此條目介紹的是用組合或移動組件改變狀態的智力玩具。关于類似魔方，單純透過移動組件改變狀態的智力玩具，请见「**Combination puzzle**」。

W. Altekruse設計的機械智力玩具，在1890年申請專利，其中有十二個完全相同的元件，需將這十二件組合回原狀
**機械智力玩具**（Mechanical puzzle）也稱為**實體智力玩具**，是一種由一些互相連接或是可組合的元件所組成的智力玩具，其玩法是要移動、旋轉或是組合元件，達到最終的狀態。這類益智玩具早在公元前三世紀就已出現，現今最出名的是1974年由匈牙利建築師鲁比克·艾尔诺發明的魔方。機械智力玩具一般是設計給單人玩，其目的是讓玩家發現智力玩具中的規則，依規則將智力玩具調整正確的位置，而不是用尝试错误法，恰巧將智力玩具調整正確的位置。機械智力玩具也常用在智力測驗或是解决问题的訓練中。

種類
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### 組合型智力玩具

這個分類中的智力玩具一開始是分開來的元件，目的是要組合成特定的外形。像皮亞特·海恩製作的索馬立方、所羅門·格倫布的五格骨牌拼圖、以及Anker-puzzles都是著名的智力玩具，而包括七巧板在內的拼圖智力玩具（英语：）也屬於這一類。
有些問題是將有一定數量的元件放在（看起來似乎太小）的箱子裡，也是屬於這類的分類。

Hoffman包裝智力玩具（英语：）
Hoffman包裝智力玩具（英语：）就是這類智力玩具的例子，其目的是要將27塊長度為{\displaystyle A,B,C}的長方體放在長度為{\displaystyle A+B+C}的箱子裡，需符合以下的條件：

1. {\displaystyle A,B,C}均不相等
2. {\displaystyle A,B,C}中的最小值需大於{\displaystyle (A+B+C)/4}

其中一個可能組合是{\displaystyle A=18,B=20,C=22}，箱子大小是60×60×60。

現今的工具（例如雷射切割）可以製作複雜二維的木頭或是壓克力智力玩具。近來來這也成為主流，也已有許多人設計的非凡裝飾性幾何形狀的拼圖。

電腦也可以用來製作新的智力玩具。電腦也可以用來針對問題的窮舉搜尋，可以設法設計智力玩具，使其有最少的解，或是有最多步數的解。因此會讓智力玩具的求解變得異常困難。

### 分解型智力玩具

分解型智力玩具
這類的智力玩具的玩法是需將智力玩具打開或是分解為各元件。其中包括了有隱藏開啟機構，需用試誤法開啟的智力玩具。有一種智力玩具是以用特定方式組合的數個金屬元件，要設法將其打開，也是屬於這類的智力玩具。

圖中的二個智力玩具是社交聚會中好用的道具，看起來很容易打開，但其實很多人是無法解開的。問題主要是在互鎖件的形狀，配合的表面是有錐度的，因此只能以一個方向取出。但每一個元件都有二個傾斜方向相反的錐度，和相鄰件組合，因此不論以哪一個方向都無法移除該元件。

秘密盒是有隱藏開啟機構的盒子，在日本特別流行，也屬於分解型智力玩具。這類的盒子一般包括了多少有些複雜性，從外面無法看出的開啟機構，在開啟時會露出內部的一個小空間。開啟機構有很多種，包括幾乎看不到，需要移動的鑲板，傾斜機構、磁力鎖，需要將特定面朝上才能打開的移動插銷，甚至有些是計時鎖（英语：），需將盒子以一定角度維持一段時間，等液體充滿其中特定容器時才能打開。

### 互鎖型智力玩具

条目：魯班鎖
中國的魯班鎖。這個是由Bill Cutler設計，在取出第一個元件之前，需要有五次移動
互鎖型智力玩具中，有一個或是多個元件固定住其他的元件，或是有些元件彼此鎖合。遊戲的目標是要完全分解此智力玩具，再組合成原來的樣子。不論是分解或是組合都可以很困難，和組合型智力玩具相反，要分開這類智力玩具多半不會太容易。其困難度一般會以在取出第一個元件之前需移動的次數來計算。近代的智力玩具還導入了元件的旋轉。

這類智力玩具目前可以追溯到18世紀初。1803年時，Bastelmeier目錄中包括二個這類的智力遊戲。Professor Hoffman的智力玩具書中也包舌二個互鎖型智力玩具。

日本人在19世紀初佔據了這類智力玩具的市場，他們開發了各種形狀（包括動物、房屋等）的智力遊戲，而西方的玩具還是以幾何圖案為主。

拆開的魯班鎖
靠著電腦的協助，目前已經可以分析一整組智力玩具。此作法源於Bill Cutler，分析了所有中國的魯班鎖。從1987年10月到1990年8月之間，用電腦分析了35,657,131,235種不同的變化。利用和中式智力玩具不同的形狀，其難度可以提昇到取出第一個元件前，要先進行將近100次的移動，這是人難以掌握的程度。發展的頂點是某一個智力玩具，加入少許幾個元件後，移動次數加倍。在2003年Owen、Charnley和Strickland的RD設計計劃之前，電腦無法有效分析元件沒有直角的智力玩具。

已隱藏部分未翻譯内容，歡迎參與翻譯。
Stewart Coffin has been creating puzzles based upon the rhombic dodecahedron since the 1960s. These made use of strips with either six or three edges. These kinds of puzzles often have extremely irregular components, which come together in a regular shape only at the last step. Furthermore, the 60° angles allow designs in which several objects have to be moved at the same time. The "Rosebud" puzzle is a prime example of this: in this puzzle 6 pieces have to be moved from one extreme position, in which they are only touching at the corners, to the center of the completed object.

### Combination puzzle

解好的三階魔方
条目：Combination puzzle
這類智力玩具需要多次的操作（移動或是旋轉智力玩具），讓智力玩具達到要求的特定狀態。其中最著名的有魔方以及河內塔。
這類智力玩具也包括了滑塊類遊戲，需移動滑塊到正確的位置，其中著名的有數字推盤遊戲、華容道及塞車時間。倉庫番是類似概念的電子遊戲。

魔方造成這類遊戲的大爆發，也出現了許多的變體。包括不同階數的魔方，從二階魔術方塊到33階魔術方塊都有，也有其他的幾何圖案，例如正四面體及正十二面體。也有魔方是將原來立方體魔方的某一層移除，或是在轉動過程可能會是不規則中的形狀。

這類遊戲中有些比較簡單，可以用試誤法找到答案。有些（像三階魔方）比較困難，需要知道其原理，才能依原理求解。

其中著名的機械智力玩具
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* 九連環，中國古代的機械智力玩具。
* Nintendo Tumbler Puzzle（英语：）：任天堂出的機械智力玩具。
* Hedgehog in the Cage（英语：）：捷克流行的機械智力玩具。

相關條目
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* 貝德蘭姆立方
* Miguel Ortiz Berrocal（英语：），許多機械智力玩具的設計者
* 拼圖戒

參考資料
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1. ↑  David Darling, *The Universal Book of Mathematics: From Abracadabra to Zeno's Paradoxes*, page 49, John Wiley & Sons, 2004 ISBN 0471667005.
2. ↑  *The Burr Puzzle Site*, "Historical overview", IBM Research 1997 archived 3 November 2012.

延伸閱讀
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* Puzzles Old & New, by Professor Hoffmann, 1893
* Puzzles Old and New, by Jerry Slocum & Jack Botermans, 1986
* New Book of Puzzles, by Jerry Slocum & Jack Botermans, 1992
* Ingenious & Diabolical Puzzles, by Jerry Slocum & Jack Botermans, 1994
* The Tangram Book, by Jerry Slocum, 2003
* The 15 Puzzle, by Jerry Slocum & Dic Sonneveld, 2006