遙控行走的玩具動物的製作方法
2023-06-18 19:43:56 2
專利名稱：遙控行走的玩具動物的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種遙控(如無線遙控)行走的玩具動物。不同的是，本發明所述的無線控制行走的玩具動物有幾條腿，模仿真的動物運動。
本發明的背景是電動四條腿自由行走的玩具動物，例如玩具馬，在市場上就可以買到。但嘗試將這種自由行走的電動玩具動物轉變成價格低廉的遙控玩具，此種商品目前市場上還沒有出現。
研究價格低廉的遙控行走的玩具動物存在一些技術難題。控制玩具動物開始行走相對來說比較容易，當該玩具正在行走忽然要停下來並且保持平衡相對較難，實驗證明，當玩具動物停止行走，它經常會倒下，因為它的一條腿或幾條腿沒有在同一平面上，並且它不能靠剩下來在同一平面的腿來支撐它自己。
本發明所述的玩具動物減低了上述玩具的不足，為大家提供了一種非常有用的選擇。
在本發明中，玩具動物的組成部分有一個包含有電動馬達的身軀，支撐該身軀的幾條腿，馬達促使腿相對於身軀以模擬行走的方式運動，當上述的腿在預先確定的某個位置或預先確定的幾個位置的其中某一個位置時，有裝置能使馬達停止。
本發明首先要根據實施例的圖片來具體描述，具體描述如下
圖1描述的是玩具動物和遙控器的外形；圖2A描述的是圖1所述的玩具動物的內部結構的第一個示意圖；圖2B描述的是圖1所述的玩具動物的內部結構的第二個示意圖；圖3描述的是圖1所述的玩具動物的動作傳送系統和位置感應系統；圖4A至4H描述的是圖1所述的玩具動物的腿行走的一個循環過程；圖5描述的是圖1所述的玩具動物的感應和反饋功能的示意圖；圖6A描述的是圖1所述的玩具動物收到遙控信號後某一時間段的圖；圖6B描述的是圖1所述的玩具動物的電動馬達響應圖6A中的接收信號而運轉的某一時間段的圖。
具體描述如下在圖1中，本發明所述的玩具動物通常形狀是指玩具馬10，當然還可以是別的動物形狀，如狗或兔子等。玩具馬10包括頭12、長身軀14和四條腿16a、16b、16c、16d。頭12和腿16a、16b、16c、16d相對於身軀14按如下所述的方式一起移動。玩具馬10的動作靠遙控器18來控制，遙控器包括一個開/關按鈕20和一根遙控天線22，去傳送無線信號給遙控馬10。
在圖2A和2B中，玩具馬10靠安裝在身軀14裡幾節乾電池24(此處只顯示了一節)提供能量。同時，身軀14裡也安裝了一個無線信號接收器(在此二幅圖中沒有顯示)，一個電路板26，包含如下所述的邏輯電路，一個直流馬達28，一個齒輪箱29，一個頭部擺動器30和兩條腿移動結構31(在此二幅圖中只顯示了一個)。每一個腿移動結構31都是通過一條相應的連杆32而與對應的腿16c、16d連接，此處只顯示了一個。腿16c、16d與身軀14通過可以使腿16c、16d旋轉的旋轉中心軸34相連接。
如圖2A和2B所描述，腿16a、16b顯示了模仿馬的前腿行走的動作，腿16c、16d通過旋轉中心軸34在如圖所示的
的雙向箭頭上旋轉移動，頭12在如圖所示的
的雙向箭頭上旋轉移動。
圖3中，縮小了的齒輪集中在齒輪盒29裡，和一個位置感應和反饋裝置一起在本發明中使用。我們可以看到，直流馬達28包括馬達小齒輪36和冠狀齒輪38相嚙合。冠狀齒輪38與小齒輪40通過軸42連接而同步旋轉，小齒輪40與扁平齒輪44嚙合，與腿移動結構31和電刷46通過軸47連接而同步旋轉。通過這樣的安排結構，馬達小齒輪36的運動可以被傳送到腿移動結構31，然後再被傳送到與腿移動結構31相連的腿16a，16b，16c，16d。
電刷46由電子材料構成，並且可以在電刷板48上旋轉，並且一起構成了位置感應和反饋裝置。在旋轉過程中，電刷46與電刷板48上的三個不同電力傳導區域中的一個相聯繫。每一個電力傳導區域都與一根電導線50相連接，電導線50輸送電子信號到電路板26。這些信號可起著電刷板48上的電刷46的位置指示器的作用。電刷46與腿16a，16b，16c，16d同步移動，這些信號同時也起著腿16a，16b，16c，16d的位置和狀態的指示器的作用。這些關係將會在圖4A到4H中更清楚的顯示出來。
圖4A到4H顯示了腿16a，16b，16c，16d在一個較大的平面52上行走的一個完整的過程。在這些圖片中，為了更清楚，連杆32分開顯示在圖的上方。我們可以看到，電刷板48被間隙C分成二個主要的獨立的區域A、B。在圖4A中，腿16a，16b，16c，16d的馬蹄部分都停止在平面52上。玩具馬10可以穩穩地支撐它自己在平面52上。假若玩具馬在這樣的位置上時，電刷46將會暫時擱置在間隙C的位置。
當玩具馬開始行走，馬腿16b，16d開始移動，腿16a，16b，16c，16d將會在圖4B顯示的位置和狀態。這時腿16b，16d在平面52的上面。處於這個位置時，電刷46和區域B接觸。當玩具馬14繼續前進，馬腿16a，16b，16c，16d將會在圖4C所顯示的位置上，腿16d在平面52的上面。處於這個位置時，電刷46已從圖4B所顯示的位置旋轉了相當一段距離，儘管這時它仍然和區域B接觸。隨後，玩具馬10將會在圖4D所顯示的位置上，腿16a，16c都在平面52之上，處於這個位置時，電刷46仍然與區域B相接觸。
當玩具馬10繼續前進，腿16a，16b，16c，16d將會處於圖4E所顯示的位置和狀態中，它們都停留在平面52上，玩具馬10可以穩穩地支撐起它自己。我們可以看到，處於這個位置時，電刷46又會擱置在間隙C的位置，但是它已從圖4A所處的位置旋轉了180°。如果馬繼續前進，馬腿16a，16b，16c，16d將會不斷地處於圖4F、4G和4H所顯示的位置和狀態。當處於這三個位置時，馬刷46會與電刷板48上的區域A接觸。然後，馬腿16a，16b，16c，16d將會重新處於圖4A所顯示的位置和狀態，另一次行走的過程又開始了。
從以上的分析可以看出，玩具馬10隻有在馬腿16a，16b，16c，16d處於圖4A或圖4E所處的位置和狀態時才能穩穩地支撐住它自己在平面52上。在這兩個位置時，電刷46將會擱置在間隙C。當它停留在任何其它位置和狀態時，玩具馬10不能支撐住它自己在平面52上，例如從圖4B至圖4D以及從圖4F至4H。然而，在馬行走的過程中，如果馬腿16a，16b，16c，16d移動較快，玩具馬10可以前進而不倒地。
圖5是玩具馬10的感應和反饋功能的示意圖。玩具馬10包括一個無線頻率接收電路54，接收從遙控器18傳來的無線頻率信號。通常，當按下開/關按鈕，激活遙控器18後，遙控器18就傳送無線頻率信號，被接收的信號然後被傳送到開/關邏輯器56，邏輯器56傳送一個「開」信號或一個「關」信號給位置感應邏輯器58，與從無線頻率接收器54傳來的存在或不存在的信號一致。
除了接收從開/關邏輯器56輸入的信號，位置感應邏輯器58也接收從位置反饋裝置輸入的信號。通常，位置感應邏輯器58還接收從連接電刷板48的電線5Q輸入的信號。位置感應邏輯器58根據從開/關邏輯器56和電線50輸入的信號，再傳送這些信號給馬達驅動電路60，與下列表格一致。
表格A
在表格A中，「P＝B」意思是電刷46與電刷板48的區域B接觸，「P＝A」意思是電刷46與電刷板48的區域A接觸，「P＝C」意思是電刷46擱置在電刷板48的間隙C，「R」意味著「後退」，「F」意味著「前進」。
我們可以看到a.當開/關邏輯器56輸入的信號是「開」時，從電刷板48輸入的信號將會被忽略，並且位置感應邏輯器58將會輸出一個「F」(前進)信號給馬達驅動電路60；b.當開/關邏輯器56輸入的信號是「關」時，從位置感應邏輯器58輸出的信號完全依賴於電刷所處的位置，如下所述i.假若P＝B，即電刷46與區域B相接觸，位置感應邏輯器58將會輸出一個「R」(後退)信號給馬達驅動電路60；ii.假若P＝A，即電刷46與區域A相接觸，位置感應邏輯器58將會輸出一個「F」(前進)信號給馬達驅動電路60；iii.假若P＝C，即電刷46暫時擱置在間隙C，位置感應邏輯器58將不會輸出任何信號給馬達驅動電路60，類似於輸出一個「停止」的信號給馬達驅動電路60。
馬達驅動電路60依靠從位置感應邏輯器58輸入的信號促使馬達28運轉，與下列表格一致。
表格B
根據上表格Ba.如果既沒有從位置感應邏輯器58輸入的「R」信號，又沒有「F」信號，馬達28將會停止；b.如果從位置感應邏輯器58輸入了「F」信號，但沒有輸入「R」信號，馬達28將會前進；c.如果從位置感應邏輯器58輸入了「R」信號，但沒有輸入「F」信號，馬達28將會後退；d.如果既從位置感應邏輯器58輸入的「R」信號，又輸入了「F」信號，馬達28將會停止。事實上，這是一種違規操作。然而，為了安全，當出現這種狀態時馬達28將會停止。
圖6A和6B更仔細地描述了馬達28在二個時間段的運轉情況的圖表。如圖6A所示，遙控器18的開/關按鈕20從時間T＝ta至時間T＝tb是處於打開的狀態。在這期間，根據上面的表格A，位置感應邏輯器58將會輸出一個「F」信號，馬達驅動電路60接收該信號。所以，根據表格B，如果只輸入「F」信號，將會驅動馬達28全速運轉，這會促使玩具馬10全速行走。當開/關按鈕20在時間T＝tb處於關閉狀態時，馬達28不會自動停止，反而會產生一系列的振動動作，如圖6B如述，下面我們將更深入地闡述。
假定當開/關按鈕在時間T＝tb時被關閉，電刷46與電刷板48的區域B相接觸，根據表格A所示，位置感應邏輯器58輸出一個「R」信號，馬達驅動電路60接收該信號，同時，(根據表格B)馬達驅動電路60將會輸出一個「R」信號驅動馬達28向後移動。這導致電刷46向後旋轉。通常，電刷46將會越過間隙C，而與電刷板的區域A接觸。處於這個位置時，根據表格A，位置感應邏輯器58將會輸出一個「F」信號，馬達驅動電路60接收該信號，同時，(根據表格B)馬達驅動電路60將會輸出一個「F」信號驅動馬達28向前移動。這導致電刷46向前旋轉。馬達28的這種前進和後退的移動動作可能會出現好幾次。馬達28和電刷46的向前和向後的移動速度將會逐漸減慢，直到電刷46停止並擱置在間隙C，例如，在時間T＝tc。在這個時間處於這個位置時，位置感應邏輯器58將既不輸出「F」信號也不輸出「R」信號，從位置感應邏輯器58輸出的信號是「停止」，馬達28在這個時期會停止。
如上所述，當電刷46擱置在間隙C，玩具馬10的腿16a，16b，16c，16d都停止在同一個平面上，例如，在圖4A-4H中的平面52。處於這個位置時，玩具馬10可以靠腿16a，16b，16c，16d穩穩地支撐住它自己。
我們可以看到在本發明中，遙控行走的玩具動物甚至在它處於停止狀態時都可以自動發現平衡自己的位置。尤為特別的是，當開/關信號是「關」時，玩具動物的腿會繼續移動，並且位置感應邏輯器會調節馬達移動的方向，而且只有當所有的腿都落地以後馬達才會停止。隨著馬達旋轉的振動動作，玩具動物似乎是智能運動員，在伴隨著它的相應的腿的有趣動作，在找尋站穩它自己的最佳位置。
權利要求
1.玩具動物包括一個包含有電動馬達的身軀；幾條支撐該身軀的腿，腿在上述的馬達的驅動下相對於該身軀以模擬行走方式活動。還有當腿在預先設定的位置或預先設定的幾個位置中的其中某一個位置時，使馬達停止的裝置。
2.根據權利要求1所述的玩具動物，其特徵在於當上述的腿在預先設定的位置或預先設定的任何一個位置，離該身軀最遠的各條腿的最末端完全是在同一個平面上。
3.根據權利要求1所述的玩具動物，其特徵在於上述的腿由馬達通過動作傳送裝置驅動而運動。
4.根據權利要求1所述的玩具動物，其特徵在於還包括與上述動作傳送裝置相連的裝置，該裝置用來指示腿所在的位置。
5.根據權利要求4所述的玩具動物，其特徵在於所述的指示裝置是旋轉運動的。
6.根據權利要求5所述的玩具動物，其特徵在於所述的指示裝置是旋轉運動的，它通過該身軀裡的一根相對於縱向的軸來說完全橫向的軸來旋轉運動。
7.根據權利要求4所述的玩具動物，其特徵在於所述的動作傳送裝置，包括至少一個移動結構。
8.根據權利要求7所述的玩具動物，其特徵在於所述的指示裝置是與上述移動結構同步運動的。
9.根據權利要求4所述的玩具動物，其特徵在於所述的停止裝置能使馬達停止，僅僅當上述指示裝置在預先設定的位置或預先設定的幾個位置中的其中某一個位置時。
10.根據權利要求4所述的玩具動物，其特徵在於還包括使上述馬達運轉的裝置，根據指示裝置指示所處的位置而控制馬達的運轉。
全文摘要
本發明所述的遙控行走的玩具動物(10)包括身軀(14),身軀(14)包含有電動馬達(28),支撐身軀(14)的四條腿(16a,16b,16c,16d),四條腿(16a,16b,16c,16d)在馬達(28)的驅動下在相對於身軀(14)以模擬行走的方式運動,還有一個使馬達(28)停止的位置感應和反饋邏輯器,該邏輯器僅有當馬腿(16a,16b,16c,16d)停止在同一平面,玩具動物(10)能支撐起它自己在地面(52)上時,才使馬達(28)停止運轉。
文檔編號A63H11/20GK1275415SQ00105169
公開日2000年12月6日 申請日期2000年4月12日 優先權日2000年4月12日
發明者趙舜培 申請人:趙舜培