陸地航行玩具車輛的製作方法
2023-06-20 14:59:16 1
專利名稱：陸地航行玩具車輛的製作方法
技術領域：
本發明涉及由風力推動的玩具車輛，尤其是涉及採用無線控制方式控制的、帶風帆和輪子的陸地玩具車輛。
背景技術：
市場上可以見到多種由風力推動的玩具以及大量娛樂用的玩具車輛，這些都可被稱之為陸地玩具車輛。這些陸地玩具車輛有一個用於捕捉風力的風帆，以及安裝風帆的主體，此外，它還包括有用於支撐主體的輪子。一般來說，這些玩具車輛由無線信號控制，其總體呈三角狀結構，它具有一對位於後軸兩端的後輪以及一個用於轉向的前輪。這些玩具車輛上安裝有伺服馬達/接收器以接收控制器發出的無線遙控信號。在無線信號的控制下，接收器和伺服馬達即可交替控制主體上的前輪導向裝置的前輪以及風帆驅動裝置。
這種類型的玩具車輛存在一個問題，即在強風的作用下容易出現無法控制的傾倒趨勢。為了解決這個問題，設計者做了多種努力，諸如使用柔性的外裝配輪、特別的重量分配、以及調節車輛和兩個輪子的重心位置等等。但這些想使車輛在高速行時保持穩定的努力都不是非常成功。此外，用線拉的桅杆控制器來使車輛具有帆船那樣的機動性也存在著問題，其原因在於當桅杆搖晃時，拉線會變松，而且控制拉線長度的裝置(通常使用捲軸或鉸盤)容易使線纏結在一起，從而幹擾桅杆控制系統的工作。
對於高速運轉的這類玩具車輛來說，桅杆控制和方向控制是關鍵所在。這一點從在前公開的美國專利申請如US 4,886,478以及6,576,146可以看出。在美國專利US 4,886,478中描述的玩具車輛，其桅杆的運動為一根松的拉線所限，而其前輪方向控制裝置則包括一對從安裝於玩具車後端的伺服馬達延伸到前輪的纜繩。而美國專利6,576,146則公開了另一種形式的玩具車輛，其桅杆控制器的拉線沒有導向結構，並且從其控制前輪的伺服馬達上延伸出一根連到前輪上的控制臂的拉線。上述的兩種方向和桅杆控制系統都無法使由風力驅動的處於高速運轉中的玩具車輛確實保持穩定狀態。而且，上述兩種相關文件都沒有提供任何防止車輛傾倒的方法。
發明人現在想提出一種可控制的、而且高速運轉時不至傾倒的由風力驅動的玩具車輛。這種玩具車輛的造價相對低廉，而且運轉時的可靠程度很高。
發明內容
本發明的目的就是為了克服現有技術中由風力驅動的陸地玩具車輛的所存在的不穩定性和易傾倒性問題。為達到上述目的，本實用新型包括多個新穎的部件，如驅動前輪的蝸輪結構；幾種獨特的桅杆控制裝置，以及圍繞著前輪轉向組件四周的剎車盤。
理想的桅杆控制裝置應該允許桅杆能快速而平穩的定位以使突來的外力不至於集中到車輛上。採用拉線來控制桅杆是較佳的方式，但是由於桅杆能自由擺動，它可能對車輛產生不必要的拉力並且容易纏結在一起，從而如上面所述的那樣影響車輛行進的穩定性。為了改善風帆的桅杆控制效果，發明人提供了三種新穎的技術方案，這三種方式或者是使用帶導向結構的拉線、或者是傳動結構和小齒輪、或者是滑動的彈性帶裝置，後面將詳細敘述。
簡單地說，帶導向結構的拉線系統通過控制拉線的主要部分，使其不至纏結在一起的方式，使陸地玩具車輛具有近似於帆船所具備的機動性。這種帶導向結構的拉線系統使用了一種令拉線穿過的套管，該套管的直線部分與相互嚙合的小齒輪機構結合在一起，通過小齒輪機構可以拉動拉線的尾端。第二種桅杆控制裝置是一個固定在桅杆或控制杆上的主傳動機構和小齒輪組件，其中，主傳動機構可以直接固定在桅杆或控制杆上並與安裝在伺服馬達的轉軸尾端或齒輪箱內的小齒輪嚙合。通過這種結構，帆杆的位置被精確地控制。第三種技術方案使用滑動的彈性線/帶，彈性線/帶從控制杆的底部通過並與控制杆下端面上的軌道連接。彈性帶的尾部帶有一跨在軌道上的滑動部件。一個支架和直線狀的齒條用於移動彈性帶的相反一端，通過改變彈性帶的工作長度，使帆杆回到中心位置的彈性回復力在風力作用下可以從的一端(此處桅杆的偏轉具有較大阻力)變換到另一端(此處帆杆被允許向兩側移動)，通過控制風帆的位置即可得到所希望的結果。所有這三種方式將在後面結合附圖予以進一步的詳細說明。
前輪轉向裝置是本實用新型的另一新穎特點，它通過蝸輪和驅動機構獲得自鎖功能，前輪在蝸輪驅動機構的作用下轉動，然而輪子的反作用力卻不能使蝸輪機構反轉，其原因即在於它不能改變力的傳遞方向。因此，輪子被精確保持在由控制器輸入信號控制的伺服馬達(例如廉價的直流馬達)所設定的位置上，上述的導向裝置是通過傳動軸帶動的蝸輪驅動機構獲得上述效果。傳動軸從車輛的前端向後延伸到伺服馬達和動力裝置上，伺服馬達和動力裝置被放置在車輛的尾部以使車輛獲得更好的平衡性。這種系統的另一優點在於前輪可以左右轉動90度或者說總共180度的轉角。大多數現有玩具車輛的的前輪只能左右轉動45度或者說總共90度的轉角，而前輪180度的轉角可以使玩具車輛實現急轉彎並具有更好的機動性能。
本發明還有一個新穎的特點，那就是當車輛傾斜角度過大時，其具有的剎車盤可以發揮作用。當車輛傾斜過大時該剎車盤的外緣可與地面接觸。當剎車盤的外緣與地面接觸時，剎車盤和車輛具有幾何形狀，可以使前輪從地面抬起。由於車輛具有較小的摩擦係數，因此剎車盤作用在車輛上的橫向力小於作用在前輪上的橫向力，靠剎車盤滑行的車輛迅速向與風力相反的方向轉動。這樣一來就立即減小了作用在風帆上的風力，使車輛在完全傾倒之前迅速恢復正常位置。
本發明的技術方案為它包括有一主體，該主體的後端安裝有兩個分離的同軸後輪，主體的前端則安裝有一單個的可控制轉向的前輪，所述的前輪和後輪共同支承主體，以使主體可以在地面上滑行；一個安裝在所述的主體上的方向控制裝置，它可以使前輪左右各偏轉約90度；一遙控裝置，該遙控裝置包括有接收遙控信號的接收器，該接收器安裝在主體的後端，用於驅動所述的方向控制裝置；一桅杆，該桅杆安裝主體上，用於支承豎直的風帆組件，該組件又包括有一與桅杆和風帆連接的控制杆；所述的遙控裝置還包括有至少一個馬達以調節前輪的轉向，以及根據遙控發射器發出的控制信號來調節控制杆的機構。
所述的方向控制裝置包括有向後延伸的可轉動的傳動軸，其尾端有一蝸輪，該蝸輪與方向控制裝置後端的小齒輪嚙合，所述的傳動軸尾端則和所述的遙控裝置連接。
所述的調節控制杆的機構包括可伸長和收縮的彈性線/帶。
所述的遙控裝置包括驅動機構，其中至少有一個馬達，所述的彈性線/帶在控制杆的下端伸長和收縮。
所述的彈性線/帶在其一端與控制杆滑動連接，而其另一端則和可水平移動的齒條固連，這樣，彈性線/帶的伸長或縮短可限制控制杆的偏轉角度。
所述的控制杆調節機構具有一拉線，該拉線的一部分穿過導向管，所述的拉線一端與控制杆連接，另一端則與所述的遙控裝置連接。
所述的導向管與主體連接。
所述的導向管具有近似圓形的截面。
所述的控制杆安裝在桅杆上，且可以擺動，而桅杆則安裝在主體上。
在桅杆和控制杆之間還具有限制轉動角度的鉸鏈，所述的鉸鏈包括一個弓形槽，該弓形槽開在控制杆上，並環繞在所述的桅杆頸部，所述的鉸鏈還包括一個與桅杆固連的限位柱，該限位柱穿過弓形槽，當所述的控制杆相對桅杆從一端轉到另一端時，限位柱分別與弓形槽的兩端接觸。
調節所述的控制杆的調節機構包括與桅杆固連的第一齒輪，所述的第一齒輪與受遙控裝置控制的第二齒輪相互嚙合。
所述的第一齒輪與桅杆的底部連接。
所述的控制杆調節機構包括有一直流馬達。
方向控制裝置後端的小齒輪與一盤狀的內齒輪嚙合，該盤狀的內齒輪與前輪固連。
主體上還連接有剎車盤，該剎車盤接近前輪位置，當車輛在行進中處於傾斜狀態時，剎車盤的左或右外緣可與地面接觸。
本發明的這些獨特之處極大地增強了玩具車輛的趣味性和娛樂性。本發明使用的方法和結構材料製造方便並且經久耐用。從下面部分的
和具體實施方式
中，本發明的其它方面和優點將變得非常清楚。
附圖1為本發明的整體結構示意圖附圖2A、2B、3以及4為風帆位置控制裝置幾種實施例的結構示意圖附圖4A為本發明的控制杆的運動位置示意圖附圖5為前輪導向裝置的結構示意圖附圖6為車輛的剎車盤部分的結構示意圖
具體實施例方式見附圖1所示本發明的由風力驅動的玩具車輛總體呈三角狀，它包括有一跨在三個輪子上的主體10，兩個分開的後輪11以及一個可以控制轉向的前輪12。主體10上設有用於固定風帆15的桅杆13以及一根控制杆17。主體10上還帶有無線控制的接收器和伺服馬達18，以控制風帆15的位置和前輪12的轉向。本發明主體10的特點之一在於其具有一個鼻狀端16，該鼻狀端16可以起到剎車盤和前保險槓的作用。如下面所詳細敘述的那樣，當車輛在強風力作用下有傾倒的趨勢時，剎車盤的外緣可以將前輪12抬起。
附圖2A、2B、3、4，以及4A舉出了幾種風帆控制裝置的實施例。請參閱附圖2A所示，本實施例使用一個位於伺服馬達18和桅杆13之間的主傳動機構，以使桅杆13能根據遙控信號的指令動作。控制杆17與桅杆13套接在一起，其上開有與固定在桅杆13上的限位柱131配合的弓形滑槽171，可以在一定角度內轉動。通過上述結構，當控制杆17動作時，就可使風帆15獲得所需的方位。見附圖2B所示，主傳動機構也可以直接與可自由轉動的控制杆17連接，控制杆17和傳動機構之間沒有相對運動。
現在見附圖3所示的另外一個實施例，它包括有一傳動裝置，在該傳動裝置中，桅杆13與車輛主體10固定連接，但是與桅杆13連接的控制杆17可以相對桅杆轉動，其轉動角度受控制線纜所限。控制線纜的路徑由位於其中後部的導向管引導，線纜的一端與控制杆17下端面上的橫杆172相連，橫杆172上設有多個可選擇的連接位置。線纜的另一端與一做直線運動的驅動機構相連，所述的驅動機構由伺服馬達帶動。通過穿入導向管內的線纜的長度，該裝置允許風帆15相對車輛主體10獲得所需的位置。這樣，在線纜長度範圍內，風力可以帶動風帆15在一定角度內轉動。這種方式提供的拉線式控制杆可以消除線或線纜纏結在一起的可能性，相對於現有技術而言是一種顯著的改善。
現在見附圖4所示的又一種實施例，該實施例中描述的結構可以使風帆獲得精確的位置。如附圖3中所示的那樣，該實施例使用一根固定的桅杆13以及一根可以轉動的控制杆17，然而所不同的是，其控制杆17的下端面上設置了導軌173，以使控制部件的尾部可以在上面滑動，與前面所述實施例中帶導向結構的拉線不同的是，其中心部件是一根彈性帶，該彈性帶的材料必須使其象發條一樣，在縱向上具有較大剛性，但在水平方向上卻可以彎折。控制杆17下端面上的軌道173與位於彈性帶尾部的滑動部件配合，位於控制杆17下端的一系列導向柱或者滑動部件控制了彈性帶的走向。當風帆15被風力吹動時，一個與彈性帶連接的直線狀齒條通過伸長或縮短彈性帶可以強制性控制風帆的位置。附圖4A所示為彈性帶和風帆15可能達到的極限位置的示意圖。該實施例相對與附圖2A、2B和3所示的實施例所不同之處在於，它可以提供一個持續的使風帆15和控制杆17回到中心位置的回覆力。當控制杆17位置處於車輛主體10的中心、而彈性帶被完全拉伸時，其偏轉力達到最大，彈性回復力允許風帆15在變化或不一致的風力作用下調整其自身位置。
附圖5所示為前輪導向裝置。如附圖中所示，蝸杆21由一根向後延伸至伺服馬達的傳動軸23帶動。蝸杆21又帶動一與盤狀的內齒輪27嚙合的小齒輪25，盤狀的內齒輪27與前輪12連接。對於機械技術領域的知識有所了解的人容易理解，該裝置可以抵抗由前輪12傳導給傳動軸23的反力。通過傳動軸23和伺服馬達/接收器單元可有效鎖定前輪12的位置。因此，車輛也就獲得了精確和控制性很好的機動性。
現在見附圖6所示，本發明的另一個獨特之處在於其剎車盤16的動作。現有技術中具有風帆的車輛存在的問題之一即在於其在強風的作用下高速行使時容易出現傾倒的趨勢。而當這種情況出現時，車輛的使用中斷，使用者必須手工將其扶正並重新調整他/她所站的位置通過遙控信號來重新遊戲過程。如附圖6中所示，本發明的剎車盤16以一種特殊的方式來避免傾倒現象的出現。當車輛在強風作用下傾斜時，其導向外緣31在點33處與地面接觸並抬起前輪12。這樣，前輪12可以滑出風力的方向並轉動整個車輛，因此，風帆就處於受風力較小的方向上。這樣，車輛的位置被迅速調整，在傾倒之前又恢復正常的運動。附圖6中同時還表示出了包括轉動軸23和蝸杆21在內的導向裝置的一些細節。
以上所述的實施例，僅為體現本發明原理的較佳實施例而已，並非用來限定本發明保護範圍。凡依照本發明申請專利範圍內所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，皆應落在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種陸地航行玩具車輛，其特徵在於它包括有一主體，該主體的後端安裝有兩個分離的同軸後輪，主體的前端則安裝有一單個的可控制轉向的前輪，所述的前輪和後輪共同支承主體，以使主體可以在地面上滑行；一個安裝在所述的主體上的方向控制裝置，它可以使前輪左右各偏轉約90度；一遙控裝置，該遙控裝置包括有接收遙控信號的接收器，該接收器安裝在主體的後端，用於驅動所述的方向控制裝置；一桅杆，該桅杆安裝主體上，用於支承豎直的風帆組件，該組件又包括有一與桅杆和風帆連接的控制杆；所述的遙控裝置還包括有至少一個馬達以調節前輪的轉向，以及根據遙控發射器發出的控制信號來調節控制杆的機構。
2.根據權利要求1所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於所述的方向控制裝置包括有向後延伸的可轉動的傳動軸，其尾端有一蝸輪，該蝸輪與方向控制裝置後端的小齒輪嚙合，所述的傳動軸尾端則和所述的遙控裝置連接。
3.根據權利要求1所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於所述的調節控制杆的機構包括可伸長和收縮的彈性線/帶。
4.根據權利要求3所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於所述的遙控裝置包括驅動機構，其中至少有一個馬達，所述的彈性線/帶在控制杆的下端伸長和收縮。
5.根據權利要求4所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於所述的彈性線/帶在其一端與控制杆滑動連接，而其另一端則和可水平移動的齒條固連，這樣，彈性線/帶的伸長或縮短可限制控制杆的偏轉角度。
6.根據權利要求2所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於所述的控制杆調節機構具有一拉線，該拉線的一部分穿過導向管，所述的拉線一端與控制杆連接，另一端則與所述的遙控裝置連接。
7.根據權利要求6所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於所述的導向管與主體連接。
8.根據權利要求7所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於所述的導向管具有近似圓形的截面。
9.根據權利要求1所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於所述的控制杆安裝在桅杆上，且可以擺動，而桅杆則安裝在主體上。
10.根據權利要求9所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於在桅杆和控制杆之間還具有限制轉動角度的鉸鏈，所述的鉸鏈包括一個弓形槽，該弓形槽開在控制杆上，並環繞在所述的桅杆頸部，所述的鉸鏈還包括一個與桅杆固連的限位柱，該限位柱穿過弓形槽，當所述的控制杆相對桅杆從一端轉到另一端時，限位柱分別與弓形槽的兩端接觸。
11.根據權利要求10所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於調節所述的控制杆的調節機構包括與桅杆固連的第一齒輪，所述的第一齒輪與受遙控裝置控制的第二齒輪相互嚙合。
12.根據權利要求11所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於所述的第一齒輪與桅杆的底部連接。
13.根據權利要求2所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於所述的控制杆調節機構包括有一直流馬達。
14.根據權利要求2所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於方向控制裝置後端的小齒輪與一盤狀的內齒輪嚙合，該盤狀的內齒輪與前輪固連。
15.根據權利要求1所述的陸地航行玩具車輛，其特徵在於主體上還連接有剎車盤，該剎車盤接近前輪位置，當車輛在行進中處於傾斜狀態時，剎車盤的左或右外緣可與地面接觸。
全文摘要
本發明公開了一種帶有風帆的陸地玩具車輛。它包括有一主體、一個安裝在主體上的前輪方向控制裝置、一個用於帶動方向控制裝置的遙控裝置、一根安裝在主體上而用於支承風帆組件的桅杆以及一根與桅杆和風帆連接的控制杆。本發明可以根據遙控裝置發出的指令來調整前輪轉向以及風帆的位置，從而避免車輛在高速行進時出現傾倒的現象，具有較強的趣味性和娛樂性。
文檔編號A63H29/00GK1743045SQ20041005126
公開日2006年3月8日 申請日期2004年8月31日 優先權日2004年8月31日
發明者約翰·J·西尼西 申請人:東莞常平盧屋益智玩具廠