搖擺電動玩偶的製作方法
2023-12-06 13:58:11
專利名稱：搖擺電動玩偶的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及搖擺電動玩偶，尤指一種藉設於玩偶內部的小型馬達經由一連串的傳動裝置的驅動，使玩偶行扭腰擺肩、擺手動作的電動玩偶。
習見的類此電動玩偶，多以馬達經由齒輪組來驅動偏心連杆或偏心齒輪而達成擺動動作，一般而言，其動作較簡單呆板，不夠細膩，穩定性亦較差。
臺灣公告第334837號揭示一種可使玩偶扭腰擺身且動作較細膩的「玩偶之擺動裝置」，其主要機構為利用馬達的正、反轉經由齒輪傳動裝置驅動設於一雙玩偶腿部關節處的扇形齒輪，再經由同設在此腿部關節另側的輔助齒軌與玩偶背板對應而設的齒軌的嚙合傳動，使玩偶能以腿部關節樞軸及肩部樞軸形成四連杆作用，而使雙腿及上半身以相反的方向扭擺運動。這種裝置設計固然巧妙，動作也較細膩，但最大的缺點是其動作依賴小型直流馬達不斷的正、反單轉驅動來達成，有違小型玩具馬達原設計的正常使用，不僅馬達的運轉苛刻、壽命減短，電池消耗亦快，而且必須加裝自動變換其電流方向的IC控制開關板，成本因此增加；再者，其腿部連身的擺動主要是藉齒輪與齒軌組達成，運動較不圓滑；此外，其肩部僅能隨著身體的擺動直上直下移動而已，頭部及兩手則保待原狀不能做任何搖擺動作，仍顯不夠逼真。
有鑑於此，實用新型的主要目的是提供一種搖擺電動玩偶，其在雙腿擺動上身扭動的同時，肩部做斜肩聳動，頭部左右偏動，雙手可做前後擺動。
本實用新型的次一目的是提供一種搖擺電動玩偶，其搖擺機構由凸輪機構與偏心輪構成，各個構件的定位及安裝簡單，有利大量生產。
本實用新型的再一目的是提供一種搖擺電動玩偶，其手臂的上腕及/或前腕關節構成可沿水平及垂直雙向轉動的機構，以便隨興調節雙手不同的形態而更增生動活潑的效果。
本實用新型的目的通過以下技術方案實現一種搖擺電動玩偶，其特徵在於它包括一軀體部；一可擺動地樞接在軀體部上部的肩部；一雙可擺動地樞接在軀體部下部的腿部；一雙可擺動返設在肩部兩側的手臂部；一可擺動地設在肩部中央上面的頭部；一雙可傾斜擺動地支持雙腿部的鞋部及一用以固定鞋部的底座，軀體部內部設有主搖擺機構，肩部內設有手臂搖擺機構，主搖擺機構的馬達的單向連續旋轉經由減速機構驅動偏心輪與凸輪機構，使雙腿搖動、上軀扭擺及肩部斜擺，並通過連動軀體的手臂搖擺機構的驅動，使雙手前後擺動及頭部左右偏擺運動。
所述主搖擺機構由設在軀體內部且可左右搖動地以上下端分別樞接在肩部及軀體下部的搖動板上的馬達、由皮帶輪及齒輪組成用以將馬達輸出轉速減速及增加扭矩的減速機構、由減速機構驅動的偏心輪、及中央具有凸輪槽與偏心輪接觸而由偏心輪驅動而行左右往返運動的凸輪構成。
所述手臂搖擺機構由一對呈左右對稱且可做有限轉動地水平支承於肩部內的軸件、一對呈對稱配置而具有直立杆部分別卡接於一對軸件的從動構件部及下部的水平杆部可滑動地嵌合在上述搖動板上的銷子的推拉杆構成。
所述手臂搖擺機構的一對軸件上分別設有一凸輪，此對凸輪的頂點經常頂接於一用以支持玩偶頭部的支持件的下端樞接部向兩側突出的翼片，上述一對凸輪以不同方向旋轉一角度時，通過翼片使頭部以樞接部的樞軸為中心產生左右擺動。
所述軀體部的下部與一雙腿部的上部相樞接的二樞軸間距離大於軀體部的上部與肩部的下部相樞接的二樞軸間距離，上、下樞軸各軸心相連線形成非平行四邊形。
所述雙手臂部的上臂與手臂搖擺機構的軸件相連接部的關節及/或上臂與下臂相連接部的關節構成可沿垂直平面及/或水平平面做轉動角度調節自如的機構。
所述搖動板的下部具有左右對稱的二銷，該二銷分別可滑動地嵌合於雙腿部上部所形成的弧形凸輪片的導槽內。
本實用新型的優點是1．在玩偶擺腿扭腰的同時，可行擺肩、擺手及偏頭的多重動作，而使玩偶的扭擺動作擬似真人的動作非常細膩生動而逼真。2．各個構件的定位及安裝簡單，有利大量生產。
以下結合附圖和實施例詳細說明。
圖1為本實用新型卸下前蓋板後的局部剖面正視圖；圖2為本實用新型卸下背蓋板後的局部剖面背視圖；圖3為本實用新型未安裝主搖擺機構的狀態的局部剖面側視圖；圖4為本實用新型的主搖擺機構部分的傳動示意圖；圖5為本實用新型的手臂搖擺機構的正視圖；圖6(A)為本實用新型的手臂搖擺機構的側視圖；(B)及(C)表示該機構動作時左右呈一上一下的動作示意圖；圖7為本實用新型行左右搖擺動作時的示意圖；圖8為本實用新型的手臂行前後搖擺動作的示意圖。
如
圖1至圖3所示，本實用新型電動玩偶主要由軀體部1、肩部2、一雙腿部3、一雙手臂部4、頭部5、一雙鞋部6、底座7、設在軀體部1內的搖動板8、安裝在此搖動板8上的主搖擺機構9及設在肩部2內的手臂搖擺機構10構成。
玩偶的軀體部1由相當於玩偶的胸腹部的前蓋板11、相當於背臀部的後蓋板12、相當於兩側腰部的二側板13及相當於下臀部的底板14組合成上部呈開口的中空盒體。此軀體部1藉樞軸P1可搖動地樞接在一雙腿部3上，容後詳述。
肩部2包括前肩板21及後肩板22，相互構成下部呈開口的中空盒體，並藉樞軸P2而可搖動地樞接在軀體部1上部。
一雙腿部3由前半體31及後半體32構成，其上端部藉樞軸P1與軀體部1連接，下端部則藉樞軸P3可轉動地樞接在固定於底座7上面的鞋部6上部。
一雙手臂部4包含上腕部(臂部)41及前腕部(小臂部)42，並藉上腕部41的關節a1可前後及左右調節角度自如地樞接在肩部2的左右兩端內而與手臂搖擺機構10連成一體。上腕部41與前腕部42之間藉另一關節a2可對上腕41上下彎曲及轉動自如。
頭部5可形成人頭、動物或卡通人物的頭等任何造形，最好使用吹氣成型件，其頸部51嵌插有一支持件52，並藉此支持件52下端的眼環53可左右偏轉地嵌裝於肩部2內部中心上部所設樞軸P4。
一雙鞋部6藉插銷61插設於底座7上面所形成對應的插座71而固定在底座7上，底座7的底面設有一電池室72以容納乾電池73做為玩偶活動的電源，另設有一開關(未圖示)以開閉電源，又為亦可利用家庭交流電源，底座7上亦可設有一電源插座(未圖示)以供一具有轉接器(Adapter)的電源線插電使用。
搖動板8設在軀體部1內部，其上部中心藉樞軸P5可擺動地樞接於肩部2下部中央，下部中心則籍底軸S0可搖動地樞接在軀體部1的底板14上，因此，搖動板8以底軸S0為中心可在軀體內左右擺動。
主搖擺機構9，特別是如圖4所示，由設在搖動板8的一面(本例為背面)而輸出軸S1穿過搖動板8伸出另一面(前面)的小型馬達M、固設在馬達輸出軸S1上的小皮帶輪91、藉軸S2可旋轉地支承在搖動板8前面位於小皮帶輪91下方的大皮帶輪92、繞掛於大小皮帶輪91和92之間用於傳達馬達M輸出力的皮帶93、設在軸S2上而與大皮帶輪92一體旋轉的第一小齒輪94、藉軸S3可旋轉地支承在S2的下方而與第一小齒輪94相嚙合旋轉的第一大齒輪95、與第一大齒輪95一體成型並與之一起旋轉的第二小齒輪96、固定在搖動板8下方的底軸S0斷面多角形的軸端部上而與第二小齒輪96相嚙合旋轉的第二齒輪97、設在擺動板8的背面位於馬達M下方且固定在一端自搖動板8前面穿出背面及底板14的直立板141部的上述底軸S0上而與第二大齒輪97同步旋轉的偏心輪98、設在搖動板8背面的直立板141上而中央部具有長圓形凸輪槽991嵌合於偏心輪98的凸輪99所構成。
凸輪99與直立板141之間設有水平導軌裝置992及142，兩側設有一對向外橫向延伸且末端鉤部993鉤於一雙腿部3上部所設銷子33的臂994。底板14的直立板141上設有彈性卡止部143卡持凸輪99以防止凸輪99脫落。又，凸輪99上具有橫跨於凸輪槽991外側的擋板995以防偏心輪98自底軸S0脫落。上述皮帶輪91、92及齒輪組94、95、96、97構成減速齒輪組90，以便將馬達M轉速減速至例如每分鐘60轉後驅動偏心輪98以慢速旋轉。又，在搖動板8背面略中間大致位於馬達M的左右兩側與底板14的左右兩側之間設有一對拉力彈簧996，以助搖擺機構能更圓滑運作及減輕馬達M的負荷。
當馬達M轉動時，偏心輪98即藉由減速齒輪組90的減速傳動而大齒輪97同向同步旋轉，由於偏心運動的關係，在偏心輪98每旋轉一周時，凸輪99即被偏心輪98藉由凸輪槽991左右來回各推一次，於是兩臂994藉由鉤部993及腿部3的銷子33將雙腿3一推一拉地左右往復推動，雙腿3因此以樞軸P3為軸心左右來回傾斜擺動。
當雙腿3傾斜擺動時，藉樞軸P1樞接在雙腿3的底板14也隨之左右來回移動，藉由底軸S0樞接在底板14上的搖動板8乃抗著彈簧996的力量左古傾斜擺動(請參照圖7)。
手臂搖擺機構10如
圖1及圖5、6所示，包括一對呈左右對稱配置且可作有限度轉動地水平支承於肩部2的中央與左右兩端的軸承部23、24的軸件10a，及一對呈對稱配置、而直立杆部121的頂端分別嵌合於左右二軸件10a的u型叉部101，且下端的水平杆部122則藉橫向槽123可滑動地分別嵌合於搖動板8的上部一對銷子81上的槽臂式推拉杆10b。軸件10a的內端支承於軸承部23的軸端部，外端則支承在軸承部24的形成有彈性爪103的中空軸部104，緊鄰叉部101為偏心凸輪105。為製造及裝配上的方便，此軸件10a宜成型為兩件式，並藉螺絲等連結裝置106連結成一體。當搖動板8隨著軀體部1向一邊傾斜搖動而致使一對銷子81的位置產生高低差時(參閱圖7)，高位的銷子81將對應的推拉杆10b往上推，而低位的銷子81則將對應的推拉杆往下拉，於是二推拉杆10b經由對應的叉部101分別將二軸件10a順時針及逆時針推轉一角度，如圖6(B)、(C)所示，而待搖動板8向另一邊傾斜搖動時，則銷子81的高低位置輪替，而使原上推的推拉杆10b下拉，原下拉的推拉杆10b上推，二軸件10a即被逆向推轉，如此，連結於軸件10a的中空軸部104的一雙手臂部4即可隨搖動板8的左右擺動而前後擺動。
當二軸件10a正、逆轉動時，凸輪105亦跟著同步轉動，推拉杆10b上推時，凸輪105的頂點在小徑處，推拉杆10b下拉時，凸輪105的頂點在大徑處，二凸輪即呈高低，呈隨著推拉杆10b的上下移動而高低輪替，藉著眼環53兩側的翼片54接觸於二凸輪105的頭部支待件52，於是以樞軸P4為中心產生左右擺動，頭部5因此可隨著手臂4的前後擺動而左右偏首擺動。
構成軀體部1的前、後蓋板11、12與前、後肩板21、22及搖動板8的連結，前、後肩板21、22的相互連結，及兩側板13與肩部2及腿部3的連結，最好採用例如銷與轂(pin boss)等陰陽構件插接以提高裝配效率。基本上，樞軸P1至P3的距離大於P1至P2的距離，兩P1間的距離與兩P3間的距離相等，但大於兩P2間的距離，如此以構成P1-P3-P3-P1為平行四邊形，而P1-P2-P2-P1為非平行四邊形(梯形)，目此在雙腿3及軀體1產生扭擺運動時，肩部2不但可隨之產生左右晃動的同時作高低擺肩的動作，如圖7虛線所示。
手臂4在本實施例中系採用藉關節a1、a2可使上、下臂41、42做上下及左右雙向調節自如者，但如採用僅上臂41或下臂42可調節，甚至採用定形不可調節的手臂，也無不可。採用可調節的手臂時，使用者可依所好任意手臂的高低彎度及手勢，配合手臂的擺動而益增生動及奇趣效果。
在圖示實施例中，關節a1由可旋轉地插設中空軸部104內且由彈性爪103卡止的棘輪43、設在棘輪軸的另一端且藉軸44可對上臂部41旋轉自如的具有卡止爪(未圖示)的環狀構件45、及形成在上臂部41內而由上述卡止爪卡止的半圓形棘輪構成。關節a2則由可摩擦旋轉自如地嵌設在下臂部42內的插接頭構件47、及形成在此構件的另一端且藉軸44a可旋轉地插入下臂部42內並由設在下臂部42內的卡止爪49卡止的半圓形棘輪48所構成(參見圖8)，當然，關節a1、a2除上述特殊構成之外，可採用任何適合的公知單向或雙向關節取代。
為使軀體1與雙腿3之間能更安定圓滑相對擺動，腿部3的上端部相對內側與前蓋板11及/或後蓋板12的下部內側分別設有能相對滑動接觸的銷子15及弧形凸輪片35。
以下依圖7及圖8說明上述本實用新型玩偶的動作當開關打開而馬達M旋轉時，馬達M的扭矩即經由皮帶輪91、皮帶93、皮帶輪92、齒輪94-97、軸S0傳送至偏心輪98，偏心輪98即在凸輪99的輪槽99內偏心旋轉，而將凸輪99循著導軌裝置992、142左右來回推動，雙腿3即由凸輪99的兩臂994推拉而以樞軸P3為支點向左右傾斜擺動，上身(軀體部)1，詳言之，二側板1 3即以樞軸P1為中心向另一方向傾斜擺動，樞接於同一樞軸P1的底板14及樞接在底軸S0的搖動板8連帶設在搖動板8前面及後面的前蓋板11及後蓋板12亦隨之同向擺動，藉樞軸P2、P5樞接在二側板13及搖動板8上端的肩部2亦隨之左右擺動，同時，兩隻手臂4藉由手臂搖擺機構10的驅動而前後擺動，頭部5則以樞軸P4為支點由手臂搖擺機構10的凸輪105傳動而以與肩部2不同的擺動方向偏擺。如此，在玩偶擺腿扭腰的同時，可行擺肩、擺手及偏頭的多重動作，而使玩偶的扭擺動作擬似真人的動作非常細膩生動而逼真。
以上僅為本實用新型一具體實施例的說明，在不背離本實用新型精神下尚可作種種的修飾與變更，凡此修飾變更當視為涵蓋在本實用新型的專利範圍之內。
權利要求1．一種搖擺電動玩偶，其特徵在於它包括一軀體部；一可擺動地樞接在軀體部上部的肩部；一雙可擺動地樞接在軀體部下部的腿部；一雙可擺動返設在肩部兩側的手臂部；一可擺動地設在肩部中央上面的頭部；一雙可傾斜擺動地支持雙腿部的鞋部及一用以固定鞋部的底座，上述軀體部內部設有主搖擺機構，上述肩部內設有手臂搖擺機構，主搖擺機構的馬達的單向連續旋轉經由減速機構驅動偏心輪與凸輪機構，使雙腿搖動、上軀扭擺及肩部斜擺，並通過連動軀體的手臂搖擺機構的驅動，使雙手前後擺動及頭部左右偏擺運動。
2．如權利要求1所述的搖擺電動玩偶，其特徵在於所述主搖擺機構由設在軀體內部且可左右搖動地以上下端分別樞接在肩部及軀體下部的搖動板上的馬達、由皮帶輪及齒輪組成用以將馬達輸出轉速減速及增加扭矩的減速機構、由減速機構驅動的偏心輪、及中央具有凸輪槽與偏心輪接觸而由偏心輪驅動而行左右往返運動的凸輪構成。
3．如權利要求1所述的搖擺電動玩偶，其特徵在於所述手臂搖擺機構由一對呈左右對稱且可做有限轉動地水平支承於肩部內的軸件、及一對呈對稱配置而具有直立杆部分別卡接於上述一對軸件的從動構件部及下部的水平杆部可滑動地嵌合在上述搖動板上的銷子的推拉杆構成。
4．如權利要求3所述的搖擺電動玩偶，其特徵在於所述手臂搖擺機構的一對軸件上分別設有一凸輪，此對凸輪的頂點經常頂接於一用以支持玩偶頭部的支持件的下端樞接部向兩側突出的翼片，上述一對凸輪以不同方向旋轉一角度時，通過翼片使頭部以樞接部的樞軸為中心產生左右擺動。
5．如權利要求1至4之一所述的搖擺電動玩偶，其特徵在於所述軀體部的下部與一雙腿部的上部相樞接的二樞軸間距離大於軀體部的上部與肩部的下部相樞接的二樞軸間距離，上、下樞軸各軸心相連線形成非平行四邊形。
6．如權利要求1所述的搖擺電動玩偶，其特徵在於所述雙手臂部的上臂與手臂搖擺機構的軸件相連接部的關節及/或上臂與下臂相連接部的關節構成可沿垂直平面及/或水平平面做轉動角度調節自如的機構。
7．如權利要求1或2所述的搖擺電動玩偶，其特徵在於所述搖動板的下部具有左右對稱的二銷，該二銷分別可滑動地嵌合於雙腿部上部所形成的弧形凸輪片的導槽內。
專利摘要搖擺電動玩偶具有一軀體部、一可擺動地樞接在軀體部上部的肩部、一雙可擺動地樞接在軀體部下部的腿部、一雙可擺動地設在肩部兩側的手臂部,一可擺動地設在肩部中央上面的頭部、一雙可傾斜擺動地支持雙腿部的鞋部及一用以固定鞋部的底座,軀體部內部設有主搖擺機構,肩部內設有手臂搖擺機構。主搖擺機構的馬達的單向連續旋轉經由減速機構驅動偏心輪與凸輪機構,使雙腿搖動、上軀扭擺及肩部斜擺的同時,通過連動軀體的手臂搖擺機構的驅動,而使雙手前後擺動及頭部左右偏擺運動。
文檔編號A63H29/22GK2444664SQ0025017
公開日2001年8月29日 申請日期2000年9月13日 優先權日2000年9月13日
發明者楊新亞 申請人:亞永實業股份有限公司