接，該電連接的具體方式優選焊接，即第二彈簧11的一端與第一用電裝置的一極上的相應觸點焊接在一起。優選地，供電裝置上的觸點是銅箔。

在本實施例中，第一用電裝置的主體為發光元件13或者發音元件4。發光元件13可以是LED燈或其他形式的發光元件。由于LED燈節能且燈光色彩豐富，本實施例中優選LED燈，可以進一步選擇為LED三色燈，使發音元件13可以發出多種顏色的燈光。在本實施例中，發音元件4優選為喇叭。

第一彈簧5的另一端與第二彈簧11的另一端通過魔方塊和中心軸12之間的連接件6電連接。在本實施例中，連接件6由導電材質制成，優選不銹鋼材料，且該電連接的具體方式優選焊接。參見圖2，連接件6的一端位于魔方塊內，連接件6的另一端位于中心軸12內，第一彈簧5的另一端與連接件6的一端焊接在一起，第二彈簧11的另一端與連接件6的另一端焊接在一起。由于第一彈簧5、連接件6及第二彈簧11均由導電材料制成，且三者順次焊接連接，由此實現第一彈簧5的另一端與第二彈簧11的另一端通過魔方塊1和中心軸12之間的連接件6電連接。

參見圖1、圖2，連接件6構造為螺釘形式，其具有一頭部及一桿部。連接件6的頭部位于魔方塊殼體8內，魔方塊殼體8背離魔方塊面蓋1的一側設有開口，且連接件6的頭部的尺寸大于該開口的尺寸。由此，連接件6的頭部不能從該開口中脫出。如此設計具有使魔方塊與連接件6之間可相對滑動和轉動，但二者無法分離的效果。

參見圖1、圖2，連接件6的桿部尾端設有外螺紋。中心軸12構造為空心圓柱狀，且中心軸12的內壁表面設置有內螺紋。連接件6上的外螺紋與中心軸12上的內螺紋相匹配，用于將連接件6和中心軸12固定。由此，魔方塊以可滑動和轉動的方式與中心軸12連接。

參見圖1-3，第三彈簧9的一端套設在中心軸12外，并與第一用電裝置的另一極電連接，第三彈簧9的另一端與供電裝置的另一極電連接。具體地，第三彈簧9的一端與第一用電裝置的另一極上的觸點22焊接在一起。第三彈簧9的另一端穿過魔方塊殼體8后與供電裝置的另一極上的觸點焊接在一起。上述電連接的具體方式優選焊接，優選地，供電裝置上的觸點是銅箔。

此外，關于第三彈簧9的另一端與供電裝置的另一極電連接的具體方式，除了圖1-3示出的上述方式外，本領域還有其它方式，例如在魔方塊殼體8上設置觸點，第三彈簧9的另一端與該觸點電連接，該觸點通過導線與供電裝置的另一極電連接。

優選地，魔方塊內還設置有第四彈簧7，第四彈簧7套裝在連接件6上。當魔方塊在外力的作用下朝遠離中心軸12的方向滑動時，第四彈簧7一端與連接件6的頭部抵接，另一端與魔方塊殼體8的內壁抵接。當外力消失后，魔方塊在第四彈簧7的張力的作用下自動回復到滑動的初始位置。

在本實施例中，設置有供電結構的魔方塊和中心軸12的數量是可選地。以三階魔方為例，圖1-3示出了設置有供電結構的魔方塊和中心軸12的數量為一個的情況。圖6示出了設置有供電結構的魔方塊和中心軸12的數量為多個的情況。

在本實施例中，如圖4-6所示，對于三階魔方而言，設置有供電結構的魔方塊優選為魔方外表面的中心塊。對于其他階魔方(圖中未示出)，由于中心軸的位置并不一定對應魔方外表面的中心塊，因而設置有供電結構的魔方塊是本領域技術人員可根據中心軸和魔方塊的實際位置對應情況酌情進行選擇的。

本實施例提供的魔方的供電結構的具體供電原理是，供電裝置中電源的一極通過第一彈簧5、連接件6、第二彈簧11導通到魔方的中心軸12上的第一用電裝置，第一用電裝置又經第三彈簧導通到電源的另一極，由此形成閉合回路。借助彈簧的張力及可自由伸縮的特點，魔方在任意方向旋轉時，彈簧始終與供電結構中的其他部件保持電連接，使供電結構始終能夠導電，最終實現了穩定的向魔方內部的電器元件供電。

實施例2

參見圖1、圖2，本實施例與實施例1的區別在于，除了電源14外，供電裝置還包括與電源14電連接的第一電路板3。該電連接的具體連接方式是，電源14正、負極通過導線接入電路板3。優選地，電源14被固定在電路板3上。優選地，第一電路板3由PCB板構成。

第一彈簧5和第三彈簧9分別與第一電路板3上相應的觸點電連接。優選地，第一電路板3上的觸點是銅箔。

優選地，本實施例中的第一用電裝置包括第二電路板10，第二彈簧11和第三彈簧9分別與第二電路板10上相應的觸點22電連接。該電連接的具體連接方式優選焊接，即第二彈簧11和第三彈簧9分別與第二電路板10上相應的觸點22焊接在一起。優選地，第二電路板10由PCB板構成。優選地，第二電路板10上的觸點22是銅箔。

在本實施例中，第二電路板10中心設置有孔，第二電路板10套裝在中心軸12上，并與中心軸12固定連接。二者固定的方式可以是焊接，也可以可拆卸式的固定連接。

圖1、圖2示出了一種第二電路板10以可拆卸的方式套裝在中心軸12上的類型。套接第二電路板10的中心軸12的相鄰中心軸上設置有扣鉤21，扣鉤21卡接在第二電路板10的外邊緣上，防止第二電路板10脫落。為了保證緊固效果，設置有扣鉤21的中心軸的數量至少為兩個。

需要特別說明的是，如圖6所示，當設置有供電結構的魔方塊和中心軸12的數量為多個時。如果第二電路板10以可拆卸的方式套裝在中心軸12上，為了避免結構之間產生干涉，應當避免使用扣鉤21，而采用其他可拆卸的鏈接方式，例如螺紋連接。

電路板，尤其是PCB板，是電子元器件電氣連接的提供者。本實施例中通過在供電裝置和/或第一用電裝置中設置電路板，提高了魔方內供電結構的穩定性、集成度，而且便于安裝、拆卸各種電器元件，為后續對魔方的功能進行擴展提供了條件。

實施例3

參見圖1、圖2，本實施例與實施例1、實施例2的區別在于，除了設置在中心軸12上的第一用電裝置外，魔方塊中設置有第二用電裝置。第二用電裝置為發光元件13或者發音元件4，也可以是其它電器元件。

在本實施例中，第一用電裝置和第二用電裝置上電器元件的類型是可選的，二者可以是相同類型的電器元件，也可以是不同類型的電器元件。例如，第一用電裝置和第二用電裝置可以都是發光元件，都是發音元件，或者其中一個是發光元件而另一個是發音元件。

此外，第一用電裝置、第二用電裝置上電器元件的數量也是可選的，可以僅具有一個，也可以有若干個。

優選地，第二用電裝置上設置的電器元件為發音元件4，第一用電裝置設置的電器元件為發光元件13。優選地，發音元件4固定在第一電路板3上，發光元件13固定在第二電路板3上。

進一步地，參見圖1、圖5，魔方塊面蓋1上設置若干個出音孔20，以便于發音元件4發出的聲音能夠傳播到魔方外部。

實施例4

與前述實施例相比，本實施例中電源14為可充電式的。參見圖1、圖5，魔方塊面蓋1上設置有充電插口18，第一電路板3設置有充電接頭插座16，將外部電源上帶有的插頭插入充電接頭插座16，即可給電源14充電。

進一步地，魔方塊內設置有控制單元，用于控制魔方內的各種電器。優選地，控制單元包括控制芯片(圖中未示出)，控制芯片固定在第一電路板3上。

進一步地，參見圖1、圖5，魔方塊面蓋1上設置有存儲卡插口19，用于插入存儲卡2。第一電路板3上設置有對應的存儲卡插座，用于插入存儲卡2。在本實例中，存儲卡2的類型為TF型存儲卡或SD型存儲卡。存儲卡2的作用是存儲數據以及使控制單元讀取存儲卡2中的數據進而控制發音元件4、發光元件13等電器元件。存儲的數據為聲音類型、燈光類型、時長等?？刂茊卧煽刂瓢l光元件13及發音元件4安裝預設的方式工作。

進一步地，參見圖1、圖2，第一電路板3上設置有開關15，用于控制供電結構的通斷。魔方塊面蓋1上設置有開關孔17，開關孔17的位置與開關15對應，使開關15上的按鈕或手柄露出開關孔17，方便操作者在魔方外部操作開關15。

在這里示出和描述的所有示例中，任何具體值應被解釋為僅僅是示例性的，而不是作為限制，因此，示例性實施例的其他示例可以具有不同的值。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。