XCube 動態容錯軸心專利結構公布 by xb27
<<容錯應該在"當步"中發生，不是到了"下一步"才去修正上一步的誤差>> by xb27
各位魔友們大家好，XCube在先前研發出中層定位及等邊方七後，似乎停手了好長的一段時間
事實上，我在開發一項全面性提升容錯的結構---動態容錯軸心
為何需要動態容錯?
1. 傳統魔術方塊具有"正容錯"或是"逆容錯"，然而在發生容錯的過程中，要消耗大量的力量(尤其是逆容錯)，甚至可能有誤動作的情形而導致DNF
2. 所有魔術方塊都應該是越滑越好，不該有"過滑"的問題，手在操作時所需消耗的力量越少越好，長期轉動後手也比較不容易受傷
然而傳統魔方"過滑"反而會有誤觸的問題，需要很小心的轉動，不然就是要加較黏的油來增加阻力，這是很詭異的
如何產生動態容錯?
動態容錯的核心概念，就是容錯應該是在"當步"中發生，而不是在"下一步"才去修正上一步的誤差，因此，這是一個預先容錯的概念。
要產生動態容錯，首先要解決每面轉動過後可能不是停留在對齊角度上的問題，要解決這個問題，必需讓每面在轉動過程中，阻力力矩是不斷變化的，且易於停留在對齊的角度上，這個概念若是用系統位能來解釋，可以得到這張圖
當轉動角位在0及α時，彈力位能在最低之狀態E0，在該點形成穩定平衡；當轉動角延著0向0.5α轉動時，彈力位能曲線呈一遞增函數，先是延一斜率上升，之後逐漸趨向平緩，當到達0.5α時，斜率為0，彈力位能到達最高點E0+d，在該點達成不穩定平衡狀態；當轉動角延著0.5α向α轉動時，彈力位能曲線呈一遞減函數，一開始斜率為0，之後斜率下降為負，到達α時，斜率為最陡，形成下一個穩定平衡之狀態，如同轉動角為0時之情形。
單就彈力位能變化圖，難以了解實際運動之狀態，因此，此圖為轉動角對應力矩之變化圖，更能看出其中的變化，當轉動角位在0及α時，所受力矩均為0，當轉動角一增加時，立即受到-τ的阻抗力矩，這力矩隨著轉動角增加而遞增，轉動角到達0.5α時，力矩洽為0，繼續由0.5α向α轉動時，此力矩由負轉正，成為一助力，加速後半步之轉動，若是在沒有磨擦力的理想情形下，此助力會自動將下半步完成；且若是在轉動過程中有誤觸，導致轉動角停留在0~0.5α之間任意角度，阻抗力矩也會自動將其校正至0之狀態，以減少許多誤觸之情況發生。
什麼是動態容錯軸心?
為實現這樣的運動方式，動態軸心承襲了XCube4階的分離中心塊架構，將接觸面改為曲面，進而構成面凸輪的機構
當魔術方塊在正常形態如(a)時，內中心及中心塊之凸輪面密合，呈現穩定狀態；又當其轉動一角度時，兩兩曲面碰觸，推擠開來形成間隙如(b)，此時，內中心可視為凸輪機構中之從動件，且會相對於中心軸向外滑行，造成彈簧 被壓縮，以致於彈力位能增加，阻抗力矩也因此產生。
實驗過程:
為實現驗證機構，採用過三種3D打印技術，分別是:
SLS粉末燒結
PolyJet
及我自己開發的FDM 3D打印機-XBRP
實驗後體驗結果，雖3D打印之魔方之滑順度不如開模量產者，但在各樣品中，均可以感受到從軸心產生的一個助力，幫助將方塊回正到正確的位置上，可想而知量產後的效果可見一斑。
其他應用:
動態容錯軸心不只可以用在3階魔方上，其他階數也一併適用
並且可以用在不同面數的魔方，如Megaminx、Pyraminx
相關專利:
美國專利(發明)
US9101822B2
大陸專利(實用新型含技術報告)
ZL 2014 2 0411561.6
台灣專利(發明專利，已通過待領證)
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惊人的设计！期待该设计能早日用于量产。
不知道具体的纠正效果有多强？如果太强的话，不知道WCA的规则会不会对其限制？ 对转动效果是否有很大的影响？ 让人联想到圆珠笔的那个几个小部件
期待实体化 确实对容错有帮助！但是感觉平面转起来也是一顿一顿的。 redcarrot 发表于 2015-10-6 19:05 static/image/common/back.gif
惊人的设计！期待该设计能早日用于量产。
不知道具体的纠正效果有多强？如果太强的话，不知道WCA的规则会不 ...
应该不会禁，照说的话四轴的钢柱定位也是要禁的。 顶一顶，这东西好神奇，大小有限制么 redcarrot 发表于 2015-10-6 19:05 static/image/common/back.gif
惊人的设计！期待该设计能早日用于量产。
不知道具体的纠正效果有多强？如果太强的话，不知道WCA的规则会不 ...
具體效果強弱是可以設計的
可以改變起伏的高度 xb27 发表于 2015-10-6 20:06 static/image/common/back.gif
具體效果強弱是可以設計的
可以改變起伏的高度
我可以转至百度贴吧让更多人看到吗？ 平衡小球 发表于 2015-10-6 19:54 static/image/common/back.gif
确实对容错有帮助！但是感觉平面转起来也是一顿一顿的。
比起使用鋼珠或卡榫的，這個的卡頓感是很平緩的，而且會像在給你一個助力，而不是卡住這樣