[实用新型]四色构图智力球

说明书

本实用新型涉及一种游戏用玩具，特别是涉及一种具有相互之间可移动部件的趣味性智力玩具。

目前常见的智力玩具绝大多数为造型类玩具，即由部件的组合变化来实现某些造型，比如近两年出现的变形金刚，就是由若干组件的各种几何体来变化出仅为少数的不同造型。而构图类玩具在市面上很少见到，仅有个别玩具能通过转动某些部件构成一些特定的图案，但图案简单、玩法单调，途径也少，同样难以锻炼使用者的积极反应力和想象力，同时，这类玩具的图案也未付予数学图论方面的意义。

在图论某些问题的研究上，过去书本上对于所讲课题，只能给出简单的固定例图，要设想图形改变会带来哪些相应问题是较为困难的，也就是说静态的图难以处理动态的关系。在此种情况下，研究者只能靠人工绘制大量的例图以期说明，即费时，又费钱。

本实用新型的目的是提供一种具有封闭式完整网络图形的、并通过部件间的简单组合变化等就能产生出很多种不同的图形组成的四色构图玩具，它能促进使用者的积极思维活动，既可作为一般的智力游戏用品，也可作为研究某些图论问题的辅助用具。

本实用新型的目的是这样实现的：它采用球形，是一个球形体，该球形体由球面壳和位于球面壳内对球面壳起支持作用的球架构成，球壳体依据设想的内接正多面体的几何对称性质被剖分为若干等分，由于正多面体有5种即4面、6面、8面、12面、20面体，故球面壳可被剖分成4片、6片、8片、12片或20片形状等同的呈球面正多边形的球壳片，球壳片相应呈球面正三角形、或球面正4边形、或球面正5边形，球架的形式可有多种，每种球架在与每个球壳片对应的适当位置上均设有与球壳片活动连接的联接件，联接件的位置应保证球壳片可绕其中心点轴线转向，每个球壳片表面上有由“任意划分“的若干小区域组成的网络图形，这种“任意划分”的小区域的边域分界通常作如下规格化或正规化处理：（1）可把曲线边界直线化，（2）基本的三角剖分（即三边交于一点即顶点）。（3）没有被一个区域包围的更小区域即“岛”。所有球壳片经与球架相接可密合为一个球体，所有球壳片上的网络图形组成一个完整的球面网络图形。球面网络图形可着四种或四种以上的不同颜色，每一小区域着一种色，相邻区域着色不同。这种球面网络图形会通过3种途径发生改变，从而要求新的着色方案：一是易位，即球壳片间互换位置；二是转向，即每一球壳片可绕中心点轴线转动方向；三是小区域的增减。易位产生局部范围里若干小区域的相对位置改变，自身转向则产生该局部范围内小区域排列、相邻的关系改变，这样一来，所获得的不同组合方式数目之多是惊人的，而每一个方式的图形都是一种“任意划分”的方案，例如，以球面壳按6片球面正四边形球壳片的剖分，可以产生不同易位排列P、选取方式C与转向4的组合方式数m为：

此外，使用者可以把其中任一个或多个小区域再划分得更小、更多（添划边界，或者取消某些边界和顶点（刮掉即可）使两个或多个相邻的小区域合并而划分数目变少，这样通过增加或减少小区域的划分数目，从而产生更多的不同划分方式，同样具有上述的m个组合变化。

通过易位和转向所造成的网络图形变化必然要求新的着色方案，或是局部性的，或是大部分的重新着色；小区域增减，只要增加或减少一个小区域就必然造成新的着色要求，可以是局部的或大多数的，也可能是全部的着色改变。

本实用新型的上述球壳片可采用呈正多边形的平面片。当球架支持的球面壳被剖成球壳片的片数为12、18时，用平面贴片取代相应球壳片效果更好，因为这时由平面贴片构成的正12面体或18面体对于人们的视觉来说，更接近于球体。

本实用新型的目的还可以采用另一技术方案实现：它采用球形，也是一个球形体，此球形体由两个相互支持的半球壳构成，半球壳表面有由“任意划分”的若干小区域组成的网络图形，两个半球壳的网络图形不相同，并组成完整的球面网络图形，球面网络图形至少着四种不同颜色，相邻小区域着色不同。这种构图球体的两个半球壳可以是彼此不能相对错位转动的即两个半球壳融为了一体，实际上是一个单一的整个球壳，此时球面网络图形只能通过增减小区域来改变，也需要更新着色方案。这种构图球体，也可以是两个半球壳是能相互错位转向的，在半球壳的分型部位即赤道圈上设有间断的连接齿，两个半球壳相嵌合，能绕球轴作相对旋转，使球面的网络图形产生相对位置变化，这种相对的错位转动量，假使取4个方向（每次转90°），那么对于一个球可产生4种图形网络，两种不同图形的球面网络可产生×4＝24种，三种可产生×4＝60种，等等。

本实用新型能进行多种智力游戏，可概述如下：