魔幻滾筒玩具的製作方法

2023-05-17 00:23:51

專利名稱：魔幻滾筒玩具的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電池動力的能自行滾動的圓筒玩具。
背景技術：
目前，公知的能在地面移動的玩具，大都靠輪子與地面的摩擦力來實現其運動。無論外型如何變化，都可以大體分為車體和車輪兩部分。這種玩具不但沒有新意，而且還容易發生車輪絞到兒童的手指及頭髮等危險。也曾有過重心偏移類運動玩具，但因其生產製作難度大、靜平衡難以解決、無反向控制電路等原因而未普及開來。

發明內容
為了提高玩具的新穎性、可玩性和安全性，本實用新型提供一種滾筒玩具，它沒有輪子，外觀僅僅是一個圓柱體或橢圓柱體，但它卻可以自由滾動，在碰到障礙時會自動朝相反的方向滾動，而且能夠發出美妙的聲音和閃光。
本實用新型解決滾動技術問題所採用的技術方案是將驅動裝置(電機、減速裝置、配重等)裝在滾筒的內部與帶齒輪的滾筒中心軸(中心軸與滾筒固定連接)嚙合。電機旋轉，驅動裝置與滾筒中心軸發生相對轉動，滾筒重心發生偏移，當偏心力矩大於滾筒前進阻力的摩擦力矩時，滾筒便會滾動。
為了方便安裝和更換電池，將電池室設置在滾筒的一側。因滾筒與驅動裝置是相對運動的，所以需要有一個電源轉接器來避免電線卷繞問題。它由兩片滑環電極構成，一側與滾筒中心軸固定，連接電源線至電池室；另一側能繞中心軸轉動，負荷線接至電機。
本實用新型解決換向技術問題所採用的技術方案是角度觸發器是一個能靈活圍繞中心軸相對轉動的部件，在自重和配重的作用下保證了滾筒滾動的時候角度觸發器的重心線始終豎直向下。當滾筒在滾動中受阻停止前進的時候，驅動裝置繼續圍繞滾筒中心軸轉動，當轉到一定角度時驅動裝置架與角度觸發器相互作用，拔杆觸動微動開關(二部件中一個安裝有拔杆，另一個安裝有微動開關)產生一個電信號，這個電信號觸發換向電路，使得輸出的電源極性改變，所以電機改變轉向，這樣就達到了滾筒在遇到障礙後能夠自動改變方向的目的。本實用新型還提供了定時自動換向功能，它是通過定時電路觸發換向電路來實現。
本實用新型為了提高視覺效果(尤其是在夜間)和聽覺效果，在滾筒兩側加裝了發光二極體和喇叭，增強了趣味性。
本實用新型的有益效果是，功能新穎、結構簡單、趣味性強，同時可以避免帶車輪的玩具可能發生的絞手指、纏頭髮等危險。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型第一個實施例的電路原理圖。
圖2是本實用新型第一個實施例的縱剖面構造圖。
圖3是圖2的A--A剖視圖和B--B剖視圖。
圖中1.音樂閃光集成電路 2.發光二極體組 3.揚聲器 4.電阻 5.電阻 6.電容 7.電容8.電容 9.洩流二極體 10.電阻 11.三極體 12.三極體 13.電阻 14.電阻 15.電阻 16.三極體 17.三極體 18.電源轉接器 19.箝位二極體 20.箝位二極體 21.微動開關 22.電機 23.三極體 24.三極體 25.滾筒 26.角度觸發器 27.拔杆28.驅動裝置架配重 29.大齒輪 30.滾筒中心軸 31.小齒輪 32.減速器 33.驅動裝置架 34.角度觸發器配重。
具體實施方式
參閱
圖1，圖中音樂閃光集成電路(1)驅動發光二極體組(2)和揚聲器(3)發出閃光和美妙的音樂。(F1)～(F6)為反相器，所選IC為六反相器集成電路CD4069。三極體(16)、(17)、(23)、(24)組成驅動電機的輸出電路，其輸出經過電源轉接器(18)與電機(22)電連接；反相器(F3)～(F6)，電阻(14)、(15)組成雙穩態電路用以控制輸出電路即控制電機電源的極性。
三極體(11)、(12)，電阻(10)、(13)，電容(8)、二極體(9)組成改變雙穩態電路狀態的觸發電路。比如當反相器(F3)、(F4)的輸出為高電平時、反相器(F5)、(F6)的輸出為低電平，三極體(12)發射結反偏而截止，三極體(11)的基極至發射級經限流電阻(10)有微電流通過，但這個電流不足以使反相器(F3)、(F4)的狀態發生改變。這時如果經電容(8)有高電位信號送入，則這個高電壓會經過已是導通狀態的三極體(11)的集電極和發射極送至反相器(F3)、(F4)的輸入端，則會使反相器(F3)、(F4)的輸出變為低電平，相應反相器(F5)、(F6)的狀態也會發生改變。合理地選擇電容(8)的容量，可以保證即能有效觸發而又不會在狀態改變後繼續對雙穩態電路產生影響。洩流二極體(9)的作用是電容(8)的陽極變為低電平後使電容(8)的電荷洩掉，以返回初始的狀態。
反相器(F1)、(F2)、電阻(4)、(5)、電容(6)、(7)組成振蕩電路，反相器(F2)的輸出與觸發電路相連。合適地選擇各元件的參數值，使反相器(F2)的輸出端電壓波形為長間隔的正脈衝，這就實現了定時觸發雙穩態電路的目的。
在任何時候，微動開關(21)發生動作(即滾筒遇到了障礙)，由於箝位二極體(19)、(20)的作用，使反相器F2的輸入端電位保持在0.7V(即低電平)，所以反相器F2的輸出變為高電平，即向觸發電路發出了改變雙穩態電路狀態的高電平信號。
本實用新型由三節電池供電，控制電路所選的IC都可以很容易地得到，而且價格便宜，整個電路設計合理，僅用一塊CD4069便可實現整體動作過程。
參閱圖2，空心滾動體分為兩個腔。左側小空腔包含電路部分和電池室。電路部分包括電路板(聲光電路和反向控制電路)和揚聲器。合理地選擇其與電池夾的位置，使安裝完電池的滾筒有較好的靜平衡。右側大空腔為機械傳動機構。從左側小空腔的電路部分到右側大空腔有5根電線，其中2根連接發光二極體組，另3根接至電源轉接器(2根為電機線，1根為角度觸發器信號線)。電源轉接器的一側與滾筒中心軸固定，另一側能繞軸轉動。從圖3的A--A剖視圖可看出，電源轉接器的右半邊下側有一凹槽與驅動裝置架上的拔杆配合，使其能夠隨驅動裝置架共同轉動。
因角度觸發器能繞滾筒中心軸自由轉動，所以在自重和配重(34)的作用下，其重心線豎直向下，兩個微動開關(21)的位置如圖3的B--B剖視圖所示，始終保持水平狀態(也可以在驅動裝置架上安裝開關，而靠角度觸發器上設置拔杆來達到同樣的效果)。當遇到障礙滾筒停止滾動時，驅動裝置架繼續繞中心軸轉動，當轉到大約90度左右時，拔杆會觸動微動開關發出電信號引起雙穩態電路變態。電機(22)經減速器(32)降速，輸出的小齒輪(31)與滾筒中心軸(30)上的大齒輪(29)嚙合，傳遞扭矩。
本實施例的全部部件推薦用塑料製成。滾動體中心軸與滾動體採用裝配結構，其上的各部件的位置是相對固定的，用卡簧固定。軸上的大齒輪可以與軸是一體結構或裝配結構。
權利要求1.一種魔幻滾筒玩具，由電池供電、電機驅動，可自由滾動，其特徵是A.具有一個空心滾動體(25)，驅動裝置(含電機、減速器、配重等)在滾動體內部，減速器(32)的輸出齒輪(31)與滾動體中心軸上的齒輪(29)嚙合；B.在空心滾動體中心軸上裝配有一個角度觸發器(26)；C.在空心滾動體中心軸上裝配有一個電源轉接器(18)；D.角度觸發器(26)與驅動裝置架(33)兩部件相對動作產生觸發信號(其中一部件有拔杆，另一部件有微動開關)；E.空心滾動體的一側設有一個電池室；F.有反向控制電路和音樂閃光電路。
2.根據權利要求1所述的魔幻滾筒玩具，其特徵是所述空心滾動體是圓柱體或橢圓柱體。
3.根據權利要求1所述的魔幻滾筒玩具，其特徵是所述角度觸發器能是一個能圍繞滾動體中心軸轉動且靠重力的作用始終保持重心線垂直向下的部件。
4.根據權利要求1所述的魔幻滾筒玩具，其特徵是所述電源轉接器為滑環電刷結構。
5.根據權利要求1所述的魔幻滾筒玩具，其特徵是所述驅動裝置架是一個能固定電機、減速器、配重等部件的構架。
6.根據權利要求1所述的魔幻滾筒玩具，其特徵是空心滾動體的兩側端面沿圓周分布裝有發光二極體組(2)。
7.根據權利要求1所述的魔幻滾筒玩具，其特徵是反向控制電路的放大輸出由三極體(16)、(17)、(23)、(24)完成。
專利摘要魔幻滾筒玩具。外觀是圓柱體或橢圓柱體，驅動裝置安裝於滾筒內部。電機通電後，驅動裝置繞滾筒中心軸轉動，滾動體重心發生偏移，當偏心力矩大於摩擦力矩時，滾筒開始滾動；遇到障礙時，角度觸發器會產生觸發信號控制電機反轉，滾筒便朝相反的方向返回。該滾筒還具有定時反向滾動功能，並能發出美妙的聲響和閃光，使其更具娛樂趣味性。其滾動時不會發生傳統帶輪子玩具可能造成的絞住兒童手指或頭髮等危險，所以保證了娛樂時的安全，尤其適於兒童群體。
文檔編號A63H29/00GK2794593SQ20042015052
公開日2006年7月12日 申請日期2004年9月29日 優先權日2004年9月29日
發明者孫兆國 申請人:孫兆國