可變形玩具車的製作方法

2023-10-30 18:20:37 2

專利名稱：可變形玩具車的製作方法
技術領域：
本發明涉及玩具車，具體地涉及具有非常規變形特性的玩具車。更具體 地，本發明涉及那些只有兩個用於支撐和驅動的輪子的變形玩具車。

發明內容
簡單的說，本發明是一種玩具車，包括中央殼體，該殼體具有相反布 置的第一側和第二側。第一輪子可旋轉地安裝於所述殼體的第一側上，且第 二輪子可旋轉地安裝於所述殼體的第二側上。所述第一輪子和所述第二輪子 中的每個具有中央輪轂。每個輪轂具有沿著共用的第 一旋轉軸線布置的中 心。多個葉片連接到所述輪轂上並形成所述第一和第二輪子。每個葉片的遠 離所述輪穀的末端形成所述第一和第二輪子中的一個的外周表面部。每個葉 片可被獨立和分別地關於第二葉片軸線手動重新設置角度，所述第二葉片軸 線相對於所述第一軸線橫向延伸。


述。為了闡述本發明，圖中顯示了目前優選的實施例，然而應理解，本發明 並不限於示出的精細布置和零部件。 圖中
圖1是根據本發明的優選實施例的玩具車的前透視圖，顯示的玩具車處 於第一形態；
圖2是圖1的玩具車的右透視圖，玩具車的尾部置於收縮位置；圖3是圖1的玩具車的右透視圖，玩具車的尾部置於延伸位置； 圖4是圖1的玩具車的前透視圖，玩具車處於第三、漿輪形態； 圖5是圖4的玩具車的右透視圖； 圖6是圖4的玩具車的頂前右透視圖7是圖1的玩具車的前透視圖，玩具車的輪子處於第二輪子形態； 圖8是圖7的玩具車的右透視圖； 圖9是圖1的玩具車的分解透視圖10是圖1的玩具車的透視圖，圖中為簡化起見輪子被示為半球形而 不是單個的葉片，且外殼被除去以露出內部的驅動機構；
圖11是圖IO玩具車的大體沿玩具車的中心平面截取的剖面透視圖； 圖12是圖1的玩具車的葉片的透視圖13是圖1玩具車的大體沿玩具車的中間平面截取的剖面平面圖，此 玩具具有備選驅動機構，顯示的玩具車具有轉向向外的葉片；
圖14是圖13玩具車的大體沿玩具車的中間平面截取的剖面透視圖； 圖15是圖1所示玩具車的無線遙控發射器105以及板上控制單元101 的示意圖。
具體實施例方式
下文描述中使用的一些術語只為了便於表達，沒有限定的意思。詞語 "上"、"下"、"左"和"右"指相應圖裡面的方向。這些術語包括前文特別 提及的詞語、相關派生詞以及類似的引入語。
參照附圖，其中在全部附圖中類似的附圖標記指示類似的元件，在圖 1-15中示出了根據本發明的大體球形可變形玩具車的優選實施例，其總體以 附圖標記10指示。此玩具車IO可以有電源，例如一個或多個電池13 (見圖 10-11)，以給玩具車10的移動提供動力。此外，玩具車10優選在電子控制 殼體11中配備有控制電路或單板控制單元100 (圖15),電子控制殼體11 具有蓋子lla,玩具車10由用戶使用與玩具車10間隔開的通常常規的遙控 器105來遠程控制。
具體參照圖1-8,此玩具車10包括由中央外殼12提供的底盤，和第一 和第二半球狀輪子14和16。特別地，外殼12還有相反布置的第一和第二側 12a和12b。第一輪子14可旋轉地安裝在殼體12的第一側12a上，且第二
6輪子16可旋轉地安裝在殼體12的第二側12b上。特別的，每個輪子14、 16 都有一個多邊形的中央外殼或者中央輪轂20，而且優選由多個(在所示實施 例中為7個)安裝在輪轂20的圓周邊緣或側邊的獨立葉片18形成。每個葉 片18遠離輪轂20的末端形成第一輪14和第二輪16中的一個的外周表面部。 每個中央輪轂20具有中心，其基本沿著共同的第一旋轉軸線20，布置，第 一旋轉軸線20'是兩個輪轂20的共同旋轉軸線。優選地，每個輪子14、 16 包括多個相同的葉片18，每個葉片都安裝於並延伸通過優選是七邊形的輪轂 20的平坦外周壁或表面20a中的一個上。優選地，每個葉片18能夠繞第二 葉片軸線18'旋轉，並從第一軸線20'橫向且大體徑向延伸出去。
玩具車IO被配置成下文中詳細描述的方式，以允許第一輪14和第二輪 16上的每個葉片18繞著葉片18的第二葉片軸線18'獨立和分開地在第一 極限旋轉位置和相反的第二極限旋轉位置之間手動重新設置角度，在第一極 限旋轉位置上，每個葉片18都彎曲形成第一球狀的形式，優選是圖1-3所 示的大體球形形態24;在第二極限旋轉位置，即與第一位置方向旋轉約180 度的位置上，葉片彎曲形成圖6-8所示的第二個形態26，其中，每個輪子 14、 16都是大體半球形的形態，該形態具有杯狀內部和由每個半球形輪子 14、 16的內部形成的大開口端，每個半^求形4侖子14、 16從外殼12和其它輪 子面向外部。在葉片18的第一旋轉形態24下，第一輪子和第二輪子14、 16 大體為杯狀，其開口端向內朝向;f皮此。在葉片18的第二個旋轉形態26下， 第一輪子和第二輪子14、 16為大體杯狀，其開口端向外彼此遠離。葉片優 選沿著其長度和在長度上彎曲，從而第一和第二輪子14、 16在第一和第二 旋轉位置24和26中形成半球。
車10還可以進一步配置成第三種形態，"槳輪"形態25,如圖4和5 所示，其中葉片18被設置於介於第一和第二形態24、 26之間的位置上，而 且優選在介於第一形態和第二形態24、 26之間的中間位置上，亦即，沿著 圍繞輪轂20的相同方向，該方向是將葉片18繞著第二個軸線18，在第一和 第二形態24、 26之間旋轉，與第一和第二旋轉位置24、 26均偏離90度的 方向。
現在參照圖12,每個葉片18優選包括制動裝置或柱銷18a，其優選截 面為方形，它可用來手動地設置每個葉片，以將玩具車10置於第一、第二 和第三形態14、 15、 16中的任意一個形態下。具體地，柱銷18a優選包括圍繞該柱銷18a的彈性襯套(未示出)。柱銷18a和襯套被壓入輪轂20的面 20a上的互補的孔(圖中未畫出)中，從而襯套用於把葉片18固定在特定的 所需形態，然而，由於它的彈性，葉片18在被用戶操縱時也可以在孔裡旋 轉。通過此方法，柱銷18a、襯套以及孔就有效地以類似制動裝置的方式把 持葉片18固定在所需形態，然而在需要時又允許葉片18旋轉到不同的形態。 由於柱銷18a優選是正方形外形，就可以有四個葉片位置，即0。、 90°、 180。 和270。。這裡0。定義的是朝內相對的如圖1-3的球形形態24; 90。是提供圖 4-5的第三"漿輪"形態25的第三個旋轉位置；且270。是提供圖6-8中第二、 向外杯狀輪子形態的形態26的第二旋轉位置。儘管優選如此，下列內容也 在本發明的主旨和範圍內，柱銷18a有不同的形狀包括卻不限於多於或少於 4個側邊的多邊形截面，以使葉片能分別有多於或少於4個的不同的方位。
在上面介紹的設定下，當用戶希望重新調整玩具車10，用戶必須分別旋 轉每個葉片18來達到特定的形態。需要注意的是，儘管只有三個形態24、 25、 26在這裡被特別描述，通過簡單地通過把不同的葉片18旋轉到相互之 間有不同的角度，而不是把每個葉片都旋轉到相同的位置上，還可以實現任 何數目的形態。儘管優選採用上面介紹的柱銷18、襯套以及孔的配置，下列 情況也在本發明主旨和範圍內，葉片18是可選擇用不同的方式固定/旋轉， 它包括卻不限於鏡像的十字形、或星形或多邊形的孔和柱銷設計，或者彈簧 偏壓的帶有多個接觸制動面的制動機構。此外，儘管優選的是葉片18固定 在輪轂20中，同時在通過設置柔性柱銷18a和孔而手動旋轉葉片18,下面 方法也是本發明的一部分，柱銷18a和孔均沒有提供足夠的柔順性以允許葉 片18在連接在輪轂上後還可以旋轉，且手動的角度重新設置包括允許手動 拔下柱銷並以柱銷和孔結構允許的任何角度將柱銷再次插入孔中。
儘管優選地，柱銷18a是葉片18的一部分，而且孔是在輪轂上，本發 明也包括相反的結構，其中柱塞大體從輪轂20徑向向外伸出，而葉片18上 面設置有孔。
葉片18可以由任何合適的材料製成。如果需要，每個葉片18可以由泡 沫聚合材料模製成實心的支撐杆。這種泡沫聚合物的葉片不僅自身具有彈性 柔性，為外殼12提供相當的緩衝，而且可為車子IO提供足夠的浮力，以使 其能夠在水上行駛。
再次參考圖1-8,在第一、第二、和第三種形態24、 26、 25的任何一種形態下，優選地，支撐了自由旋轉的反作用輪30的關節狀尾部28從外殼12 橫向伸出，方向優選地與輪子14、 16成大體或近似切線的方向。尾部28具 有樞轉連接到外殼12的至少第一末端27a，和相反布置的，靠近輪子30的 第二末端27b。尾部28由至少兩個關節段構成，從而第一段29a旋轉連接到 殼體12,並且至少第二段29b旋轉連接到第一段29a。優選地，尾部28通 過輪子14、 16旋轉的反作用造成的向心力在收縮位28a和延伸位28b之間 移動，且用於在輪子14、 16沿向前推進方向的旋轉中抑制外殼12的旋轉來 穩定車子10。尾部28優選是柔性的，使得尾部28在收縮位置28a至少部分 地大體繞在殼體12上；在延伸位置28b,尾部28從外殼12向外延伸，使得 至少第二末端與外殼12間隔開，超過輪子14、 16的圓周範圍。此外，在收 縮位置28a，尾部28可置於第一和第二輪14、 16的開放端之間，即使葉片 18在第一位置24上。
參照圖9-11，顯示了用來驅動輪子14、 16的優選驅動機構。首先需要 注意的是，由於簡化的緣故，圖10-12中的輪子14、 16被顯示成半球形， 而不是分開的葉片。驅動機構包括分別總體以40、 50指示的第一和第二驅 動鏈，他們分別由第一和第二馬達42、 52驅動，布置在齒輪箱22中，該齒 輪箱被置於外殼12內。優選地，第一驅動鏈40驅動第一輪14,且第二驅動 鏈獨立於第一驅動鏈40和第一輪14而驅動第二輪16。應注意，第一和第二 驅動鏈實質上相同，因此下文只具體描述第 一驅動鏈40。
第一馬達42淨皮激勵以旋轉第一輸出軸42a和第一小齒輪44a。第一小齒 輪44a是第一減速齒輪系44的第一齒輪，第一減速齒輪系44將第一馬達42 驅動連接至第一輪子14。第一減速齒輪系44，細節如圖9-ll所示，包括許 多在這裡沒有單獨描述的相互嚙合的齒輪。第一減速齒輪系44最終使柱銷 46旋轉，該柱銷與第一輪14驅動連接。柱銷46優選地放置於輪轂20的管 筒20c上的互補鍵孔20b內，這個管筒向內延伸朝向玩具車IO的中心。用 此方法，柱銷46和輪轂20通過鍵旋轉連接，使第一馬達42與第一輪14驅 動連接。用此方法，第一和第二輪14、 16可分別由獨立的第一和第二馬達 42、 53分開或獨立地驅動，以便通過以相同的方向大體相同的速度激勵第一 和第二馬達42、 52就能夠向前或向後驅動玩具車10,或者通過以不同的方 向或相同的方向但不同的速度激勵第一和第二個馬達42、 52而使小車轉彎。
儘管優選的是上面描述的驅動機構配置，使用其它驅動機構配置，作為驅動小車10的第一和第二輪14， 16的備選驅動機構配置，也同樣落在本發 明的主旨和範圍內。例如，可以採用馬達和具有通常慣用的分離齒輪 (throw-out gear)的驅動鏈。用此方法，當馬達沿第一方向驅動時，兩個輪 子一起沿一個方向旋轉(例如使玩具車向前運動)，當馬達向第二個方向驅 動時使得玩具車一側的輪子沿一個方向旋轉，同時通過分離齒輪的操作，使 得玩具車另一側的輪子或者向相反方向旋轉，或者不動，從而使得玩具車能 夠轉彎。
圖13和14顯示了備選的驅動機構。備選的驅動機構大部分與上面描述 的驅動機構相類似，除了第一和第二減速齒輪系44， 、 54，配置方式略有不 同，且在玩具車10中的位置不同。第一和第二驅動鏈44，、 54，的功能與前 面描述基本相似，其中第一和第二驅動鏈44'、 54'將第一和第二馬達42、 52分別驅動連接到第一和第二輪14、 16。因此，這裡不再詳述第一和第二 驅動《連44、 54。
如圖15所示，上述實施例的玩具車IO優選配置為通過無線遙控發射器 105來可操作地控制。玩具車IO優選通過無線遙控發射器105發出的無線電 (無線)信號來可操作地控制。然而，其它類型的控制器也可使用，包括其 它類型的無線控制器(例如紅外、超聲和/或語音啟動的控制器)和甚至有線 控制器等。優選地，板上(on-board)控制單元100與第一和第二馬達42、 52的可搡作地連接，且^f皮配置成可接收和處理由遙控源105發出的控制信 號，遙控源離玩具車10有一定空間距離並遠程控制第一和第二馬達42、 52 的操作。
玩具車IO設置有控制單元100，此控制單元IOO安裝在常規電路板101 上。控制單元100包括控制器102，優選具有無線信號接收器102b和微處理 器102a以及任何必要的相關元件，如存儲器。馬達42和52是可反轉的， 並由微處理器102a通過馬達控制子電路42'和52，控制，該子電路在微處 理器102a的控制下，選擇性地將馬達42、 52與電源106相連接(例如一個 或多個一次性或充電電池13 )。
在操作中，無線遙控發射器105向玩具車IO發出信號，信號由無線信 號接收器102b接收。無線信號接收器102b通過微處理器102b與驅動馬達 42、 52通信並可操作地連接，以控制玩具車10的速度和機動性。推進驅動 馬達42、 52的運轉通過分開並獨立的控制每個馬達42、 52而用於推進和操縱玩具車10。驅動馬達42、 52和控制單元100部件都是本領域已知的常規 裝置，關於他們結構和操作的詳細說明對於本發明的全盤理解不是必需的。 然而，典型的驅動馬達可包括無刷電機，優選是可提供每伏特最少1360轉 每分鐘。
在使用中，玩具車10通過第一和/或第二輪子14、 16的任一旋轉方向上 的旋轉而行駛在表面上。可通過繞著第二軸線18，在第一位置24和第三位 置26之間手工旋轉或者重新定位第一和第二輪14、 16上的葉片18而對玩 具車IO進行變形，在第一位置24玩具車IO基本為球形形狀，在第三位置 26整個中央殼體12被打開。此外，在第一和第二輪14、 16沿向前或相反方 向的驅動使外殼12旋轉時，尾部28能分別地置於延伸位置28b或在收縮位 置28a部分地巻繞在中央殼體12上。玩具車IO的葉片18也可以設置在中 間位置25上(圖4)，使得第一和第二輪14、 16像漿輪一樣，或在第一和第 二位24、 26之間的任何其它旋轉位置上。儘管，兩個輪子14、 16上所有的 葉片18優先採用一致的角度方位時的輪子14、 16的三個形態24、 25、 26 是優選的，應理解各個輪子14、 16的各個葉片18實際上可用手工置於葉片 18/輪轂20的連接允許的任何角度位置，從而允許每個輪子14、 16上的葉 片18的角度方位混雜，也允許輪子與輪子間以及在每個輪子上的葉片18的 角度方位混雜，從而允許有更多新奇的輪子設計。例如，葉片18中的四個 可被置於O度或180度的方位，而剩餘的葉片18可被交替放於這四個葉片 之間並置於90度。當然，每個輪子14、 16上裝偶數個葉片18的結構將允 許在給定的輪子上的葉片18的角度方位對稱變動。
如果配備有浮力的葉片18和尾部28，且底盤/殼體12另外密封，還可 以^使玩具車10行駛在水面上。此外儘管在玩具車10處於中間位置25時優 選在水上行駛，玩具車IO在葉片18在任何位置時在乾燥地面上行駛也是可 以的。此外，可以預期玩具車IO可在葉片18處於任何位置時在水上行駛， 這些位置包括但不限於第一或第二位置24、 26，儘管不如第三位置25有效。
儘管遠程控制玩具車是優選的，應該注意玩具車可由工廠預編程以執行 預先規定的運動或一系列運動，或設置成由用戶選4奪性地編程以形成這些預 定義運動。可選地或另外地，玩具車還可裝備傳感元件，例如按鍵，近程傳 感器等，，如果或者當接觸或感知到障礙物時，這些傳感元件將控制玩具車 自動轉向或掉頭離開那些它正行駛的任何方向。
ii本領域技術人員應理解，在不偏離本發明的廣闊發明概念的情況下，上 述實施例是可以改變的。因此應該理解，本發明不限於這裡^^開的特定實施 例，而是傾向於覆蓋附屬權利要求所限定的本發明的實質和範圍。
權利要求
1. 一種玩具車(10)，包括中央殼體(12)，該殼體具有相反布置的第一和第二側(12a、12b)；第一輪子(14)，可旋轉地安裝於所述殼體的第一側上；和第二輪子(16)，可旋轉地安裝於所述殼體的第二側上，所述第一輪子和所述第二輪子中的每個具有中央輪轂(20)，每個輪轂具有沿著共用的第一旋轉軸線(20』)布置的中心，所述第一輪子和所述第二輪子中的每個還具有多個葉片(18)，其連接到所述輪轂上並形成所述第一和第二輪子，且每個葉片的遠離所述輪轂的末端形成所述第一和第二輪子中的一個的外周表面部，其特徵在於每個葉片可被獨立和分別地關於第二葉片軸線(18』)手動重新設置角度，所述第二葉片軸線相對於所述第一軸線橫向延伸。
2. 如權利要求1所述的玩具車，其中所述葉片彎曲，使得在所述葉片 的第一旋轉位置(24),所述第一和第二輪子呈大體杯狀，開口端向內朝向 彼此，且在所述葉片的第二旋轉位置(26)，所述第一和第二輪子呈大體杯 狀，開口端向外4皮此遠離。
3. 如權利要求2所述的玩具車，其中所述第一和第二輪子在所述第一 和第二旋轉位置呈大體半球形。
4. 如權利要求2所述的玩具車，其中所述葉片可選擇性地旋轉到介於 第一旋轉位置和第二旋轉位置之間的至少一個中間旋轉位置(25 )。
5. 如權利要求4所述的可變形玩具車，其中在中間形態，所述輪子的 轉變為漿輪，其中所述葉片從所述第 一旋轉位置和所述第二旋轉位置中的每 個均旋轉約90度。
6. 如權利要求1所述的玩具車，還包括至少第一馬達(42)，該第一馬 達可操作地連接到至少所述第 一輪子，以驅動至少所述第 一輪子。
7. 如權利要求6所述的玩具車，還包括至少第二馬達(52),該第二馬 達可操作地連接到至少所述第二輪子，以獨立於所述第 一輪子驅動至少所述 第二4侖子。
8. 如權利要求1所述的玩具車，其中每個葉片通過可旋轉的制動連接 裝置(18a)而連接到所述輪轂上，從而使每個葉片可選擇性地手動設置於 圍繞第二軸線的多個離散的角度位置中的任何一個。
9. 如權利要求1所述的玩具車，還包括控制單元(100),其與所述第 一和第二馬達可操作地連接，並被配置成接收和處理從與所述玩具車間隔開 的遠程源(105)傳送的控制信號，以遙控所述第一和第二馬達的操作。
10. 如權利要求1所述的玩具車，還包括與所述殼體可移動地接合的尾 部(28)，所述尾部具有至少第一端(27a)和相反布置的自由第二端(27b), 所述尾部可在收縮位(28a)和延伸位(28b)之間移動。
11. 如權利要求10所述的玩具車，其中所述尾部的第一端可旋轉地連 接到所述殼體。
12. 如權利要求11所述的玩具車，其中所述尾部是柔性的，使得所述 尾部在所述收縮位時大體至少部分地巻繞在所述殼體上，且在所述延伸位時 從所述殼體向外延伸，使得至少所述第二端與所述殼體間隔開。
13. 如權利要求12所述的玩具車，其中所述尾部由至少兩個鉸接段形 成，使得第一段(29a)可旋轉地連接到所述殼體，且至少第二段(2%)可 旋轉地連接到所述第 一段。
14. 如權利要求13所述的玩具車，其中當所述葉片被置於第一位置時， 在所述收縮位的所述尾部被置於所述第一輪子和第二輪子的開口端之間。
15.如權利要求IO所述的玩具車，其中所述尾部可浮在水上。
16.如權利要求10所述的玩具車，其中所述尾部包括靠近第二末端的 至少一個尾輪(30)，其至少在所述尾部的所述延伸位置接觸表面。
全文摘要
一種玩具車，包括中央殼體，該殼體具有相反布置的第一側和第二側。第一輪子可旋轉地安裝於所述殼體的第一側上，且第二輪子可旋轉地安裝於所述殼體的第二側上。所述第一輪子和所述第二輪子中的每個具有中央輪轂。每個輪轂具有沿著共用的第一旋轉軸線布置的中心。多個葉片連接到所述輪轂上並形成所述第一和第二輪子。每個葉片的遠離所述輪轂的末端形成所述第一和第二輪子中的一個的外周表面部。每個葉片可被獨立和分別地關於第二葉片軸線手動重新設置角度，所述第二葉片軸線相對於所述第一軸線橫向延伸。
文檔編號A63H17/00GK101437588SQ200780016218
公開日2009年5月20日 申請日期2007年5月4日 優先權日2006年5月4日
發明者威廉·威利特 申請人:美泰有限公司