 | Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )
|
Пустота Куб представляет собой 3-D механическая головоломка похожа на кубик Рубика , с заметным отличием в том , что центральные элементы отсутствуют, что приводит к головоломки , чтобы походить на уровень 1 менгеровскими губку . 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 иной структурный механизм, чем в обычном кубике Рубика, хотя возможные ходы такие же. Куб Пустоты был изобретен Кацухико Окамото . Gentosha Education из Японии владеет лицензией на производство кубиков пустоты. [1]
Решение [ править ]
Куб пустоты немного сложнее обычного кубика Рубика из-за паритета . 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 ровная 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, вращение куба на 90 ° на Кубе Пустоты меняет местами 20 кубов за пять, нечетная четность, 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 с нечетной четностью невозможны на обычном кубике Рубика и создают дополнительную проблему для решателя. Эти перестановки разрешимы с помощью ряда простых алгоритмов. [2]
Чтобы увидеть взаимосвязь между четностью на 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 превращает 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 может быть сделано 24 различными способами, но из-за четности только 12 могут быть образованы поворотом граней куба. Позиции пустого куба с нечетной четностью формируются на позициях обычного куба с нечетной четностью "кошачий глаз".
Внутренний механизм [ править ]
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 деталей. 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 конструкцию вместе.
Когда все грани головоломки находятся в нормальном выровненном состоянии, эти шесть частей похожи на стороны внутреннего куба. Каждая из них может вращаться без каких-либо препятствий со стороны других пяти частей. Когда грань поворачивается, 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 совпадают с этими фланцами. Угловые кубические канавки входят в зацепление с фланцами на соседних квадратных деталях, 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 в виде ласточкина хвоста. Эта поверхность является самой широкой в самом внутреннем направлении и в центре детали по 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 при этом позволяют легко перемещаться.
Крайние кубы подходят к позиционирующим 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 сохраняют 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», поскольку кубы перемещаются по своим круговым траекториям.
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ↑ Окамото, Кацухико. «Официальный сайт Окамото (на японском языке)» .
- ^ Алгоритмы решения
Внешние ссылки [ править ]
СМИ, связанные с Void Cube на Викискладе?
