Куб пустоты - Void Cube

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста помоги Улучши это или обсудите эти вопросы на страница обсуждения. (Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны) Эта статья или раздел возможно содержит синтез материала что не достоверно упомянуть или относиться к основной теме. Соответствующее обсуждение можно найти на страница обсуждения. (Июнь 2014 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: "Куб пустоты"  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Ноябрь 2015) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Решенный куб пустоты

В Куб пустоты это 3-D механическая головоломка похожий на Кубик Рубика, с заметной разницей в том, что центральные части отсутствуют, что делает головоломку похожей на уровень 1. Губка менгера. Ядро, используемое в кубике Рубика, также отсутствует, создавая дыры прямо через куб на всех трех осях. Из-за ограниченного объема головоломки в ней используется совершенно другой структурный механизм, чем в обычном кубике Рубика, хотя возможные ходы такие же. Куб Бездны был изобретен Кацухико Окамото. Gentosha Education из Японии владеет лицензией на производство кубиков пустоты.^[1]

Решение

Куб пустоты немного сложнее обычного кубика Рубика из-за паритет. Отсутствие центральных кубов меняет соображения четности. Поворот на 90 ° грани на обычном кубике Рубика или на кубе пустоты меняет местами восемь кубиков за два, нечетная четность, четыре цикла. В целом поворот лица - это даже перестановка. В обычном кубе поворот всего куба на 90 ° вокруг главной оси меняет местами 24 куба за шесть четырех циклов с нечетной четностью. На правильном кубе вращение всего куба - это чётная перестановка. С другой стороны, при отсутствии центральных кубов, поворот куба на 90 ° на Кубе Пустоты меняет местами 20 кубов за пять (нечетная четность) за четыре цикла. Таким образом, вращение всего куба на Void Cube является нечетной перестановкой. Как следствие, в Void Cube поворот граней куба вместе с вращением всего куба может привести к расположению двух кубов местами, а остальные находятся в исходных положениях. Эта и другие схемы нечетной четности невозможны на обычном кубике Рубика и создают дополнительную проблему для решателя. Эти перестановки разрешимы с помощью ряда простых алгоритмов.^[2]

Единый своп с нечетной четностью

Чтобы увидеть взаимосвязь между четностью в обычном кубе и пустом кубе, рассмотрим обычный куб. Решение с обычным кубом переводит скремблированный куб в индивидуальный куб, где цвет всех граней ребер и углов соответствует цвету центральных граней. Решение с пустым кубом переводит скремблированный куб в такую ​​компоновку, в которой цвет граней края и углов соответствует друг другу независимо от цвета центральной грани. Эти конструкции «кошачий глаз» формируются путем вращения краевого и углового кубов в целом относительно центральных кубов. Это можно сделать 24 различными способами, но из-за четности только 12 можно сформировать поворотом граней куба. Позиции пустого куба с нечетной четностью формируются на позициях обычного куба с нечетной четностью "кошачий глаз".

Внутренний механизм

Разобранный Куб Пустоты.

Части Куба Бездны:

• 20 штук
  • 8 угловых элементов
  • 12 крайних (средних) штук
• 6 внутренних опор с квадратным отверстием через них
• 12 скрытых в основном внутренних скользящих элементов с несколькими функциями

По сути, «каркас» механизма состоит из шести одинаковых деталей с квадратными отверстиями (те, через которые можно смотреть). Частью внутренней части каждого отверстия является внутренняя поверхность этих частей. Допустим, один из них лежит отдельно на рабочей поверхности «внешней» стороной вверх. Если вы посмотрите прямо на одну из этих фигур (так, чтобы линия вашего взгляда была параллельна оси вращения этой грани), ее внешность также будет квадратной.

Однако, если смотреть с более типичного наклонного положения, каждая сторона квадратной детали чем-то похожа на невысокую арку, соединяющую соседние углы. В нижней части этой арки зацепляются в основном скрытые внутренние скользящие детали, которые (помимо других функций) поддерживают боковые кубы. Высокая поверхность арки включает выпуклые изогнутые круглые фланцы, которые входят в пазы внутри кубов, чтобы удерживать структуру вместе.

Когда все грани пазла находятся в нормальном выровненном состоянии, эти шесть частей похожи на стороны внутреннего куба. Каждый может свободно вращаться без каких-либо препятствий со стороны других пяти фигур. Когда грань вращается, ее собственный квадратный элемент также вращается с кубиками этой грани, но собственные фланцы этой квадратной части не перемещаются относительно кубов.

Что удерживает кубы при повороте грани, так это набор из четырех изогнутых фланцев на четырех соседних частях с квадратными отверстиями. Канавки внутри кубов соответствуют этим фланцам. Кромочные кубические канавки входят в зацепление с фланцами соседних квадратных деталей, удерживая их вместе.

Однако, как было описано до сих пор, отдельные части механизма могут легко сдвинуться с места. Таким образом, каждый край головоломки включает в себя наиболее скрытую скользящую деталь (уже упоминавшуюся) сложной формы, которая включает в себя изогнутую поверхность типа ласточкин хвост. Эта поверхность является самой широкой в ​​своем внутреннем выступе и в центре детали по всей ее длине. Ласточкин хвост этой детали, действуя как клин, удерживает соседние квадратные детали на расстоянии друг от друга.

Разнесение квадратных деталей гарантирует, что канавки внутри кубов будут оставаться в контакте с фланцами. Точные производственные допуски приводят к достаточному трению, чтобы части головоломки не двигались сами по себе, но также позволяют легко перемещаться.

Крайние кубы подходят к установочным проушинам на внешней стороне этих внутренних скользящих элементов, так что вращение грани заставляет его краевые кубы толкать скользящие части по кругу. Внутренние поверхности, обращенные внутрь к отверстию, приводят в движение квадратную часть этой грани, так что она вращается вместе с кубиками.

Квадратные детали гарантируют, что эти внутренние скользящие детали остаются по направлению к краям пазла.

Ребра куба в их нормальном положении удерживаются фланцами соседних квадратных частей. Угловые блоки удерживаются тремя короткими круглыми фланцами на концах внутренних скользящих элементов. Когда грань поворачивается, эти короткие фланцы временно удерживают кубы кромки, особенно когда грань поворачивается примерно на 1/8 оборота (примерно 45 градусов). Кроме того, угловые кубы временно удерживаются изогнутыми фланцами на соседних квадратных элементах. Во время вращения фланцы «меняют роли» по мере того, как кубы перемещаются по своим круговым траекториям.

Смотрите также

• Holey Megaminx

Рекомендации

внешняя ссылка

СМИ, связанные с Куб пустоты в Wikimedia Commons